Modello idrologico semidistribuito in Dolomiti svela Acque Segrete
Uno studio descrive dinamiche di stoccaggio e drenaggio delle acque segrete sotterranee in un bacino alpino complesso
Un nuovo modello idrologico rivela il comportamento virtuoso delle acque segrete sotterranee alpine
Uno studio recente ha sviluppato un modello semidistribuito per descrivere come le acque piovane, di scioglimento nevoso e di fusione glaciale si raccolgano e defluiscano sottoterra in un bacino delle Pale di San Martino (Dolomiti). Acque Segrete
Il modello integra due grandi “serbatoi”: le rocce dolomitiche fratturate in quota e i sedimenti porosi in valle.
Grazie a tre anni di misure di portata, il modello riproduce con precisione i livelli di flusso ordinari e mette in luce un legame stagionale tra la riserva superficiale (neve e ghiaccio) e quella sotterranea.
In primavera e inizio estate, lo scioglimento alimenta soprattutto l’acquifero poroso, mentre nei mesi caldi il rilascio costante proviene dalla rete di fratture carsiche.
La validazione multipla evidenzia ottimi risultati per flussi medi e bassi, ma indica margini di perfezionamento nelle situazioni di piena estrema.
Gli autori propongono di estendere l’approccio ad altri bacini montani per ottimizzare le campagne di monitoraggio e migliorare la gestione delle risorse idriche in alta montagna.
Introduzione allo studio del modello idrologico semidistribuito in speleologia alpina e delle sue Acque Segrete
L’analisi delle dinamiche degli acquiferi di alta montagna riveste un ruolo cruciale per comprendere come le risorse idriche vadano incontro a stagionalità e cambiamenti climatici.
In un articolo pubblicato su Journal of Hydrology, Chen, Lucianetti e Hartmann (2023) presentano un nuovo modello idrologico semidistribuito basato su processi fisici per un bacino alpino delle Dolomiti.
Lo studio si concentra sulle interazioni tra acquiferi di roccia fratturata e sedimenti porosi, con particolare attenzione a come queste componenti influiscano sulle portate nei corsi d’acqua.
Caratteristiche del bacino e importanza per la speleologia alpina
Geologia complessa e rilievo montano per speleologia e idrologia
Il bacino di 45 km² si estende tra i 1.400 e i 2.900 metri di quota nel gruppo delle Pale di San Martino.
Le rocce dolomitiche fratturate, con doppia porosità, costituiscono l’acquifero di alta montagna principale, mentre i depositi alluvionali e morenici in valle formano un acquifero poroso secondario.
Questa stratificazione geologica offre un contesto ideale per studi speleologici che esplorano le cavità e i condotti sotterranei.
Impostazione del modello idrologico semidistribuito e monitoraggio
Progettazione del modello semidistribuito per analisi speleologica
Il modello integra due compartimenti idrogeologici:
- Acquifero di roccia fratturata (karst) con flusso di matrice e flusso in condotti
- Acquifero poroso dei depositi alluvionali e glaciali
Grazie a sensori di portata e parametri idraulici, il modello è stato calibrato su tre anni di dati, coprendo condizioni di bassa e alta portata, incluse due piene estreme del 2018 e 2019.
Questo approccio supporta la speleologia nell’identificare i percorsi sotterranei dell’acqua e le zone di accumulo.
Valutazione multipla del modello e implicazioni per la speleologia
Multi-step evaluation per migliorare il modello idrologico semidistribuito
Gli autori hanno applicato una procedura di valutazione in più fasi che considera sensibilità e incertezza dei parametri. Tale workflow ha evidenziato:
- Ottima riproduzione delle portate medie e basse
- Limiti nella simulazione delle portate estreme
- Necessità di un concetto idrogeologico più dettagliato
Per la comunità speleologica, questi risultati suggeriscono nuove attività di rilevamento sul campo per mappare condotti nascosti e depositi di sedimenti.
Risultati chiave sulle dinamiche di stoccaggio e drenaggio
Impatti delle dinamiche stagionali su acquiferi di alta montagna
Il modello rivela un legame stagionale tra stoccaggio superficiale (neve, ghiaccio) e stoccaggio sotterraneo.
Durante la fase di scioglimento primaverile, il contributo degli acquiferi porosi risulta determinante per mantenere le portate, mentre in estate la riserva carsica fornisce un flusso costante. Lo studio evidenzia come la speleologia alpina possa beneficiare di queste informazioni per prevedere i livelli di acqua nelle grotte e nei sistemi ipogei.
Prospettive e trasferibilità del modello
Applicazioni future del modello idrologico semidistribuito in speleologia
Gli autori propongono che il modello idrologico semidistribuito possa essere adattato ad altri bacini montani con caratteristiche simili. Questo approccio aiuta a:
- Caratterizzare il comportamento collettivo degli acquiferi di alta montagna
- Individuare lacune nei modelli concettuali
- Ottimizzare le campagne di monitoraggio speleologico
In conclusione, la ricerca offre un nuovo strumento per la speleologia, migliorando la comprensione delle dinamiche idrogeologiche e favorendo una gestione più consapevole delle risorse idriche nelle regioni alpine.
Fonti:
Glossario dei Termini Chiave
Acquifero
Formazione geologica che contiene e permette lo scorrimento delle acque sotterranee. Può essere costituito da rocce fratturate o da sedimenti porosi.
Modello semidistribuito
Approccio di simulazione idrologica che suddivide il territorio in zone omogenee, tenendo conto sia di processi locali (es. infiltrazione) sia di connessioni regionali tra le diverse aree.
Porosità
Percentuale di vuoti presenti in un materiale roccioso o sedimentario, capace di immagazzinare acqua.
Bacino idrografico
Area di territorio in cui tutte le acque meteoriche o di scioglimento confluiscono verso un unico corso d’acqua o sistema di drenaggio.
Portata
Quantità di acqua che attraversa una sezione di un corso d’acqua nell’unità di tempo, generalmente espressa in metri cubi al secondo (m³/s).
Idrologia
Disciplina scientifica che studia la circolazione, distribuzione e proprietà dell’acqua sulla Terra.
Speleologia
Attività di esplorazione, studio e documentazione delle grotte e dei sistemi ipogei.
Fratturazione
Rete di fratture presenti nelle rocce che favoriscono il movimento e lo stoccaggio dell’acqua.
Karst
Terreno carsico caratterizzato da rocce solubili (come il calcare o la dolomia), in cui si formano grotte e condotti sotterranei per dissoluzione chimica.
Sedimenti porosi
Accumuli di materiali come sabbia, ghiaia o detriti glaciali che presentano elevata porosità e favoriscono l’infiltrazione e l’accumulo di acqua.
Scioglimento
Passaggio da stato solido a liquido di neve o ghiaccio, che contribuisce all’alimentazione degli acquiferi e dei corsi d’acqua.
Workflow di valutazione multipla
Procedura in più fasi impiegata per analizzare e migliorare la struttura e i parametri di un modello attraverso test di sensibilità e incertezza.
Fonti: