ALMA MATER STUDIORUM A.D. 1088 UNIVERSITÀ DI BOLOGNA SCUOLA DI SCIENZE Corso di Laurea Magistrale in Geologia e Territorio Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche ed Ambientali Tesi di Laurea Magistrale Analisi idrogeologica dell’area carsica dei Monti Alburni (Salerno, Campania) Candidato: Relatore: Claudio Pastore Prof. Jo De Waele Correlatori: Prof. Bartolomeo Vigna Dott. Adriano Fiorucci Sessione Marzo 2016 Anno Accademico 2014-2015 Ai miei genitori e a mio fratello, instancabili sostenitori di ogni mio momento trascorso al buio delle grotte. INDICE RIASSUNTO ....................................................................................... 1 CAPITOLO 1: INTRODUZIONE .................................................. 2 CAPITOLO 2: INQUADRAMENTI .............................................. 3 2.1. Inquadramento geografico ............................................................................................... 3 2.2. Inquadramento geologico ................................................................................................. 4 2.3. Inquadramento geomorfologico ........................................................................................ 7 2.4. Inquadramento idrogeologico ........................................................................................ 10 2.5. Inquadramento geochimico ............................................................................................ 33 2.6. Bilancio idrogeologico ..................................................................................................... 34 CAPITOLO 3: MATERIALI E METODI ................................... 35 3.1. Punti di monitoraggio in continuo con sonda multiparametrica .................................... 35 3.2. Tipologia di sonda multiparametrica ............................................................................... 36 3.3. Prova di portata con metodo della diluizione salina ....................................................... 37 3.4. Monitoraggio idrochimico .............................................................................................. 38 3.5. Strumenti e metodi di campionamento e di analisi ...................................................... 40 3.6. Metodi di elaborazione della carta idrogeologica ......................................................... 41 CAPITOLO 4: RISULTATI .......................................................... 42 4.1. Prova di portata ........................................................................ 42 4.1.1. Esecuzione della prova ..................................................................................................... 42 4.1.2. Presentazione dei dati ..................................................................................................... 42 4.2. Idrodinamica della sorgenti monitorate (Monitoraggio in continuo) ............................................................................................. 45 4.2.1. Presentazione dei dati ..................................................................................................... 45 4.2.2. Discussione sui dati rilevati in continuo ........................................................................ 50 4.3. Geochimica delle acque ............................................................ 55 4.3.1. Caratterizzazione delle sorgenti principali ................................................................... 56 4.3.2. Caratterizzazione delle sorgenti minori ........................................................................ 67 4.3.3. Caratterizzazione delle grotte ........................................................................................ 69 4.3.4. Dati di campagna e indici di saturazione IS .................................................................. 72 CAPITOLO 5: PROPOSTA DI UNA NUOVA CARTA IDROGEOLOGICA ......................................................................... 76 CAPITOLO 6: CONCLUSIONI .................................................... 77 CAPITOLO 7: BIBLIOGRAFIA .................................................. 80 APPENDICE I ................................................................................... 85 1.a Risultati delle nanalisi chimiche delle acque ................................................................. 85 1.b Diagrammi di Schoeller ................................................................................................... 92 1.c Diagrammi classificativi delle terre rare ....................................................................... 98 RINGRAZIAMENTI ...................................................................... 