ETD

• cambiamento climatico
• climate change
• conceptual model
• groundwater modeling
• hydrogeology
• idrogeologia
• Isola di Pianosa
• modellistica numerica
• modello concettuale
• sostenibilità idrica
• water sustainability

Il presente lavoro di Tesi affronta le fasi e le procedure utilizzate per l’aggiornamento del modello concettuale della falda freatica ospitata dalle calcareniti superficiali dell’Isola di Pianosa, appartenente all’Arcipelago Toscano, sulla base del quale sono stati sviluppati due modelli numerici fisicamente basati, in stato stazionario e in condizioni transitorie.
Per la realizzazione di modelli numerici è stato utilizzato il codice MODFLOW che, in associazione all’interfaccia grafica Groundwater Vistas 8, consente di simulare il flusso delle acque sotterranee in funzione degli elementi che ne caratterizzano la dinamica e i volumi in gioco, con la possibilità di valutarne anche l’evoluzione temporale in relazione alle variazioni meteo-climatiche. Il volume del sistema acquifero d’interesse è stato discretizzato in una griglia a celle cubiche, fondamentali per la risoluzione analitica delle equazioni di flusso da parte del codice MODFLOW.
L’area di studio è costituita dalla porzione centrale dell’isola, dove sono presenti la maggior parte dei pozzi utilizzati nel lavoro. La geologia è caratterizzata da depositi carbonatici plio-pleistocenici della Formazione di Pianosa, che ospitano la falda freatica oggetto di studio, e da un substrato miocenico, prevalentemente argilloso, con intercalazioni di orizzonti conglomeratici, composto dalla Formazione di Marina del Marchese e dalla Formazione del Golfo della Botte.
Per la definizione del modello concettuale sono stati utilizzati elementi quali livelli freatimetrici relativi a campagne piezometriche raccolte tra il 2015 e il 2025, quelli relativi alla rete di monitoraggio in continuo, dati meteo-climatici, dati geologici e sezioni geofisiche. Con l’elaborazione dei dati strutturali relativi agli affioramenti lungo le falesie dell’isola, quelli geologici relativi alla realizzazione dei pozzi e le sezioni geofisiche, è stato possibile ricostruire la geometria del substrato impermeabile prevalentemente argillitico e delle principali faglie o zone ad alta fratturazione presenti nell’area di studio.
Mediante la lavorazione e l’interpretazione dei dati meteoclimatici è stato realizzato un bilancio idrogeologico della falda acquifera relativo ai valori medi degli undici anni considerati, utilizzato poi per l’implementazione degli input e output idrologici nel modello numerico. I dati meteoclimatici hanno inoltre permesso di conoscere l’andamento trimestrale delle ricariche meteoriche della falda dal 2015 al 2025; dato fondamentale per il modello in condizioni transitorie.
Dai dati freatimetrici sono state elaborate la superficie piezometrica media del periodo considerato e quelle stagionali, utili alla comprensione della morfologia e dinamica reale della falda in relazione alle variazioni climatiche stagionali e alla visualizzazione dei gradienti idraulici nelle varie zone dell’area di studio.
Sulla base del modello concettuale sono stati implementati e calibrati il modello in stato stazionario e in transitorio relativo al periodo 2015-2025, suddiviso in trimestri per poter valutare il comportamento della falda nel tempo. I risultati mostrano che la circolazione sotterranea è fortemente controllata dalle strutture fragili, due delle quali agiscono come barriere idrauliche, determinando una netta compartimentazione del flusso tra il settore occidentale e quello orientale dell’isola. L’analisi del bilancio idrogeologico indica che la ricarica efficace è limitata a circa il 13% della precipitazione media annua, pari a circa 80 millimetri all’anno, a causa dell’elevata evapotranspirazione e della frequenza di periodi siccitosi. Il modello evidenzia inoltre un significativo trasferimento d’acqua verso i livelli conglomeratici profondi, pari a circa il 35% del bilancio nel caso stazionario, e conferma la presenza di condizioni favorevoli all’intrusione salina nel settore orientale relativamente a un maggior consumo delle riserve idriche rispetto al loro tasso di ricarica naturale.
In conclusione, il sistema acquifero di Pianosa appare caratterizzato da una ricarica modesta, da un forte controllo strutturale e da una progressiva tendenza all’abbassamento della superficie piezometrica nel lungo periodo; anche se negli ultimi anni gli andamenti dei livelli piezometrici nei pozzi sembrano in crescita dati gli speculari aumenti dei volumi delle precipitazioni. Nel contesto dell’Isola di Pianosa anche gli eventi estremi, contrariamente alle aree continentali e ad altri sistemi acquiferi insulari, sembrerebbero avere un ruolo positivo in termini di ricarica della falda.
I modelli numerici costituiscono quindi uno strumento utile per comprendere l’evoluzione della risorsa idrica dell’isola e per supportare strategie di tutela e gestione futura, soprattutto in relazione all’aumento degli stress climatici e alla possibile crescita dell’intrusione marina.