Una rete di monitoraggio remoto in continuo di sorgenti: tecniche operative, software di gestione, qualità dei dati e risultati 1

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1 Una rete di monitoraggio remoto in continuo di sorgenti: tecniche operative, software di gestione, qualità dei dati e risultati 1 Giancarlo Marchetti 2 *, Angiolo Martinelli**, Roberto Crea** & Carlo Riva*** Riassunto.. La Regione Umbria sta realizzando un piano di strumentazione in continuo delle principali sorgenti appenniniche regionali. Il sistema messo in atto permette l archiviazione in loco dei dati misurati (portata, conducibilità e temperatura finora), la loro acquisizione ed il controllo remoto delle stazioni mediante collegamento telefonico. Le strumentazioni provengono dal campo dell applicazione industriale e sono stati adattati alle differenti situazioni ambientali. La gestione dei dati è affidata sia a un software commerciale che ad uno specifico che permette visualizzazioni ed elaborazioni specifiche. Vengono presentati i primi dati relativi al periodo [Parole chiave: sorgenti, monitoraggio remoto, banca dati, idrogeologia] Abstract. The Region of Umbria is carrying out a plan to coordinate the main regional Appenine springs. The measured data (flow, conductivity and temperature till now), their acquisition and remote control of the stations by telephone, can be immediately archived on the spot. This coordination comes from an industrial application field and has been adapted to different environmental situations. The management of the data has been put into the hands of a commercial software and to a specific one for visualization and specific elaborations. he data relative to the period are presented here. [ Key words: springs, remote sensing, data base, hydrogeology] 1. INTRODUZIONE In Umbria una percentuale notevole delle risorse idropotabili proviene dai sistemi sorgentizi appenninici. Questi sistemi sono soggetti ad una elevata variabilità stagionale e periodica dovuta alla diversa consistenza degli apporti meteorici ed alla permeabilità dei sistemi calcarei più o meno carsificati. La Regione Umbria, dopo vari studi specifici locali, ha messo in atto, nell ambito del Progetto interregionale PRISMAS del Ministero dell Ambiente ANPA, un piano di strumentazione in continuo delle principali sorgenti, per supportare la gestione quantitativa delle risorse partendo da una conoscenza più approfondita dei sistemi idrologici. E stato concepito quindi un sistema di acquisizione e trasmissione dati non limitato ai soli valori delle portate totali ed addotte, comprendente anche misure di conducibilità elettrica e temperatura. Il sistema messo in atto permette l archiviazione dei dati in loco, mediante stazioni dotate di memoria non labile, l acquisizione dati ed il controllo delle stazioni in modo remoto mediante collegamento telefonico. Strumentazione e software di base utilizzati provengono dal campo dell applicazione industriale: le condizioni logistiche e climatiche dei siti hanno richiesto una messa a punto del sistema per eliminare e minimizzare tutti gli inconvenienti tanto dei collegamenti che dell acquisizione dati. Per la gestione dei dati archiviati è stato messo a punto un software specifico che permette sia la visualizzazione di informazioni specifiche che l automatizzazione di alcune elaborazioni idrogeologiche e previsionali delle singole sorgenti. Tale software acquisisce ed utilizza anche i dati di stazioni pluviometriche della Servizio Idrografico Regione Umbria associabili alle sorgenti, per meglio sviluppare le relazioni tra alimentazioni e deflussi. 1 Pubbl. n del GNDCI-CNR (U.O Regione Umbria, Resp. Dott. G. Marchetti) 2 * Regione Umbria, ** Coll. Regione Umbria, ***Product manager Endress+Hauser Italia

