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Studio idrogeologico del settore meridionale di Pianura Pavese compreso tra i fiumi Ticino e Lambro con l'applicazione dei modelli numerici ModAEM e MODFLOW

Informazioni tesi

  Autore: Alessandro Mariani
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2004-05
  Università: Università degli Studi di Pavia
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze Geologiche
  Relatore: Giorgio Pilla
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 160

Da tempo i modelli di simulazione sono universalmente riconosciuti come strumento di primaria importanza per valutare quantitativamente il comportamento del flusso delle acque sotterranee negli acquiferi. Lo scopo di questa tesi è stato quello di utilizzare questi codici di calcolo forniti dall’elaboratore elettronico al fine di studiare le condizioni reali del campo di moto della falda e dei meccanismi di trasporto implicati, in un’area avente scarsità di elementi utili per un’indagine diretta.
Il software utilizzato per questa ricerca è stato il GMS 5.1 (Groundwater Modeling System), uno dei programmi più sofisticati tra quelli disponibili per la modellizzazione del flusso idrico sotterraneo.
Il lavoro è stato strutturato in diversi stadi, impostati in partenza su una fase di ricerca e raccolta dei dati geologici-litologici e una ricostruzione tridimensionale dell’area, ricavata da sezioni stratigrafiche; ciò ha permesso di sviluppare una metodologia di studio per le successive modellizzazioni basata sull’identificazione di due falde distinte (falda sospesa lungo il Piano Generale Terrazzato e falda freatica lungo il Piano di San Zenone).
Successivamente è stata condotta una campagna piezometrica nell’arco di 10 mesi (ottobre 2004-luglio 2005) in pozzi e piezometri monitorati nella zona, al fine di valutare le variazioni temporali del livello di falda.
Dopo una scelta del mese di riferimento per eseguire la simulazione matematica del flusso delle acque sotterranee (Dicembre 2004), è stato creato per entrambe le falde analizzate il modello numerico ModAEM, basato sul metodo degli elementi analitici (AEM), al fine di determinare le caratteristiche principali delle due aree (condizioni al contorno, fiumi, dreni, barriere di permeabilità, ecc.).
In seguito è stato costruito un modello basato sugli elementi finiti tramite MODFLOW, per ottenere una maggiore precisione nell’andamento della superfici piezometriche; eseguendo una calibrazione finale attraverso i codici di calcolo PEST e Pilot Point, è stato possibile ridurre l’errore ancora riscontrabile tra i valori calcolati e quelli misurati, ed ottenere la migliore simulazione per le due falde studiate.
Come ultima operazione è stato definito il bilancio idrico, con il quale si è potuto conoscere l’entità degli afflussi e degli apporti per i singoli sistemi acquiferi.
Il risultato finale dimostra la validità dei modelli matematici, che permettono un miglioramento della ricostruzione del campo di moto di falda, grazie alla definizione delle caratteristiche idrauliche degli acquiferi e degli elementi in grado di interagire con i flussi idrici sotterranei.
Una buona conoscenza di questi ultimi permette, inoltre, di valutare le reazioni del livello di falda nel momento in cui si presentano condizioni speciali, come lunghi periodi di siccità o intensi fenomeni di piena, ed è particolarmente utile anche per una valutazione della direzione e dei tempi di propagazione di eventuali inquinanti immessi nella falda
Questi modelli matematici possono infine rappresentare la migliore base conoscitiva disponibile per la valutazione di approcci alternativi alla gestione e tutela delle acque sotterranee, mediante una modifica adeguata dell’entità e della distribuzione spaziale degli emungimenti in modo tale da sviluppare uno sfruttamento delle acque sotterranee svolto in maniera sostenibile.

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Capitolo 1 Premessa e obiettivi 1 CAPITOLO 1 - PREMESSA E OBIETTIVI Grazie al costante sviluppo di codici di calcolo automatici in grado di simulare in maniera sempre più realistica il flusso idrico sotterraneo, è possibile compiere studi sulle acque sotterranee in modo tale da ottenere importanti informazioni per la gestione delle risorse idriche nel sottosuolo. L’utilizzo del calcolatore elettronico (computer) offre un ottimo rapporto costi-vantaggi in quanto comporta una spesa relativamente modesta, in cambio di un’indagine veloce e con una precisione soddisfacente nella zona in esame. Questo lavoro di tesi è stato incentrato proprio sulla costruzione e lo sviluppo di questi modelli nella settore di Pianura Padana pavese compreso tra i fiumi Ticino e Lambro, al meridione del Colle di San Colombano. Il software utilizzato per questa ricerca è stato il GMS 5.1 (Groundwater Modeling System), uno dei programmi più sofisticati tra quelli disponibili per la modellizzazione del flusso idrico sotterraneo; tramite l’uso di numerosi strumenti in dotazione con GMS è stato possibile realizzare la simulazione del flusso idrico, e verificare la validità dei modelli numerici in relazione alla controparte reale. Il lavoro è stato strutturato in diversi stadi: ξ fase preliminare di ricerca e raccolta dei dati geologici-litologici ξ ricostruzione tridimensionale dell’area partendo da sezioni stratigrafiche ξ campagna piezometrica condotta nell’arco di 10 mesi (ottobre 2004-luglio 2005) in pozzi e piezometri monitorati nella zona, per valutare le variazioni del livello di falda arealmente e nel tempo ξ scelta del mese di riferimento per eseguire la simulazione matematica del flusso delle acque sotterranee (Dicembre 2004) ξ creazione di un modello numerico ModAEM, basato sul metodo degli elementi analitici (AEM), al fine di determinare le caratteristiche principali dell’area (condizioni al contorno, fiumi, dreni, barriere di permeabilità, ecc.)

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Parole chiave

falda
flusso idrico sotterraneo
geologia
gms
idrogeologia
modaem
modellizzazione
modflow
pavese
piano generale terrazzato
superficie piezometrica

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