Comune di Rosignano Marittimo
Provincia di Livorno
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
“COMPONENTE GEOLOGICO - TECNICA ED
IDROGEOLOGICA”
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
Marzo 2002
Dr. Paolo Squarci - Geologo
1. INTRODUZIONE ......................................................................................................................................................... 2
2.INQUADRAMENTO IDROGEOLOGICO GENERALE ........................................................................................... 2
2.1 Definizione delle risorse......................................................................................................................................... 2
2.2 Le unità idrogeologiche .......................................................................................................................................... 5
2.2.1 Unità a permeabilità primaria .......................................................................................................................... 7
Alternanze di sabbie, limi ed argille ricche in sostanza organica dell'Olocene....................................................... 7
Depositi di origine alluvionale, di riempimento di valli e paleovalli ...................................................................... 7
(Olocene) ................................................................................................................................................................ 7
Alternanze di sabbie, arenarie, calcari arenacei, ghiaie e conglomerati con........................................................... 9
sporadiche intercalazioni di argille (Pleistocene medio - superiore) ...................................................................... 9
Alternanze di arenarie calcaree, sabbie e argille (Pleistocene inferiore e ............................................................. 11
Miocene superiore) ............................................................................................................................................... 11
Formazioni argillose caratterizzate da bassissima permeabilità (praticamente..................................................... 12
impermeabili) (Pliocene inferiore e Pleistocene inferiore) ................................................................................... 12
Prevalenza di argille e marne praticamente impermeabili (AM) con intercalazioni di modesto spessore di
conglomerati e sabbie che possono costituire acquiferi di importanza limitata (MS del Miocene superiore) .... 12
2.2.2 Unità a permeabilità mista ............................................................................................................................... 13
Brecce e conglomerati .......................................................................................................................................... 14
Formazioni calcareo, marnoso, arenacee caratterizzate da permeabilità da.......................................................... 15
media a bassa ........................................................................................................................................................ 15
Argilloscisti con interstrati calcarei ...................................................................................................................... 15
2.2.3 Unità a permeabilità secondaria...................................................................................................................... 16
Calcari e radiolariti con buona permeabilità per fratturazione.............................................................................. 16
Serpentiniti, gabbri e diabasi................................................................................................................................. 17
2.3 La circolazione idrica nel sottosuolo ................................................................................................................. 17
2.3.1 L'acquifero regionale profondo........................................................................................................................ 20
2.3.2 Ipotesi sullo stato termico dell'acquifero profondo.......................................................................................... 22
2.4 L’acquifero nelle rocce ofiolitiche ....................................................................................................................... 23
2.4.1 Gruppo delle sorgenti del Gabbro ................................................................................................................... 24
2.4.2 Gruppo del sistema idrotermale della Padula-Muraglione-Ferrata .................................................................. 26
2.5 Considerazioni sul chimismo delle acque............................................................................................................ 29
2.6 L'acquifero nella Formazione del Calcare di Rosignano .................................................................................. 32
2.7 L'acquifero della pianura costiera di Rosignano Solvay – Vada ..................................................................... 34
2.8. Le caratteristiche idrauliche dell'acquifero della piana costiera..................................................................... 38
2.9 Valutazione delle potenzialità idriche della pianura litoranea ........................................................................ 39
2.10 Il bilancio idrologico .......................................................................................................................................... 41
3. SCHEMA DELLA CIRCOLAZIONE DELLE ACQUE NELLA PIANURA........................................................... 45
COSTIERA...................................................................................................................................................................... 45
3.1 La rete piezometrica. ........................................................................................................................................... 45
3.2 L’assetto piezometrico. ......................................................................................................................................... 45
3.3 Definizione degli acquiferi e del modello di circolazione delle acque. ............................................................. 48
3.4 L'acquifero nei depositi alluvionali del Fiume Fine........................................................................................... 49
3.4.1Le caratteristiche idrauliche dell'acquifero. ...................................................................................................... 51
4. INQUADRAMENTO GEOCHIMICO DELLE ACQUE ......................................................................................... 52
4.1 Caratteristiche generali delle acque della pianura costiera. ........................................................................... 52
4.2 Elementi inquinanti loro origine e provenienza. ............................................................................................. 53
4.2.1 Cloruri.............................................................................................................................................................. 53
4.2.2 .Nitrati.............................................................................................................................................................. 54
4.3 Le acque del subalveo del Fiume Fine................................................................................................................ 58
4.4 Zona dell’ “Acquabona” ................................................................................................................................... 60
5 CONCLUSIONI SUGLI ASPETTI IDROGEOLOGICI....................................................................................... 60
1
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
1. INTRODUZIONE
La mole dei dati raccolti sul territorio comunale consente di presentare
un’analisi specifica sull’assetto idrogeologico del territorio comunale che tiene
conto delle varie problematiche che caratterizzano questo particolare settore di
cruciale importanza per un corretta programmazione dello sviluppo urbanistico
e delle attività produttive .
2.INQUADRAMENTO IDROGEOLOGICO GENERALE
Lo studio sistematico del territorio del Comune di Rosignano Marittimo, per la
valutazione ed un corretto uso delle sue potenzialità idriche ha avuto inizio
nel'1972. L'incremento continuo dei prelievi, legato alla domanda d'acqua
sempre crescente, aveva messo in crisi l'equilibrio delle falde presenti nella
pianura costiera di Vada, con il richiamo massiccio entro terra di acque marine
o salmastre. In quel periodo per la prima volta fu affrontato il problema
dell’approvvigionamento idrico e della difesa della qualità delle acque secondo
le metodologie proprie della idrogeologia, abbandonando l'empirismo di
ricercatori improvvisati, talvolta guidato dalle "bacchette magiche” dei sensitivi.
L'Amministrazione Comunale iniziò, con la collaborazione dello scrivente e del
Geom. Roberto Giovani, lo studio della pianura costiera a Sud dell'abitato di
Vada che fu successivamente esteso al resto del territorio comunale.
2.1 Definizione delle risorse
Le risorse idriche sono suddivisibili in due tipi fondamentali:
- le acque di scorrimento superficiale,
- le acque presenti nel sottosuolo.
I due tipi di acque sono strettamente connessi in quanto le prime sono in
contatto idraulico più o meno diretto con le seconde e la conoscenza dei
sistemi acquiferi superficiali è un elemento indispensabile per la valutazione
2
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
della potenzialità delle acque del sottosuolo. La conoscenza del sistema
idraulico superficiale non deve fermarsi alla definizione dei parametri fisici che
lo caratterizzano (portata liquida e solida, dimensioni del bacino, regime ecc.)
ma deve spingersi anche alla conoscenza delle caratteristiche chimiche e
biologiche delle acque in quanto queste condizionano in maniera diretta le
caratteristiche di potabilità di quelle del sottosuolo.
Per comprendere l'importanza di questo aspetto (qualità delle acque) basta
tenere presenti le cifre relative ai prelievi attualmente effettuati nell'ambito del
territorio comunale di Rosignano (dati ASA - anno 2000), per uso potabile:
- da acquiferi alimentati dalle acque del Fiume Fine: 1.030.000 m3/anno;
-da acquiferi alimentati indirettamente da acque di circolazione superficiale della
Pianura Costiera di Vada: 1.230.000 m3/anno.
Entrambi questi acquiferi presentano un elevato grado di vulnerabilità dalla
superficie ma devono comunque essere utilizzati essendo gli unici di importanza
pratica sul territorio comunale.
Considerando le altre fonti di approvvigionamento si hanno :
- Pozzi della zona collinare (Acquabona – Rosignano M°) : 450.000 m3/anno.
- Sorgenti della zona collinare (Bucafonda del Gabbro): 17.000 m3/anno.
Si arriva ad una quantità totale di acque proveniente dal sottosuolo del
territorio Comunale ed utilizzata per usi potabili di circa 2.727.000 m3/anno.
Per gli usi potabili ASA riceve inoltre dalla Soc.Solvay. da territori limitrofi, altri
550.000 m3 / anno per un totale di circa 3.270.000 m3 / anno per usi
potabili.
Sempre nel territorio comunale dagli acquiferi della pianura costiera
vengono emunti 1.500.000 m3/anno per usi irrigui, stimati in base all’uso del
suolo ed alle colture in atto in quanto al momento non esiste una misura diretta
degli usi in agricoltura e 720.000m3/anno per usi industriali.
Riassumendo dagli acquiferi presenti nel sottosuolo del territorio comunale i
prelievi maggiori effettuati sono:
3
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
§ 2.700.000 m3/anno per usi potabili
§
1.500.000 m3/anno per usi irrigui
§
720.000m3/anno per usi industriali
per un totale di 4.920.000 m3/anno
Acqua utilizzata nel civico acquedotto in m3
2000
1999
1998
3270000
3361000
3462000
3568000
1997
4112600
1990
1989
3888000
1988
3870000
4672000
1987
4080000
1986
3648000
1985
1984
1983
3400000
3220000
Nel grafico allegato vengono mostrate le quantità utilizzate nel tempo nel civico
acquedotto a partire dai dati disponibili del 1983.
4
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
La qualità di queste acque, specialmente per usi potabili, va difesa da ogni
possibile inquinamento che si origini dalla superficie (inquinamento chimico e
biologico dei corsi d'acqua, uso non corretto di pesticidi e fertilizzanti in
agricoltura) o per l'ingressione di acqua salmastra nelle zone prossime alla
costa.
Ogni tipo di inquinamento, una volta verificatosi, è difficile e lento ad
eliminarsi, risulta per lo più praticamente irreversibile e gli interventi di
risanamento possibili hanno sempre costi elevati.
Acque provenienti da acquiferi presenti nel territorio
comunale
3000000
2000000
1500000
3
m /anno
2500000
1000000
500000
0
Usi potabili
Usi irrigui
Usi industriali
2.2 Le unità idrogeologiche
Le formazioni geologiche possono essere classificate, da un punto di vista
idrogeologico, tenendo conto, in maniera qualitativa, di quei caratteri delle
rocce che danno una misura della capacità di contenere (porosità) e di far
defluire (permeabilità, trasmissività) l'acqua . Secondo che le proprietà
idrauliche sopraddette siano dovute ai caratteri primari propri della roccia o che
derivino da azioni meccaniche successive alla sua formazione (come per
esempio azioni tettoniche che abbiano modificato la struttura primaria della
5
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
roccia, fratturandola) si parla di porosità e permeabilità primaria o secondaria,
rispettivamente.
Esistono metodologie che consentono di dare una misura delle
caratteristiche idrauliche delle rocce: nel caso di quelle affioranti o presenti nel
sottosuolo della zona che stiamo esaminando si conoscono le caratteristiche
idrauliche principali quantitativamente (permeabilità e trasmissività) soltanto di
quelle che costituiscono gli acquiferi utilizzati per usi potabili, attraverso prove
di portata sui pozzi .
Una valutazione qualitativa delle caratteristiche idrauliche delle varie
formazioni distinte nella carta geologica consente di derivare da questa la carta
idrogeologica dell'intero territorio comunale (Tav.G6). Su questo documento
cartografico, oltre alla distinzione dei vari complessi idrogeologici, sono state
indicate le principali sorgenti, i pozzi di maggiore portata e, nella zona della
pianura costiera, è stato definito, con curve di livello, l'andamento della
superficie freatica.
Nella classificazione idrogeologica delle formazioni presenti nel territorio
comunale è stata utilizzata la terminologia europea. Secondo questa e tenendo
conto delle caratteristiche litologiche, tessiturali, dello stato di tettonizzazione
(fratturazione), le varie formazioni possono essere raggruppate in tre unità
idrogeologiche principali:
1. unità a permeabilità primaria
2. unità a permeabilità mista
3. unità a permeabilità secondaria.
Nelle varie unità possono essere riuniti strati e gruppi di strati a permeabilità
(e porosità) molto diverse tra loro: quello che contraddistingue l'unità
idrogeologica è la caratteristica dominante dell'insieme.
La base di riferimento per la definizione e la delimitazione cartografica delle
varie unità idrogeologiche distinte nella carta idrogeologica (Tav.G6) è stata la
carta geologica del territorio comunale (Tav. G2).
6
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
2.2.1 Unità a permeabilità primaria
Appartengono a questa unità formazioni geologiche a varia permeabilità che
hanno mantenuto praticamente inalterate le caratteristiche idrauliche dal
momento della loro diagenesi. Ne diamo la descrizione seguendo la
suddivisione operata nella carta idrogeologica nella quale le formazioni sono
accorpate in vari gruppi a seconda del grado di permeabilità.
Alternanze di sabbie, limi ed argille ricche in sostanza organica dell'Olocene
Affiorano e sono presenti nel sottosuolo per uno spessore massimo di alcuni
metri, lungo la fascia costiera tra Punta Lillatro a Nord ed il limite sud del
territorio comunale. La permeabilità di questo gruppo varia da media a bassa,
a seconda della composizione litologica. Come vedremo meglio nel capitolo
specifico riguardante i problemi della qualità delle acque, questi sedimenti
(dunari, palustri e di colmata) contengono acque generalmente salmastre, non
utilizzabili per alcun scopo.
Depositi di origine alluvionale, di riempimento di valli e paleovalli
(Olocene)
Anche in questo gruppo sono riuniti strati a diversa permeabilità: bassissima
in argille e limi, elevata nelle ghiaie. Si tratta di sedimenti depostisi nelle
incisioni vallive dei principali corsi d'acqua: nelle parti affioranti sono in genere
costituiti da argilla e limo-argilloso mentre, in orizzonti al di sotto della
superficie, sono presenti più livelli discontinui di ghiaie a matrice sabbiosa.
