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Modellizzazione numerica del sistema acquifero della pianura compresa tra il Fiume Ombrone e Talamone

Informazioni tesi

  Autore: Fabrizio Draghi
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Siena
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze Geologiche
  Relatore: Massimo Salleolini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 139

Com’è noto, le falde sotterranee rappresentano, in molte zone della Toscana Meridionale, cospicui invasi naturali ed assumono un’importanza fondamentale in molte aree, dove le acque superficiali non possono essere raccolte in quantità sufficiente. Il settore di studio occupa la zona di collegamento tra le pianure alluvionali dei fiumi Ombrone e Albegna, con un’estensione longitudinale di circa 20 Km, confinato ad Ovest dai Monti dell’Uccellina e ad Est da rilievi collinari, coprendo una superficie di circa 65 Km². L’area ha un carattere prettamente agricolo, pertanto i fabbisogni idrici sono legati quasi esclusivamente all’utilizzo in questo settore.
Per la gestione e la pianificazione delle risorse idriche sotterranee è importante valutare la loro disponibilità nel tempo e nello spazio. Per effettuare tale previsione è necessario l’uso di modelli di simulazione che permettano di valutare la disponibilità in funzione del sistema idrogeologico in esame e di attuare delle previsioni sullo stato delle risorse potenziali e di proporre una corretta gestione.
Lo scopo di questa tesi è stato quello di cercare di ricostruire un modello numerico del sistema acquifero presente nella zona, partendo da un inquadramento dell’area e da una raccolta e strutturazione di vari dati indispensabili per la ricostruzione di uno schema concettuale del sistema idrogeologico. Per modellizzare un’area è necessario conoscere, nel miglior modo possibile, tutti gli elementi che intervengono nel sistema, che è analizzato come un sistema aperto, in cui il trasferimento di massa è rappresentato dagli afflussi e dai deflussi idrici, sia naturali che antropici. La ricostruzione di questo modello concettuale del sistema idrogeologico è il passo più importante per l’applicazione del modello matematico e per ottenere risultati attendibili. Infatti il «modello matematico» di un sistema idrologico non è la realtà, ma bensì la realizzazione di una rappresentazione schematica («schema astratto») del sistema reale creata appositamente per studiare gli effetti dei complessi meccanismi che hanno luogo nel sistema stesso; il livello di dettaglio di questa schematizzazione è influenzato dalle specifiche conoscenze che si hanno sulla struttura e sul comportamento del sistema nei vari aspetti, ma anche dalla tipologia della problematica e degli scopi per cui il modello viene impiegato. È stato necessario quindi interpretare la zona per poter giungere a quella “rappresentazione semplificata della realtà” essenziale per la realizzazione pratica del modello. Una volta realizzato, il modello è stato confrontato con la realtà, passaggio indispensabile per testarne la bontà; a tale scopo è stata fatta una verifica sia per ciò che riguarda la geometria del sistema (confrontando le sezioni idrogeologiche reali con quelle realizzate dal software) che per i carichi idraulici (confrontando le carte delle isopiezometriche reali con quelle ottenute dalla simulazione).
È bene ricordare comunque che un modello matematico consiste nell'insieme delle relazioni (algebriche, differenziali ed integrali) che rappresentano il comportamento del sistema e che descrivono i legami funzionali esistenti tra le varie componenti, le opportune condizioni ai limiti e iniziali, nonché i vincoli esterni; esso è da considerarsi essenzialmente uno strumento a disposizione per l'analisi dei problemi di pianificazione dell'uso e di gestione del sistema idrologico in esame e come tale deve essere utilizzato in modo appropriato senza trascenderne i limiti e le capacità proprie

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5 INTRODUZIONE La conoscenza delle risorse e delle riserve idriche, il loro utilizzo razionale e la loro protezione sono di importanza capitale per la ricchezza e lo sviluppo agricolo, economico o industriale di una regione. La gestione idrica, sia nelle zone aride che nei paesi con elevata piovosità, ma ad elevato consumo di acqua, ha per scopo il coinvolgimento di tutte le risorse ed il loro utilizzo con il massimo rendimento ottenibile. Le acque sotterranee, rispetto a quelle superficiali, presentano dei vantaggi importanti come la regolarizzazione delle portate per accumulo naturale e la protezione contro le perdite per evaporazione e gli inquinamenti della superficie. Per contro, la loro protezione e gestione richiedono dei mezzi tecnici particolari che le ricerche intraprese nel corso degli ultimi anni permettono attualmente di affrontare con metodo. Le acque sotterranee rappresentano una ricchezza naturale, capitale spesso costituitosi nel corso di molti secoli e millenni, difficilmente implementabile e a volte addirittura non rinnovabile. Questa eredità deve essere conservata sia in quantità che in qualità e occorre quindi farne uso con prudenza. Ogni programma di gestione sarà stabilito con lo scopo essenziale di evitare il prosciugamento delle riserve, causa di gravi difficoltà e di disagi economici ed umani considerevoli. Da qui nasce l’importanza della gestione delle risorse idriche. È utile ricordare che la valorizzazione regionale esige una programmazione della gestione di tutte le risorse presenti nelle acque, sia di superficie che sotterranee, che costituiscono un unico complesso dal doppio punto di vista di qualità e quantità. La soluzione razionale ha per scopo l’armonizzazione e il coordinamento di tutte le risorse presenti nelle acque. Gli studi devono volgere sull’idrologia essendo stata questa definita Scienza delle acque della Terra. Uno dei suoi mezzi di studio importanti è la geologia applicata al ciclo dell’acqua o idrogeologia (CASTANY, 1968). L’idrogeologia è la branca delle geologia applicata che si occupa della ricerca, della captazione, dell’utilizzazione razionale e della

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Parole chiave

geologia
idrogeologia
modellizzazione
ombrone
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