La ricarica degli acquiferi sotterranei
In un bacino idrologico, le precipitazioni meteoriche rappresentano la principale ricarica delle acque sotterranee. Di conseguenza le acque di falda hanno una connotazione isotopica che riflette quella delle precipitazioni. In generale i valori di d180 e dD delle acque sotterranee ricadono in prossimità della retta locale delle precipitazioni e la composizione isotopica media delle acque sotterranee è assimilabile alla media annua della composizione isotopica delle precipitazioni che avvengono nel bacino, ponderata sulla base dell’ammontare mensile. La composizione media ponderata (d18mp, dDmp) annua viene calcolata attraverso le seguenti formule: |
Dove i si riferisce al mese i-simo (1=gennaio;12=dicembre), Pi è la precipitazione mensile, Ptot è la precipitazione annua, e d18O e dD sono i valori isotopici mensili delle precipitazioni.
Il problema principale degli studi sull’origine delle acque profonde sta nella comprensione dei meccanismi di trasferimento del segnale 18O-D dalle acque meteoriche a quelle sotterranee durante la ricarica. In molti casi, la composizione isotopica delle acque profonde sarà uguale alla composizione media pesata annua delle precipitazioni dell’area di ricarica. In altre circostanze, sono state registrate considerevoli variazioni rispetto alla composizione delle precipitazioni. Nel tratto tra la superficie topografica e quella piezometrica, l’acqua deve attraversare l’ ambiente di ricarica dove l’infiltrazione delle acque profonde è complicata dai differenti tipi di suoli e di vegetazione, dal passaggio attraverso porosità eterogenee, dalle perdite conseguenti a fenomeni di evaporazione e traspirazione, da variazioni stagionali della ricarica, da variazioni climatiche annuali e di lungo termine. Infine, il tempo di residenza nell’ambiente di ricarica può variare da giorni ad anni. Considerando che solo una piccola percentuale delle precipitazioni si infiltra fino alla tavola d’acqua in molte regioni, il segnale meteorico nelle acque profonde può essere significativamente modificato. Gli isotopi ambientali giocano un ruolo molto importante nel quantificare il contributo che le precipitazioni danno al flusso sotterraneo e per comprendere il funzionamento idraulico dell’area di ricarica.
Il problema principale degli studi sull’origine delle acque profonde sta nella comprensione dei meccanismi di trasferimento del segnale 18O-D dalle acque meteoriche a quelle sotterranee durante la ricarica. In molti casi, la composizione isotopica delle acque profonde sarà uguale alla composizione media pesata annua delle precipitazioni dell’area di ricarica. In altre circostanze, sono state registrate considerevoli variazioni rispetto alla composizione delle precipitazioni. Nel tratto tra la superficie topografica e quella piezometrica, l’acqua deve attraversare l’ ambiente di ricarica dove l’infiltrazione delle acque profonde è complicata dai differenti tipi di suoli e di vegetazione, dal passaggio attraverso porosità eterogenee, dalle perdite conseguenti a fenomeni di evaporazione e traspirazione, da variazioni stagionali della ricarica, da variazioni climatiche annuali e di lungo termine. Infine, il tempo di residenza nell’ambiente di ricarica può variare da giorni ad anni. Considerando che solo una piccola percentuale delle precipitazioni si infiltra fino alla tavola d’acqua in molte regioni, il segnale meteorico nelle acque profonde può essere significativamente modificato. Gli isotopi ambientali giocano un ruolo molto importante nel quantificare il contributo che le precipitazioni danno al flusso sotterraneo e per comprendere il funzionamento idraulico dell’area di ricarica.