Idrogeologia del delta del Tevere

Figura 4
Roberto Mazza, Lucia Mastrorillo & Fabio Manca  Laboratorio di Idrogeologia Numerica Quantitativa – Dipartimento di Scienze Università di Roma TRE

INTRODUZIONE
Dai primi anni del 2000 il Laboratorio di Idrogeologia Numerica Quantitativa del Dipartimento di Scienze di Roma Tre, ha intrapreso lo studio idrogeologico degli acquiferi del Delta del Tevere per colmare una grave lacuna nel quadro delle conoscenze idrogeologiche della Regione Lazio.
Allo stato attuale è stato raggiunto un buon grado di conoscenza dell’assetto idrogeologico del settore sud-orientale (ala sinistra) del delta, per il quale è stata ottenuta:
– la ricostruzione dei corpi sedimentari finalizzata all’identificazione degli acquiferi;
– la ricostruzione della superficie piezometrica della falda principale;
– la caratterizzazione chimico – fisica delle acque sotterranee;
Nell’ambito di una collaborazione tra il Dipartimento Ambiente del Comune di Roma ed il Laboratorio di Idrogeologia di Roma Tre (2002-2003) è stata realizzata una rete di monitoraggio degli acquiferi, superficiale e profondo, presenti nel corpo deltizio, all’interno della Pineta di Castel Fusano. Una prima fase del monitoraggio è stato realizzato nel periodo aprile 2005 – gennaio 2006; nel 2011 è iniziata la seconda fase di monitoraggio, tuttora in corso.
Attualmente l’attività di ricerca presso il Laboratorio di Idrogeologia Quantitativa è supportata dallo svolgimento di una Tesi di Dottorato e una Tesi di Laurea Magistrale, sotto la direzione scientifica di Roberto Mazza.
Gli obiettivi più prossimi dell’attuale fase di ricerca riguardano l’aggiornamento della piezometria e la caratterizzazione idrochimica delle acque di falda, del settore sud-orientale del Delta del Tevere.
La finalità generale dell’intera ricerca, oltre a quello di colmare eventuali lacune conoscitive sull’idrogeologia regionale, è quella di arrivare alla formulazione di un modello idrogeologico concettuale degli acquiferi in destra e sinistra del Tevere, che evidenzi eventuali criticità locali legate essenzialmente ai problemi di depauperamento e di salinizzazione delle acque di falda. Il risultati conseguiti costituiranno la base di partenza per l’implementazione di modelli matematici di simulazione di supporto agli strumenti pianificatori per il raggiungimento di un’auspicabile gestione razionale del territorio e della risorsa idrica presente.

1) AREA DI STUDIO
Il Delta del Fiume Tevere si estende con la parte emersa per oltre 150 km2 e per circa 500 km2 con la parte sommersa. Essa presenta uno spessore massimo del corpo sedimentario di poco superiore a 80 m. La piana deltizia è delimitata verso ovest dalla costa compresa tra Palo a nord e Tor Paterno a sud. Verso l’interno il corpo deltizio è definito dall’isoipsa 5 m che corre a destra del Tevere tra Palo e Ponte Galeria e al piede delle colline pleistoceniche (Bellotti et alii, 1987). La progradazione della piana deltizia e l’attuale configurazione morfologica sono frutto dell’evoluzione avvenuta negli ultimi 4-5.000 anni (Figura 1).
Da un punto di vista morfologico la piana deltizia può essere divisa in due settori distinti (Bellotti et alii, 1989):
– la piana deltizia superiore, caratterizzata da una morfologia pianeggiante e monotona con quote massime non superiori ai 5 m e minime prossime ai -2 m. I terreni, di origine alluvionale e palustre, prevalentemente argillosi ed in parte torbosi, sono solcati da una fitta rete di canali di bonifica (Ostia e Maccarese). In quest’area è avvenuto lo sviluppo di ampie aree lagunari e palustri che hanno avuto nel tempo estensioni variabili e comunicazioni più o meno ampie col mare. Il bacino in riva destra del Tevere, detto Stagno di Ponente (o di Maccarese) era il più grande e si estendeva nell’area oggi occupata dall’Aeroporto di Fiumicino, fin quasi al Fosso Arrone, con uno o due collegamenti col mare. Il bacino in riva sinistra, detto Stagno di Levante (o di Ostia), era situato alle spalle di Ostia Antica, si estendeva verso sud per almeno 6 km ed aveva una comunicazione certa con il mare attraverso l’attuale Canale dello Stagno (o Canale dei Pescatori). Entrambi i bacini sono stati parzialmente usati come saline durante il periodo romano e in periodi più recenti.
– la piana deltizia inferiore, caratterizzata dall’ampia diffusione dei cordoni dunari, accresciutisi parallelamente alla linea di costa durante le varie fasi della progradazione. I cordoni dunari sono presenti su ambedue le ali del delta, ma appaiono meglio sviluppati nel settore meridionale dove talvolta raggiungono altezze di 10-12 m. Buona parte di questo settore del delta è stata spianata con l’urbanizzazione e a seguito dell’uso agricolo del territorio; la restante parte è coperta da macchia mediterranea o da pinete di impianto artificiale (Parco di Castel Fusano e Tenuta Presidenziale di Castelporziano).

