Interazioni tra acque sotterranee e superficiali e problematiche connesse con la determinazione del deflusso minimo vitale: i casi dei fiumi Marta e Mignone (Lazio)

Abstract

Il presente lavoro riguarda lo studio dei rapporti tra acque sotterranee e acque superficiali di due corsi d’acqua significativi della rete idrografica minore dell’alto Lazio ed è finalizzato a verificare le problematiche connesse con la determinazione del deflusso minimo vitale in alcune sezioni d’alveo. I bacini idrografici considerati sono quelli del fiume Marta, emissario del lago di Bolsena, e del fiume Mignone. Entrambi ricadono nella regione vulcanica laziale, caratterizzata dall’attività dei Distretti Vulsino, Sabatino, Cimino e Vicano. La scelta dei bacini è legata all’impatto antropico esercitato, rappresentato dallo sfruttamento delle acque superficiali a scopi idroelettrici, industriali, civili ed agricoli, che li rende dei casi rappresentativi per tentare la stima della portata minima vitale. L’importanza di salvaguardare il corpo idrico attraverso una portata minima vitale rientra nella più ampia tematica della gestione sostenibile delle risorse idriche. Sono stati scelti, tra i metodi presenti in letteratura per il calcolo del deflusso minimo vitale, quelli più adatti ai bacini studiati, considerando la realtà idrogeologica e i dati a disposizione. Di conseguenza il lavoro è stato incentrato sulla raccolta dei dati di portata storica, completati da nuove campagne di misura della portata, l’elaborazione dei dati meteorologici al fine della definizione del bilancio idrologico, il censimento dei pozzi e delle sorgenti allo scopo di ricostruire lo schema di circolazione idrica sotterranea. Inoltre è stato definito, su base bibliografica, lo stato di qualità delle acque superficiali, attraverso l’uso di diversi indici specifici, relazionando la variabilità temporale e spaziale delle classi di qualità lungo i corsi d’acqua al regime della portata. Per il fiume Marta è risultato che il deflusso superficiale è sostenuto, oltre che dagli efflussi dal Lago di Bolsena e dal ruscellamento, dalle acque sotterranee, essendo il corso d’acqua il recapito preferenziale della falda di base dell’acquifero vulcanico. La qualità ecologica delle acque superficiali si presenta compromessa nei tratti più antropizzati e migliora dove gli incrementi di portata in alveo sono più consistenti. Lo schema di circolazione idrica del fiume Mignone è risultato influenzato fortemente dall’assetto geologico-strutturale, essendo le formazioni poco permeabili prevalenti nel bacino esaminato. Lo stato qualitativo delle acque superficiali risulta buono e gli unici tratti compromessi sono legati a problematiche locali. La valutazione del deflusso minimo vitale, condotta con riferimento ad alcune sezioni d’alveo interessate da derivazioni, ha dato risultati differenti per la stessa sezione applicando più metodi basati sulla portata naturale del corso d’acqua e considerando le precedenti valutazioni. L’applicazione ha evidenziato che la determinazione del deflusso minimo vitale dovrebbe tener conto, non solo della dinamica dall’asta fluviale, ma anche dell’intero sistema al quale il fiume. In particolare non è da sottovalutare il ruolo essenziale delle acque sotterranee e, quindi, la necessità di definire i rapporti tra il fiume e la falda, ponendo l’attenzione non solo sul bacino idrografico ma anche su quello idrogeologico. In quest’ottica, lo sfruttamento della risorsa idrica andrebbe pianificato sulla base del bilancio idrologico “naturale” del bacino ed il quantitativo e l’ubicazione dei prelievi dall’acquifero.

The research has been focused on the interactions between groundwater and surface water of two highly representative streams of the minor hydrographic net of Northern Lazio Region (Italy), with the aim to evaluate the main issues linked to the determination of the instream flow for fish life. The areas analysed are the drainage basins of the Marta River, outlet of the Bolsena Lake, and the Mignone River. Both of them are located in the Lazio volcanic region, characterised by the Vulsino, Sabatino, Cimino and Vico volcanic activities. They have been chosen as representative cases for trying to estimate the instream flow due to human impacts, showed by the exploiting of surface water for hydroelectric, industrial, civil and agricultural uses. The safeguard of the rivers concerned resulted as a fundamental tool in the sustainable management of the water resources. Taking into account both the main methods proposed by the previous literature, and the particular hydro-geological features and available data, the most suitable methods has been chosen. As a consequence, the research implied: i) collection of historical instream flow data, completed by further updated measurements; ii) analyses of historical climatic data for the estimation of the water budget; iii) definition of the hydrogeological outline through data collection of wells and springs. Moreover, through several biological indices reported in literature, the quality status of the surface water has been addressed. Finally, it has been underlined the linkages between the streams flow and the temporal and spatial variability of the surface water quality. Concerning the Marta River, the results highlight that the stream flow is heavily influenced by the Bolsena Lake level in the high river course and by groundwater recharge in the other parts of the hydrograph net. The ecological quality of the surface water emerges as compromised in the heavily human parts, while it improves where the stream is gaining. Conversely, hydrogeological outline of the Mignone River resulted highly influenced by the structural-geological framework of the area, because of its low-permeable formations. As a consequence, the quality of the surface water can be considered quite good, except for few parts affected by local problems. In conclusion, the evaluation of the instream flow has produced various results concerning the same river section by applying different methods. Consequently, the estimation of the instream flow should take into account not only the dynamic of the river, but also the entire processes of the hydrogeological basin. In particular, the essential role of the groundwaters and, thus, the necessity to define the relationships between the river and groundwater, considering both the hydrographic basin and hydrogeological basin, should not be underestimated. In these regards, the exploitation of the surface water resource should be planned considering the pre-development water budget and the quantity and the location of the withdrawals from the aquifer on the basis of the river hydrogeological framework.