2 2. GLI ACCORDI DI PROGRAMMA CON LE AZIENDE ACQUEDOTTISTICHE E LA PROGETTAZIONE DELLE STAZIONI Come già sopra accennato, la strumentazione di una serie di sorgenti attraverso sensori ed altre apparecchiature capaci di registrare parametri e calcolare le loro portate naturali, la temperatura e la conducibilità, permette di ottenere informazioni sui deflussi delle acque sotterranee e di ricostruire i loro circuiti di alimentazione. Per attuare tale iniziativa sono stati stipulati degli accordi di programma ai sensi della legge 142/90 con i soggetti gestori delle sorgenti controllate, tutte utilizzate a fini potabili, dando loro il compito di provvedere alla progettazione, all'acquisto, alla installazione ed alla manutenzione della strumentazione prevista e degli interventi necessari allo loro posa in opera. Le specifiche tecniche dettate dalla Regione hanno riguardato la necessità di dotare le sorgenti in questione di un sistema di misurazione delle portate con un errore massimo del 5% e che fossero munite di un sistema di registrazione e memorizzazione dei dati comune costituito da data manager con uscita in file ASCII leggibili su carta magnetica o con seriale RS 232, e trasmissibili anche via modem e comunque esportabili in ambiente Windows. Gli enti gestori delle sorgenti in questione, interessati al progetto anche per le recenti normative in fatto di risorse idriche ( Legge 36/94, D. Lgs 275/94 ) hanno cofinanziato gli interventi previsti per tutta la parte inerente l adeguamento delle infrastrutture. 3. LE SORGENTI MONITORATE Sulla base dei dati disponibili (GIAQUINTO ET AL., 1991, AA.VV., 1999) sono state individuate a livello di progetto esecutivo 22 sorgenti con portate medie annue superiori a 40 litri/s (Figura 1). La maggior parte di queste sono utilizzate per approvvigionamento civile ed erano state oggetto di un monitoraggio stagionale di studio negli anni SORGENTI IN PREVISIONE 1 - Scirca 2 - Cappuccini 3 - del Boschetto 4 - Rumore 5 - della Vaccara 8 - la Cartiera Acquifero monitorato fuori regione SORGENTI STRUMENTATE 6 -Acqua Bianca (ASM Foligno) 7 - S. Giovenale ( Consorzio Acquedotti PG) 9 - Capo d Acqua ( Comune Fabriano) 10 - Bagnara (Cons. Acq. PG) 11 - Alzabove ( ASM Foligno) 12 - Rasiglia (ASM Foligno) 13 - Capodacqua (ASM Foligno) 16 - Argentina (ASEM Spoleto) 17 - Lupa (ASM Terni) 18 - Pacce (ASM Terni) 19 - Peschiera (ASM Terni) L a g o T r a s i m e n o 2 0 Perugia ACQUIFERI ALLUVIONALI MONITORATI Alta Valle del Tevere Media Valle del Tevere Valle Umbra Conca Eugubina Conca Ternana 1 6 SORGENTI IN CORSO DI STRUMENTAZIONE 14 - Fonti del Clitunno (Ente Bonifica Valle Umbra) 15 - Vene del Tempio ( Comuni Trevi e Campello sul. C.) 20 - Sugano (Comune Orvieto) Terni Figura 1: Localizzazione delle sorgenti previste in ambito regionale 2

3 Le sorgenti rappresentano le principali restituzioni dei circuiti calcarei appenninici e del complesso vulcanico vulsino all interno dei confini regionali. Una di queste è localizzata fuori regione ma serve un comprensorio umbro. La struttura idrogeologica più rappresentata è quella dell Umbria centro-orientale, costituita dalla serie calcareo e calcareo-marnosa Meso-cenozoica Umbro-marchigiano ( BONI ET. AL., 1986) che affiora lungo fronti anticlinalici più o meno continui ad andamento appenninico o N-S. In alcune aree è ben visibili un carsismo piuttosto sviluppato che caratterizza i regimi idrici delle sorgenti stesse. Meno rappresentata è la struttura della Valnerina, che rappresenta il principale bacino idrogeologico sotterraneo regionale, a causa di restituzioni sorgentizie prevalentemente di tipo lineare nell alveo del F. Nera che necessitano di stazioni idrometriche di misura costose e complesse (a monte e a valle