Local refinement of a groundwater flow model aimed at assessing the environmental sustainability of a fish hatchery water supply

Fabiola Buarnè (a), Marco Rotiroti (a), Letizia Fumagalli (a) & Tullia Bonomi (a)
(a) Department of Earth and Environmental Sciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 1, 20126 Milano, Italy. E-mail: fabiolabuarne@gmail.com

La gestione sostenibile delle risorse idriche sotterranee richiede l'identificazione di valori di portata estraibile dagli acquiferi nel rispetto di specifici vincoli ambientali. Il presente lavoro ha previsto l'utilizzo di un modello di flusso delle acque sotterranee per verificare l'aumento del prelievo idrico a servizio di un allevamento ittico situato nello stato del Wisconsin (USA). A seguito di uno studio condotto dal Dipartimento di Risorse Naturali degli Stati Uniti è emersa la necessità da parte dello stato del Wisconsin di aumentare lo stoccaggio ittico nei suoi laghi. E' stato previsto, l'ingrandimento di alcuni allevamenti tra i quali l'incubatoio Les Voigt (Bayfield), oggetto del presente lavoro. Les Voigt dipende completamente dalle acque sotterranee per l'approvvigionamento idrico e attualmente preleva una portata di 67 L/s da 3 pozzi esistenti. Il suo ingrandimento prevede la costruzione di un nuovo pozzo che consentirebbe di raddoppiare la portata estratta raggiungendo un valore di 135 L/s totali. Per verificare la sostenibilità della nuova portata prevista è stato implementato un modello di flusso delle acque sotterranee con il codice MODFLOW-NWT. Questo modello è stato realizzato a partire da un modello regionale costruito dal Servizio Geologico Americano (USGS) al quale è stato apportato un perfezionamento locale rispetto a tre parametri: (a) quota del substrato roccioso, (b) ricarica, (c) conducibilità idraulica. Per verificare la sostenibilità ambientale del nuovo prelievo, il modello è stato utilizzato per testare il rispetto dei seguenti vincoli: • mantenimento di una colonna d'acqua nei pozzi di almeno 6 m; • raggiungimento di una riduzione di portata nei fiumi circostanti al massimo pari al 20% del proprio baseflow; • ottenimento di un decremento di livello nei pozzi esistenti al massimo pari a 6 m rispetto al livello iniziale. Al fine di stabilire la posizione del nuovo pozzo sono state ipotizzate 4 ubicazioni ed è stato verificato per ciascuna di esse il rispetto dei 3 vincoli. I risultati del modello hanno evidenziato che:, - la colonna d'acqua nel nuovo pozzo rimane superiore a 6 m in tutte le posizioni ipotizzate; - sfortunatamente, la riduzione di portata nei fiumi è sempre superiore al 20% del proprio baseflow; - il decremento del livello è inferiore a 6 m solo per la posizione n°4. Alla luce di questi risultati, la posizione migliore per la costruzione del nuovo pozzo risulta essere la n°4, infatti consente il rispetto di tutti i vincoli con l'eccezione della riduzione di portata nei fiumi circostanti. Questo ultimo vincolo potrà essere soddisfatto solo con una diminuzione della portata richiesta nel nuovo pozzo. Spetterà al Dipartimento di Risorse Naturali decidere se accettare la violazione di questo vincolo di tutela ambientale o provvedere ad una diminuzione della nuova portata richiesta dal pozzo.In conclusione, questo lavoro rappresenta un esempio di applicazione di un modello numerico a supporto dell'aumento di prelievi idrici nel rispetto di vincoli di tutela ambientale.

Environmental Sustainability, Groundwater Flow Modeling, Water Management.