Fresh- saltwaters in high-value coastlands: from the hydrogeophysical/geochemical characterization of the present interactions to the modeling quantification of the expected effects of climate changes

Project leaders

Luigi Tosi, Eduardo Kruse

Agreement

ARGENTINA - CONICET - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Call

CNR/CONICET 2013-2014

Department

Earth and Environment

Thematic area

Earth system science and environmental technologies

Status of the project

Extended

Report for renewal

rapporto-2011-2012.pdf

Research proposal

Introduzione
Le aree costiere sono importanti risorse economiche e sociali, molto sensibili ai cambiamenti dell’ecosistema indotti sia da cause naturali che antropiche. Qui spesso si innescano serie problematiche ambientali, quale ad esempio quello della desertificazione a causa della contaminazione salina di suolo ed acque sotterranee spesso aggravato dall’innalzamento del mare indotto dai cambiamenti climatici.
Lo studio della dinamica dei processi idrologici e morfologici è importante al fine della valutazione della disponibilità e della potenziale vulnerabilità di risorse idriche. Conoscere i meccanismi del processo di contaminazione salina delle riserve di acqua dolce significa fare un passo in avanti per la protezione idrogeologica e il benessere umano ma anche il mantenimento della biodiversità.
La costa veneziana è un ecosistema di transizione peculiare e unico al mondo per come si inquadra in un contesto di alta rilevanza del patrimonio storico e culturale. L’evoluzione da sistema naturale primordiale ad antropizzato si riflette sulla complessità dei processi morfo- idrogeologici. Anche la Provincia de Buenos Aires presenta un sistema idrologico costiero complesso, sia dal punto di vista fisiografico che ambientale. Qui, l’impatto dei processi naturali e delle attività antropiche, i cui effetti sugli ecosistemi non sono stati adeguatamente previsti, si traduce in perdite spesso irreversibili della qualità ambientale e in rischio idraulico per la popolazione.
Lo studio dei rapporti tra acque continentali e marine sotterranee in queste due aree necessita di  ricerche complesse per la multidisciplinarietà delle tematiche di indagine. Gli scambi d'acqua sotterranea tra mare e retroterra sono di difficile quantificazione con metodologie idrologiche classiche a causa sia della significativa eterogeneità tipica dei suoli sub-superficiali olocenici delle aree costiere che del sovrapporsi di forzanti naturali (maree, precipitazioni, livelli idrici nei corsi d'acqua) ed antropiche (pompaggi, irrigazione, drenaggi).
Infine va sottolineato che conoscere le interazioni tra acque dolci e saline in regioni costiere è un punto fondamentale per implementare scenari di previsione e piani di prevenzione e protezione per lo sviluppo sostenibile delle aree costiere di pregio.
Motivo della prosecuzione delle attività
La presente proposta si inquadra come prosecuzione e completamento delle attività realizzate nel biennio 2011-2012 nell’ambito dello stesso progetto. La richiesta di ulteriori due anni di studio è giustificata dalla i) complessità della tematica oggetto della ricerca e ii) dai nuovi risultati che hanno evidenziato l’importanza di processi prima sottovalutati. Per quando riguarda la complessità, si era scelto di analizzare con tempistica diversa le due regioni di studio. Infatti, l’attività del biennio in conclusione (vedi rapporto 2011-2012 allegato) è stata rivolta all’acquisizione ed elaborazione dei dati principalmente nell’area della Baia di Samborombón ed in misura minore nella costa veneziana. Nel proseguimento, si prevede di equilibrare la ricerca ponendo una maggior attenzione all’area veneziana e arrivare al completamento dell’analisi nelle aree di pregio della costa Argentina. In relazione ai risultati, è emerso che le attività antropiche hanno un impatto decisamente  maggiore di quanto si era previsto. Si tratta infatti di molti piccoli interventi che hanno portato ad importanti cambiamenti idrologici, in quanto hanno modificato i rapporti acque dolci-salate impattando pesantemente sull’ecosistema.
Attività specifiche
L’analisi dei flussi d'acqua sotterranei nelle aree costiere di transizione richiede una metodologia di investigazione che permetta l’acquisizione dei dati con continuità terra-mare. Questa deve seguire un approccio multidisciplinare che metta in sinergia metodologie geochimiche, geofisiche, idrogeologiche e oceanografiche. Lo studio delle acque dolci e saline in aree costiere di pregio qui proposto si basa su un approccio multidisciplinare che nella fase interpretativa integra i risultati delle varie tipologie analitiche: i risultati permetteranno la caratterizzazione dei rapporti tra acque saline e dolci e tra acque sotterranee e superficiali e la realizzazione di modelli che schematizzano le componenti e la dinamica dei processi.