di ogni anticlinale incisa dal Fiume). Infine il Complesso vulcanico vulsino, sistema tabulare al margine sud-occidentale dell Umbria e prevalentemente sviluppato nel contiguo Lazio, è rappresentato dal principale sistema sorgentizio del versante umbro che drena una falda contenuta in lave e tufi pliocenici (AA.VV., 1982). L area di alimentazione della sorgente corrisponde a gran parte degli affioramenti presenti entro il confine regionale. Difficoltà progettuali, ogni sorgente presenta condizioni naturali o di captazione complesse, o assenza di enti coinvolgibili hanno permesso nei primi 2 anni di progetto di realizzare solo una parte delle sorgenti previste (Tabella 1). 4. LA STRUMENTAZIONE INSTALLATA Dopo indagini di mercato e valutazioni delle strumentazioni disponibili, la scelta delle aziende acquedottistiche è ricaduta quasi sempre su tecnologie collaudate fornita da società aventi ampia esperienza nel settore e già fornitrici di prodotti alle stesse aziende. Una scelta tecnica è stata quella di omogeneizzare per quanto possibile la tipologia dei componenti necessari per le misure nelle sorgenti, in particolare era necessario avere lo stesso tipo di acquisitore/memorizzatore dati per non trovarsi di fronte a configurazioni variabili che richiedono approcci diversificati ogni qualvolta si debbano scaricare i dati, modificare alcuni parametri o intervenire per manutenzione e riparazioni. Elemento comune a tutte le sorgenti è quindi il sistema di acquisizione dati, con un data logger (il modello MEMO-LOG S della Endress+Hauser) in grado di registrare sia segnali analogici con funzione derivativa (4 canali), che impulsivi ( altri 7 canali digitali) oltre ad avere 3 canali matematici in grado di fornire valori derivati, che è dotato di 3 diverse modalità di lettura (tramite interfaccia RS232, da Memory Card o mediante trasmissione su linea telefonica) a cui si associa un software specifico per la gestione da PC tanto delle configurazioni che dei dati (Readwin della Endress+Hauser), rispondendo così ai requisiti richiesti dalla Regione. La memory card è di tipo circolare (FIFO) con capacità di 1 Mb. Le misure di portata sono sviluppate sia in sezioni aperte che su condotte in pressione: nel primo caso sono utilizzate sonde ad immersione o ad ultrasuoni (es: sensori di livello Deltapilot S DB 53, sonda ad ultrasuoni Prosonic FDU 80, modello SCA-240) ad uscita analogica con centralina di controllo a microprocessore programmabile, in grado di trasformare la lettura del livello in valore di portata mediante l assegnazione della curva livello-portata memorizzabile: precisione della misura di livello <0,5 mm su range mm e precisione misura di portata 3% del valore istantaneo, determinato da incertezze idrauliche. Nelle condotte in pressione è utilizzato un misuratore elettromagnetico in condotta (tipo Promag 30) mentre in un caso si è preferito adottare il modello UF 322L che utilizza sonde a non inserzione completamente statiche, tipo 1588/BT. Il segnale in uscita è analogico 4-20 ma, la portata è calcolata tramite microprocessore, la precisione è ± 1% per range %. 3

4 Tabella 1: Le sorgenti strumentate dal Progetto PRISMAS Umbria. N. SORGENTE ENTE GESTORE 7 San Giovenale Consorzio (Nocera Umbra, PG) Acquedotti Perugia 9 Capo d Acqua Comune di (Nocera Umbra, PG) Fabriano (MC) 10 Bagnara Consorzio (Nocera Umbra, PG) Acquedotti Perugia 11 Alzabove (Foligno, PG) 12 Capovena-Rasiglia (Foligno, PG) 13 Capodacqua ( Foligno, PG) * Acqua Bianca (Foligno, PG) 16 Argentina (Sellano, PG) 19 Lupa (Arrone, TR) 20 Pacce (Morro Reatino, RI) 21 Peschiera (Arrone, TR) 22 Sugano (Orvieto, TR) 14 Vene del Tempio (Trevi, PG) ASM Foligno ASM Foligno ASM Foligno ASM Foligno ASEM Spoleto ASM Terni ASM Terni ASM Terni Comune di Orvieto ASEM Spoleto, Comune di Trevi DATA ATTIV. aprile 1998 luglio 1998 aprile 1998 TIPO DI MISURE Portata canale Portata condotta totale Portata condotta Cese Conducibilità el..