An integrated methodology to define Protection Zones for groundwaterbased drinking water sources: an example from the Tuscany Region, Italy

Abstract: Water is an essential economic and social resource. It is also finite and vulnerable. For Europe, this generally accepted understanding has been translated into the European and National Directive (2000/60/EC, D.Lgs. 152/2006). This law has led to an increased awareness of the role of the resource and its importance in the socioeconomic, cultural, and political realms. To protect this resource, safeguard zones for drinking water sources must be delineated. In Italy, a drinking water source such as a well or spring is to be protected by means of a three-level safeguard zone: an absolute safety zone close to the source, a respect zone depending on groundwater travel time, and a Protection Zone. The aim of this paper is to describe an integrated methodology used to define the Protection Zone. The work, developed within the framework of a project of the Institute of Geosciences and Earth Resources (IGG-CNR) and funded by the Tuscany Region Administration through "Consorzio Lamma", focused on the delineation of the Protection Zones for several abstraction points located throughout the regional territory. The proposed methodology for protecting drinking water sources described in this paper integrates geological, hydrogeological, and hydrogeochemical methodologies. The approach includes a definition of the hydrostratigraphy of the aquifer systems, estimates of the water volume, and the quantification of inflows and outflows, as well their interrelationships. By means of this integrated methodology, fifteen Protection Zones were defined; each of these zones was divided in two areas according to their relative importance to supplying a drinking water source. The Protection Zones were further validated by means of hydrogeological and isotopic budget calculations.

La percezione che l'acqua sia un bene economico e sociale, oltre che una risorsa finita e vulnerabile, è stata tradotta nelle normative europea e nazionale (2000/60/EC e D.Lgs. 152/2006) ed ha portato alla consapevolezza del ruolo di questa risorsa e della sua importanza nei differenti sistemi socio-economici, culturali e politici. In questo contesto la definizione delle Aree di Salvaguardia delle captazioni idropotabili che sopperiscono al fabbisogno idrico acquisisce un ruolo fondamentale. Nella normativa vigente non esiste un protocollo tecnico-scientifico che descriva una metodologia di indagine per la delimitazione della Zona di Protezione, che insieme a quella di Tutela Assoluta e di Rispetto vanno a costituire l'Area di Salvaguardia. L'obiettivo di questo contributo è quello di descrivere una metodologia integrata da poter essere utilizzata come riferimento per la delimitazione delle Zone di Protezione di captazioni idropotabili. Il lavoro si inserisce in un progetto dell'Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR (IGG-CNR), finanziato dalla Regione Toscana attraverso il Consorzio Lamma e finalizzato alla individuazione delle zone di protezione di alcuni principali campi pozzi o sorgenti idropotabili distribuiti sul territorio regionale. Nello specifico la metodologia utilizzata consiste in uno studio integrato che vede coinvolte discipline geologiche, idrogeologiche, geochimiche ed isotopiche per la definizione di un modello concettuale volto alla conoscenza dei sistemi acquiferi in esame. Lo studio svolto ha permesso di delineare l'assetto idrostrutturale 3D dei sistemi acquiferi in esame, stimare i volumi idrici in gioco, individuare e caratterizzare le varie componenti di alimentazione nonché i rapporti esistenti fra quest'ultime. Mediante questo approccio sono state individuate quindici Zone di Protezione, generalmente, suddivise in due macro aree che concorrono con diversi quantitativi e con meccanismi differenti ad alimentare il sistema acquifero in esame. Le suddette aree sono state ulteriormente validate per mezzo di bilanci idrogeologici e bilanci di massa.