I N T R O D U Z I O N E “L`acqua è essenziale per la vita umana

I
N
T
R
O
D
U
Z
I
O
N
E
“L’acqua è essenziale per la vita umana – per la salute e la sopravvivenza, oltre
che per la produzione alimentare e le attività economiche. Eppure al momento
stiamo facendo fronte a un’emergenza globale nella quale oltre un miliardo di
persone non ha accesso a una disponibilità minima di acqua pulita e oltre due miliardi non dispongono di servizi igienici e impianti fognari adeguati, la causa
principale di malattie collegate all’acqua.”… (ONU, 20031). Oggi, il problema
dell’accesso all’acqua di buona qualità e la protezione della stessa dall’inquinamento e dal sovrasfruttamento, è diventato impellente e preoccupante, tanto che
già si parla “… di una crisi mondiale dell’acqua, all’orizzonte del 201520202.”… “L’ipotesi di una crisi mondiale dell’acqua … significa che più di metà
della popolazione mondiale (tra i 3,5 e 4 miliardi di persone su una popolazione
mondiale vicina agli 8 miliardi) non avrà accesso all’acqua potabile…”. Molti sostengono che tale crisi sarà dovuta alla povertà e all’insostenibilità dell’attuale
modello di sviluppo. Kofi Annan, segretario generale delle Nazioni Unite, in occasione dell’Anno Internazionale dell’Acqua ha esortato così tecnici e politici:
“…Uniamo i nostri sforzi, utilizziamo le conoscenze e le tecnologie a nostra disposizione e facciamo del nostro meglio per tutelare le preziose risorse d’acqua
dolce del pianeta – la nostra àncora di salvezza per la sopravvivenza e lo sviluppo sostenibile nel XXI secolo”.
La scienza e la tecnologia devono, dunque, mettere a disposizione tutte le
possibili soluzioni per un’inversione di tendenza. E in prima linea ci solo quelle
discipline che trattano dell’acqua, della sua genesi, della sua vita e dei problemi di
protezione e di razionale utilizzo della risorsa. In prima linea ci sono quei tecnici
e quei ricercatori che devono impegnarsi a convincere i governanti che bisogna
preparare coloro che istruiranno gli altri, nei loro Paesi, piuttosto che mandare solo risorse finanziarie che, spesso, scompaiono lungo la strada.
Sin dagli albori, le fonti palesi di approvvigionamento idrico sono state un fattore determinante delle scelte insediative o delle vie di migrazione di quegli stessi uomini i quali, incapaci di darsi una risposta circa l’origine delle acque sgorganti perennemente dal sottosuolo, divinizzavano il fatto al quale sapevano legate
le loro stesse possibilità di sopravvivenza. Lo stesso quesito e altri, sempre più
complessi con l’avanzare delle conoscenze e delle esperienze, furono ben presto
l’oggetto delle speculazioni di filosofi e dotti, dai quali vennero risposte via via
meno metafisiche e sempre più sorrette da dati di fatto. Ed ecco che compaiono discussioni approfondite sull’origine, sulla dinamica e perfino sul contenuto salino
delle acque sotterranee nell’Iliade e nell’Ecclesiaste; negli scritti di Talete, Platone, Aristotele e, via via in Plinio, Lucrezio, Vitruvio, Khubilai Khan e poi, ovviamente, nelle opere di Leonardo da Vinci, Keplero, Cartesio, Kant, Mariotte, sino
a Thiem, Darcy, Meinzer, Theis, Bogomolov, Schoeller, Castany, Todd, Fetter...
1
ONU, Anno dell’Acqua 2003 - DPI/2293F.
Cfr. “Acqua, un bene comune”, Intervento di Riccardo Putrella a prefazione di “Acqua” di Marc De
Villiers (2003).
2
1
2
INTRODUZIONE
ISBN 88-408-1297-0
Come altre discipline di forte applicatività, l’Idrogeologia Applicata ha radici antiche quanto l’Uomo poiché essa investe uno dei bisogni fondamentali dell’Individuo, prima, e quindi della Società organizzata, considerato oggi, giustamente, un “diritto umano e sociale, individuale e collettivo, universale e
imprescrittibile.”…
Generata dal grande ceppo delle discipline geologico-tecniche, l’Idrogeologia applicata moderna è essa stessa una disciplina policomposita, le cui solide basi matematiche poggiano sulle Scienze della Terra e sulle discipline idrauliche,
laddove l’edificio culturale stesso è costituito da metodologie e tecniche integrate, di tipo quantitativo, sovente comuni con altre discipline ingegneristiche (Geotecnica, Geomeccanica, Geognostica, Geofisica, Geochimica, Fluidodinamica,
Idrologia, Meteorologia ecc.).
Gli obiettivi di questa disciplina (Hydrogeotechnique o Hydrogeologie
quantitative dei francesi, Groundwater Hydrology o, più recentemente, Applied
Hydrogeology degli anglosassoni, Hidrologia Subterranea dei paesi di lingua
spagnola, Spezialnaja Ghidrogheologhija degli autori russi) sono compresi in
due diversi insiemi (fig. 0.1), tutto sommato speculari: da un lato, lo studio delle acque sotterranee come risorsa primaria rinnovabile, la quantificazione e la
definizione della qualità di essa su base territoriale e finalizzata alle diverse
utenze idrorichiedenti, la sua vulnerabilità all’inquinamento e al depauperamento quantitativo, la necessità di protezione e rimpinguamento; dall’altro, la
comprensione delle diverse interazioni che si vengono a creare tra acque del
sottosuolo e le opere d’ingegneria e la progettazione dei relativi interventi preventivi e bonificatori.