+ T C Portata tot. Sorgente Conducibilità el.+t C Portata sorgente Portata pozzo Aretusa Conducibilità el.+t C SENSORI INSTALLATI 2 Misuratori Elettromagnetici 1 Cella conduttimetrica con temperatura 1 Cella conduttimetrica con T C 1 Misuratore Elettromagnetico 1 Cella conduttimetrica con T Ca gennaio Portata tot. Sorgente 1 Sensore di livello 1998 Conducibilità el.+t C 1 Cella conduttimetrica con T C gennaio Livello acqua lavatoio 2 Sensori di livello 1998 Portata canale 1 Cella conduttimetrica con Conducibilità el.+t C T Ca gennaio Portata tot. Sorgente 1 Sensore di livello 1998 Conducibilità el.+t C 1 Cella conduttimetrica con T C gennaio Portata condotta 2 Misuratori Elettromagnetici 1998 Portata sfioro 1 Cella conduttimetrica con T C Conducibilità el.+t C gennaio 1998 Livello falda in galleria Portata condotta Portata esuberi Conducibilità el. + T C dicembre Portata sorgente 1997 (Portata addotta) dicembre Portata pozzi 1997 Portata sorgente dicembre Portata captata 1997 Portata sfioro Portata pozzi in corso Portata prelevata 1 Portata prelevata 2 Portata di sfioro in corso 4 Portate captate Portata di sfioro Conducibilità el. +T C 2 Sensori di livello 1 Cella conduttimetrica con T Ca 1 Misuratore Elettromagnetico 3 Misuratori Elettromagnetici 2 Misuratori Elettromagnetici 4 Misuratori Elettromagnetici 1 Cella conduttimetrica con T C Misure di conducibilità elettrica (e di temperatura) sono effettuate con un sensore ad immersione collegato ad apposito trasmettitore. In genere si è usato il trasmettitore MYCOM CLM 152 con cella di misura CLS21 e range di misura micros, mentre in un caso si è scelto l analizzatore tipo 692E3F5A0-K-CE: un trasmettitore a micro-p per elettrodi di conducibilità che converte il segnale ad un valore standard 0/4-20 ma, corrispondente ad una misura da µs/cm fino a 0-8 S/cm programmabile. Altra strumentazione, utilizzata, corrisponde a misuratori di livello con sonde capacitive a fune (Centralina CA 101 con sonda CLT7), gruppo di alimentazione con pannelli fotovoltaici, sonde torbidimetriche, gruppi di continuità e riarmo automatico. 4

5 5. IL COLLEGAMENTO A DISTANZA E LE FUNZIONI DISPONIBILI La trasmissione dei dati su linea telefonica avviene tramite modem collegato alla linea telefonica (rete fissa o telefonia mobile secondo le situazioni) attraverso un software specifico installato nel Memo-log S e nel computer in uso, denominato Readwin. Il software permette di configurare sia la stazione che il collegamento. Nel primo caso vengono definiti i canali analogici, matematici e digitali attivati, viene impostato l intervallo di acquisizione dati ed inserite la data e l ora: nel secondo si procede a configurare il modem, adeguando la velocità di trasmissione al tipo di linea telefonica presente, modificando le impostazioni in modo da minimizzare gli errori e le interruzioni di trasmissione. La configurazione base può essere esportata ad altri utenti (azienda acquedottistica) o modificata a distanza. Il sistema permette di rilevare e registrare eventuali anomalie che si verificano nel tempo, quali interruzioni di alimentazione, variazioni repentine di alcuni valori, superamento di soglie. Su questi parametri possono essere impostati fino a 10 allarmi che, in automatico, inviano chiamate ai numeri telefonici specificati, con possibilità di programmare gli intervalli di attesa ed il numero di tentativi in caso di non risposta. 