학술논문

Assessment of the groundwater recharge processes of a shallow and deep aquifer system (Maggiore Valley, Northwest Italy): a hydrogeochemical and isotopic approach
Document Type
Original Paper
Source
Hydrogeology Journal: Official Journal of the International Association of Hydrogeologists. 32(2):395-416
Subject
Groundwater recharge
Stable isotopes
Hydrochemistry
Deep confined aquifer
Italy
Language
English
ISSN
1431-2174
1435-0157
Abstract
Résumé: Le champ captant de la vallée du Maggiore joue un rôle fondamental dans l’alimentation en eau potable d’un vaste territoire de la région du Piémont (nord-ouest de l’Italie) et a été intensément exploité depuis le début du 20ème siècle. Cette ressource en eau est localisée dans un aquifère multicouche et profond. L’objectif principal de cette étude est de caractériser les mécanismes de recharge de l’aquifère profond par une évaluation chimique et isotopique ainsi que la qualité de l’eau de recharge et les zones de drainage. Pour cela, 128 analyses physico-chimiques (ions majeurs) et 50 analyses isotopiques (δ18O and δ2H) ont été réalisées sur des échantillons prélevés dans les parties profondes et superficielles du complexe aquifère lors de deux campagnes d’échantillonnage en 2021. Un modèle hydrogéologique conceptuel des mécanismes de recharge a été développé à partir de ces résultats. Les données de chimie confirment la présence d’un faciès bicarbonaté-calcique dans la plupart des échantillons des parties profondes et superficielles des complexes aquifères. De nettes différences hydrochimiques ont été observées entre les secteurs étudiés. Les zones de recharge sont identifiées comme (1) zones éloignées, pour le complexe aquifère peu profond de la plaine de Cuneo, et (2) les complexes aquifères superficiels et profonds avec mélange des eaux souterraines dans le secteur riverain de la plaine du Po dans le secteur de Turin. Le mélange des eaux provenant de la plaine de Cuneo et de la plaine de Turin a été validé sur le secteur du champ captant. Les teneurs isotopiques des forages artésiens confirment également la contribution depuis les Alpes de Turin et Cuneo. Cette étude a permis de clarifier les processus de recharge, définissant ainsi les voies d’entrée potentielles des polluants, et les résultats fournissent une aide supplémentaire à la gestion et à la protection des ressources en eaux souterraines.
Resumen: El campo de pozos del Valle Maggiore desempeña un papel fundamental en el abastecimiento de agua potable a un amplio territorio de la región del Piamonte (noroeste de Italia) y ha sido objeto de una explotación intensiva desde principios del siglo XX. Este recurso hídrico está alojado en un sistema acuífero profundo y multicapa. El objetivo principal de este estudio era caracterizar los procesos de recarga del acuífero profundo mediante evaluaciones hidroquímicas e isotópicas, así como la calidad del agua en las zonas de recarga y drenaje. Para ello, se realizaron 128 análisis físico-químicos (iones mayoritarios) y 50 análisis isotópicos (δ18O y δ2H) en muestras recogidas en los complejos acuíferos somero y profundo en dos campañas de muestreo en 2021. A partir de los resultados, se elaboró un modelo conceptual hidrogeológico de los procesos de recarga. Los datos químicos confirman la presencia de facies bicarbonatadas-cálcicas en la mayoría de las muestras de los complejos acuíferos someros y profundos. Se observaron claras diferencias hidroquímicas entre los sectores investigados. Las zonas de recarga se identificaron como (1) zonas lejanas, es decir, el complejo acuífero somero de la llanura de Cuneo, y (2) los complejos acuíferos somero y profundo con mezcla de aguas subterráneas en el sector ribereño de la llanura del Po en la zona de Turín. La mezcla de aguas de la Llanura de Cuneo y de la Llanura de Turín se verificó en la zona del campo de pozos. Los valores isotópicos del agua de los pozos artesianos también confirmaron las contribuciones de los Alpes de Turín y Cuneo. Este estudio permite esclarecer los procesos de recarga, definiendo así las posibles vías de contaminación, y los resultados aportan un apoyo adicional a la gestión y protección de los recursos de aguas subterráneas.
