1 / 72. Progetto Interreg Alcotra Italia / Francia Projet Interreg Alcotra Italie / France

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1 MODELLO NUMERICO DELL ACQUIFERO DEL FIUME ROIA NELL AREA CAMPIONE DEI POZZI AIGA/MENTONE

2 INDICE 1 - INTRODUZIONE ALLO STUDIO INQUADRAMENTO DELL AREA DI STUDIO INQUADRAMENTO GEOGRAFICO E GEOMORFOLOGICO INQUADRAMENTO GEOLOGICO - STRUTTURALE CREAZIONE DI UNA BANCA DATI RICOSTRUZIONE GEOMETRICA DELL ACQUIFERO INDAGINI EFFETTUATE MODELLO GEOLOGICO CARATTERIZZAZIONE IDRODINAMICA DEL SISTEMA ACQUIFERO CAMPAGNA PIEZOMETRICA CARATTERIZZAZIONE IDRAULICA DELL ACQUIFERO MEDIANTE PROVE CON TRACCIANTI, DI PERMEABILITA E DI PORTATA IN ALVEO MISURE DI PORTATA IN ALVEO VALUTAZIONE DELLE RISORSE, DELLE RISERVE E DEI QUANTITATIVI D ACQUA PRELEVATI CALCOLO DELLE RISORSE MEDIE NEL PERIODO MONITORATO VALUTAZIONE DEI QUANTITATIVI DI ACQUA PRELEVATI DALL ACQUIFERO MODELLO CONCETTUALE DELL ACQUIFERO MODELLAZIONE NUMERICA DI FLUSSO DEL SISTEMA ACQUIFERO DELLA PIANURA ALLUVIONALE DEL FIUME ROIA INTRODUZIONE SCELTA DEL MODELLO E DELLA SUA RISOLUZIONE MATEMATICA FASI DELLA MODELLIZZAZIONE SIMULAZIONE, CALIBRAZIONE E RISULTATI DEL MODELLO ANALISI DEI RISULTATI SCENARI DI FLUSSO CONFRONTO CON IL MODELLO DI FLUSSO DELL ACQUIFERO ALLA FOCE MODELLA ZIONE NUMERICA DI TRASPORTO IMPOSTAZIONI SCENARIO PUNTO DI INQUINAMENTO - SIMULAZIONE DI INCIDENTE SCENARIO SODA CAUSTICA CONFRONTO CON IL MODELLO DI TRASPORTO DELL ACQUIFERO ALLA FOCE CONCLUSIONI E POSSIBILI SVILUPPI BIBLIOGRAFIA ALLEGATO - SEZIONI IDROGEOLOGICHE 1 / 72

3 PREMESSA Questo lavoro fa riferimento ai termini della convenzione tra il BRGM e Egis System s.r.l. Spinoff dell Università degli Studi di Siena. Essa ha come fine la realizzazione di un modello numerico di dettaglio, relativo al flusso idrico ed al trasporto di inquinanti, dell acquifero alluvionale del Fiume Roia, nell area campione dei pozzi Aiga-Mentone. Il progetto è inserito all interno del programma Italia Francia Alcotra 2007/2013 progetto EUR EAU PA (Eurobassin 2). 1 - INTRODUZIONE ALLO STUDIO Partendo dal precedente progetto Risknat, dove era stata effettuata la modellazione dell acquifero del F. Roia nella zona di confluenza tra il Torrente Bevera e F. Roia per una superficie di circa 2 km 2, è stato deciso di approfondire alcune aree strategiche con l obiettivo di migliorare la gestione e la protezione della risorsa acqua in particolare nell area dove attualmente avvengono i maggiori emungimenti a scopo idropotabile. La zona scelta è quella dei pozzi AIGA/MENTONE, posta tra la Centrale idroelettrica Tirreno Power e la confluenza tra il F. Roia con il Torrente Bevera, di rilevanza strategica regionale e transfrontaliera dato che fornisce approvvigionamento idropotabile ad una porzione della Liguria e della costa francese. Lo scopo principale è quello di fornire una più corretta valutazione della quantità e della qualità delle risorse idriche presenti all interno delle alluvioni del Fiume Roia grazie ad un approfondimento di dettaglio delle caratteristiche geologiche e idrogeologiche, base indispensabile per una più corretta gestione e protezione dall inquinamento. 2 / 72