6. LA MANUTENZIONE DEI SISTEMI AUTOMATICI L accordo di programma con gli enti gestori delle sorgenti prevede che queste ultime si incarichino della manutenzione e del buon funzionamento delle stazioni di misura che sono poste all interno delle opere di captazione o comunque nel perimetro di tutela assoluta della sorgente. Ciò dovrebbe garantire nel tempo il loro funzionamento e l acquisizione di serie continue di dati: a ciò si associa l interesse degli stessi enti per i dati forniti nonché l obbligo normativo ( D.Lgs n. 275/94), garantendo un attenzione che va ben al di là dei tre anni di progetto e degli accordi firmati. Gli enti sono inoltre dotati di tecnici generalmente in grado di effettuare la normale manutenzione della strumentazione. 7. LA GESTIONE DIFFERENZIATA DEI DATI La strumentazione installata nella maggior parte dei casi soddisfa oltre alle esigenze del progetto PRISMAS anche quelle delle aziende acquedottistiche in quanto i valori delle portate misurati si riferiscono sia al totale della sorgente (obiettivo Prismas) che dei volumi immessi nella rete di distribuzione. In più casi la portata totale non è misurabile in un solo punto ma è la somma di misure diverse (esempio: portata di una o più condotte + misura delle eccedenze rilasciate in canale + portate non captate). I dati attualmente sono stati strutturati in modo da avere cadenze orarie di registrazione: per ciascun dato si hanno il valore medio, minimo e massimo del periodo. Si possono avere letture istantanee dei valori misurati dalla strumentazione oppure si possono acquisire via modem o PC portatile i dati archiviati nella Memory Card. La Memory Card, dotata di memoria circolare, a secondo del numero dei sensori installati e dei canali occupati, ha una capacità pari a 3-6 mesi di registrazione. L acquisizione dei dati con loro cancellazione dalla memoria è un compito attualmente riservato al progetto Prismas mentre le aziende possono solo acquisire i dati. Gli enti gestori sono principalmente interessati alle misure delle portate addotte: in alcuni casi essi acquisiscono questi dati mentre al Progetto arrivano i valori delle portate complessive. Il software a disposizione permette l archiviazione dei dati su files specifici: i dati possono essere estratti, esportati ma non modificati in quanto codificati all interno del pacchetto software Readwin. 5

6 8. LA VERIFICA DELLA QUALITÀ DEI DATI Nella fase di strumentazione delle sorgenti sono stati realizzati stramazzi sui canali aperti per poter ottenere la misura della portata istantanea dalla lettura dell altezza del pelo libero dell acqua a monte. I sensori di livello sono stati posizionati in modo accurato ed il segnale prodotto è stato convertito in portate istantanee. I sensori di livello ad ultrasuoni, così come quelli di conducibilità e temperatura, sono influenzati dalla temperatura dell aria nonché dalle fluttuazioni del pelo libero dell acqua dovute al suo movimento. Nel primo caso il lavoro di messa a punto ha riguardato la minimizzazione delle oscillazioni giornaliere e derive stagionali, nel secondo la riduzione delle differenze tra i valori minimi e massimi per ogni intervallo di misura. In sintesi i dati acquisiti sono soggetti principalmente a questi tre tipi di problemi: 1. Staratura dei sensori installati e derive. Il monitoraggio discreto con cadenze trimestrali dovrebbe permettere una prima valutazione di queste problematiche. I livelli su canale aperto con stramazzo vengono letti istantaneamente su apposite aste, così come temperatura e conducibilità elettrica vengono rilevati con la strumentazione del laboratorio mobile. E necessario associare ad una regolare manutenzione un adeguata frequenza di controlli e tarature per minimizzare gli errori di misura. La verifica della qualità dei dati è poi fatta su interi cicli annuali, validando i dati registrati ed il loro livello di significatività prima di procedere ad elaborazioni ed archiviazione finale. 