Questi ultimi costituiscono orizzonti acquiferi che, nel basso corso del Fiume
Fine, possono avere notevole capacità di immagazzinamento e vengono
utilizzati intensamente per scopi potabili e industriali.
Nella carta idrogeologica è stata ricostruita con curve di livello la base dei
depositi alluvionali in corrispondenza della Valle del Fine. La ricostruzione
dell'andamento in profondità della paleovalle è stata possibile per il tratto finale
7
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
del fiume, tra la zona delle Fabbriche ed il mare, per la disponibilità di numerosi
dati stratigrafici derivanti dalle perforazioni eseguite sia per indagini
geotecniche (Società Solvay) che per ricerche di acqua (Amministrazione
Comunale e Società Solvay). Le altre aree di affioramento di questi depositi
corrispondono alle pianure dei fondi valle più importanti, tutti tributari di destra
del Fine: Botro della Sanguigna, Motorno e Torrente Savolano. Le conoscenze
sulla stratigrafia dei sottosuolo di queste aree, e quindi della distribuzione della
permeabilità, sono scarse mancando informazioni diretto deducibili da
sondaggi. Le poche informazioni, disponibili (sondaggi geotecnici per lo
Stabilimento Sarplast,
presso la stazione di Santa Luce) fanno supporre
l’esistenza, direttamente sopra le argille del Pliocene, di livelli di ghiaie, a
matrice argilloso sabbiosa, di pochi metri di spessore verso la base dei depositi
fluviali sormontati da argilla e limo e quindi acquiferi di modesta potenzialità.
Lo spessore dei sedimenti fluviali del Bacino del Fine sembra rimanere
modesto (10-15 m) fino alla strettoia delle Fabbriche e aumentare in maniera
considerevole (30 m) da questa località verso il litorale. Come si può rilevare
dalla ricostruzione dell'andamento della paleovalle, la quota della base di
questa si aggira tra -10 m rispetto al livello del mare, in corrispondenza della
strettoia delle Fabbriche, per arrivare a -30 m presso la linea di riva, con una
pendenza media di 0.38% contro una pendenza media dell'alveo attuale di
0.24%.
La strettoia a monte delle Fabbriche con ogni probabilità ha funzionato
come soglia durante la fase erosiva (ultima fase glaciale del Wurm) nella quale
si è scavata la valle sepolta, in quanto il substrato è qui costituito da formazioni
compatte. (diabase, "Calcare di Rosignano" ed Argilloscisti con calcari ) meno
erodibili di quelle presenti a valle (Sabbie ed argille ad Arctica). L'erosione è
stata quindi limitata dalla soglia delle Fabbriche che ha funzionato come "livello
di base" dell’asta fluviale a monte, mentre a valle il livello di base era regolato
da quello marino che, all’altezza della linea di riva attuale, doveva trovarsi
almeno 30 metri sotto . Tra le Fabbriche ed il mare esiste un livello basale,
continuo di ghiaie a matrice sabbiosa caratterizzate da buone proprietà
8
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
idrauliche, con spessore variabile (fino ad un massimo; di 10 metri) contenente
una importante falda acquifera. Le ghiaie di base sono ricoperte da sedimenti
argilloso - limosi praticamente impermeabili, nei quali sono presenti altri livelli
discontinui di ghiaie a profondità variabile tra 5 e 16 metri dal piano campagna
e con spessore massimo di 5 metri, anch'essi sede di falde acquifere di più
modesta importanza.
Alternanze di sabbie, arenarie, calcari arenacei, ghiaie e conglomerati con
sporadiche intercalazioni di argille (Pleistocene medio - superiore)
In questo gruppo sono state riunite formazioni con caratteristiche
litologiche piuttosto omogenee, trattandosi prevalente- niente di sedimenti
clastici a granulometria medio alta compresa tra quella delle sabbie e quella
delle ghiaie più o meno grossolane. Sono talvolta presenti strati a
granulometria più fine (argille e limi) ma sempre in subordine rispetto ai livelli
clastici grossolani. Questo gruppo è presente su tutta la pianura costiera a
partire da Castiglioncello fino al limite sud del territorio comunale. Costituisce
un importante acquifero "multistrato" utilizzato per usi potabili, industriali ed
irrigui. La raccolta e l'elaborazione dei numerosi dati delle perforazioni in esso
eseguite; ha permesso la ricostruzione con curve di livello (in metri rispetto al
livello medio del mare) dalla base di questo acquiferi .Si tratta di sedimenti
continentali nella parte basale (Conglomerati di San Marco) sormontati da
depositi marini e continentali appartenenti a più. episodi sedimentari del
Pleistocene medio e superiore. I conglomerati presenti a più livelli
rappresentano la parte iniziale dei vari episodi, passano verso l'alto a sabbie e
calcareniti a cemento carbonatico (“panchina") alle quali si intercalano livelli
argilloso- limosi., La
presenza di strati a così diversa granulometria con
variazioni di spessore ed eteropie laterali dei vari livelli rende questo acquifero
non omogeneo né sulla verticale né orizzontalmente. Il variare dello spessore
complessivo dei livelli a maggiore granulometria, legato anche alla morfologia
del substrato dei singoli episodi, influisce in modo diretto sulle caratteristiche
idrauliche degli acquiferi con variazioni di trasmissività che si manifestano in
cambiamenti della produttività dei pozzi perforati, anche in zone ravvicinate.
9
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Come prima accennato,
è stato possibile ricostruire con curve di uguale
livello rispetto a quello medio marino, preso come riferimento (isobate),
l'andamento del substrato impermeabile di questo acquifero ( l’operazione è
stata possibile con la raccolta ed elaborazione di numerosi dati di sondaggi
per ricerche d'acqua: questo scopo sono state ricostruite circa 80 stratigrafie di
pozzi).
Il substrato dell'acquifero in esame è costituito da argille del Pleistocene
inferiore, modellato in incisioni vallive che si sono formate durante un cielo
erosivo precedente la deposizione la deposizione dei conglomerati
di San
Marco. Queste incisioni presenti sia nella piana di Rosignano Solvay che di
Vada a Sud del Fine e possono rappresentare bracci affluenti rispettivamente
del paleo Fine e del paleo Cecina. Episodi sedimentari successivi ricollegabili a
fenomeni di glacio-eustatismo hanno portato al colmamento delle valli
(Conglomerati. di San Marco e "Panchina" di Grotti), e nel proseguire delle fasi
eustatiche, alla deposizione di più livelli trasgressivi - regressivi marini tirreniani
("Panchina" di Castiglioncello) e a depositi continentali ("Sabbie rosse di Val di
Gori" e "Sabbie rosso-arancio di Donoratico').
Nella pianura costiera a Nord del Fine la base dell'acquifero varia tra -10, in
corrispondenza del litorale (zona di Punta Lillatro), e quota + 30 al margine
della zona collinare. Ha pendenza piuttosto regolare interrotta dalla paleovalle
con direzione circa N-S in corrispondenza dello Stabilimento Solvay.
Mediamente i livelli acquiferi raggiungono in questa area potenze comprese tra
10 e 25 metri.
A Sud del Fine, la cui più recente paleovalle interrompe la continuità
dell'acquifero della pianura costiera, la morfologia della base di quest’ultimo è
complessa per la presenza di valli e dorsali sepolte. La dorsale più importante
è quella che dal Podere Sassicaia (tra il Torrente Ricavo ed. il Fiume Fine)
prosegue per il podere Macchiola fino all'abitato di Vada, in direzione ENEOSO, per poi continuare tra la ferrovia Roma- Pisa e la Via Aurelia verso SE
fino al limite sud del territorio comunale. La dorsale degrada verso mare fino a
raggiungere quota -35 nei pressi del litorale nella zona della Mazzanta. Ad E e
10
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
SE della dorsale è presente la paleovalle che raggiunge il suo minimo (quota 30 sul livello del mare attuale) poco più a monte dello Stradone del Belvedere:
in essa si innestano due incisioni sepolte secondarie con direzione quasi
ortogonale a quella della paleovalle principale. La base dell'acquifero tende poi
a risalire verso la Statale 206 (limite est dell'area esami- nata) per raggiungere
quota +25 sul livello del mare. L'acquifero presenta la massima trasmissività in
corrispondenza del minimo della paleovalle, dove raggiunge uno spessore
complessivo di oltre 40 metri, e nella zona a valle della Via Aurelia, dove però,
come vedremo meglio in seguito, la qualità delle acque (alto contenuto in
cloruro di sodio) lo rende difficilmente utilizzabile.
Alternanze di arenarie calcaree, sabbie e argille (Pleistocene inferiore e
Miocene superiore)
Sono qui raggruppate due formazioni del Pleistocene inferiore: quella dei
"Conglomerati di Villa Magrini" e quella dei "Calcari sabbiosi di Montescudaio"
, ed una del Miocene superiore.
Le formazioni dei Pleistocene affiorano entrambe sul margine nord orientale
della pianura costiera di Rosignano Solvay, sulla collina del Podere Pipistrello
tra il Fiume Fine ed il Botro del Gonnellino e in sponda sinistra di quest'ultimo a
valle della Statale 206. I livelli sabbiosi ed arenacei presentano discrete
caratteristiche di porosità e permeabilità: come acquifero questa unità è poco
utilizzata e le informazioni disponibili sulle caratteristiche idrauliche dei livelli
produttivi sono scarse. I dati disponibili consentono comunque di escludere in
genere portate di interesse pratico per usi pubblici e industriali.
Il livello del Miocene superiore, costituito in prevalenza da sabbie e in
subordine da conglomerati, forma una intercalazione nelle argille della stessa
epoca, affioranti tra la zona collinare di Rosignano M°. - Castelnuovo - Gabbro
ed il fondo valle del Torrente Sanguigna e del Fiume Fine. Costituisce un
acquifero di modesta importanza dal quale però emergono una serie di piccole
sorgenti importanti in passato per l'approvvigionamento idrico delle case
coloniche costruite a questo scopo nelle vicinanze.
11
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Formazioni argillose caratterizzate da bassissima permeabilità (praticamente
impermeabili) (Pliocene inferiore e Pleistocene inferiore)
In questo gruppo sono state comprese due formazioni geologiche (AP e Qa)
che, pur appartenendo a due diversi episodi sedimentari, presentano
praticamente le stesse caratteristiche idrauliche. Si tratta di sedimenti argillosi
a granulometria finissima, costituiti prevalentemente da minerali argillosi con
dimensioni molto piccole (inferiori a 1/250 di mm) e scarsi granuli clastici
inferiori a 1/16 di mm. Le minime dimensioni dei componenti la "roccia" fanno
si che numerosi interstizi ("pori") siano minuti e scarsamente comunicanti tra di
loro. Tutto questo porta ad una elevata porosità della "roccia" e a una
bassissima permeabilità d'insieme.
Le argille del Pliocene
di questa unità affiorano nella parte orientale dei
territorio comunale, in corrispondenza del bacino idrografico del Fine. Qui
costituiscono il substrato impermeabile dei depositi alluvionali di questo fiume,
dei suoi affluenti e delle alluvioni terrazzate antiche.
Le argille del Pleistocene inferiore (Qa) affiorano, con continuità sulla sponda
destra del Fine a valle della stretta delle Fabbriche, mentre esistono piccoli
affiora- menti al di sotto dei detriti recenti in sponda sinistra. Costituiscono il
substrato impermeabile dell'importante acquifero presente nella pianura
costiera di Rosignano Solvay e di Vada e di quello presente nella paleovalle
del Fine. Dato che quest'ultima è incisa completamente in tali sedimenti
impermeabili, l'acquifero di questo sistema non è in comunicazione con quello
della pianura litoranea se non in prossimità della riva e anche qui solo con i
livelli più prossimi alla superficie costituiti prevalentemente da sedimenti limoargillosi a bassa permeabilità.
Prevalenza di argille e marne praticamente impermeabili (AM) con
intercalazioni di modesto spessore di conglomerati e sabbie che possono
costituire acquiferi di importanza limitata (MS del Miocene superiore)
Questo raggruppamento comprende varie formazioni geologiche con
caratteristiche litologiche diverse (Diatomiti , Sabbie e conglomerati della Villa
di Poggio Piano , Sabbie e conglomerati del Rio Sanguigna ) intercalati però in
un complesso omogeneo costituito da Marne e marne argillose (AM). Il primo
12
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
gruppo di formazioni, pur essendo talvolta caratterizzato da discreta porosità e
permeabilità, non è distinto con simbologia particolare nella carta idrogeologica
in quanto questi livelli, sia per il modesto spessore che per la non continuità
laterale, non assumono importanza pratica poiché la circolazione idrica che in
essi si sviluppa è sempre limitata.
La Formazione delle Marne e marne argillose (Ma) costituisce nel suo
insieme un complesso pratica- mente impermeabile, con caratteristiche simili a
quello delle Argille azzurre plioceniche (AP) trattato nel paragrafo precedente.
Il gruppo ora descritto è presente sulla destra idrografica del Fine,
immediatamente ad oriente della zona collinare di Rosignano M °. Castelnuovo - Gabbro, al margine della fossa tettonica nella quale si sviluppa il
bacino del Fine, raggiungendo uno spessore dell'ordine di alcune centinaia di
metri.
