Volume 16, Number 8, 1541-1556, DOI: 10.1007/s10040-008-0319-9

Salt water intrusion in the coastal aquifer of the southern Po Plain, Italy

Intrusion d’eau salée dans un aquifère côtier de la plaine du Pô méridionale, Italie

Intrusión salina en el acuífero costero del sur de la Planicie del Po, Italia

Intrusão de água salina no aquífero costeiro do sul da Planície do Pó, Itália

M. Antonellini, P. Mollema, B. Giambastiani, K. Bishop, L. Caruso, A. Minchio, L. Pellegrini, M. Sabia, E. Ulazzi and G. Gabbianelli

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Abstract

Saltwater has invaded the coastal aquifer along the southern Adriatic coast of the Po Plain in Italy. The topography, morphology and land use of the region is complex: rivers, canals, wetlands, lagoons, urban, industrial and agricultural areas and tourist establishments all coexist in a small area. Water table and iso-salinity maps show that in four study areas (Ancona-Bellocchio, Marina Romea, San Vitale Forest, Cervia) out of five, the water tables are below sea level and saltwater has replaced freshwater in the aquifer. The fifth area (Classe Forest) has a relatively pristine freshwater aquifer thanks to an average water-table height of 2 m above sea level, a lower hydraulic conductivity (< 7.7 m/day) and a continuous dune system along the coast. Only in this area is the topography high enough to maintain freshwater heads that can counteract saltwater intrusion according to the Ghyben-Herzberg principle. Furthermore, the climate, with an average yearly precipitation of 606 mm and an average temperature of 14.4°C, allows for little recharge of the aquifer. Ongoing subsidence, encroachment of sea water along rivers and canals, as well as drainage from agricultural land also enhance the salinization process.
L’eau salée a envahi l’aquifère côtier le long de la côte Adriatique méridionale de la Plaine du Pô en Italie. La topographie, la morphologie et l’occupation du sol de la région est complexe: rivières, canaux, lagunes, régions urbaines, industrielles et d’agriculture et les installations touristiques coexistent toutes dans une petite région. Les cartes de la surface piézométrique et de la salinité montrent que dans quatre régions d’étude (Vene Ancona-Bellochio, Marina Romea, San Vitale Forest, Cervia) sur cinq, les surfaces piézométriques sont en dessous du niveau de la mer et l’eau salée a remplacé l’eau douce dans l’aquifère. La cinquième région (Classe Forest) a un aquifère d’eau douce relativement vierge grâce à une hauteur de surface piézométrique de 2 m au- dessus du niveau de la mer, une conductivité hydraulique inférieure (< 7.7 m/d) et un système dunaire continu le long de la côte. Dans cette région seulement la topographie est suffisamment élevée pour maintenir des pressions d’eau douce qui peuvent contrecarrer l’intrusion d’eau salée selon le principe de Ghyben-Herzberg. De plus, le climat, avec une quantité de pluie annuelle moyenne de 606 mm et une température moyenne de 14.4°C, ne permet qu’une faible recharge de l’aquifère. Une subsidence en cours, une pénétration de l’eau de mer le long des rivières et des canaux, de même que le drainage des terres agricoles augmentent aussi le processus de salinisation.
El agua de mar ha invadido el acuífero costero a lo largo de la costa sur del Mar Adriático de la Planicie del Po en Italia. La topografía, morfología y los usos del territorio en la región son complejos: ríos, canales, humedales, lagunas, áreas industriales, agrícolas y turísticas coexisten en un área pequeña. Los mapas de niveles del acuífero y de isosalinidad en cuatro de las cinco áreas estudiadas (Vene Ancona-Bellocchio, Marina Romea, Bosque San Vitale, Cervia) indican que los niveles en el acuífero están por debajo del nivel del mar y que el agua marina ha reemplazado al agua dulce en los acuíferos. El área restante (Bosque Classe) posee un acuífero con agua dulce relativamente original debido a que, en promedio, su nivel de agua está a 2 m por encima del nivel del mar, a su baja conductividad hidráulica (< 7.7 m/d) y a la existencia de un sistema continuo de dunas a lo largo de la costa. Sólo en esta zona la topografía es lo suficientemente elevada como para mantener niveles de agua dulce que neutralizan la intrusión salina, de acuerdo con el principio de Ghyben-Herzberg. Además, el clima, con una precipitación media anual de 606 mm y una temperatura promedio de 14.4°C, permite una pequeña recarga del acuífero. La subsidencia en curso, el ingreso de agua de mar a lo largo de ríos y canales y el drenaje de áreas agrícolas también incrementan el proceso de salinización.
A água salgada tem invadido o aquífero costeiro, ao longo do sul da costa Adriática na planície do Pó, em Itália. A topografia, a morfologia e o uso do solo da região é complexa: rios, canais, zonas húmidas, lagoas, zonas urbanas, industriais e agrícolas e empreendimentos turísticos coexistem numa pequena área. Mapas piezométricos e de iso-salinidade mostram que, em quatro áreas de estudo (Vene Ancona-Bellocchio, Marina Romea, San Vitale Forest, Cervia) de um total de cinco, os níveis freáticos estão abaixo do nível do mar e a água salina tem vindo a substituir a água doce no aquífero. A quinta área (Classe Florest) tem um aquífero de água doce relativamente intacto, graças a uma altura média de água 2 m acima do nível do mar, a uma baixa condutividade hidráulica (<7.7 m/d) e a um sistema dunar contínuo ao longo da costa. Apenas nesta área a topografia é suficientemente alta para manter os potenciais da água doce, permitindo contrariar a intrusão salina, de acordo com o princípio de Ghyben-Herzberg. Além disso, o clima, com uma precipitação média anual de 606 mm e uma temperatura média de 14.4°C, contribui para uma pequena recarga do aquífero. A subsidência em curso, a invasão da água do mar ao longo dos rios e canais, bem como a drenagem de terrenos agrícolas contribuem, também, para aumentar o processo de salinização.

Keywords  Italy - Adriatic coast - Coastal aquifers - Salinization - Groundwater recharge/groundwater budget

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