2. Interruzioni temporanee di corrente e di collegamento dei sensori. Comportano la perdita parziale di dati ma anche l acquisizione di valori medi orari che possono contenere assenza di segnale o valore zero e che devono essere opportunamente filtrati. Si assiste poi talora a l induzione di misure «disturbate» al momento della riattivazione della strumentazione, misure per le quali è in corso una verifica delle cause. 3. Problemi di natura elettrica, dovuti a sovratensioni o disturbi elettromagnetici: alcuni sensori (portata, conducibilità) rivelano valori massimi che divergono da quelli minimi e medi nell intervallo di misurazione (in genere orario). Esistono dei filtri di segnale che adattati alle singole situazioni possono risolvere il problema (es. annullamento di segnali anomali della durata di millisecondi o di pochi secondi). E inoltre necessario verificare gli effetti indotti da tensioni elevate presenti in linee contigue (è il caso di pompe sommerse o di stazioni di pompaggio). 9. IL SOFTWARE DI BASE Il software di gestione delle stazioni e di collegamento in dotazione, Readwin della Endress+Hauser, permette, oltre all archiviazione dei dati, manuale o automatica, anche una prima visualizzazione degli stessi sia sotto forma di tabelle che di grafici. Possono essere selezionati i canali da visualizzare, la frequenza delle misure (tutti i dati, medie giornaliere, mensili o annuali, valori minimi, medi e massimi), l intervallo temporale prescelto, si può modificare la scala dei valori ed effettuare ingrandimenti di parti delle serie (es. in Figura 2). Accanto ai valori sono riportati gli eventi anomali verificatisi nel periodo di osservazione, in particolare le interruzioni di alimentazione e la loro durata. Nel caso di anomalie è possibile ricevere delle chiamate di allarme con la descrizione dell allarme e la stazione di provenienza ed è possibile visualizzare i dati istantanei in differenti formati: numerico, curve, bargraph, ecc I valori sono esportabili in formati standard, ASCII o Excel, e vengono acquisiti e trasportati in un database (Microsoft Access ) dal programma specifico di gestione dati realizzato ad hoc: UmbriaAcque. 6

7 10. IL SOFTWARE DI GESTIONE E CONSULTAZIONE «UMBRIAACQUE» Un software specifico, denominato provvisoriamente UmbriaAcque, è in corso di messa a punto per quanto riguarda gli aspetti gestionali della rete e la diffusione delle informazioni acquisite: esso ha una parte essenzialmente grafica di visualizzazione della situazione, ed una elaborativa di primo livello, relativa agli aspetti idrogeologici delle sorgenti. Il software interagisce direttamente con il software READWIN della E+H utilizzato per la visualizzazione e l archiviazione dei dati originari e fornisce una elaborazione ed una visualizzazione grafica delle informazioni specifiche richieste dall utente: Visualizzazione grafica su base cartografica regionale delle stazioni di monitoraggio. Visualizzazione delle informazioni caratteristiche della periferica e richiamo delle immagini che identificano il posizionamento degli strumenti e la stazione Gestione visiva e presentazione dei dati acquisiti: ad es. sulla cartina delle sorgenti, accanto ad ogni sorgente compaiono quattro opzioni di scelta: dati anagrafici della sorgente, immagini ( foto e cartografie), grafici standard dei dati acquisiti, elaborazioni idrogeologiche. Segnalazione visiva di anomalia presso una stazione ed identificazione dell anomalia attraverso un testo. Collegamento con la stazione evidenziata per ottenere i valori istantanei delle varie misure. Consultazione dei dati storici per ciascuna periferica, creazione di curve e di trends, esportazione dei valori. Accesso diretto al data base di periodo e visione sul pannello di controllo tutti i dati più recenti misurati di tutte le sorgenti. Acquisizione di dati meteorologici di stazioni limitrofe alle sorgenti ( Servizio idrografico Regionale) da associare nelle elaborazioni grafiche Importazione dei dati originali in un data base in Access con possibilità di filtrare i valori «disturbati» delle sorgenti e delle stazioni meteoriche. 7