2.2.2 Unità a permeabilità mista
Sono state classificate in questa unità quelle formazioni geologiche che,. pur
essendo dotate di porosità primaria, a seguito di azioni tettoniche sono state
interessate da una serie di fratture che hanno variato le caratteristiche
idrauliche originarie. In genere la fratturazione aumenta la capacità di
immagazzinamento ed in modo particolare la permeabilità, connettendo i pori
già esistenti nella roccia. La descrizione che segue è in ordine di permeabilità
decrescente.
Calcari organogeni e conglomerati talvolta fratturati. Dal punto di vista
geologico questo gruppo corri- sponde alla Formazione del "Calcare di
Rosignano" del Miocene superiore. Questa é costituita da vari membri a
diversa litologia (Conglomerati delle Cantine , Calcari dell'Acquabona ,
Conglomerati di Villa Mirabella , Calcari di Castelnuovo ) che però, dal punto di
vista idrogeologico, possono essere assimilati per le caratteristiche di elevata
porosità e permeabilità. Le azioni tettoniche subite in varie fasi dal momento
della loro diagenesi hanno contribuito, attraverso la formazione di faglie,
13
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
fratture e diaclasi, a migliorare le già buone caratteristiche idrauliche. In questo
complesso si sviluppano circolazioni idriche importanti tanto da costituire un
acquifero di un certo interesse per la possibilità di utilizzarlo per usi potabili nel
Civico Acquedotto.
La Formazione del Calcare di Rosignano con i vari membri costituenti affiora
in una stretta fascia quasi continua al margine occidentale della zona collinare
tra il Gabbro e La Maestà. Un più vasto affioramento è presente nella zona
dell'Acquabona (le cave omonime vennero aperte in questa formazione) dove
in sono stati perforati due pozzi di ricerca uno dei quali è ancora produttivi ed
allacciati al Civico Acquedotto. Sono presenti inoltre in corrispondenza del
paese di Rosignano M° e alla base di questo affioramento sono presenti
piccole emergenze sorgive la più importante delle quali veniva utilizzata nei
lavatoi del paese (La Fonte). Altri affioramenti compaiono più a Sud sui due lati
della strettoia della valle del Fine vicino alla località Le Fabbriche. Un altro
piccolo affioramento, privo però di interesse idrogeologico, è quello presente a
Punta Righini sulla costa di Castiglioncello.
Anche per questo gruppo saranno date ulteriori precisazioni nel capitolo
riservato agli acquiferi utilizzati nel territorio comunale.
Brecce e conglomerati
Si tratta delle Brecce e conglomerati di Alberelli (pe), appartenenti al Gruppo
delle formazioni paleocenico - eoceniche, costituite da clasti grossolani di
ofioliti, diaspri, calcari e subordinatamente da frammenti di argilloscisti. La
matrice delle brecce è abbondante e prevalentemente argillosa, talvolta è
invece scarsa ed i clasti sono arrotondati come veri e propri conglomerati. In
questo caso la formazione presenta una buona porosità e permeabilità tanto
che in essa si può sviluppare una discreta circolazione idrica. Affiora nei pressi
dell'abitato di Nibbiaia, con spessore di circa 200 metri, e dà origine ad una
sorgente (un tempo utilizzata nel Civico Acquedotto) al contatto con i
sottostanti Argilloscisti e
calcari silicei
"Palombini"
(c2) praticamente
impermeabili.
14
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Formazioni calcareo, marnoso, arenacee caratterizzate da permeabilità da
media a bassa
In questo gruppo sono state riunite le formazioni a bassa permeabilità
d'insieme, dovuta alla componente in prevalenza argilloscistosa, nelle quali
però sono presenti livelli calcareo – marnoso -arenacei che, se intensamente
fratturati, possono costituire acquiferi di limitata importanza. Le formazioni
geologiche che presentano questi caratteri sono le Arenarie calcarifere di
Sassogrosso (pe1) con i Calcari marnosi di Carcivisoli ed il Flysch di Poggio
San Quirico (pe2) del Paleocene medio - Eocene inferiore.
Affiorano nella parte centrale dell'area "montana" tra Nibbiaia ed il Gabbro e
nella zona di Poggio San Quirico - Poggio al Tedesco, ad Est di Monte Pelato.
Da queste rocce non emergono sorgenti di un qualche interesse pratico.
Argilloscisti con interstrati calcarei
Fanno parte di questo gruppo formazioni a permeabilità d'insieme molto
bassa per la presenza di una componente argilloscistosa prevalente. Si tratta
delle formazioni degli Argilloscisti e calcari silicei "Palombini" (C2), dei
Marnoscisti siltosi-arenacei di Poggio Dorcino (C4) e degli Argilloscisti del
Fortulla (C5), tutte del Cretaceo.
Hanno una grande estensione areale nella zona "montana" del Comune e
rappresentano, con le argille del Miocene superiore e del Pliocene della Valle
del Fine, un elemento idrogeologico e geomorfologico abbastanza negativo
nell'economia delle risorse idriche e della stabilità del territorio.
Nel gruppo di formazioni che stiamo esaminando lo scorrimento delle acque
in superficie predomina nettamente sulla circolazione nel sottosuolo. Solo in
casi particolari, in presenza di zone alterate e fratturate, la circolazione nel
sottosuolo può assumere una certa importanza.
Uno di questi casi è quello reso manifesto, con le escavazioni eseguite per
la realizzazione del campo sportivo di Castiglioncello, in località Le Spianate.
Qui infatti. da una zona di marne nere fratturate si è avuta una emergenza di
15
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
acqua che presenta carattere di continuità per tutto il periodo dell'anno, pur
riducendosi nella stagione secca.
Questo gruppo resta comunque di scarsissimo interesse per la ricerca anche
di piccole quantità di acqua, pur se non del tutto privo di qualche modesta falda
locale. Nelle parti più superficiali, dove l'alterazione ed i movimenti gravitativi
hanno provocato accumuli di materiale detritico, talvolta possono crearsi le
condizioni per la presenza di limitate falde freatiche che possono manifestarsi
con la emergenza di piccole sorgenti a carattere temporaneo.
2.2.3 Unità a permeabilità secondaria
In questa unità sono inseribili quelle formazioni geologiche che hanno
acquisito le caratteristiche idrauliche attuali principalmente a seguito di azioni
meccani- che legate a movimenti tettonici, che ne hanno variato la struttura
originaria. Si tratta in genere di rocce a bassa o bassissima porosità di matrice
nelle quali in origine la circolazione sarebbe stata praticamente impossibile. Le
azioni tettoniche subite durante le varie fasi dell'orogenesi appenninica sia
compressivi che distensive (vedi Bartoletti et al., 1985) hanno creato un
reticolo di fratture di diverse dimensioni ed estensione (da microscopiche a
macroscopiche), talvolta concentrate lungo direzioni e superfici preferenziali
(piani di faglia e zone adiacenti), che permettono circolazioni ed accumuli di
acqua nei corpi rocciosi. Causa di permeabilità secondaria è la stessa
circolazione delle, acque che in alcuni casi particolari produce parziale
dissoluzione delle rocce: questo accade in modo particolare nelle rocce
carbonatiche (come esempio caratteristico si possono ricordare le cavità
carsiche) e nei depositi evaporatici (gessi ).
Calcari e radiolariti con buona permeabilità per fratturazione
Sono state riunite in questo gruppo le formazioni delle Radiolariti (Diaspri) (g)
del Giurassico superiore, dei Calcari con Calpionelle ( C 1) e dei Calcari del
Poggetto del Cretaceo inferiore. Tutte queste formazioni sono caratterizzate
da buona permeabilità secondaria per fratturazione ma
date le modeste
16
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
dimensioni degli affioramenti presenti nel territorio comunale, non costituiscono
in questa zona acquiferi di un qualche rilievo.
Serpentiniti, gabbri e diabasi
Si tratta di rocce massive, di origine magmatica , interessate da
fratturazione diffusa che le rende permeatili nel loro insieme e sedi di acquiferi
di una certa importanza anche da un punto di vista pratico. Affiorano
ampiamente nella zona collinare circostante il capoluogo, in corrispondenza
della dorsale Monte Pelato - Monte Carvoli e, nella parte settentrionale dei
territorio comunale, tra il Gabbro, Poggio Arco e Poggio Ginepraio. Lungo la
fascia costiera sono presenti con un ampio affioramento continuo, tra la punta
di Castiglioncello ed il Botro del Fortulla. Possono raggiungere alcune centinaia
di metri di spessore costituendo degli acquiferi di notevole consistenza.
2.3 La circolazione idrica nel sottosuolo
Nella prima parte
sono state descritte le caratteristiche idrogeologiche
principali delle rocce presenti in superficie o rinvenute nel sottosuolo con
sondaggi meccanici e sono stati dati soltanto alcuni cenni di possibili circuiti
che si possono sviluppare nelle varie formazioni. In questo capitolo tratteremo
dello schema idrogeologico dell'intero territorio comunale. Per i circuiti subsuperficiali si terrà conto di tutte le conoscenze ricavate in vari anni di ricerche
condotte per perfezionare lo sfruttamento delle risorse idriche utilizza per il
Civico Acquedotto.
Per schematizzare il modello
idrogeologico della circolazione profonda si
useranno invece le conoscenze ricavabili da zone prossime all'area che stiamo
esaminando dove sono state condotte ricerche geofisiche e realizzati sondaggi
che permettono, per similitudine, di fare ipotesi anche sul sottosuolo "profondo"
della zona in esame.
Tenendo conto delle
definizioni riguardanti gli acquiferi, delle conoscenze
della geologia di superficie, dei rapporti che si ritiene intercorrano tra le varie
formazioni nel sottosuolo e delle caratteristiche idrauliche qualitative delle
17
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
rocce che abbiamo esaminato nei paragrafi precedenti, si può delineare lo
schema idrogeologico del territorio comunale.
A partire, dal basso abbiamo (fig. 1):
1) - acquifero regionale caratterizzato da porosità e permeabilità secondaria,
costituito da rocce dello zoccolo scistoso regionale paleozoico (o più antico) e
triassico, da formazioni evaporitiche e carbonatiche mesozoiche, dalla
Scaglia cretaceo-eocenica e dal Macigno oligocenico,
2) copertura praticamente impermeabile dell'acquifero regionale, costituita
da formazioni a matrice prevalentemente argilloscistosa marnosa (acquicludi
e acquitardi);
3) acquiferi compresi nella copertura caratterizzati da porosità e
permeabilità secondaria (principalmente ofioliti fratturate e brecce);
4) acquifero di limitata estensione caratterizzato da permeabilità mista
(Calcare
di
Rosignano),
immediatamente
sovrastante
al
complesso
impermeabile 2) e alla base delle formazioni argilloso-marnose impermeabili
del Miocene superiore;
5) complesso argilloso praticamente impermeabile (acquieludo) costituito da
argille e marne del Miocene superiore (a), del Pliocene (b),e del Pleistocene
inferiore;
6) - acquifero multistrato della pianura costiera, caratterizzato da livelli a
porosità e permeabilità primaria elevata, ai quali si intercalano livelli argillosi
(acquicludi). Si tratta di sedimenti pleistocenici principalmente di origine
marina;
7) - acquifero nelle ghiaie alla base dei depositi fluviali che riempiono la
paleovalle del Fine e dei suoi affluenti.
18
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Gli orizzonti 4), 6), e 7) costituiscono gli acquiferi maggiormente sfruttati con
i pozzi per vari usi. Sono pure utilizzate le acque delle sorgenti che emergono
dagli acquiferi 3).
Fig. 1 - Schema rappresentativo della situazione idrogeologica dei territorio comunale:
1- acquifero regionale profondo contenente fluidi termali. P- costituito da
formazioni dello zoccolo cristallino paleozoico (o più antico) e da formazioni
terrigene triassiche (a), da formazioni evaporitiche (b), e carbonatiche (e)
mesozoiche e da arenarie oligoceniche ('Macigno") (e), l'orizzonte (d) della
Scaglia è impermeabile anche se compreso nell'acquifero;
2- copertura praticamente impermeabile costituita da formazioni in
prevalenza argilloscistose cretaceo-eoceniche;
3- acquifero costituito principalmente da rocce ofiolitiche fratturate, talvolta
sede di acque ipoterrnali attraverso sistemi di faglie; 4- acquifero della
formazione del, Calcare di Rosignano;
5- complesso praticamente impermeabile argilloso del Miocene superiore
(a), del Pliocene (b) e dei Pleistocene inferiore (e); 6- acquifero multistrato nei
19
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
sedimenti detritici pleistocenici della pianura costiera di Rosignano e Vada; 7acquifero nei depositi olocenici ghiaiosi delle alluvioni del Fiume Fine.
2.3.1 L'acquifero regionale profondo
Le conoscenze di geologia e idrogeologia regionale permettono di fare
alcune ipotesi sulle strutture idrogeologiche "profonde" presenti nel sottosuolo
dell'area in esame.
Per acquifero regionale profondo qui ci riferiremo a
quell'insieme di rocce non affioranti, ma che possiamo ragionevolmente
ritenere presenti al di sotto del complesso a bassa permeabilità formato dalle
Liguridi con Ofioliti.
