Perché l’acqua sotterranea di Jinchang sta scomparendo?

Jinchang, una città arida del Nord‑ovest cinese, è una delle più a rischio di scarsità d’acqua in Cina. Tra il 2017 e il 2023 il livello delle falde è sceso di 2,26 m, con una perdita media di 0,38 m all’anno. Le analisi di 13 pozzi mostrano che l’acqua è leggermente alcalina (pH 7,5‑7,9) e contiene una durezza media di 570 mg/L. I cationi dominanti sono calcio e sodio, mentre gli anioni principali sono solfato e bicarbonato, con un tipo idro‑chimico Ca‑SO₄.

Tre processi controllano la composizione chimica: l’erosione di silice, la dissoluzione di carbonati e la dissoluzione di sali evaporiti. Il calcio e il magnesio provengono da carbonati e silice; il sodio nasce soprattutto dalla halite (sale comune); il solfato e il cloro derivano da carbonati e da evaporiti.

Un modello di foresta casuale ha identificato due fattori chiave della diminuzione del livello: l’eccessivo sfruttamento delle falde (indice 1,2) e la riduzione del deflusso superficiale (indice 0,67). Questi fattori hanno anche aumentato la concentrazione di ioni, superando i limiti per solfato e nitrato e peggiorando l’inquinamento.

Le conclusioni suggeriscono di limitare l’estrazione d’acqua nelle zone agricole centrali, migliorare la gestione delle acque di superficie e adottare tecniche di irrigazione più efficienti. Così Jinchang potrà proteggere il suo ecosistema e garantire acqua per le generazioni future.

L’analisi idro‑chimica ha impiegato la classificazione Piper per identificare il tipo dominante Ca‑SO₄, tipico di ambienti aridi dove l’evaporazione concentra i solfati. La presenza di elevati valori di durezza (229‑1720 mg/L) indica una significativa presenza di carbonati, confermata dalla correlazione positiva tra Ca²⁺ e Mg²⁺.

Il modello di foresta casuale (random forest) è stato ottimizzato con 50 alberi (ntree = 50) e due variabili per split (mtry = 2). Con R² = 0,83 e RMSE = 0,19 m, il modello ha dimostrato una buona capacità predittiva nel legare le variazioni di livello alle variabili ambientali. L’indice di importanza ha evidenziato l’over‑exploitation (1,2) come fattore dominante, seguito dalla riduzione del deflusso (0,67), suggerendo che la pressione antropica supera gli effetti naturali di ricarica.

Il processo di weathering silicatica rilascia Na⁺ e K⁺, ma il loro contributo è marginale rispetto alla halite, la principale fonte di Na⁺. La dissoluzione di carbonati (CaCO₃, MgCO₃) fornisce Ca²⁺ e Mg²⁺, mentre la decomposizione di evaporiti (NaCl, CaSO₄·2H₂O) alimenta Na⁺, Cl⁻ e SO₄²⁻. L’aumento di SO₄²⁻ e NO₃⁻ oltre i limiti normativi indica una combinazione di fattori geochimici e agricoli, con fertilizzanti azotati che contribuiscono al nitrato.

Le implicazioni per la gestione idrica includono la necessità di monitorare costantemente la composizione ionica, implementare pratiche di agricoltura di precisione per ridurre l’apporto di fertilizzanti e promuovere la ricarica artificiale delle falde mediante infiltrazione controllata. Un approccio integrato, che combini modellazione predittiva, monitoraggio chimico e politiche di uso sostenibile, è cruciale per invertire la tendenza di abbassamento del livello e preservare la qualità dell’acqua in regioni aride come Jinchang.