Figura 1
Figura 1– Distribuzione areale dei principali elementi morfologici della piana deltizia del Fiume Tevere e delle formazioni che affiorano sulle retrostanti colline pleistoceniche (Bellotti et alii, 1989). Legenda: a – alluvioni recenti; b – sedimenti dunari e interdunari recenti; c – alluvioni antiche; d – sabbie rossastre (dune antiche); e – piroclastiti pleistoceniche; f – travertini; g – argille, argille sabbiose, sabbie; lenti di ciottolame con abbondante malacofauna; h – ghiaie e ghiaie sabbiose poligeniche; i – limite interno del delta; l – antichi stagni bonificati; m – canali fluviali fossili.

2) RICOSTRUZIONE DEI CORPI SEDIMENTARI
L’attuale conformazione del Delta Tiberino è il risultato di una serie di eventi che si sono succeduti nei millenni a partire dalla fine della massima espansione dei ghiacciai, avvenuta circa 18.000 anni fa. In conseguenza di ciò l’assetto geologico di questo corpo sedimentario risulta assai complesso (Bellotti et alii, 1995).
Dopo il sollevamento regionale che pose fine ai bacini del Pliocene superiore, fenomeni di subsidenza consentirono le ripresa della sedimentazione in un bacino a occidente di Roma. Tale bacino si approfondì con un asse parallelo all’attuale linea di costa e divenne sede di una sedimentazione di argille a Hyalinea baltica. Successivamente, sul basamento argilloso (plio-pleistocenico) iniziò la sedimentazione trasgressiva della formazione di Ponte Galeria in gran parte costituita da ghiaie e sabbie, chiusa alla sommità da facies lagunari con evidenti influssi fluviali attribuiti alla foce del paleo-Tevere. La parte sommitale di questa formazione (Pleistocene medio) è stata ricoperta, nel settore nord-orientale, dai prodotti vulcanici sabatini e albani. Verso mare la formazione di Ponte Galeria passa eteropicamente a depositi sabbioso-argillosi, in facies deltizia, ma di natura più apertamente costiera.
L’analisi di circa 100 stratigrafie, relative ai numerosi sondaggi effettuati nell’area indagata, e la reinterpretazione dei risultati degli studi stratigrafici e geoelelettrici di letteratura (Belloti et alii, 1989 e1990; Bucci & Grillini, 2001) ha consentito di riconoscere la seguente strutturazione dei corpi sedimentari, schematizzati nel profilo di Figura 2:
– Il basamento argilloso risulta caratterizzato da una dorsale con direttrice parallela alla costa, che va da Acilia a Pomezia, passando per Castelporziano. La dorsale è incisa a NE dalla Valle di Malafede e verso W degrada nella paleovalle tiberina, ove si deprime fino a quote di 70-80 m sotto l’attuale livello del mare a nord di Fiumicino. A SE il basamento appare disarticolato da motivi tettonici che rialzano il tetto delle argille di alcune decine di metri.
– Al di sopra di questo substrato poggia con continuità un deposito ghiaioso-sabbioso riferibile alle facies grossolane della Formazione di Ponte Galeria; questi terreni subiscono variazioni litostratigrafiche e di spessore, passando da ghiaie e ciottoli in matrice sabbiosa grossolana nei settori dell’entroterra (spessore 8-10 m), a sabbie grossolane con ghiaietto verso il margine costiero (spessore 3-5 m); i depositi presentano una giacitura degradante verso SW. In prossimità della costa, la formazione non è più riconosciuta nei sondaggi e sostituita dalla successiva successione olocenica.
– La successione sedimentaria olocenica del delta tiberino, trasgressiva sulla Formazione di Ponte Galeria, è caratterizzata da depositi lenticolari che interessano le varie facies lagunari – costiere, con ripetuta alternanza di corpi pelitici e psefitici.
– I depositi sabbiosi di barra costiera che, al di sotto delle sabbie dunari recenti e attuali, poggiano in eteropia sulle sabbie fluviali oloceniche, occupano diffusamente il sottosuolo di Castel Fusano, con spessori di una decina di metri.
– Nell’area dei canali di bonifica è infine presente una lente di terreni limoso-torbosi di natura alluvionale con strati e lenti di torba di 1-2 m di spessore.