I sondaggi eseguiti per le ricerche e lo sfruttamento del vapore endogeno
nell'area geotermica di Larderello (le indagini geofisiche e le perforazioni
profonde eseguite in questa parte della Toscana fanno conoscere la struttura
del sottosuolo fino ad una profondità di circa 4 km), i sondaggi
di ricerca
nella zona di Orciatico e la conoscenza della successione stratigrafica di altre
zone della Toscana Marittima, permettono di avanzare alcune ipotesi sulla
possibile situazione geologica ed idrogeologica profonda anche nell'area del
Comune di Rosignano.
Al di sotto delle Liguridi e rocce ad esse associate (Giurassico superioreEocene inferiore), si può ipotizzare la presenza della seguente successione di
unità :
- Serie Toscana: la successione è costituita da un complesso di formazioni
prevalentemente carbonatiche giurassiche che termina verso l'alto con una
formazione argilloso-marnosa (Scaglia del Cretaceo-Eocene) e con una
arenacea (Macigno dell'Oligocene). La zona più prossima di affioramento di
questa serie è quella di Calafuria, sul litorale tra Quercianella e Antignano,
dove è presente l’arenaria
oligocenica Macigno. Alla base di questo
complesso è presente una formazione costituita da alternanze di dolomie e
anidriti del Trias superiore (Formazione di Burano). Questa formazione ha
subìto importanti movimenti a componente prevalentemente orizzontale, con
20
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
spostamenti dell'ordine di diversi chilometri, è fortemente tettonizzata e ridotta
ad una vera e propria breccia.
- Zona a scaglie tettoniche: costituita, principalmente da formazioni
detritiche terrigene del Verrucano triassico, più o meno metamorfiche, e
subordinatamente da filladì paleozoiche. Fanno parte di questa zona tettonica
anche lembi di formazioni carbonatiche ed anidritiche triassiche (Gianelli et
al., 1979).
- Zoccolo cristallino: costituito da un gruppo di formazioni filladiche
(devoniano-ordoviciane) nelle parti più superficiali e da micascisti e gneiss più
antichi nelle parti più profonde.
In termini generali, lo schema idrogeologico per la circolazione profonda
può essere così formulato:
a)
un 'serbatoio confinato artesiano costituito da formazioni carbonatiche
ed evaporitiche mesozoiche' e quarzitico-filladiche paleozoico-triassiche della
zona a scaglie tettoniche e dello zoccolo, fratturate più o meno intensamente
da vari eventi tettonici compressivi e distensivi legati principalmente
all'orogenesi alpina.
b) - una copertura, costituita in gran parte da formazioni argilloscistose in
genere a bassa permeabilità (acquitardi e acquicludi) appartenenti al gruppo
delle Liguridi cretaceo eoceniche a luoghi sormontate da depositi terrigeni
prevalentemente argillosi del ciclo neoautoctono
mio- pliocenico -
quaternario.
In termini di maggiore probabilità, per quanto riguarda il territorio esaminato
in questa nota, il serbatoio profondo nella sua parte superiore può essere
costituito dalla Serie Toscana nella sua forma "ridotta", della quale sono
rimaste le sole formazioni calcareo- dolomitiche con anidriti del triassico cui si
sovrappongono direttamente le falde liguri. Questo perché l'esperienza
dell'esplorazione geotermica, sulla base di numerose perforazioni, nelle aree
dello stesso dominio geologico - strutturale adiacenti a quella in studio,
mostra che questa è la situazione più frequente.
21
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
2.3.2 Ipotesi sullo stato termico dell'acquifero profondo
Studi di sintesi condotti sul nazionale ed in particolare sulla Toscana
Occidentale forniscono informazioni utili alla definizione dello stato termico
anche dell'arca del territorio che stiamo esaminando. La valutazione dello
stato termico del sottosuolo sul territorio che stiamo esaminando si basa su
conoscenze di carattere, generale, derivanti dalle indagini condotte nell'area
geotermica classica di Larderello e dintorni. Altri dati derivano da misure
dirette delle variazioni della temperatura con la profondità (gradiente
geotermico,) effettuate in tre pozzi, profondi 300 metri , perforati nella pianura
costiera tra Rosignano e Vada, in sedimenti argillosi. I pozzi furono perforati
dalla Società Solvay per altri scopi ed in essi furono eseguite
misure di
temperature e di conducibilità termica delle rocce che condussero alla
definizione del flusso di calore in quest'area (Squarci et al., 1974).
Fig. 2 - Andamento delle temperature con la profondità in tre pozzi perforati dalla
Soc. Solvay nei sedimenti del Pleistocene della pianura di Rosignano e Vada 1 arenarie e conglomerati (Tirreniano), 2 - argille pleistoceniche, 3 - argille sabbiose
e sabbie argillose pleistoceniche 4 - alloctono ligure del substrato?
22
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
L'area è termicamente anomala come zona periferica dell'eccezionale
duomo termico centrato su Larderello, dove si hanno temperature
elevatissime a poche centinaia di metri di profondità.
Altre, misure, e seguite di recente in pozzi situati presso la diga dell'invaso
Solvay di Santa Luce e nel Torrente Marmolaio (ad Est dell'area che stiamo
esaminando nei pressi di Pomaia), confermano la diffusa anomalia su gran
parte del territorio delle provincie di Pisa e Livorno, comprendente anche il
Comune di Rosignano M°.
Considerando il gradiente geotermico misurato nei pressi di Rosignano e
Vada (fig.2 - 60°C/km, circa il doppio del gradiente medio terrestre) si
possono supporre nelle parti più alte dei serbatoio profondo, come prima
definito, temperature comprese tra 80 e 100 °C, a seconda dell'ipotesi
formulabile sulla profondità del serbatoio stesso.
Nel territorio che stiamo esaminando esiste quindi nel sottosuolo (le
profondità possono essere stimate nell'ordine degli 800-1600 m, ) un
acquifero termale di un certo interesse pratico con la possibilità di rinvenire
acqua a temperature utili per l’uso diretto del calore .
2.4 L’acquifero nelle rocce ofiolitiche
Sul, territorio comunale, come si è già accennato, sono presenti estesi
affioramenti di rocce ofiolitiche (in prevalenza serpentiniti) permeabili per
fratturazione che possono costituire acquiferi di buona potenzialità.
Come posizione geometrica sono comprese nella “copertura" dell'acquifero
regionale profondo e sono separate da questo da formazioni argilloscistose
(formazione e, pe2). A loro volta sono coperte da una coltre praticamente
impermeabile costituita da formazioni a composizione argilloscistosa prevalente.
Quando affiorano, data la loro permeabilità per fratturazione' , possono
assorbire acqua meteorica e costituire così "acquiferi" non confinati (freatici). In
esse può svilupparsi una discreta circolazione, anche in profondità, attraverso le
23
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
zone maggiormente fratturate ed aversi emergenze solo quando la morfologia è
tale da incidere a quote inferiori del livello di saturazione della falda.
Se sono ricoperte da formazioni impermeabili possono costituire un acquifero
con acque in pressione (artesiano): in questo caso le acque possono essere
estratte soltanto con la perforazione di pozzi o quando sono messe in
comunicazione con la superficie attraverso faglie.
2.4.1 Gruppo delle sorgenti del Gabbro .
Nella zona del Gabbro . dalle serpentiniti e dai gabbri emergono diverse
sorgenti le più importanti delle quali, chiamate Bucafonda e Sanguigna,
venivano utilizzate nel Civico Acquedotto. Sono sorgenti perenni che
presentano però variazioni notevoli di portata sia durante l'anno sia tra un
anno e l'altro, risentendo delle diversità della ricarica meteorica.
Le sorgenti della Sanguigna, ubicate a NO della frazione, del Gabbro, nei
pressi del ponte della strada provinciale sul Botro della Sanguigna, hanno
portata media variabile tra 40 e 80 m3 al giorno con temperatura
all'emergenza di circa 16°C, leggermente superiore alla media locale (vedi
fIg. 3). L'analisi chimica (tab. 1) ha mostrato che si tratta di acque mediominerali, bicarbonato, cloruriche-magnesiache (fig.7 e tab. 2).
Fig.3 Variazione della temperatura media annua al suolo con la quota (a) e differenze
fra questa e la temperatura di emergenza delle diverse sorgenti (b)
24
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Tabella 1 :Analisi chimica delle acque delle sorgenti del territorio comunale di Rosignano
M°.
Emergono al contatto tra le ofioliti fratturate e permeabili e la formazione
degli Argilloscisti e calcari silicei "Palombini" praticamente impermeabili;
assumono le proprie caratteristiche chimico-fisiche in un circuito mediamente
superficiale nelle rocce ofiolitiche.
Le sorgenti di Bucafonda sono localizzate lungo il Botro della Sanguigna,
immediatamente a valle della frazione del Gabbro . Due sono le emergenze
principali: una delle quali (quella più a valle) viene
utilizzata nel Civico
Acquedotto. Complessivamente hanno una portata di circa 180-190
m3/giorno. Presentano temperature decisamente superiori alla media
annuale: Bucafonda1 21,4°C; Bucafonda 2 20,4°C.
25
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Le analisi eseguite (vedi tab.1) hanno mostrato che si tratta di acque
mediominerali, bicarbonato-cloruriche magnesiache-calciche. Queste acque
hanno assunto salinità e temperatura piuttosto elevata circolando abbastanza
in profondità nelle rocce ofiolitiche; emergono da fratture con direzione circa
N-S. Si tratta di acque mediominerali (ipotermali) che potrebbero essere
suscettibili di usi di tipo idropinico e termale.
2.4.2 Gruppo del sistema idrotermale della Padula-Muraglione-Ferrata
I sistemi di fratture (faglie dirette) che delimitano le masse di ofioliti della zona
"montana" mettono a contatto con argilloscisti praticamente impermeabili sono
caratterizzati da mineralizzazioni a magnesite, sfruttate industrialmente con
escavazione a cielo aperto e gallerie dal 1914 al 1929 .
Le mineralizzazioni si presentano sotto forma di filoni che seguono faglie
dirette: la magnesite è attraversata da sottili vene di calcedonio biancoazzurrino (Marinelli, 1955) ed ha plaghe cementate da opale. Sono noti anche
altri minerali specialmente solfuri di ferro (FeS2) deposti in fase colloidale e
successivamente cristallizzati nel sistema cubico (pirite melinklovitica;
Marinelli, 1955) e sistema rombico (marcasite) (si veda Bracci &, Orlandi
1985).
Di questi fu tentata la coltivazione (1938) ma le ricerche vennero
abbandonate
"poiché la
cosidetta
marcasite
oltre
ad
essere
poco
abbondante, si alterava con estrema rapidità appena estratta. Inoltre la
coltivazione era ostacolata dalle elevate ternperature esistenti nelle gallerie
provocate dall'alterazione del solfuro" (Marinelli, 1955).
Ci siamo soffermati sulle mineralizzazioni filoniane associate alla dorsale
collinare perché la presenza di questi depositi ha una particolare importanza
come testimone di circolazione di acque mineralizzate calde, avvenuta
attraverso superfici ad alta pemeabilità.
Ancora oggi esistono tracce di circolazione termale particolarmente attiva
nella zona della Sorgente Padula, dove emerge acqua ipotermale (portata
valutabile in 150/200 m3/giorno), ricca in C02 (anidride carbonica) con
26
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
temperatura di circa 24 °C (8 – 9 °C, superiore alla media ambientale locale).
Nei pressi della sorgente sono pure presenti depositi di travertino. Pieruccini
(1949) cita in questa località vestigia di terme romane.
Le acque della Padula sono minerali (1330 mg/ 1) di tipo bicarbonato,
solfatico, magnesiaco - calcico (tab. 2 e fig. 7).
Altra emergenza di acqua mineralizzata con abbondante C02 è quella del
Muraglione (T = 19,2°C) con portata stimatile sui 100/ 150 m3/giorno. Questa
sorgente è ubicata a circa 750 metri ad Est della Padula, anch'essa al
contatto, per taglia tra le ofioliti e la formazione degli argilloscisti e calcari.
Sono acque mediominerali (prossime a minerali, contenendo 930 mg/l)
anch'esse di tipo bicarbonato, solfatico, magnesiaco, calcico.
Acque con alcuni gradi superiori alla media ambiente (17,8°C) e ricche di
anidride carbonica sono presenti a circa 1 km ad Est di Case Solferino,
sull'affluente di sinistra dei Botro Grande, al di sotto del viadotto della
Variante Aurelia (Acqua Ferrata), anche esse con elevato contenuto salino e
con chimismo particolare. Si tratta infatti di acque minerali (le più
mineraììzzate conosciute nel territorio comunale con 1500 mg/1) di tipo
bicarbonato-clorurico-magnesiaco (tab.2, fig. 7).
Segnalazioni di rinvenimento di acqua ad alto contenuto salino e temperature
intorno ai 20°C si hanno per un pozzo
perforato
negli anni '60
dall'Amministrazione Comunale per ricerca di acqua potabile tra il Podere Campofreno e Casa Solferino e succesivamente abbandonato per le
caratteristiche chimico-fisiche delle acque.