8 Figura 2: Schermata di visualizzazione dati mediante Readwin Le informazioni fornite dal programma sono suddivisibili in descrittive ed elaborazioni: da un lato i campi descrittivi, che forniscono indicazioni sulla stazione di misura ed informazioni idrogeologiche generali provenienti da conoscenze pregresse o acquisite in corso di monitoraggio, dall altro i campi elaborativi, che presentano i dati nelle forme richieste, di tipo statistico, idrogeologico e previsionale. Le informazioni descrittive sono le seguenti: a - informazioni sulla stazione: Località-Comune-Provincia, coordinate, Quota in m.s.l.m., Ente gestore, uso delle acque captate, data di attivazione, strumentazione installata, fotografie (1-4), immagine della planimetria delle opere di presa/adduzione e dell'ubicazione strumenti b - informazioni idrogeologiche generali: portata storica massima, media e minima, superficie del bacino di alimentazione, dati pregressi(da quando e come), chimismo medio (parametri principali) Le informazioni elaborate riguardano i seguenti dati: a - dati statistici: Portata media annua e dei cicli idrologici, portate medie mensili, Varianza e covarianza annua e mensile, Tempo di ritorno della portata massima, Tempo di ritorno della portata minima b - dati idrogeologici: Coefficiente di esaurimento α, Immagazzinamento dinamico, Riserve regolatrici, Capacità di svuotamento, Risorse dinamiche e Tasso di rinnovamento annuo. c - dati gestionali: calcolo previsionale delle portate, calcolo delle riserve residue di un dato periodo. 11. PRIMI DATI IN CONTINUO ED ELABORAZIONI Dopo i primi mesi di messa a punto delle stazioni, i dati hanno cominciato ad essere acquisiti regolarmente, registrandosi tuttavia alcune problematiche che ne hanno in alcuni casi interrotta la continuità. L uso del nuovo software permetterà di gestire in maniera funzionale la mole di dati acquisiti (valori medi, minimi e massimi orari di ogni parametro), generando un database finale dove saranno eliminati tutti i record errati. Nel frattempo i dati sono tenuti sotto controllo verificandoli graficamente nel tempo. Una selezione di stazioni di misura su sorgenti variamente ubicate e con circuiti idrici diversi è stata utilizzata per evidenziare aspetti semplici che emergono dai nuovi tipi di dati. Nel sistema appenninico Umbro-marchigiano la fase di morbida delle sorgenti è in genere primaverile mentre la magra può variare da settembre- ottobre fino a gennaio se le piogge autunnali non sono significative. Gli idrogrammi riportati nella figura 3 mostrano fasi simili ma variabilità notevolmente diverse. La sorgente di S. Giovenale (Nocera Umbra), che raggiunge le portate più elevate si compone di un circuito a rapida ricarica e svuotamento. Alzabove ( Comune di Foligno) è una sorgente collegata invece ad un circuito più regolare avente componenti locali che interferiscono sull idrogramma di base: a forti afflussi la sorgente risponde in modo immediato con incrementi repentini di portata. La sorgente Lupa (vicino Terni) risente in misura ridotta dell intensità di afflussi concentrati mentre quella di Acqua Bianca (Foligno) mostra massimi e minimi appiattiti. Le cause di questo comportamento sono da attribuire per le magre ai prelievi mediante pozzo, che mascherano il vero esaurimento della sorgente svuotando le risorse permanenti, mentre in morbida 8