摘要: Maggior山谷水源地在供应意大利皮埃蒙特地区(西北意大利)广阔领土的饮用水方面发挥着基本作用, 自20世纪初以来一直被广泛开发利用。这个水资源储存在深层多层含水层系统中。本研究的主要目的是通过水化学和同位素评估, 以及补给和排水区的水质特性来表征深层含水层的补给过程。为此, 于2021年进行了两次采样活动, 对采集的样品进行了128次物化分析(主要离子)和50次同位素分析(δ18O和δ2H)。从结果中, 建立了补给过程的水文地质概念模型。化学数据确认了大多数浅层和深层含水层复合体样品中碳酸氢根-钙相的存在。研究区域之间观察到明显的水化学差异。补给区被确定为(1)远区, 即库内奥平原的Cuneo含水层复合体, 以及(2)Turin区平原河滨区的Po的浅层和深层含水层复合体, 其中地下水混合。库内Turin和都灵平原水的混合在水源地区域得到了验证。自流井水的同位素值也确认了Turin和Cuneo卑斯山的贡献。该研究澄清了充水过程, 从而定义了潜在的污染物途径, 并为地下水资源管理和保护提供了额外支持。
Riassunto: Il campo pozzi della Valle Maggiore svolge un ruolo fondamentale nell’approvvigionamento idropotabile per un vasto territorio della Regione Piemonte (Italia nord-occidentale) ed è stato intensamente sfruttato fin dagli inizi del XX secolo. Questa risorsa idrica è ospitata in un sistema acquifero multistrato profondo. Lo scopo principale di questo studio era di caratterizzare i processi di ricarica dell’acquifero profondo attraverso valutazioni idrochimiche ed isotopiche, nonché la qualità delle acque nelle aree di ricarica e drenaggio. A tale scopo, sono state effettuate 128 analisi chimico-fisiche (ioni maggiori) e 50 analisi isotopiche (δ18O e δ2H) su campioni raccolti nei complessi acquiferi superficiali e profondi in due campagne di campionamento nel 2021. I risultati hanno permesso di sviluppare un modello idrogeologico concettuale dei processi di ricarica. I dati chimici confermano la presenza della facies bicarbonato-calcica nella maggior parte dei campioni dei complessi acquiferi superficiali e profondi. Sono state osservate chiare differenze idrochimiche tra i settori indagati. Le aree di ricarica identificate risultano (1) le zone distali, ovvero il complesso acquifero superficiale della Pianura Cuneese, e (2) i complessi acquiferi superficiali e profondi con mescolamento delle acque sotterranee nel settore fluviale della Pianura Padana nell’area del Torinese. I mescolamenti delle acque provenienti dalla Pianura Cuneese e dalla Pianura Torinese sono stati verificati nell’area del campo pozzi. I valori isotopici delle acque dei pozzi artesiani hanno confermato anche i contributi provenienti dalle Alpi Torinesi e Cuneesi. Questo studio ha chiarito i processi di ricarica, definendo pertanto i potenziali percorsi degli inquinanti. I risultati forniscono un supporto aggiuntivo per la gestione e protezione delle risorse idriche sotterranee.
Resumo: O campo de poços do Vale Maggiore tem um papel fundamental no fornecimento de água potável para um extenso território da Região do Piemonte (noroeste da Itália) e tem sido intensivamente explorado desde o começo do século XX. Esse recurso hídrico é encontrado em um sistema aquífero multicamadas profundo. O principal propósito desse estudo foi caracterizar os processos de recarga de um aquífero profundo através de avaliações hidroquímicas e isotópicas, assim como a qualidade da água na recarga e áreas de drenagem. Para esse propósito, 128 análises físico-químicas (íons maiores) e 50 análises isotópicas (δ18O e δ2H) foram conduzidas em amostras coletadas em complexos de aquíferos rasos e profundos em duas campanhas de amostragem em 2021. Dos resultados, um modelo conceitual hidrogeológico dos processos de recarga foi desenvolvido. Os dados químicos confirmam a presença de fácies de bicarbonato-cálcio na maioria das amostras dos complexos de aquíferos rasos e profundos. Diferenças hidrogeoquímicas claras foram observadas entre os setores investigados. As áreas de recarga foram identificadas como (1) zonas distantes, nomeando o complexo de aquífero raso da Planície Cuneo, e (2) os complexos de aquífero raso e profundo com mistura de águas subterrâneas no setor ao lado do rio da Planície do Pó na área de Turim. A mistura das águas das Planícies Cuneo e Turim foi verificada na área de campo de poços. Os valores isotópicos da água do poço artesiano também confirmaram contribuições dos Alpes de Turim e Cuneo. Esse estudo esclarece os processos de recarga, entretanto, define caminhos potenciais aos poluentes, e o resultado fornece auxílio adicional para o gerenciamento e a proteção dos recursos hídrico subterrâneos.