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L’utilizzo degli isotopi stabili da reti pluviometriche per la definizione degli areali di ricarica delle acque sorgive: problemi e possibili soluzioni da casi di studio nell’Appennino settentrionale

Cervi Federico Ronchetti Francesco Doveri Marco Mussi Mario Marcaccio Marco Tazioli Alberto
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ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2016
Numero:
149
Fascicolo:
GEAM N.149/2016

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Gli isotopi stabili dell’ossigeno e dell’idrogeno sono ampiamente utilizzati in idrogeologia per la definizione degli areali di ricarica di acque sorgive in ambienti montani. Nella quasi totalità dei casi, vengono utilizzate relazioni pregresse o gradienti isotopici medi, deducibili da letteratura, che legano la variazione con la quota degli isotopi in acque meteoriche raccolte presso pluviometri campionatori, ricavando, con le sole analisi delle acque sotterranee, la quota media di infiltrazione delle acque sorgive campionate. Tale approccio, seppur di facile utilizzo, non tiene in considerazione i meccanismi di ricarica delle acque sotterranee, assumendo le acque campionate ai pluviometri come totalmente equiparabili alle acque sorgive. Dal punto di vista idrogeologico, tale assunzione non tiene in considerazione l’equazione del bilancio idrogeologico, trascurando gli effetti dell’evapotraspirazione e del deflusso superficiale. La presente nota riporta una comparazione preliminare tra isotopi stabili in acque meteoriche (1 pluviometro) e sotterranee (2 sorgenti) nel medio-alto Appennino emiliano. I risultati evidenziano come, nel caso in esame, le relazioni comunemente applicate in bibliografia forniscano valori di quote di alimentazione fuorvianti, in entrambi i casi superiori alle rispettive quote massime dei bacini idrogeologici delle sorgenti. Le stime dell’evapotraspirazione potenziale, e la successiva procedura di weighting del dato isotopico meteorico, sottolineano come le anomalie nella stima della quota di alimentazione siano solo in parte da ricercare in questo parametro del bilancio e che, ad oggi, sia preferibile, per l’Appennino settentrionale, l’utilizzo di gradienti isotopici ricavati da piccole sorgenti alimentate da depositi superficiali di dimensioni ridotte. 

Parole chiave: isotopi stabili, sorgenti, area di ricarica, Appennino settentrionale Italia.

The use of stable water isotopes from rain gauges network to define the recharge areas of springs: problems and possible solutions from case studies in the northern Apennines

The water stable isotopes are widely exploited in hydrogeology to define the recharge area of mountain springs. In almost all cases, pre-existing relationships linking the isotopic contents of meteoric water that were collected in several rain gauges located at different altitudes are used. Although such approach is straightforward, it assumes that the water aliquots collected in the raingauges fully recharge the groundwater. From the hydrogeological point of view, this assumption does not take into account the water balance equation, as it neglects evapotranspiration and runoff. This manuscript deals on the preliminary comparison of water stable isotopes in meteoric water (1 raingauge) and groundwater (2 springs) from the northern Apennines of Italy. Results highlight that the pre-existing isotopic relationships commonly used in northern Apennines largely overestimate the mean altitudes of recharge of springs. This fact may be only in part due to the evapotranspiration processes taking place during summer period so that isotopic gradients obtained from weighting procedure linking effective rainfall with isotopic contents in raingauges are still not recommended. To date, isotopic gradients obtained from ephemeral springs fed by reduced surficial deposits seem to be the most reliable tool. 

Keywords: water isotopes, springs, recharge area, northern Apennines, Italy.