9 la risalita del livello di falda attiva altre emergenze sorgentizie in zone contigue alla sorgente monitorata. A livello di conducibilità elettrica si sono evidenziati comportamenti estremamente costanti nel tempo per molte delle sorgenti (figura 4), cosa che non era mai stata evidenziata con i monitoraggi discreti a causa della diffusione degli errori di misura. La sorgente di Bagnara è l unica a mostrare una variabilità vistosa: c è da dire che il suo circuito principale è di natura carsica e in condizioni di forti piogge si hanno fenomeni di intorbidimento (opalescenza delle acque) e repentini incrementi di portata S. Giovenale 600 Portate (L/s) 400 Alzabove 200 Lupa Acqua Bianca 0 Figura 3: Portate di alcune sorgenti caratteristiche monitorate. 560 Acqua Bianca gen-98 feb-98 mar-98 apr-98 mag-98 giu-98 lug-98 ago-98 set-98 ott-98 nov-98 dic-98 gen-99 feb-99 mar-99 apr-99 mag-99 giu-99 lug-99 ago-99 gen-98 feb-98 mar-98 apr-98 mag-98 giu-98 lug-98 ago-98 set-98 ott-98 nov-98 dic-98 gen-99 feb-99 mar-99 apr-99 mag-99 giu-99 lug-99 ago-99 Conducibilità el. (us) Alzabove Bagnara S. Giovenale 9

10 Figura 4: Misure di conducibilità e temperatura su stazioni con segnali elaborati. Un ultimo esempio significativo di quanto possono dire misure complessive ed in continuo di sorgenti: La sorgente di S. Giovenale emerge a livello di una stretta valle alluvionale e detritica per una soglia di permeabilità ed è stata captata mediante 10 pozzi di grande diametro (5 m) all interno del detrito. La strumentazione della sorgente ha visto la realizzazione di una sezione di misura sul canale di drenaggio dell area sorgiva al fine di conoscere l esatto potenziale dell emergenza idrica. Solamente dopo aver iniziato le misurazioni in continuo delle portate prelevate e del drenaggio si è visto che le due portate erano complementari ( figura 5): a variazioni di prelievo corrispondevano esattamente decrementi o incrementi a livello di restituzioni in alveo. 800 Sorgente S. Giovenale 600 Portate (L/s) 400 portata prelevata dai pozzi 200 Restituzione in alveo 0 lug-98 ago-98 ago-98 ott-98 nov-98 dic-98 gen-99 feb-99 mar-99 apr-99 mag-99 giu-99 Figura 5: Informazioni idrogeologiche rilevate con il monitoraggio completo delle emergenze sorgentizie di S. Giovenale (Nocera Umbra) Queste informazioni sono di interesse immediato: da un lato confermano che i pozzi non vanno a intaccare mai le riserve perenni del sistema sorgivo, dall altro consentono di valutare le potenzialità idriche naturali del sistema in vista di una più oculata gestione della risorsa stessa, situata a quote elevate rispetto al bacino di utenza. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI AA.VV. (1999) - Progetto interregionale PRISMAS. Relazione intermedia al 31/12/1998. Regioni Basilicata, Liguria, Piemonte e Umbria, Ministero dell Ambiente, A.N.P.A., rapporto interno a cura della Regione Umbria. AA.VV. (1982) - Bacino del Fiume Paglia (Umbria, Toscana). Studi strutturali, idrogeologici e geochimici. RF15 PFE SPEG CNR, Roma BONI C., BONO P. & CAPELLI G. (1986). Schema idrogeologico dell Italia Centrale. Mem. Soc. Geol. It., Vol

11 CHECCUCCI R., FRONDINI F., MARCHETTI G., MARTINELLI A. & PERUZZI L. (1998) - Il monitoraggio degli acquiferi umbri nell ambito del progetto interregionale Sorveglianza e monitoraggio acque sotterranee (PRISMAS): aspetti tecnologici e gestionali. Convegno «Nuove tecniche per l acquisizione, il monitoraggio e l elaborazione dei dati idrogeologici a fini ambientali«, Geofluid 98 Piacenza, 1 ottobre, organizzato dal Politecnico di Milano. In print GIAQUINTO S., MARCHETTI G., MARTINELLI A. & MARTINI E. ( 1991) - Le acque sotterranee in Umbria. Editrice Protagon, Perugia. 11

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