4 2 - INQUADRAMENTO DELL AREA DI STUDIO INQUADRAMENTO GEOGRAFICO E GEOMORFOLOGICO La porzione di acquifero, oggetto di studio, (figura 1) occupa la porzione più ad Ovest della Regione Liguria, nel territorio nella Provincia di Imperia, per una superficie di circa 0,3 km 2 al di sopra della confluenza del F. Roia con il Torrente Bevera. Il fiume Roia nasce nel massiccio Mercantour e sfocia nel Mediterraneo, nel Comune di Ventimiglia. La superficie totale del bacino imbrifero misura circa 672 Km 2. L area di studio è caratterizzata da una morfologia pressoché pianeggiante, al cui centro scorre il Fiume Roia. A nord il limite di studio è stato posto subito a valle della Centrale Idroelettrica Tirreno Power, ovvero a partire dal punto di rilascio dell acqua della Centrale nel Fiume Roia; tale scelta deriva dalla consapevolezza (Progetto Eurobassin e Risknat) che il Fiume Roia rappresenta l elemento fondamentale dell acquifero alluvionale che appunto, solo dopo i volumi di acqua restituiti dalla Centrale, è in grado di bilanciare le uscite dal sistema rappresentati dai prelievi dei pozzi idropotabili e non. Il limite Sud è stato posto poco al di sotto del sondaggio NSE_1013, mentre lateralmente i limiti sono rappresentati dal contatto tra i depositi alluvionali e i Flysch di Ventimiglia. 3 / 72

5 Figura - 1: Ubicazione dell area di Studio INQUADRAMENTO GEOLOGICO - STRUTTURALE Il bacino idrografico del fiume Roia ricade interamente nel Dominio Delfinese-Provenzale che caratterizza l estremità più occidentale della Liguria. Le litologie affioranti appartengono, nella parte Nord occidentale, alla copertura cretaceoeocenica, che comprende una serie di terreni calcarei e calcareo-marnosi. 4 / 72

6 L alto corso del Roia risulta impostato su calcari più o meno marnosi e marne con intercalati livelli arenaci del Cretaceo superiore. A questi seguono calcari arenaceo-marnosi a nummuliti del Luteziano che costituiscono una fascia di modesta estensione areale che affiora con direzione N-S da Capo Mortola a testa d Alpe. Nella parte centrale e finale del bacino, a partire da una zona a Nord dell abitato di Trucco, affiorano i Flysch di Ventimiglia (figura 2), costituiti da torbiditi arenaceo-pelitiche. Infine, nel tratto terminale del Fiume Roia compaiono i Depositi pliocenici, comprendenti le Argille di Ortovero, costituite da depositi marnosi ed argillosi di mare aperto, ed i Conglomerati di Monte Villa, costituiti da facies arenacee e conglomeratiche assimilabili a resti di apparati deltizi di discrete dimensioni. L assetto tettonico ricopre un aspetto fondamentale per il corso d acqua principale e per i suoi affluenti, determinandone le principali direzioni di deflusso e regolandone, insieme al controllo operato dalla litologia, il tipo di gerarchizzazione del reticolo idrografico. Dal punto di vista geologico i materiali che caratterizzano la valle del F. Roia (figura 2), costituenti l acquifero in studio, sono rappresentati da depositi alluvionali e detritici formati prevalentemente da ghiaie sabbiose con ciottoli e sabbie limose. All interno del materasso alluvionale è stata riscontrata (nelle verticali di indagini) anche la presenza di alcuni livelli decimetrici, di carattere lenticolare, di materiale limoso-sabbioso e limoso-argilloso. 5 / 72