Il programma di attività proseguirà con la modellizzazione idro-stratigrafica, idrochimica ed idrogeologica degli acquiferi costieri evidenziando i rapporti tra acque salate e dolci e tra acque sotterranee e superficiali. Particolare attenzione verrà data all’analisi delle componenti che controllano i processi idrologici. E’ prevista l’analisi del “relative sea level rise” (RSLR) che si baserà sui dati mareografici e dei movimenti del suolo. Per l’area costiera argentina si utilizzeranno le registrazioni mareografiche a lungo termine delle stazioni di Buenos Aires, La Plata, Mar del Plata e quelle a medio-breve termine di San Fernando, Torre Oyarvide e San Clemente. I dati dei livelli marini verranno poi corretti dai movimenti del suolo sulla base delle velocità misurate dalle stazioni GPS permanenti di Buenos Aires, La Plata e Mar del Plata. Per l’area veneziana si utilizzeranno le stazioni mareografiche di Venezia e Trieste e le misure di movimento del suolo ottenute con le tecniche di analisi interferometriche disponibili. Verranno realizzati modelli digitali del terreno (DEM) per aree specifiche con i quali si simuleranno gli effetti delle variazioni del livello marino nella costa in termini di aree inondabili. E’ prevista inoltre l’analisi dell’evoluzione urbana lungo la fascia costiera del Rio de La Plata mediante Remote Sensing e la mappatura di interventi idraulici realizzati nella Baia di Samborombón per la regolamentazione delle acque superficiali e che impattano sulla qualità delle acque sull’ecosistema. Analisi sedimentologiche e di microfauna potranno fornire informazioni sullo stato ambientale e di salinità. Per la costa e la laguna veneziana si analizzeranno anche i sistemi paleo-idrologici ovvero le strutture geomorfologiche sepolte che favoriscono i flussi sotterranei. In entrambe le aree di studio verranno realizzati monitoraggi e/o misure delle variabili idrologiche (livelli e salinità delle acque) ed ecologiche (ad esempio vegetazione, microfauna, sedimento).
Criteri di conseguimento
Il conseguimento degli obiettivi è garantito dalla stretta cooperazione dei due gruppi Italiano e Argentino che collaborano da diversi anni traendo benefici dall’interscambio di esperienze reciproche di analisi e tecniche di investigazione. In particolare, il gruppo italiano porterà il know-how relativo alle indagini geofisiche, Remote Sensing, ecc. e alle tecniche di simulazione dei processi costieri attraverso modelli matematici avanzati agli elementi finiti, elementi finiti misti, volumi finiti e già applicati nell’area veneziana. Il gruppo di lavoro argentino porterà la sua esperienza sviluppata a partire dalla gestione delle reti di monitoraggio delle acque superficiali, sotterranee e di estuario attualmente in uso nella zona Bahía de Samborombón e nel sistema di dune costiere del settore orientale della Provincia de Buenos Aires. A questo si aggiunge l’eccellenza del gruppo negli studi sugli aspetti idrodinamici, idrochimici, isotopici e geologici.

Research goals

Lo scopo principale del progetto è la comprensione dei meccanismi che regolano le relazioni e gli scambi tra acque continentali e marine e tra acque superficiali e sotterranee in aree costiere di pregio della costa della Provincia di Buenos Aires e quella veneziana. In queste due regioni sono presenti aree ad altissimo valore sia per la peculiarità dell’ecosistema che per la rilevanza socioeconomica.
Gli obiettivi specifici in sono:

l’interazione tra acque sotterranee e acque superficiali in relazione alle variazioni del livello marino a “breve termine”, ovvero dal punto di vista delle maree e fenomeni meteo-marini anomali;
l’interazione tra acque sotterranee e acque superficiali in relazione alle variazioni del livello marino a “lungo termine”, quindi in relazione all’eustatismo e ai movimenti del suolo;
i possibili meccanismi idrologici e geo- morfo- strutturali ed indotti dalle attività antropiche che potenzialmente possono indurre o aggravare il processo di contaminazione salina delle riserve idriche costiere;
gli effetti dello sfruttamento del suolo costiero e delle risorse idriche;
il trasferimento di know-how e formazione di risorse umane.

Last update: 23/04/2024