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Modellizzazione Numerica dell'Intrusione Salina nell'Acquifero Costiero del Fiume Cecina

Informazioni tesi

  Autore: Nadia Antonella Genovese
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
  Relatore: Roberto Guercio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 369

Il seguente trattato ha come primo obiettivo (VOLUME I) quello di illustrare i passi necessari per la costruzione di un modello numerico che simuli il flusso e il trasporto sotterraneo e quali sono le potenzialità di quest'ultimo. Sarà mostrato come un modello numerico possa costituire un valido strumento di supporto decisionale e di controllo utilizzabile per la simulazione dell?evoluzione di un sistema al variare delle condizioni al contorno. Verrà fatto anche un accenno ai limiti e ai rischi che l?uso degli strumenti informatici utilizzati per la modellazione numerica può comportare.
Il lavoro ha come secondo obiettivo (VOLUME II) quello di identificare l?eventuale ingressione marina nella parte nord della pianura costiera livornese con l?utilizzo di un modello numerico che tenga conto delle complessità ed eterogeneità del sistema. Verranno altresì analizzati gli spostamenti del cuneo salino in seguito a stimate variazioni del regime pluviometrico tenendo conto di ipotizzati programmi di sfruttamento delle acque sotterranee.

Il codice di calcolo prescelto per lo studio dell?intrusione marina nella costa livornese è stato il GROUNDWATER VISTAS 3.5. Esso fornisce un?interfaccia grafica per due dei più famosi modelli numerici alle differenze finite per lo studio del flusso e trasporto sotterraneo: il MODFLOW e l?MT3D. Il MODFLOW è un programma utilizzato per la risoluzione dell?equazione del flusso sotterraneo mentre l?MT3D risolve l?equazione del trasporto per trovare la distribuzione delle concentrazioni degli inquinanti nel flusso. E? stato necessario inserire nel GWV il pacchetto SEAWAT 2.1 per tener conto del flusso densità-dipendente, ovvero, per modificare l?equazione del flusso nel Modflow in maniera da tener conto delle variazioni di densità conseguenti al miscelamento tra acqua dolce e salata. Sono stati inoltre adoperati ARC VIEW GIS 3.1 per il trattamento dei dati geografici e il loro inserimento nel modello numerico e il programma SURFER 8 per l?interpolazione dei dati puntuali.

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INTRODUZIONE 1 INTRODUZIONE APPROCCIO ALLA MODELLAZIONE DELL’INTRUSIONE MARINA Nel trattare i temi dello sfruttamento e gestione delle acque del sottosuolo in un acquifero costiero, l’argomento chiave è l’intrusione marina. Questa è definita come l’influsso di acqua salata all’interno di un acquifero. Tale influsso può essere persistente o, più spesso, transitorio. In ogni caso, l’acqua salata prende il posto dell’acqua dolce la quale esce dal sistema con una velocità all’incirca uguale a quella di ingresso del primo. Questo simultaneo deflusso dell’acqua dolce e salata può avvenire sia naturalmente attraverso il mare oppure attraverso estrazione da pozzi. Il risultato è un aumento del volume di acqua sotterranea salata e un decremento del volume di acqua sotterranea dolce. In questo momento un gran numero di acquiferi costieri nel mondo sta sperimentando un processo di intrusione marina. Questo fenomeno è indotto dagli equilibri naturali ma è aggravato dai processi di sfruttamento degli acquiferi costieri e da un utilizzo indiscriminato del suolo da parte dell’uomo. I risultati più evidenti sono un impoverimento delle riserve di acque dolci lungo le coste, ovvero dove si stima abiti più della metà della popolazione mondiale, e, contemporaneamente, un processo di degradazione-desertificazione del suolo. L’estensione del problema non è sempre ben quantificabile. Questo è dovuto alla mancanza di dati e al fatto che si ha a che fare con volumi enormi di acqua. D’altronde il movimento dell’acqua salata dentro la costa è molto lento e bisogna attendere un lasso di tempo considerevole affinché venga raggiunto un equilibrio con l’acqua dolce proveniente dal continente. Ne consegue che spesso si risentono le conseguenze di uno sfruttamento dell’acquifero da parte dell’uomo quando è ormai troppo tardi per intervenire. Una volta che l’acqua del mare ha invaso l’acquifero ci potrebbero volere anche centinaia di anni per ritornare ai precedenti valori di salinità. Una corretta gestione del problema dell’intrusione marina richiede innanzitutto un’approfondita conoscenza del fenomeno. Bisogna investigare le cause che accelerano il processo e individuare i possibili interventi atti a ritardarlo. In particolare, occorre trovare gli strumenti che permettono di prevedere il movimento dell’interfaccia in seguito allo sfruttamento dell’acquifero e a modificazioni dei fenomeni naturali e/o artificiali di ricarica.

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Parole chiave

ambiente e risorse
arc view gis
differenze finite
fiume cecina
flusso sotterraneo
idrogeologia
inquinamento
intrusione salina
modellistica
modellizzazione numerica
modflow
nell'acquifero costiero
protezione delle coste

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