ARPA Piemonte svolge una serie di attività finalizzate a migliorare la conoscenza dell'assetto idrogeologico della pianura piemontese. A partire dal 2022, queste attività sono state oggetto di una collaborazione con la Regione Piemonte, l'Università degli Studi di Torino (Dipartimento di Scienze della Terra) e l'Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR. Un obiettivo specifico delle attività svolte direttamente da ARPA Piemonte è consistito nella valutazione della variazione dei livelli piezometrici al fine di evidenziare la risposta delle acque sotterranee ai fattori naturali e antropici. Lo studio ha comportato una preliminare definizione della volumetria degli acquiferi superficiali e l'analisi della variazione dei livelli piezometrici nel periodo 2001 - 2022/2023.
L'area di analisi comprende i principali settori di pianura della Regione, rappresentati dai Corpi Idrici Sotterranei (GWB – Ground Water Body) che costituiscono l'acquifero superficiale di pianura. I corpi idrici sotterranei sono l'unità di riferimento per la classificazione dello stato ambientale secondo la Direttiva Europea. La rete di monitoraggio regionale delle acque sotterranee, sviluppata a partire dalla fine degli anni Novanta e gestita da ARPA dal 2001, è costituita da un centinaio di piezometri, ciascuno dotato di datalogger (dispositivo per registrare dati) per misurare livello e temperatura dell'acqua. I dati vengono scaricati manualmente con frequenza annuale o semestrale. La rete è diventata più consistente in termini di misurazioni a partire dal 2005. Al momento dello studio 14 strumenti disponevano di unità per la teletrasmissione dei dati, ed è attualmente in corso il potenziamento della rete con l’installazione di ulteriori 50 strumenti per la teletrasmissione.
Per la trattazione statistica delle serie storiche dei livelli piezometrici, è stato utilizzato il concetto di livello piezometrico di riferimento (range tra 25° e 75° percentile dei valori mensili calcolati sul lungo termine), definito dai "Criteri tecnici" di ISPRA. Sono stati analizzati i dati relativi ai mesi di febbraio, maggio, agosto e novembre nel periodo 2000-2022. L'estrazione dei dati è avvenuta da un database in ambiente PostgreSQL e gestita in ambiente GIS con QGIS.
Per la stima dei volumi idrici della falda superficiale (acquiferi freatici non confinati), è stato adottato l'approccio tradizionale basato sulla formula che lega il volume alla capacità specifica di immagazzinamento, alla variazione del livello piezometrico e all'area interessata.
L'analisi delle variazioni volumetriche è stata eseguita calcolando la differenza tra la soggiacenza media e la soggiacenza media della serie storica per ogni piezometro e mese, moltiplicando poi questo valore per la estensione dell'area per la quale il dato del piezometro è considerato significativo (usando, per semplicità e per la capacità di gestire dati anomali, la superficie del poligono di Voronoi corrispondente). Questo volume è stato poi rapportato allo spessore dell'acquifero, calcolato come differenza tra la piezometria di agosto 2020 e la base dell'acquifero. I risultati sono stati aggregati per ogni corpo idrico sotterraneo.
L'applicazione di questa metodologia sulla serie storica 2001–2022/2023 ha permesso di ricostruire le variazioni di volume d'acqua per ciascun corpo idrico sotterraneo, espresse sia in km³ sia in percentuale. I risultati evidenziano periodi di ricarica (2001-2004, 2009-2011, 2013-2015) e di abbassamento dei livelli piezometrici (2004-2008, 2016-2019 e 2021-2022). I corpi idrici mostrano andamenti estremamente differenti nel tempo, con alcuni che presentano oscillazioni marcate e altri quasi costanti nell'arco di tempo considerato. In particolare, il periodo tra la fine del 2021 e tutto il 2022 ha mostrato il maggior deficit idrico rispetto all'intera serie storica. Sebbene significativa, questa perdita percentuale è considerata limitata rispetto ad altri sistemi, mostrando una risposta dell'acquifero con un certo ritardo agli stress (diminuzione precipitazioni, aumento temperature, maggior sfruttamento).
Tra i fattori naturali che possono incidere sulla variazione dei livelli piezometrici, sono state analizzate le precipitazioni e l'Indice di Precipitazione Standardizzato (SPI). Rispetto a quest’ultimo è emersa una forte correlazione positiva (0,85) con l'indice SPI a 12 mesi. Questo indica che le variazioni dell'Indice SPI su 12 mesi spiegano circa l'85% delle variazioni osservate nel volume d'acqua in falda e suggerisce un potenziale uso dello SPI come indicatore predittivo.
Tra i fattori antropici, i principali sono i prelievi di acque sotterranee (per approvvigionamento idrico, irrigazione, industria, ecc.) e l'uso del suolo (urbanizzazione, agricoltura). I dati sui pozzi sono stati estratti dal database del Sistema Informativo Risorse Idriche (SIRI). È stato calcolato il numero di prelievi per uso agricolo-zootecnico e la densità di prelievi per corpo idrico sotterraneo. È stata fatta una valutazione approssimativa dell'impatto dei prelievi, stimando il volume massimo prelevabile in un mese e confrontandolo con il volume di riferimento del corpo idrico. Il corpo idrico sotterraneo denominato GWB S9 risulta quello in cui le concessioni sembrerebbero essere più impattanti rispetto al volume disponibile.
È stata inoltre esaminata la risposta dei dati gravimetrici, che misurano le variazioni di massa e possono essere correlate al contenuto di acqua. Le missioni satellitari GRACE e GRACE Follow-On forniscono dati mensili di Water Equivalent Thickness (WET) su scala regionale (risoluzione spaziale 200-300 km). Il confronto tra i dati WET (dal 2002 al 2023) e la variazione di volume totale nella falda superficiale ha mostrato una correlazione positiva ma bassa (< 0,5).
Informazioni e risorse aggiuntive
Primi risultati i presentati al XXXIX Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche a Parma nel Settembre 2024
https://www.convegno-idra.it/
Manuale "Criteri tecnici per l’analisi dello stato quantitativo e il monitoraggio dei corpi idrici sotterranei" - Linee Guida SNPA n. 3/2017
https://www.snpambiente.it/snpa/criteri-tecnici-per-lanalisi-dello-stato-quantitativo-e-il-monitoraggio-dei-corpi-idrici-sotterranei/
Poligoni di Voronoi - Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Diagramma_di_Voronoi