Figura 2
Figura 2 – Profilo geologico schematico nella tenuta di Castel Porziano (Anselmi et alii, 1995, modificato). Legenda: 1 – alluvioni; 2 – sabbie; 3 – tufiti; 4 – sabbie e ghiaie; 5 – argille; 6 – sondaggio di interesse stratigrafico.

3) INDIVIDUAZIONE DEGLI ACQUIFERI
Il basamento argilloso plio-pleistocenico costituisce il substrato impermeabile del complesso sistema di circolazione idrica sotterranea all’interno dei depositi del Delta del Tevere.
Nei settori settentrionali di Acilia, AXA e Castelporziano la falda principale si colloca all’interno delle ghiaie e sabbie della formazione di Ponte Galeria che poggiano sul basamento delle argille limose plio-pleistoceniche. L’acquifero presenta una permeabilità elevata e uno spessore di 8-10 m; esso risulta verticalmente confinato dai terreni limosi afferenti alle facies più fini della formazione di Ponte Galeria e delle successive formazioni medio-pleistoceniche. Verso W, dove si hanno facies fluviali sabbiose da fini a grossolane, anche con lenti di ghiaia, la falda principale prosegue con continuità verticale e laterale, con una permeabilità variabile. Dove invece sono presenti facies pelitiche di laguna costiera con torbe e sabbie fini, la falda risulta confinata nelle formazioni permeabili pleistoceniche più profonde. Verso la costa l’acquifero principale, ospitato dal complesso delle sabbie e ghiaie pleistoceniche, rimane confinato a profondità di circa 40 m ed è ricaricato lateralmente dalle acque provenienti dalle alluvioni del Tevere e dalla formazione ghiaioso-sabbiosa di Ponte Galeria; al di sopra si riconosce un livello a permeabilità molto bassa, dello spessore di circa 15-20 metri, costituito dalle peliti marine in facies di piattaforma che svolgono la funzione di aquitard. Al di sopra è localmente presente un corpo superficiale a falda libera, costituito dal complesso delle sabbie dunari e di barriera costiera, con uno spessore indicativo di 15-20 metri, caratterizzato da una permeabilità da media a medio-bassa, con ricarica prevalentemente zenitale (Capelli & Mazza, 2008).
Nei settori costieri di Castel Fusano, Tor Paterno, Capocotta e Campo Ascolano, assente la formazione di Ponte Galeria, l’acquifero è costituito dalle formazioni sabbiose che poggiano direttamente sul basamento impermeabile, con una permeabilità più ridotta, ma uno spessore maggiore, fino al motivo tettonico nella zona del Fosso di Pratica (Bucci e Grillini, 2001; Mastrorillo & Petitta, 2009, Banzato et alii, 2013).

4) SUPERFICIE PIEZOMETRICA
Per definire l’andamento piezometrico dell’area in esame, nel 2004 è stato condotto un rilevamento idrogeologico nell’area compresa tra la costa, la Tenuta di Castelporziano, la collina di Acilia e il canale tiberino di Fiumara Grande, raccogliendo circa 120 punti d’acqua tra pozzi, piezometri, punte filtranti. Con i dati raccolti è stata realizzata una carta delle isofreatiche del settore romano del delta (Capelli & Mazza, 2005), inserita successivamente nella “Carta Idrogeologica del Territorio della Regione Lazio (Capelli et alii, 2012) (Figura 3).
Dalla geometria delle isopieze si ricava che la falda principale defluisce dall’alto piezometrico di Acilia – Castelporziano – Pomezia principalmente verso NW, ovvero verso la piana alluvionale del Tevere, e verso SW cioè verso la piana costiera. La falda superficiale dei settori sud occidentali presenta un deflusso verso le aree topograficamente depresse, nelle quali essa è ribassata al di sotto del livello del mare mediante il sistema idraulico della bonifica.
La falda superficiale del complesso delle sabbie dunari e di barriera costiera presenta, infine, dei limiti di flusso verso l’entroterra, che ne vincolano l’idraulica sotterranea; anche per questo acquifero tali limiti sono rappresentati dai canali di bonifica che hanno il loro fondo al di sotto del livello del mare, cosicché questo acquifero può considerarsi come entità idraulica a sé stante.
Risulta, quindi, che nel settore a ridosso della foce del Tevere i livelli di saturazione degli acquiferi stazionano sotto il livello marino. I minimi livelli (fino al valore di -5 m s.l.m.) sono stati registrati a “Saline di Ostia-Riserva del Pantano” e a “Casal Palocco”. In quest’area le depressioni piezometriche indotte dalla bonifica sono esasperate da numerosi emungimenti privati, legati alla forte urbanizzazione del territorio (Capelli & Mazza, 2008).
In corrispondenza della duna di Castel Fusano e della Tenuta di Castelporziano, in prossimità della costa, i valori piezometrici si mantengono positivi, grazie alla sostanziale situazione di integrità ambientale dell’area dove non sono presenti insediamenti abitativi.