La termalità e il rilevante alto contenuto salino di queste acque può essere
legato alla circolazione nelle rocce ofiolitiche che sono presenti in profondità
per alcune centinaia di metri. Per l'elevato flusso di calore esistente in
quest'area (più del doppio della media terrestre (in Squarci et al., 1974) le
acque circolanti nelle ofioliti possono raggiungere, anche a profondità modeste,
temperature mediamente elevate e mantenerle anche nella risalita verso la
superficie attraverso vie ad alta permeabilità, come i sistemi di faglie che
27
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
interessano le ofioliti stesse. In passato (fase distensiva dei Pleistocene
inferiore) la circolazione di acque calde attraverso i sistemi di fratture in
questione é stata particolarmente attiva tanto da permettere la deposizione dei
filoni di magnesite e degli altri minerali associati.
D'altra parte non si può escludere, specialmente per le acque del sistema
idrotermale della Padula, la possibilità di apporti derivanti da zone ancora più
profonde. L'apporto di calcio, ancora oggi abbondantemente presente nelle
acque è probabilmente imputabile alla soluzione mineralizzante di origine più
profonda: tale soluzione si sarebbe arricchita di bicarbonato di calcio
attraversando formazioni carbonatiche .
Per quanto riguarda la natura di queste ultime: "ipotesi più probabile è che si
tratti delle formazioni carbonatiche della "Serie mesozoica toscana", presenti al
di sotto della copertura delle "argille scagliose" (Alloctono ligure) e messe in
comunicazione idraulica con le ofioliti attraverso zone intensamente fratturate
(faglie diretto al margine delle masse ofiolitiche)" (Marinelli, 1955).
Fig.4 - Sezione idrogeologica nella zona dei Gabbro:
1 - ofioliti permeatili per fratturazione,
2 - argilloscisti e calcari praticamente
impermeabili.
28
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig.5 - Sezione idrogeologica dei gruppo Padula-Muraglione: I - Presunte rocce
carbonatiche mesozoiche permeabili per fessurazione, 2 - argilloscisti varicolori
praticamente impermeabili,
3 - ofioliti permeabili per fratturazione,
4 -
argilloscisti e calcari praticamente impermeabili.
Fig.6 - Sezione idrogeologica del sistema "Acqua Ferrata" (Castiglioncello):
1 - Ofioliti permeatili per fratturazione, 2 - argilloscisti e calcari praticamente
impermeabili.
2.5 Considerazioni sul chimismo delle acque.
Le acque in esame, con la sola eccezione di quella della Sorgente Ferrata
(n° 7), sono tutte bicarbonato- magnesiache. La Sorgente Ferrata non è
29
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
correlabile, da un punto di vista chimico, con le altre per cui la vedremo
separatamente. Però anche le acque bicarbonato- magnesiache mostrano tra
di loro delle differenziazioni notevoli. in tabella 2 riportiamo la classificazione
idrochimica in meq %. Le sorgenti Sanguigna 1 e Sanguigna 2 (rispettivamente
n° 5 e 6) sono fredde (16/ 17,1 °C alla emergenza) e le meno saline del gruppo
(meno di 500 mg/l di sali disciolti). Le caratteristiche sembrano quelle di acque
scarsamente interagite con le rocce, quindi di circolazione relativamente
superficiale.
La sorgente Padula (n° 4) è quella a massima salinità (oltre 1200 ppm) e
temperatura all'emergenza (24°C), inoltre presenta il massimo contenuto in
silice, e quindi ha le caratteristiche, tra quelle del gruppo, di un'acqua con
circolazione più lunga e più profonda. In questo caso si ha la massima
presenza di solfati e cloruri e la massima temperatura profonda, comunque
non molto elevata.
Le altre acque potrebbero essere generate da un mescolamento in
proporzioni variabili tra acqua profonda in risalita tipo Padula e le acque
superficiali tipo Sanguigna: nella Muraglione (n°3) predominerebbe il primo
tipo, nella Bucafonda (n°1 e n° 2) il secondo. Questa possibilità è confermata
dalla disposizione dei campioni in alcune correlazioni tra parametri chimici (Mg
salinità totale; Mg - S04; Na - Cl ecc.) che sembrano evidenziare rette di
miscelamento .Per quanto riguarda la Ferrata, essendo la componente
anionica identica a quella di Bucafonda e Sanguigna (fig. 7 e tab.2) si può
pensare che l'inversione di importanza dei cationi (sodio prevalente su
magnesio) sia dovuta ad uno scambio cationico come ipotizzabile, per
esempio, in una interazione acqua-montmorillonite, possibile durante la risalita
al contatto con gli argilloscisti delle Liguridi.
In ogni modo è interessante la discreta disponibilità di acque ipotermali
minerali e medio-minerali a composizione essenzialmente bicarbonatomagnesiaca con tracce (da 6 a 16 ppb) di litio e di acqua bicarbonato- sodica,
tutte di indubbie qualità terapeutiche.
30
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Tabella 2 - Classificazione idrochimica (in "mille-equivalenti" per cento)
31
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig. 7 - Diagramma di Piper per la classificazione idrochimica delle acque delle sorgenti:
A - bicarbonato, B - magnesiache, C - sodiche, D - bicarbonato-magnesiache,
E - bicarbonato-sodiche
2.6 L'acquifero nella Formazione del Calcare di Rosignano
Nei pressi delle Cave dell'Acquabona, dove la Società Solvay agli inizi del
secolo estraeva il calcare per uso industriale, furono perforati due pozzi per la
ricerca di acqua. I pozzi traversarono per tutto lo spessore la formazione del
Calcare di Rosignano ed incontrarono livelli fratturati con buona produttività.
L'area di ricarica di questo acquifero è l'affiora- mento posto a N-NE del
capoluogo: date le buone caratteristiche di porosità e permeabilità la roccia
presenta un elevato coefficiente di infiltrazione che consente una buona
ricarica.
.
32
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig. 8 Sezione idrogeologica in direzione Ovest-Est nella zona dell’Acquabona
1: Depositi alluvionali del F.Fine; 2: Argille del Miocene Superiore – impermeabili; 2 G: gessi intercalati a 2- permeabili; 3: calcari detritico organogeni – molto permeabili (acquifero); 4: brecce sedimentarie costituite
da rocce ofiolitiche – mediamente permeabili.; 5: Argille scagliose – praticamente impermeabili; 6: diabase – mediamente permeabile.
Fig.9 Sezione idrogeologica nella zona dell’Acquabona in direzione Nord- Sud
33
2.7 L'acquifero della pianura costiera di Rosignano Solvay – Vada
In linea di massima lo schema di quest'area è abbastanza semplice: un
livello praticamente impermeabile di base costituito da argille e argille sabbiose
del Pleistocene inferiore, sormontato da orizzonti a varia permeabilità
appartenenti agli episodi sedimentari dei Pleistocene medio-superiore, che
costituiscono nel 'loro insieme un acquifero "multistrato".
Nella parte centrale di quest'area sono presenti i depositi alluvionali del
Fiume, Fine che vanno a riempire una importante incisione fino diversi metri al
di sotto dei livello del corso d'acqua attuale.
Nella carta idrogeologica è stato rappresentato, con curve di livello e con
quota di riferimento il livello medio del mare, l'orizzonte a bassissima
permeabilità che costituisce la base degli acquiferi detritici grossolani
quaternari. Per la costruzione di questa carta sono state utilizzate le stratigrafie
di circa 80 pozzi che hanno raggiunto il livello argilloso di base.
Come si può osservare dall'andamento del substrato impermeabile il Fine
separa, con la sua antica incisione, gli acquiferi della piana di Rosignano
Solvay, a Nord, da quelli della piana di Vada, a Sud.
Nella piana di Rosignano, delimitata a N -NE dagli affioramenti delle rocce
del substrato pre-quaternario, lo spessore dei livelli acquiferi è dell'ordine dei
10 m. Uno spessore maggiore (fino a 15-20 metri) questi ultimi lo raggiungono
in corrispondenza di una incisione del substrato argilloso presente a monte
della Via Aurelia in direzione circa N-S.
Su tutta l'area della piana di Rosignano Solvay, esistono numerosi pozzi che
vengono utilizzati per irrigazione, pur con modeste portate. Un censimento
recente, eseguito per gli studi condotti per la localizzazione del Porto Turistico,
ne ha rivelato la presenza in quasi tutti gli orti e giardini esistenti nel centro
abitato.
Da questo acquifero emergono alcune sorgenti di modesta portata, perenni,
in corrispondenza di discontinuità morfologiche, ai piedi di scarpate di terrazzi
che interessano la pianura.
34
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Considerando l'area in sinistra del Fine si può notare come immediatamente
a Sud di questo esiste una dorsale nella morfologia del substrato
impermeabile, il cui asse corre in direzione parallela alla valle attuale del Fine
stesso. Più a Sud invece è presente un'importante incisione sepolta che per un
tratto si allinea con la dorsale prima detta per poi cambiare direzione, un po’ a
monte della ferrovia Roma - Pisa, e andare in direzione S- SO. Questa ampia
incisione ha favorito la formazione di un acquifero della potenza di oltre 30
metri che, come vedremo in seguito, presenta buone caratteristiche idrauliche.
35
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig. 10 Sezione idrogeologica nella pianura di Vada. q2-argille pleistoceniche praticamente impermeabili (acquicludi) costituenti il
permeabili. I sedimenti permeabili sono indicati in celeste.
presente nelle arenarie dei Siciliano; sd - sabbie di dune costiere permeabili; t - terreni limo-argillosi palustri e di colmata scarsamente
substrato delle falde acquifere contenute negli orizzonti sabbiosi arenacei e conglomeratici pleistocenici q4, q5, q7,q8, q9 e di quella
36
Un'importante dorsale morfologica sepolta è poi presente a Sud di Vada nel
sottosuolo della pianura della zona compresa tra la Via Aurelia e la ferrovia. Ad
Ovest di essa il substrato dell'acquifero degrada verso il mare dove, nei pressi
del litorale, è previsto che raggiunga profondità comprese tra 20 e 30 metri sotto
il livello del mare. Come si può osservare nella sezione di fig. 10 l'acquifero della
pianura costiera è costituito da più strati permeabili sovrapposti separati da
sottili livelli argillosi.
Nel suo insieme si possono distinguere:
a - la parte prossima alla superficie costituita da un insieme di alternanze
sabbioso - limose, con sporadici livelli di ghiaie intercalate, caratterizzata da
permeabilità non molto elevata e nella quale si rinvengono livelli acquiferi di
modesta portata;
b - la zona di alternanza di strati arenaceo - sabbiosi con potenti strati di
ghiaie e conglomerati caratterizzata da buona permeabilità. All'interno di questo
insieme sono presenti sottili strati di argilla e limo praticamente impermeabili .
Nell'insieme questi orizzonti costituiscono un acquifero multistrato, con buona
capacità produttiva.
Come si può ancora osservare nella sezione di fig. 10 nel settore più orientale
della pianura costiera, ad Est dell'incisione sepolta individuata con i pozzi
"Belvedere" lo spessore complessivo dell'acquifero diminuisce bruscamente:
questa variazione si fa risentire nelle caratteristiche idrauliche dei pozzi perforati e, come vedremo meglio in seguito, nell'andamento del livello della falda.
In questo settore è presente un livello di arenaria e conglomerati nel quale la
falda acquifera presenta caratteri artesiani. Essa è infatti compresa tra due
livelli praticamente impermeabili (acquicludi) che impediscono una diretta
comunicazione con la superficie; questo fa sì che l'acqua all'interno dei
conglomerati sia in pressione e risalga verso la superficie quando è raggiunta
dai pozzi.
Nel resto della piana le falde sono in genere tutte comunicanti tra loro e con
la superficie costituendo quindi, nel loro insieme, un acquifero freatico.
37
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
2.8. Le caratteristiche idrauliche dell'acquifero della piana costiera
Le caratteristiche idrauliche principali di un acquifero possono ottenersi con
l'esecuzione di prove di por- tata sui pozzi che abbiano attraversato
complessivamente gli orizzonti che lo costituiscono. Ogni singola prova
consiste nella misura dell'abbassamento dei livello della falda nel tempo sia nel
pozzo in emungimento (con por- tata costante) sia nei pozzi adiacenti perforati
nello stesso acquifero (piezometri).
Nello stesso pozzo vengono eseguite prove a portate diverse e le modalità
dell'abbassamento dei livelli nei pozzi vengono seguite sia durante il
pompaggio (discesa dei livelli) sia quando esso è cessato (risalita dei livelli).
Generalmente le prove di portata non durano tanto da permettere al livello
dell'acqua della falda nei pozzi di osservazione di raggiungere uno stato
prossimo a quello di equilibrio (stato stazionario). Per questo motivo le prove di
portata comunemente più usate sono quelle dette "in stato transitorio" o del
"non equilibrio". Queste comunque permettono il calcolo della trasmissività (T),
della permeabilità (k) e del coefficiente di immagazzinamento (S). Questi
parametri, definiti nel capitolo inizia- le, sono quelli principali che permettono di
valutare quantitativamente le proprietà di un acquifero consentendo confronti
tra le diverse aree indagate con i pozzi.
Una interpretazione più completa si ottiene quando, oltre alle misure nel
pozzo di pompaggio, si hanno misure in vari piezometri, posti nelle vicinanze.
In questo caso si possono ottenere, oltre al valore della trasmissività (possibile
anche senza piezometro) quello della permeabilità e del coefficiente di
immagazzinamento.
I valori ottenuti con le prove di portata eseguite sui pozzi comunali hanno
permesso la determinazione dei parametri riportati in tab. 3, che consentono di
caratterizzare l'acquifero della piana sia nella parte costiera (prove nei pozzi
Tardy 1 e 2) che nella parte centrale della pianura stessa (pozzi Belvedere).
