Modellazione dell'intrusione salina in acquiferi costieri

The thesis work presented was created with the aim of contributing to the development of systems for the management of groundwater resources in coastal aquifers endangered by saline intrusion phenomena. In these contexts, in fact, the development of integrated and sustainable groundwater management models assumes primary importance for the health and well-being of citizens, for the protection of the environment and for economic and social development. Coastal aquifers represent extremely vulnerable water systems and are threatened on the one hand by anthropogenic pollution phenomena linked to soil and groundwater contamination and to the over-exploitation of the resource, on the other by the effects of climate change. Two case studies were evalueted: the first relating to the island of Nauru, an atoll island located in the Pacific Ocean off the Papa Guinea coast and the second relating to the area of the water body Basso corso del Volturno-Regi Lagni, in the area immediately north of Naples, in southern Italy. In the case study of the island of Nauru a 3D numerical model of the area was implemented with the support of the Feflow 7.0 software. It has been used to simulate thirty scenarios of climate change, to assess the variation in the availability of fresh groundwater as the sea level and the meteoric recharge increase and provide support for the sustainable management of the resource for the coming years. The work carried out for the second case study aimed at building the foundations for the implementation of a numerical model useful for representing the quantitative and qualitative aspects of the groundwater resources in the water body Basso corso del Volturno-Regi Lagni. In the first phase of work, a field measurement campaign was carried out to gather the information necessary for the implementation of the conceptual model. Based on what has been outlined in the conceptual model, a numerical model has been realized on an area of about 220 km2, including in the north-western sector of the water body. The presented model aims to be a starting point for the development of a numerical model to support the underground water resource management system in the area and wants to identify the necessary analyzes and the next steps to be taken to achieve this goal effectively.

Il lavoro di tesi presentato nasce con l'obiettivo di contribuire allo sviluppo di sistemi di gestione della risorsa idrica sotterranea in acquiferi costieri minacciati dai fenomeni di intrusione salina. In questi contesti infatti, lo sviluppo di modelli di gestione integrata e sostenibile delle acque sotterranee assume una rilevanza primaria per la salute e il benessere dei cittadini, per la tutela dell’ambiente e per lo sviluppo economico e sociale. Gli acquiferi costieri rappresentano dei sistemi idrici estremamente vulnerabili e sono minacciati da un lato dai fenomeni di inquinamento antropico legati alla contaminazione dei suoli e della falda e dal sovrasfruttamento della risorsa, dall’altro dagli effetti dei cambiamenti climatici Nell'ambito del lavoro si sono valutati due casi di studio: il primo relativo alla Repubblica di Nauru, un'isola situata nell'Oceano Pacifico a largo della Papa Guinea e il secondo relativo all'area del corpo idrico Basso corso del Volturno-Regi Lagni, nella zona immediatamente a nord di Napoli, nel sud Italia. Nel caso studio dell'isola di Nauru si è implementato un modello numerico 3D dell'area con il supporto del software Feflow 7.0. Esso è stato utilizzato per simulare trenta scenari di cambiamento climatico, valutare la variazione della disponibilità di acqua dolce sotterranea al variare dell'aumento del livello del mare e della ricarica meteorica e fornire un supporto per la gestione sostenibile della risorsa per i prossimi anni. Il lavoro svolto per il secondo caso di studio ha puntato a costruire le fondamenta per l’implementazione di un modello numerico utile a rappresentare gli aspetti quantitativi e qualitativi della risorsa idrica sotterranea nell’area del corpo idrico basso corso del Volturno-Regi Lagni. Nella prima fase di lavoro è stata realizzata una campagna di misurazione di campo al fine di raccogliere le informazioni necessarie all’implementazione del modello concettuale. Sulla base di quanto schematizzato nel modello concettuale si è realizzato un modello numerico su una zona di circa 220 km2 compresa nel settore nord occidentale del corpo idrico. Il modello presentato vuole essere una base di partenza per lo sviluppo di un modello numerico a supporto del sistema di gestione della risorsa idrica sotterranea nell'area di interesse e vuole individuare le analisi necessarie e i prossimi step da compiere per raggiungere questo obiettivo in maniera efficace.