Figura 3
Figura 3 – Stralcio della Carta Idrogeologica del Territorio della Regione Lazio (Capelli et alii, 2012). Legenda: a) – complesso dei depositi alluvionali recenti; b) – complesso dei depositi alluvionali antichi; c) – complesso delle sabbie dunari; d) – complesso dei depositi fluvio-palustri e lacustri; e) – complesso delle lave, laccoliti e coni di scorie; f) – complesso delle pozzolane; g) – complesso dei depositi clastici eterogenei; h) – isopieza con equidistanza 1 m; i) – isopieza con equidistanza 5 m; l) – isopieza con equidistanza 20 m; m) – sorgente lineare; n) – stazione pluviometrica; o) – stazione idrometrica in telemisura.

5) CARATTERIZZAZIONE CHIMICO-FISICA DELLE ACQUE SOTTERRANEE
In occasione dei rilievi freatimetrici del 2004 è stato possibile rilevare i principali parametri chimico fisici delle acque (conducibilità elettrica, pH e temperatura).
Di particolare interesse risultano i valori di conducibilità elettrica, perché ricalcano quelli di salinità. I valori più elevati di conducibilità si riscontrano nei pressi di Ostia Antica, dove sovente si rilevano valori superiori a 3000 µS/cm, con punte di 6600 µS/cm e un massimo di 19480 µS/cm.
L’aumento locale di conducibilità delle acque sotterranee, concentrato nella zona delle Saline e nell’area a valle di Capo Due Rami, è stato messo in relazione alle seguenti considerazioni:
– i depositi salini residui legati alla presenza delle antiche saline interferiscono con la falda e, in relazione alle direttrici del deflusso sotterraneo, determinano un plume diretto da nord verso SE;
– le acque prelevate dal Fiume Tevere a valle di Capo Due Rami e immesse nella bonifica irrigua presentano valori di salinità relativamente elevati, a seguito della comprovata penetrazione salina nel tratto terminale del fiume;
– il prelievo non controllato di acque dal sottosuolo determina un richiamo di acque ad elevata salinità dal mare e dal reticolo idrografico principale (aste terminali del Tevere e del Canale dello Stagno). Tale flusso si incanala nei corpi sedimentari più grossolani che risultano per lo più semiconfinati da argille e terre organiche.
La distribuzione delle temperature delle acque di falda mette in evidenza due anomalie principali: la prima, verso valori alti, è localizzata nel bacino idrografico del Fosso di Malafede; la seconda, verso valori bassi, ricalca l’andamento delle aree forestali di Castel Fusano e Castelporziano.
La prima anomalia che presenta isoterme comprese tra 20-25 °C, ubicata tra Casale di Perna e Valleranello, è da imputare a risalite di acque termali provenienti dal sottosuolo, associate a emissioni di gas. Tali fenomeni non sono tuttavia costanti nel tempo; si sono infatti avute, nel corso dei ripetuti rilevamenti effettuati, importanti oscillazioni delle temperature. La seconda anomalia che presenta valori compresi tra 15,3 e 17,3 °C, interessa la parte non urbanizzata del settore romano del Delta del Tevere, dove la temperatura delle acque sotterranee rispecchia invece i valori della temperatura media annua dell’atmosfera (Capelli et alii, 2007).

6) ATTIVITA’ DI RICERCA IN CORSO
Nel 2011 è iniziata una nuova fase di ricerca, attualmente in fase di svolgimento, le cui attività principali sono le seguenti:
– Monitoraggio dell’acquifero della pineta di Castel Fusano, su un totale di 18 piezometri, di cui uno strumentato con sonda automatica per la registrazione del livello di falda (Figura 4). Il monitoraggio, iniziato nel 2011, prevede un controllo mensile del livello di falda in tutti i piezometri della rete.
– Campagna di rilievo piezometrico dell’area deltizia in sinistra del Tevere (estate 2012 – primavera 2013) al fine di aggiornare e integrare la ricostruzione piezometrica proposta nel 2008.
– Campagna di campionamento delle acque sotterranee (estate 2012) finalizzato all’esecuzione di analisi chimiche degli elementi maggiori, per la caratterizzazione geochimica delle acque. I risultati delle analisi sono in corso di elaborazione.
– Analisi idrogeologica di dettaglio dell’area compresa fra l’ansa del Tevere e Ostia antica, dove i risultati dell’attuale ricerca, evidenziano le maggiori criticità legate alla salinizzazione delle acque sotterranee.

Figura 4
Figura 4 – Ubicazione dei punti di monitoraggio nell’area del Parco di Castel Fusano. Legenda: 1 – piezometro superficiale, con numero di riferimento; 2 –sistema di piezometri superficiali e profondi, con numero di riferimento.

BIBLIOGRAFIA
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