Nei casi esaminati è stata applicata l'equazione di Theis nella forma
semplificata (metodo di approssimazione logaritmica di Jacob)
38
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
m2/sec
Pozzi
T
Tardy 1
1,28. 102-
Tardy 2
1,16. 10-2
Belvedere 2
1,30. 10-2
K m/sec
Coeff. imm(S)
0,22. 10-3
0,8. 10-2
5,7 .10-3
3,0 .10-3 (Ví/ V)*
*Vi = volume acqua estratta V = volume cono di drenaggio
Tabella 3 - Trasmissività, permeabilità e coefficiente di immagazzinamento in
tre pozzi della Piana di Vada.
L'acquifero
della
pianura
costiera
presenta buone
caratteristiche
di
trasmissività e permeabilità con un coefficiente di immagazzinamento per la
zona dei pozzi Belvedere
che, anche se piuttosto basso, sembra essere
caratteristico di acquiferi freatici (S > 10-3). Valore del coefficiente di
immagazzinamento ancora più basso è stato calcolato per la zona più
prossima alla costa nei pozzi
Tardy (S < 103); questo potrebbe
mettere in evidenza che in quest’area è presente un acquifero confinato.
2.9 Valutazione delle potenzialità idriche della pianura litoranea
Prima di tentare la valutazione della quantità d'acqua estraibile dal sottosuolo
conviene chiarire alcuni concetti fondamentali necessari per inquadrare correttamente il problema. Innanzi tutto si deve definire cosa si intende per riserva e
risorsa (la terminologia che viene qui utilizzata è quella della letteratura
idrogeologica francese (Castany, 1979).
La riserva rappresenta il volume d'acqua immagazzinato in un
acquifero in un determinato momento. Corrisponde alla quantità d'acqua libera
contenuta in un acquifero; quantità che è determinata dal volume della struttura
idrogeologica considerata, dalla porosità efficace (o dal coefficiente di
immagazzinamento). Si esprime in unità di volume, generalmente m3.
39
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
La risorsa rappresenta il volume d'acqua disponibile per lo sfruttamento.
Dipende dalla riserva totale me- dia e dalla sua ricarica; questa deve essere
tale da man- tenere sufficiente sia la quantità che la qualità dell'acqua. Nel
caso di acquiferi posti presso il litorale e comunicanti idraulicamente con il
mare è essenziale non determinare un prelievo superiore alla ricarica in quanto
questo provoca una invasione da batte dell’acqua marina con inquinamento
delle falde, difficilmente reversibile.
La metodologia applicabile per la valutazione di alcuni parametri necessari alla
stima delle risorse nel territorio compreso tra il Fine e il limite meridionale del
Comune di Rosignano MI. sembra essere quella del bilancio totale.
L'espressione del bilancio è la seguente: P = E+R+I
dove:
P è la piovosità media annua,
R è il ruscellamento superficiale,
E è la evapotraspirazione,
I è l'infiltrazione efficace.
L'infiltrazione efficace rappresenta la ricarica dell'acquifero e, in questo
caso, è il limite oltre il quale non è possibile spingere i prelievi dato che
verrebbe richiamata, verso l'acquifero, acqua di mare. L'infiltrazione efficace
rappresenta dunque la principale incognita della espressione del bilancio.
Per affrontate il problema l’area esaminata è stata suddivisa in 3 zone (vedi
fig.11). Le aree 1 e 2 corrispondono ai bacini imbriferi dei torrenti Ricavo e
Tripesce rispettivamente, l’area 3 è compresa tra la zona litoranea,
prevalentemente impermeabile in superficie, e i precedenti bacini. Tutte queste
zone costituiscono direttamente o indirettamente aree di ricarica dell'acquifero
considerato.
40
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig. 11- Delimitazione dei bacini imbriferi che alimentano l'acquifero della pianura litoranea di
Vada.
2.10 Il bilancio idrologico
La tab. 5 riassume i dati disponibili per la valutazione del bilancio idrologico.
Dalla differenza tra l'afflusso (P) e l'evapotraspirazione (E) si ricava il valore
della disponibilità idrica totale (di), questo termine é comprensivo sia del
deflusso superficiale (R) che dell'infiltrazione efficace (I).
Per i bacini esaminati la disponibilità idrica totale (di) risulta di 6,6 milioni di 106
m3 / anno.
Non esistendo alcuna stazione di misura di deflusso nei vari bacini considerati,
non è possibile determinare il valore della infiltrazione efficace come differenza
41
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
tra disponibilità idrica e deflusso superficiale (I= di - R). Pertanto, nell'intento di
valutare i quantitativi idrici, mediamente assorbiti all'interno dei bacini in studio,
abbiamo
considerato
le
correlazione
esistenti
tra
afflussi
meteorici,
emungimenti complessivi e variazioni della superficie freatica, disponibili per
vari anni di osservazione. Il confronto della quota dei livelli della falda tra il
febbraio '80 e il febbraio '81 ha mostrato la pratica coincidenza delle due
superfici freatiche, con uno scarto medio di 4 mm. Ciò significa che la ricarica
meteorica avvenuta nell'anno idrologico febbraio '80-81 ha praticamente
compensato i prelievi effettuati nello stesso periodo, con una infiltrazione
efficace pari ai prelievi.
Questi ultimi sono stati valutati (anni ’80)
1) Pozzi del Civico Acquedotto
1, 1x 106 m3
2) Pozzi per uso industriale
1,8x106 m3
3) rozzi per uso irriguo
1,5 x 106 m3
Totale
4,4 x 106 m3
I valori di portata 1) e 2) sono stati direttamente calcolati con i dati forniti
dall'Amministrazione Comunale e dalla Società Solvay. I prelievi per
l'agricoltura sono stati stimati in base agli ettari irrigati (circa 500 secondo
l'ultimo censimento anni ‘80) ed alla quantità di acqua necessaria all'irrigazione
rispetto alle condizioni climatiche ed ai tipi di colture presenti nell'area
esaminata.
La quantità media di acqua necessaria per ettaro (3.000 m3 /anno) è ricavata
da uno studio eseguito nella Val di Cornia (Ente Maremma, 1973) che presenta
caratteristiche climatiche, pedologiche e colture simili a quelle in esame.
La piovosità media nel periodo febbraio'80-'81 è stata di 725 mm sull'area di
ricarica del bacino considerato, che ha una superficie di circa 30 km2. La
quantità di acqua piovuta é stata dunque
circa 22 x 106 m3 Nel periodo
42
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
considerato quindi l'infiltrazione efficace (pari ai prelievi di 4,4x106 m3) ha
rappresentato circa il 20% della piovosità dei bacino.
Infìltrazione efficace (anno idrologico febbraio '80-febbraio '81.- pareggio
tra infiltrazione e prelievi)
Afflussi
22 x 106 m3 /anno
Infiltrazione
4,4 x 106 m3 /anno
Coefficiente di infiltrazione
Applicando
questo
coefficiente
0,20
di
infiltrazione
agli
afflussi
dell'anno
idrologico'69/'79 si ottiene una infiltrazione efficace media di 4,6X106 m3/anno
che, sottratta alla disponibilità idrica totale, fa stimare il ruscellamento
superficiale medio in 2x 106 m3 /anno.
Il bilancio idrologico medio per l'area della pianura litoranea si può così
sintetizzare
anno idrologico 1969/'79
afflussi………………………23,3x106 m3
evapotraspirazione……….16,6 x 106 m3
ruscellamento ………………2.x106 x m3
infiltrazione efficace………4,6 x 106 m3
coefficiente di deflusso………..0,086
Queste considerazioni fanno valutare che la risorsa media a Sud dei Fine é
dell'ordine dei 4,6x106 m3/ anno, stimata per afflussi meteorici dell'anno
idrologico 1969/'79 pari a 770 mm sull'intero bacino di alimentazione.
Come si può osservare dalla fig. 12 esistono molti anni con piovosità inferiore a
questo valore, alcuni con piovosità superiore. Nel primo caso i prelievi
avvengono anche a spese della riserva e questa viene ricostituita solo se
l'andamento metereologico è tale che a periodi poco piovosi seguano periodi
piovosi (per esempio 1971, 1976, 1979). Quando invece esistono periodi
43
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
prolungati di siccità (per esempio 1972, 1975, 1980, 1983) la riserva non viene
completamente ricostituita e si creano condizioni di deficit idrico lungo la fascia
litoranea con richiamo di acque salmastre verso l'interno della pianura.
Altri elementi da osservare sono l'elevata evapotraspirazione, che nella zona in
esame raggiunge valori di circa il 70%, degli afflussi ed il basso coefficiente di
deflusso (circa il 10%), in buon accordo con l'elevata permeabilità dei terreni
affioranti su tutta l'area del bacino considerato.
Piovosità nel bacino di alimentazione della Piana di Vada
1200
1100
1000
900
Media del periodo 780 mm
Pioggia mm
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Attualmente gli emungimenti dall’acquifero della pianura costiera sono stimabili
a circa 3.500.000 m3/anno rispetto a 4.400.000 stimati nel periodo ’69-‘79
per la riduzione in quest’area dei prelievi per usi industriali. Mediamente
quindi,tranne i casi di prolungati periodi di siccità, non esiste un deficit tra
prelievi e ricarica: questo è confermato anche dall’andamento del fronte della
44
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
2001
alimentazione della pianura di Vada tra il 1969 ed il 2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
1980
1979
1978
1977
1976
1975
1974
1973
1972
1971
1970
1969
FIG.12 Piovosità rilevata nelle stazioni rappresentative del bacino di
zona inquinata dai cloruri che si mantiene ormai da anni praticamente fermo
all’interno della depressione della Mazzata.
3. SCHEMA DELLA CIRCOLAZIONE DELLE ACQUE NELLA PIANURA
COSTIERA
Le conoscenze sulla geometria e la natura degli acquiferi presenti nel
territorio in esame consente, unitamente alla realizzazione
di carte
piezometriche, consente di formulare un modello di circolazione delle acque e
di fornire indicazioni sulle aree di alimentazione degli acquiferi, sulle interazioni
tra acquiferi diversi e sulla origine degli inquinanti maggiori.
3.1 La rete piezometrica.
Al fine di un corretto inquadramento idrogeologico dell’area indagata sono
state realizzate varie campagne di rilievi piezometrici in una rete selezionata di
pozzi nella pianura costiera . Questa rete comprendente pozzi privati per usi
domestici ed agricoli, pozzi industriali (messi a disposizione dalla Soc.Solvay)
ed i pozzi ASA per uso idropotabile.La rete piezometrica corrisponde in gran
parte a quella utilizzata in campagne precedenti dal Comune di Rosignano
(R.Giovani – 1972) integrata da alcuni nuovi punti nella pianura di Vada e da
tutti i pozzi della Soc.Solvay.
3.2 L’assetto piezometrico.
Le carte delle Tavole relative riportano i dati di livello piezometrico relativi a vari
periodi . I dati sono stati trattati
con
procedura di interpolazione
“kriking”
utilizzando il programma SURFER della Golden Software. E’ evidente la
presenza in vari momenti di rilevazione di una vasta area caratterizzata da livelli
al di sotto dello 0 s.l.m.. Questa è da mettere in relazione con il pronunciato
sfruttamento dell’acquifero attraverso i vari campi pozzi per usi civili ed industriali
e le diffuse utenze per usi agricoli.
Si deve inoltre notare che la situazione di
stress è ancor più rilevante nei mesi di Ottobre – Novembre quando si risente dei
forti emungimenti estivi e non ancora della ricarica autunnale.
45
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Uno dei fattori che concorrono a tenere in depressione
la
zona
della
pianura costiera a Sud di Vada è la presenza dell’idrovora della Mazzanta che,
attiva durante tutto il corso dell’anno, mantiene il livello di falda sotto livello mare.
In quest’area infatti per mantenere il livello dell’acqua a quote più basse del livello
campagna, che nelle zone più depresse è prossimo a quello del mare (+0,40 m)
,l’idrovora del Consorzio di Bonifica costantemente mantiene la falda freatica,
comunicante direttamente con i fossi drenati, in depressione rispetto al mare,
generalmente a quota –0,60 . Ciò innesca anche un meccanismo di richiamo
continuo di acqua di mare, attraverso il sottosuolo permeabile , verso l’interno e
l’effetto si estende fin dove si fa risentire il drenaggio della estesa rete
fossi di
bonifica.
Nelle figure relative alla situazione piezometrica è peraltro evidente una zona di
alto piezometrico localizzata, ai bordi del rilievo collinare, caratterizzata da livelli
massimi intorno a circa +40 m s.l.m ,con gradienti considerevolmente pronunciati
rispetto alla zona di pianura immediatamente ad ovest . Ciò è da mettere in
relazione a variazioni di trasmissività dei livelli acquiferi.
Nella zona est gli
acquiferi presentano modesti spessori che, piuttosto repentinamente, nella parte
centrale della pianura diventano consistenti con livelli di sedimenti detritici
grossolani del pleistocene superiore (Tirreniano), anche come riempimento di
paleovalli, creatisi con i meccanismi deposizionali descritti in precedenza . La
Fig.13 mostra una sezione rappresentativa della situazione descritta, attraverso i
principali pozzi studiati in quest’area (Bartoletti, Mazzanti, Squarci 1985)
Le parti centrali delle paleovalli, con il loro riempimento detritico grossolano
rappresentano zone ad elevata trasmissività idraulica, come messo in evidenza
dalla buona produttività dei pozzi presenti.
