A statistical approach for describing coastal karst aquifer: the case of the Salento aquifer (Southern Italy)

A time series approach was proposed to improve the knowledge of a wide coastal karst aquifer. The approach combines time series decomposition, trend, autocorrelation and cross-correlation analyses using both daily and monthly temperature, rainfall and piezometric data with different temporal characteristics. The approach merges shorter and complete daily time series (2007-2011) with long-lasting monthly times series (1965-2011) with relevant gaps. The approach was applied to the Salento aquifer (Southern Italy) to enhance the comprehensive approach of statistical tools and variables in assessing the hydrodynamic properties of karst systems. Results underscore the approach's effectiveness in describing the hydrodynamic properties of a coastal karst aquifer, unveiling the significant inertia of the investigated karst system concerning transmissivity and substantial storage capacity. Differences in memory effect and response time between daily and monthly analyses emphasise the intricate nature of the examined system and the influence of dataset quality. A long-lasting declining piezometric trend was observed as an effect of climate change and anthropic pressure.

Si propone un approccio basato su serie temporali per migliorare la conoscenza di un ampio acquifero carsico costiero. L’approccio combina la decomposizione delle serie temporali, il trend, l’autocorrelazione e le analisi di cross-correlazione utilizzando dati giornalieri e mensili di temperatura, precipitazioni e piezometria con diverse caratteristiche temporali. L’originalità dell’approccio nasce dall’obiettivo di discutere gli unici dati storici disponibili, fondendo la discussione di serie temporali giornaliere più brevi e complete con serie temporali mensili di lunga durata (1965-2011) ma con lacune rilevanti. L’approccio è stato applicato all’acquifero carsico del Salento con lo scopo di migliorare la valutazione delle proprietà idrodinamiche dell’acquifero utilizzando serie temporali sia regolari che lacunose. I risultati sottolineano l’efficacia dell’approccio nel descrivere le proprietà idrodinamiche di un acquifero carsico costiero, svelando la significativa inerzia del sistema carsico studiato per quanto riguarda la trasmissività e la sostanziale capacità di immagazzinamento. Le differenze nell’effetto memoria e nel tempo di risposta tra analisi giornaliere e mensili sottolineano la natura intricata del sistema esaminato e l’influenza della qualità dei dati. È stato osservato una tendenza piezometrica decrescente di lunga durata come effetto del cambiamento climatico globale