In particolare, vengono trattati in quest’opera, per quanto attiene al primo
aspetto:
i problemi di studio degli acquiferi sia in mezzi porosi che in mezzi fessurati;
● le tecniche di rilevamento e le misure idrogeologiche, sia in superficie che
nel sottosuolo;
● i problemi di quantificazione delle risorse idriche e di progettazione delle
opere di presa più idonee, sia in aree di pianura che in zone montane;
● i metodi di definizione della qualità finalizzata delle acque sotterranee;
● le metodologie di studio, previsione, prevenzione dell’inquinamento delle
acque sotterranee.
●
Per quanto riguarda invece il secondo aspetto, si farà riferimento alle tecniche
di approccio alle principali progettazioni che includono problemi idrogeologicoapplicativi nei campi:
dell’Ingegneria civile (drenaggi, consolidamenti, problemi di stabilità dei
pendii, infrastrutture di trasporto e collegamento ecc.) e dei grandi scavi in
sotterraneo (miniere, cave, gallerie, depositi di solidi e liquidi, metropolitane ecc.);
● dell’Ingegneria dell’Ambiente e del Territorio (selezione e valutazione dei
siti, progettazione delle opere di antinquinamento, di disinquinamento e
monitoraggio di siti e acquiferi inquinati, progetti di confinamento e dewatering, valutazione dell’impatto ambientale sulle acque sotterranee, valutazione dei rischi e prevenzione del degrado delle acque sotterranee ecc.);
● dell’Ingegneria per la protezione del territorio (…)
● delle Scienze ambientali (…)
● delle Scienze della Terra, (…)
●
ISBN 88-408-1297-0
1.2
Le risorse idriche: disponibilità e utilizzi
3
Caratterizzazione
idrogeologica dei complessi
e degli ammassi rocciosi
Definizione delle caratteristiche
idrogeochimiche e isotopiche
delle acque sotterranee
Definizione della geometria
e della struttura dei sistemi
idrogeologici
Definizione della
dinamica spazio-temporale
delle acque sotterranee
Definizione dei parametri
idrodinamici fondamentali
acquiferi e ammassi rocciosi
Valutazione della qualità di base
della qualità finalizzata
delle acque sotterranee
Quantizzazione del
processo ricarica-discarica
dei sistemi acquiferi
Valutazione della vulnerabilità
all’inquinamento e del grado di
protezione dei sistemi acquiferi
Quantizzazione dinamica delle
risorse idriche sotterranee
ed interrelazione con le
risorse idriche globali
Preparazione della
cartografia tematica
(tradizionale e automatica)
Progettazione e gestione delle
opere di presa delle risorse
idriche sotterranee
Gestione delle risorse
idriche sotterranee
Progettazione delle aree di
salvaguardia delle fonti di
approvvigionamento idrico
e dei sistemi di monitoraggio
Valutazione del rischio di
depauperamento quantitativo
delle risorse idriche sotterranee
Valutazione di idoneità e stato
dei siti con destinazione d’uso
pericolosa e valutazione del
rischio di inquinamento
Progettazione delle azioni e degli
impianti di regolarizzazione
quantitativa delle acque
sotterranee
Progettazione degli interventi di
protezione e disinquinamento
di acquiferi vulnerati
Studi e soluzioni progettuali di
problemi di ingegneria connessi
con le acque sotterranee
Figura 0.1
Principi, metodi, finalità e obiettivi principali
dell’Idrogeologia Applicata.
Questo libro non è e non vuole essere l’ennesimo trattato onnicomprensivo sulle
acque sotterranee: esso è volutamente succinto e compendiario di un certo numero di nozioni di base e di molta pratica professionale, con particolare attenzione
posta nel fornire con chiarezza esempi di applicazione delle metodologie esposte,
con ampio ricorso, ove necessario, a tecniche di elaborazione dei dati di tipo
4
INTRODUZIONE
ISBN 88-408-1297-0
informatico. Infatti, esso è stato preparato per servire sia come testo a livello universitario per gli allievi ingegneri (ambientali e civili) e per gli allievi geologi, sia
come manuale di consultazione per coloro che operano nell’affascinante campo
delle acque sotterranee.
Per ovvie necessità di stringatezza, argomenti che occuperebbero ciascuno un
intero volume sono stati ridotti all’essenziale. Ma, per agevolare al massimo il lettore nelle sue eventuali esigenze di approfondimento, si potrà attingere a ricchi
elenchi bibliografici, comprendenti i principali testi ed articoli specifici pubblicati sui diversi argomenti. Spesso nel testo sono inseriti i necessari rimandi, privilegiando le opere di tipo didascalico e quelle che presentano casi particolarmente
ben trattati e ben illustrati di applicazioni delle tecniche idrogeologiche per la soluzione di problemi specifici.
Nel corso della trattazione dei principali gruppi di argomenti, corrispondenti
ad altrettanti settori specifici, vengono proposti numerosi casi-studio ed esemplificazioni dell’uso di calcoli e tecniche, in modo da permettere al lettore di trarre
profitto immediato delle nozioni trattate.
Nelle diverse Appendici sono riportate una serie di utilities, a cominciare dai
tabulati di fattori e variabili che appesantirebbero inutilmente il testo, sino a finire ai fattori di conversione più frequentemente usati nelle discipline scientifiche,
a un glossario e alla lista dei simboli, delle abbreviazioni e degli acronimi utilizzati nel testo e nella bibliografia.
MASSIMO CIVITA