E’ stata inoltre realizzata una ricostruzione della base dell’acquifero che ne
descrive i lineamenti
principali . Questa ricostruzione è utile anche perché
consente di stabilire quali siano le zone a maggior trasmissività e quindi di più
facile comunicazione all’interno degli acquiferi .
46
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig.13 Sezione rappresentativa della situazione descritta, attraverso i principali
pozzi studiati in quest’area (Bartoletti, Mazzanti, Squarci 1985)
47
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
3.3 Definizione degli acquiferi e del modello di circolazione delle acque.
Per quello che si riferisce al possibile modello di circolazione delle acque nel
sottosuolo derivante delle conoscenze sulla geometria, costituzione litologica e
caratteristiche idrauliche delle formazioni presenti nel sottosuolo dell’area che
stiamo esaminando possiamo fare le seguenti osservazioni:
1.In genere nella pianura costiera, al di fuori della pianura alluvionale vera e
propria del Fine , siamo in presenza di complessa situazione stratigrafica con
sequenze detritiche che si ripetono a più livelli e che , per la particolare geometria
derivante dalla complessa storia del Pleistocene locale, con numerosi cicli
trasgressivi – regressivi, fa si che gli acquiferi contenuti nei livelli detritici grossolani
,vadano ad interferire tra loro . Dalle sezioni di fig.10 e 11 si ha un’idea della
complessa situazione presente nel sottosuolo . Tutto questo fa si che la pianura
costiera sia caratterizzata da un acquifero multistrato senza una vera e propria
copertura verso la superficie e quindi generalmente freatico. Soltanto alcuni livelli
del pleistocene
inferiore – medio, nelle aree più prossime alla zona collinare,
possono dar luogo ad acquiferi con un certo grado di artesianità essendo compresi
tra acquitardi argilloso - sabbiosi.
2. La ricarica dell’acquifero della pianura costiera avviene
attraverso questi
meccanismi :
· per infiltrazione dalla superficie delle acque di ruscellamento del bacino idrologico
locale . In questo caso le acque che si infiltrano presentano caratteristiche
chimiche ed isotopiche che dipendono delle aree immediatamente circostanti;
· per infiltrazione di acque portate dai piccoli corsi d’acqua provenienti da bacini
idrologici contermini e quindi con caratteristiche chimiche ed isotopiche diverse
da quelle locali, apportando elementi estranei alle aree di assorbimento locali;
· per apporto di acque che si infiltrano nella zone collinari e pedecollinari, in
orizzonti permeabili connessi con quelli più profondi della pianura costiera , ed
anch’esse con caratteristiche chimiche ed isotopiche diverse da quelle di
infiltrazione locale;
48
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
· oltre gli apporti sopraddetti gli acquiferi sovrasfruttati possono ricevere quelli di
acqua marina o salmastra, essendo gli acquiferi, direttamente od indirettamente
connessi con queste acque.
3.4 L'acquifero nei depositi alluvionali del Fiume Fine
La parte terminale della valle del Fiume Fine nella zona compresa tra le Fabbriche
ed il mare costituisce con i suoi depositi alluvionali un importante sistema acquifero
utilizzato principalmente per l'approvvigiona- mento del Civico Acquedotto. Essa
interrompe la continuità dell'acquifero dei terreni pleistocenici fra Rosignano Solvay
e Vada.
I depositi alluvionali del Fiume Fine, specialmente con
le ghiaie e sabbie
grossolane del riempimento delle parti più profonde della paleovalle, costituiscono
un importante acquifero separato dalla superficie, da livelli limo–argillosi talora di
notevole spessore . Questo acquifero presenta un certo grado di artesianità in
quanto la copertura argillosa sovrastante fa’ si che l’alimentazione avvenga non
direttamente dal circostante alveo, ma da zone poste più a monte, dove le ghiaie
vengono ad affiorare. Livelli discontinui di ghiaie si rinvengono anche nella parte
più superficiale, ma non costituiscono un acquifero importante come quello
profondo.
4. La ricarica degli acquiferi della pianura del F.Fine avviene ,come si è in
precedenza accennato, attraverso il trasferimento delle acque di alveo agli
acquiferi di subalveo, quando questi affiorano.
Qui vengono presentate le caratteristiche idrauliche dei livelli che lo
costituiscono, anche in base ai risultati delle prove di portata eseguite in alcuni
pozzi perforati recentemente per il potenziamento del Civico Acquedotto. Tenendo
conto della sezione di fig.10 e delle stratigrafie dei sondaggi perforati nella pianura
alluvionale , si possono distinguere a partire dalla superficie le seguenti unità
idrologiche:
49
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
1) acquicludo superficiale costituito da limo-argilloso ed argilla fluviale, continuo su
tutta la pianura alluvionale, con spessore medio di circa 5 metri;
2) acquifero superficiale costituito da livelli di ghiaie fluviali di medie dimensioni.
Questo orizzonte non è continuo, può raggiungere lo spessore di 2,5 m, con
produttività piuttosto modesta;
3) acquicludo intermedio, costituito da argille e limi di origine alluvionale e fluviolacustre, continuo su tutta la valle tra la foce e la zona de Le Fabbriche, ha uno
spessore medio di 13 m;
4) acquifero basale, formato da ghiaie ben assortite, da centimetriche a
decimetriche; costituisce l'acquifero principale della pianura alluvionale del Fine. La
produzione dei pozzi che raggiungono questo livello è generalmente elevata,
tranne in quelle zone dove la matrice delle ghiaie ha piccola granulometria (limosoargillosa). Nelle parti più incise della paleovalle il riempimento di queste ghiaie
raggiunge lo spessore di circa 10 m.
La falda contenuta in questo orizzonte è di tipo artesiano, essendo compresa tra
due acquicludi: il sub strato argilloso, continuo tra la zona de Le Fabbriche ed il
mare, costituito da argille marine del Pleistocene inferiore, e l'acquiciudo
intermedio (orizzonte 3 di fig.14) anch'esso continuo nell'area sopradetta .
Come si può osservare nella sezione di fig.14, come pure dalla ricostruzione a
curve di livello della paleovalle l'acquifero principale (orizzonte 4) delle alluvioni dei
Fine non è in comunicazione con gli orizzonti acquiferi esterni alla pianura
alluvionale. La paleovalle nel tratto compreso tra la strettoia de Le Fabbriche ed il
mare è infatti ovunque incisa nella formazione argillosa (acquicludo) del
Pieistocene inferiore e gli acquiferi in essa presenti non possono avere interscambi
con quelli della pianura litoranea circostante situati, nelle aree adiacenti al Fine, a
quote superiori.
50
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Fig.14 - Sezione idrogeologica attraverso la valle dei Fiume Fine: d - detriti superficiali.
substrato: q, - argille dei Pleistocene inferiore praticamente impermeabili; q, arenarie calcaree permeabili ("Panchina di Grotti" del Pleistocene medio).
q, - sabbie rosse di Vai di Gori, debolmente permeabili (Pleistocene medio)depositi alluvionali (a): 1 - argille e limi superiori impermeabili, 2 - ghiaie della 1
falda dal piano di campagna, 3 - argille e limi intermedi, 4 - ghiaie della Il falda
(acquifero principale).
3.4.1Le caratteristiche idrauliche dell'acquifero.
Su alcuni pozzi perforati negli ultimi anni, a partire dal 1974, sono State eseguite
prove di portata che hanno consentito di definire le caratteristiche idrauliche dell'acquifero del Fiume Fine. Nella tab. 6 sono riportati tutti i valori ottenuti per i vari
pozzi talvolta con prove ripetute con tempi di emungimento anche prolungati.
L'acquifero ha caratteristiche di media trasmissività e permeabilità con coefficiente
di immagazzinamento abbastanza elevato. Pur presentando caratteristiche
idrauliche inferiori a quelle dei pozzi della pianura litoranea di Vada, questi, del
Fine hanno una buona capacità produttiva avendo una buona ricarica legata alla
51
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
portata superficiale e subalvea del fiume stesso e dei suoi affluenti Marmolaio e
Gonnellino.
Tabella 6 - Trasmissività, permeabilità e coefficienti di immagazzinamento in
quattro pozzi nelle alluvioni del Fine
Pozzo
Trasmissività
(T) m2/sec
Permeabilità
Coefficiente di immagazzinamento
(K) m/ sec
Migliarino I
2,3x10-3
6,7x10-4
Migliarino 2
2-2,4x10-3
1,7-2x10-4
Pietricci I
0,62x10-3
1,5 -10-4
Pietricci 3
0,6-0,76x10-3
1 ,5.10-4
(S)
6x10-3 prova breve
Mediamente la capacità produttiva complessiva può raggiungere circa 2.200.000
m3/anno.
4. INQUADRAMENTO GEOCHIMICO DELLE ACQUE
4.1 Caratteristiche generali delle acque della pianura costiera.
Le Tavole relative allla conducibilità delle acque misurata in tutti i pozzi della
rete piezometrica nei periodi Maggio - Giugno e Ottobre - Novembre , mettono
chiaramente in evidenza che le aree con acque più diluite, che corrispondono
alle zone di ricarica dei circuiti che si sviluppano poi nella pianura, si trovano a
nord ed ad est della zona di studio in corrispondenza delle zone di alto
piezometrico viste in precedenza. Le zone invece a conducibilità più elevata
dove si superano le 7000 mS/cm sono localizzate lungo la costa fra Vada ed il
fiume
Cecina.
La
conducibilità
e
quindi
la
salinità
delle
acque
è
fondamentalmente regolata dal contenuto in Cl .
52
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
4.2 Elementi inquinanti loro origine e provenienza.
Le analisi eseguite nelle varie campagne che stiamo esaminando, insieme a
numerosi altri dati raccolti in precedenza sia dalla stessa ASA che da altri
organismi
(in special modo Soc. Solvay e Amministrazione Comunale di
Rosignano M°), hanno messo in evidenza la presenza, negli acquiferi della
pianura costiera, di elementi ,che qui genericamente definiamo “inquinanti”,
che
in determinate concentrazioni possono
rendere
le acque stesse non
utilizzabili per scopi idropotabili.
Gli elementi a cui facciamo particolare riferimento sono cloruri, nitrati .
4.2.1 Cloruri.
Di questi si è parlato in precedenza e qui di seguito si fanno ulteriori
precisazioni sulla loro distribuzione areale e sulla loro origine. Dalle tavole
relative ai cloruri si evince che l’area di maggiore contenuto in Cl è quella della
pianura costiera immediatamente a sud di Vada dove si superano largamente i
limiti parametrici posti dalla legislazione per gli usi idropotabili (250mg/l). Nella
zona
compresa nella depressione piezometrica della Mazzanta si raggiungono valori
talmente elevati che l’uso di tali acque è dannoso anche per l’irrigazione.
I cloruri presenti in queste acque, sia per la situazione di basso piezometrico
in prossimità della costa che qui interessa costantemente la falda, sia per i
contenuti in
18
O e Br , sono chiaramente di origine marina . Le cause di questa
situazione sono state in precedenza messe in risalto e sono da ascriversi
essenzialmente alla presenza degli impianti di bonifica presenti che richiamano
verso l’interno della costa acque salmastre . A questo si deve aggiungere la
presenza ,ai margini di quest’area, di numerosi pozzi per usi agricoli, industriali
e civili. Naturalmente qui esistono situazioni estremamente delicate di equilibrio
tra acqua dolce ed acqua salmastra
che devono essere monitorate
costantemente. Si deve evitare che emungimenti eccessivi possano riprodurre
situazioni tipo quella verificatesi negli anni 1989-1990
dove nel campo pozzi
53
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
di S.Pietro in Palazzi i cloruri (Cl-) avevano raggiunto valori prossimi a 500
mg/l.
In quell’occasione dalla Soc. Solvay furono adottate azioni di salvaguardia in
accordo con i
controlli eseguiti
dall’Amministrazione Comunale riducendo
drasticamente le portate dei pozzi 9A,8A e 5°.
4.2.2 .Nitrati.
Nelle tavole allegate viene rappresentata la distribuzione dei nitrati (NO3) nelle
acque di falda della pianura costiera . Valori superiori a 50 mg/l sono presenti in
un zona della pianura costiera compresa tra Vada e S.Pietro in Palazzi nei
periodi di rilevazione effettuati a
Giugno ed Ottobre 1998, 1999, 2000 e
Giugno 2001.
Dalla letteratura
(Stanley E. Manahan – Environmental Chemistry) risulta
che i fattori determinanti dell’inquinamento a nitrati delle acque al di fuori dei
centri abitati sono da ricercarsi in genere nei fertilizzanti e nei prodotti azotati
prodotti negli allevamenti di bestiame, contenuti in questo caso per più della
metà nelle urine animali.
Nel caso specifico la distribuzione areale dei nitrati corrisponde alle aree dove
l’agricoltura è sviluppata intensamente con un massimo nella zona della pianura
costiera tra Vada e S.Pietro in Palazzi. Essa presenta ancora valori anomali
(però sempre inferiori a 50mg/l ) nella pianura a sud del Fiume Cecina , con
tendenza ad aumentare nell’area più meridionale ,ai confini con il territorio del
Comune di Bibbona.