100 RIASSUNTO Il Massiccio degli Alburni è una importante area carsica dell’Italia meridionale che ospita circa 250 grotte. Di queste la maggior parte si trovano sull’altopiano, a quote comprese tra i 1500 m s.l.m. e i 700 m s.l.m, e solo alcune permettono di raggiungere i torrenti sotterranei che alimentano la falda profonda e le sorgenti che si trovano attorno al Massiccio. Le sorgenti principali che sono ospitate sono la Grotta di Pertosa-Auletta (CP1) sul versante nord-orientale e posta a circa 280 m s.l.m., la sorgente dell’Auso (CP31) anch’essa a 280 m s.l.m. ma sul versante sud-orientale, il sistema sorgivo di Castelcivita-Ausino (CP19) e quello del Mulino di Castelcivita (CP865) disposti nella zona pedemontana sud-occidentale entrambe attorno ai 60 m s.l.m e poco distanti tra loro. Sono presenti anche altre sorgenti minori. In questo lavoro si è monitorato tramite l’utilizzo di una sonda multiparametrica la sorgente della Grotta di Pertosa-Auletta, che ha registrato in continuo dati sui livelli idrici, sulla conducibilità e temperatura dell’acqua. Al fine di avere altre informazioni sul comportamento idrodinamico della sorgente è stato affiancato un lavoro di monitoraggio chimico dell’acqua per campionamento. I campioni, prelevati tra Agosto 2014 e Dicembre 2015, sono stati presi, non solo da Pertosa ma anche da tutte le sorgenti principali, da alcune secondarie e da alcune grotte. Si è quindi potuto chiarire meglio il comportamento della sorgente di Pertosa, alimentata quasi esclusivamente da condotti a pieno carico che poco risentono dell’influenza delle precipitazioni che avvengono durante l’anno idrogeologico. Tramite il monitoraggio idrochimico si è definito anche il carattere delle acque alle varie sorgenti. Di fatti Pertosa evidenzia acque dai rapporti caratteristici Mg/Ca peculiari e un arricchimento in Mg2+, come dimostrato anche dagli indici di saturazione nei confronti della dolomite che indicano sempre una certa saturazione. Le altre sorgenti mostrano tutte caratteristiche peculiari dal punto di vista chimico. In particolare si evidenzia il grande equilibrio tra i componenti disciolti nelle acque del Mulino contrapposto alla variabilità di Castelcivita e dell’Auso. Per quest’ultima sorgente viene confermato il comportamento mutevole in fatto di portata e chimismo, ed alimentata da condotti vadosi nei periodi con precipitazioni e da condotti a pieno carico nei periodi di secca. Come ulteriore metodo di indagine sono state analizzate anche le concentrazioni dei Lantanidi. Sulla base di quanto studiato viene quindi riproposta una carta idrogeologica aggiornata dell’area che definisce con maggiore dettaglio i complessi idrogeologici sulla base delle litologie, e quindi del chimismo. 1 CAPITOLO 1: INTRODUZIONE Gli Alburni sono un massiccio carbonatico facente parte dell’Appennino Meridionale che si erge in Campania. Questa dorsale ospita circa 250 grotte, la maggior parte delle quali sono inghiottitoi presenti sull’Altopiano a quote variabili tra i 1500 m s.l.m. e i 700 m s.l.m.. Alcuni di questi inghiottitoi sono ormai fossili, altri invece sono tutt’ora molto attivi e generalmente hanno andamento subverticale e terminano su laghi-sifone e/o tratti sifonanti, talvolta superati dalle esplorazioni speleologiche. Alcune cavità attive permettono di raggiungere fiumi sotterranei, i quali alimentano la falda e quindi le sorgenti presenti sul Massiccio. Le sorgenti principali sono la Grotta di Pertosa-Auletta (CP1) sul versante nord-occidentale e posta a circa 280 m s.l.m., la sorgente dell’Auso (CP31) anch’essa a 280 m s.l.m. ma sul versante sud-occidentale, il sistema sorgivo di Castelcivita-Ausino (CP19) e quello del Mulino di Castelcivita (CP865) disposti nella zona pedemontana nord-occidentale entrambe attorno ai 60 m s.l.m e poco distanti tra loro. Sono presenti anche altre sorgenti minori. Le conoscenze pregresse sono dovute molto spesso a lavori speleologici svoltisi in quest’area dagli anni ’60 del secolo scorso fino ad oggi, ma molti sono anche gli studi idrogeologici e geologici ivi effettuati (Celico et al., 1994; Bellucci et al., 1995; Santo, 1994; Santangelo & Santo, 1995,1997).Tra la fine degli anni ’80 e gli anni ’90 sono state effettuate prove di colorazione che hanno permesso di accertare il collegamento tra il collettore sotterraneo del sistema Fumo-Vento (CP94), inghiottitoio attivo dell’area del Sicchitiello, quello dell’Inghiottitoio III dei Piani di S. Maria (CP472) e la sorgente dell’Auso (Bellucci et al., 1988, 1995). È stata condotta un’indagine idrogeologica da Santo (1994) sull’area delle sorgenti di Castelcivita, e da Bolognini et al. (1994) sulle sorgenti del Basso Tanagro, che si trovano sul margine nord- orientale a 60 m s.l.m.. Entrambi questi lavori hanno dato importanti informazioni su portate e alimentazione per le rispettive sorgenti. Lo scopo di questo lavoro è quello di portare nuove informazioni