Si deve inoltre notare l’aumento sensibile registrato in falda nel Novembre 2000
(vedi tavola relativa) a seguito di un periodo di forte piovosità:
questo fa
supporre ad un effetto di lisciviazione di N dalla superficie verso la falda, in un
periodo di stasi vegetativa.
Valori molto bassi caratterizzano le acque del
Fiume Cecina e la zona
collinare ad est della pianura di Cecina.
Per valutare le quantità di nitrati in gioco si è tentato un bilancio di massa
utilizzando stime dei valori di acqua estratta dal sottosuolo ed il contenuto di N
54
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
nelle acque . La valutazione riguarda il territorio della sola pianura costiera di
Vada compresa nel Comune di Rosignano Marittimo. Nella pianura (zona 3
nella Figura 11) vengano estratti attualmente mediamente circa 3.450.000 m3
/anno di acqua comprensivi degli usi civili (1.230.000 m3 - misurati), agricoli
(1.500.000 m3 – valutati) e industriali (720.000 m3 – misurati). Considerando un
contenuto medio
di 40 mg/l NO3
(pari a 9
mg/l
di N) si ottengono 31
tonnellate/anno di N prodotto dalle acque dei pozzi.
Questa quantità corrisponde grosso modo all’azoto prodotto in un anno da circa
6.000 persone adulte ( nella letteratura scientifica la produzione di azoto nelle
urine umane viene data da 10 a 18 gr/giorno) o da 330 vitelli da allevamento
(un vitello produce N mediamente 18 volte di più dell’uomo).
Dato che attualmente nella pianura di Vada non esistono presenze di queste
dimensioni (i dati raccolti per l’UTOE 1, interessata in questo settore . mostrano
la presenza di circa 500 persone che complessivamente al massimo possono
produrre circa 3 tonnellate di azoto /anno) , il bilancio di massa eseguito porta
a dover considerare anche altre tipi di apporto di nitrati come i fertilizzanti
azotati .
Una stima dei quantitativi in gioco può aversi
considerando che nel bacino
idrologico prima definito sono presenti circa 1400 ettari di terreno coltivato con
vari tipi di colture, come risulta dalla carta dell’Uso del Suolo (Branchetti 2001
- Quadro Conoscitivo).
Una valutazione
delle quantità di azoto in gioco,
utilizzando anche i concimi ammessi in Agricoltura Biologica (Reg. CEE 2092/91
all. II A e successive modifiche) porta a valori di N pari a 0,5–0,7 q/Ha per anno
solo per la presemina in colture cerealicole e a 0,3 –0,4 q/Ha anno per le ortive
a pieno campo (vedi “Humoscam” della ditta SCAM e relative indicazioni per
l’impiego). Valori più elevati, da 0,4 a 1,7 q/Ha anno, si hanno (o si sono avuti in
un recente passato) con concimi azotati normali (contenenti dal 6% al 17% in
peso di azoto totale) secondo il tipo di coltivazione e conseguente concimazione
effettuata.
Considerando un valore medio di
55
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
§
1 q N /Ha anno
si ottengono
§
1400 q N /anno utilizzato nel bacino idrologico considerato;
dato che con le acque di falda mediamente
§
si estraggono 310 q N / anno
risulta che
§
1090 q N/anno , pari al 78% di quello immesso, sarebbero trattenuti
nei processi biologici di superficie
§
mentre il rimanente 22% passerebbe in falda.
Queste percentuali sono in accordo con valori riscontrati in letteratura.1
I prodotti azotati non trattenuti nel ciclo biologico , probabilmente sotto forma di
ione nitrati (NO3 -), non si legano ai suoli superficiali prevalentemente sabbiosi e
vengono trasportati nelle acque della falda che in queste zone non presenta
una sufficiente protezione impermeabile ed è quindi facilmente vulnerabile.
Questo non esclude la presenza di altri possibili apporti di nitrati in falda come
gli scarichi di impianti fognari delle case sparse nella campagna valutabili in circa
3 tonn/anno (in alcuni casi i controlli sulle acque dei pozzi in prossimità di
abitazioni hanno messo in evidenza valori fortemente anomali) o lo spargimento
di liquami di stalla sulla superficie coltivabile (la così detta fertil-irrigazione).
Come precedentemente osservato gli apporti di questa natura non possono
però giustificare le quantità in gioco messe in evidenza dal bilancio di massa
eseguito nell’area della pianura costiera di Vada.
Nel caso specifico di acquiferi non protetti, sono sufficienti quantitativi
relativamente modesti di prodotti azotati
non trattenuti nel ciclo biologico
superficiale per produrre effetti negativi sulla qualità delle acque.
1
Massantini e Caporali 1977 -in Agrochimica XXI n°6
56
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Centrale Acquedotto del "Pino"
Pozzi Pianura di Vada
80
70
3
NO mg/l
60
Requisito minimo
50
40
30
20
10
0
nov.01
giu.01
nov.00
iu.00
nov. 99
giu. 99
nov.98
giu.98
nov.97
giu.97
nov.96
giu.96
nov.95
giu.95
nov.94
giu.94
nov-93
nov.91
nov.90
Fig.15
Andamento nel tempo dei nitrati nei pozzi della pianura costiera di
Vada rilevato nella Centrale dell’acquedotto “Il Pino”
57
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
Nitrati nei pozzi della pianura costiera di Vada
Belv.1
150
Belv.2
140
Belv.3
130
120
Belv. 4
110
Belv.5
100
S.Rosa 1
NO3 mg/l
90
Requisito minimo 50mg/l
80
S.Rosa 2
S.Rosa 3
70
S.Rosa 4
60
50
Vall.1
40
9a$
30
10a$
20
Tardy 1
10
Rapaccini $
0
giu.97
nov.97
giu.98
nov.98
giu. 99
nov. 99
giu,00
nov.00
giu.01
nov.01
Fig.16 Nitrati nei pozzi della pianura costiera di Vada
4.3 Le acque del subalveo del Fiume Fine
Le acque presenti nel nell'acquifero subalveo del Fiume Fine sono quelle che
presentano i maggiori problemi dal punto di vista dei parametri chimici. I
parametri che superano i limiti ammissibili sono quelli relativi a solfati,
manganese, ammoniaca, magnesio. La durezza supera i valori consigliati.
L'origine della componente solfatica è nell'area di confluenza del F.Fine con il
Torrente Pesciera a monte del pozzo Migliarino 1. Nel bacino Pesciera (e del
Torrente Marmolaio suo affluente) affiorano estesamente gessi del Miocene
Superiore, altamente solubili, che procurano una intensa mineralizzazione a
solfati nelle acque di scorrimento superficiale e di falda. Il confronto tra la
distribuzione del manganese e dell'ammoniaca mette tra la in evidenza una
58
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
significativa corrispondenza nella localizzazione delle concentrazioni massime.
Si ritiene che questa corrispondenza non sia casuale ma che dipenda dai
processi chimico-fisici che si sviluppano nel sottosuolo in presenza di materia
organica. La soluzione dei minerali contenenti manganese è spesso attribuita
all'azione del CO2 nella acque di falda. La maggior parte dell'anidride carbonica
si genera molto probabilmente da decomposizione batterica di sostanze
organiche presenti abbondantemente nei depositi fluviali e fluvio-lacustri che
riempiono il paleoalveo del F.Fine. La soluzione dei minerali contenenti
manganese può avvenire in condizioni anaerobiche ed in presenza di agenti
riducenti , come le sostanze organiche, capaci di ridurre gli ossidi da livelli più
alti a quello manganoso. Dalla decomposizione anaerobica delle sostanze
organiche può originarsi anche l'ammoniaca presente, come il manganese ed in
minor misura anche il ferro , nelle acque che stiamo esaminando.
Nel caso specifico dunque l'ammoniaca è di origine naturale e non
rappresenta un indice di inquinamento della falda. Si deve inoltre notare che la
quantità di ammoniaca presente nei vari serbatoi di distribuzione delle acque
verso l’acquedotto non supera i valori massimi ammissibili in quanto
probabilmente ha subito processi di ossidazione durante il trasporto in condotta
o all’arrivo nei depositi stessi. Anche per il magnesio esiste una causa ben
precisa per la sua presenza dovuta con ogni probabilità alla dissoluzione di
minerali magnesiaci legati alle rocce ofiolitiche largamente rappresentate negli
elementi ciottolosi che compongono l'acquifero principale di quest'area. Per
quanto si riferisce alla durezza delle acque questa deriva dalle grandi quantità di
calcio presenti nei solfati e nei carbonati ,presenti anch'essi come componente
importante delle ghiaie che costituiscono il serbatoio principale delle acque di
falda.
Di qualità migliore risultano le acque provenienti dai pozzi detti del “Passo dei
Caprioli”,
alimentati
in
parte
da
quelle
di
subalveo
del
Torrente
Gonnellino,povere in solfati.
59
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
4.4 Zona dell’ “Acquabona”
Le acque provenienti dall'acquifero carbonatico presente in questa zona
non presentano particolari problemi in quanto tutti i parametri chimici rientrano
nella norma. Soltanto la durezza raggiunge il valore massimo consigliato di 50°
francesi, legata alla natura carbonatica del serbatoio. Il nuovo pozzo Acquabona
3,posto più ad oriente è piuttosto ricco in solfati, risentendo della presenza dei
gessi della serie miocenica che costituisce la copertura del serbatoio
carbonatico principale.
5 CONCLUSIONI SUGLI ASPETTI IDROGEOLOGICI
L’analisi idrogeochimica delle caratteristiche della pianura costiera ha messo
in evidenza una serie di problematiche relative alla scadente qualità ed alla
quantità delle acque presenti.
Per
quanto riguarda la qualità risultano particolarmente rilevanti le
concentrazioni in Cloruri e Nitrati.
L’origine dei primi è chiaramente marina e dipende generalmente da un
sovrasfruttamento della falda in zone di per se soggette a invasione di acqua
salmastra legata a cause “storiche”, come nel caso della pianura costiera della
Mazzanta a Sud di Vada.
Per quanto riguarda i nitrati questi derivano in gran parte dal continuo uso di
fertilizzanti azotati che possono raggiungere la falda in quanto questa non
presenta una sufficiente copertura protettiva impermeabile
ed è quindi
facilmente “vulnerabile”.
Per quanto si riferisce alle quantità disponibili , si ritiene, dalla visione
dell’andamento piezometrico e dalle variazioni del chimismo delle acque, che in
situazioni di scarsa ricarica , durante la fase estiva si abbia uno sfruttamento
della falda della pianura costiera superiore alla sua potenzialità.
Tutto questo comporta una costante attenzione nell’effettuare controlli sui livelli
e sul chimismo delle acque in modo da concertare al meglio con gli altri
utilizzatori presenti sul territorio , lo sfruttamento della risorsa ed effettuare
60
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
interventi atti ad evitare in modo particolare l’avanzamento del fronte salino
nella parte costiera più esposta a questo fenomeno.
Per quanto si riferisce al problema dei Nitrati questo va seriamente affrontato
con gli operatori del settore agricolo per cercare di ottimizzare l’uso dei
fertilizzanti azotati. Si ritiene comunque che la notevole estensione delle aree
interessate dal fenomeno e gli elevati valori raggiunti non consentono di
prevedere una inversione di tendenza in tempi brevi. Questo comporta la
valutazione di utilizzare sistemi di denitrificazione nelle zone dove sono state
messe in evidenza le maggiori concentrazioni dei composti azotati.
Dovranno essere i previste azioni di controllo sugli scarichi domestici e degli
allevamenti, ed in modo particolare l’applicazione delle norme relative alle aree
di salvaguardia dei pozzi per usi potabili . A questo scopo si deve rilevare che la
pianura costiera nel suo insieme
La qualità e quantità delle acque attualmente disponibili impongono quindi la
ricerca di soluzioni alternative a quella di ulteriore sfruttamento intensivo della
risorsa presente nel settore del territorio interessato da questo studio.
I progetti ARETUSA (ASA - Solvay) attualmente in procinto di attuazione per
il riutilizzo delle acque dei depuratori di Cecina e Rosignano (circa 4.000.000 di
m
3
/anno)
vanno nella giusta direzione perché questa soluzione potrebbe
consentire una diminuzione di prelievi di acque di scadente qualità e una
riduzione degli emungimenti nelle aree maggiormente sensibili all’intrusione di
acque clorurate .
Si potrebbe inoltre avere un uso diverso delle acque che attualmente sono
indispensabili per il mantenimento delle attività industriali, come quelle presenti
nel subalveo profondo del Fiume Cecina, anche se purtroppo di qualità non
ottimali (ma sempre nei limiti di potabilità) per la presenza di cloruri, solfati, boro
ed elevata durezza, ma a basso contenuto in nitrati.
Per quanto riguarda l’acquifero del Fine, le scadenti qualità chimiche delle
acque caratterizzate da un forte carico in solfati, ad esclusione dei pozzi del
“Passo dei Caprioli”, ne sconsigliano l’uso idropotabile. Per queste acque esiste
61
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
un accordo di scambio tra ASA e Soc.Solvay. in modo che vengano utilizzate
per usi industriali in cambio di acque di migliore qualità .
62
QUADRO CONOSCITIVO DEL PIANO STRUTTURALE
Componente geologico - tecnica ed idrogeologica
APPENDICE 1
L’ASSETTO IDROGEOLOGICO DEL TERRITORIO COMUNALE
DR .PAOLO SQUARCI