7 Figura - 2: Carta Geologica dell area di studio e relativa legenda 3 - CREAZIONE DI UNA BANCA DATI I dati utilizzati per questo lavoro sono stati quelli forniti sia dal sito per quanto riguardava indagini geologico-stratigrafiche e geofisiche effettuate prima e durante questo studio e i valori ottenuti dal monitoraggio dei punti di misura, sia quelli forniti dal BRGM relativamente ai valori di portata emunti e alle misurazioni dell andamento del livello d acqua nel fiume tramite rilevamenti radar. Questi sono stati poi riorganizzati, per renderli più fruibili, ai fini dello studio idrogeologico che si andava a realizzare. Inoltre sono stati realizzati nuovi files contenenti sia i dati di ingresso della modellazione numerica (ad es. serie temporali), sia i risultati finali dello studio. Tali files sono stati organizzati in cartelle, secondo l argomentazione trattata, in modo da rendere più chiare e ordinati i dati e i risultati. 6 / 72

8 4 - RICOSTRUZIONE GEOMETRICA DELL ACQUIFERO La prima operazione che si deve compiere se si vuole realizzare uno studio idrogeologico è la ricostruzione dettagliata della geometria dell acquifero (definizione spaziale) grazie alla quale sarà possibile formulare un modello concettuale dell acquifero il più possibile fedele alla realtà consentendo così di ottenere delle valutazioni corrette delle caratteristiche dell acquifero. Per la definizione della geometria di un corpo idrico, come in questo studio, sono necessarie alcune conoscenze di base sia sugli spessori dell acquifero, sia sulle caratteristiche idrogeologiche dei litotipi che lo costituiscono e lo delimitano e sia sulla presenza di elementi strutturali (faglie). Per far questo si ricorre all utilizzo della Carta Geologica, delle stratigrafie dei sondaggi, delle indagini geofisiche effettuate INDAGINI EFFETTUATE La ricostruzione geometrico-strutturale del sottosuolo, oltre che sugli elementi forniti dalla carta geologica, è stata eseguita, per la maggior parte, sulla base delle litostratigrafie delle perforazioni geognostiche e delle prospezioni geofisiche realizzate nell ambito dei Progetti della Comunità Europea Eurobassin e Risknat (Eureaupa Webgis) e Eur-Eau-Pa (figura 3), in particolare: 6 Sondaggi Geognostici (1970); 2 Sondaggi Geognostici (2010); 5 Sondaggi Geognostici (2013); 2 Tomografia Elettrica (2005); 2 Tomografie Elettriche (2010); 1 Tomografie Sismica (2005); 1 Tomografia Sismica (2010); 1 S.E.V. (2005); 6 Prove di permeabilità Lefranc (2010); 3 Prove di portata in alveo (2006, 2010). Tali informazioni sono state organizzati in file vettoriali già forniti al BRGM durante lo sviluppo del progetto. Nel file vettoriale, indagini.shp sono riportati i punti corrispondenti alle indagini effettuate, con le coordinate in Gauss Boaga, utilizzate per la redazione delle sezioni litostratigrafiche, all interno di tale file è riportato la ditta esecutrice dei lavori (dove nota), l anno di realizzazione e nel campo Descrizio il nome dell indagine. Nello file vettoriale, stratigrafie.shp sono riportate le coordinate, in Gauss Boaga, dei sondaggi eseguiti, le quote del tetto e del substrato (campi quota_tett e quota_sub ) sono in m s.l.m., nel campo litologia è riportata la dicitura presente nelle stratigrafie originali, mentre nel campo label_sez è riportata le descrizione presente nelle sezioni litostratigrafiche da noi eseguite. 7 / 72

9 In conclusione, le indagini effettuate in questo e nei passati studi, forniscono un quadro generale piuttosto esaustivo che potrebbe essere incrementato nella sponda destra idrografica del F. Roia. Figura - 3: Ubicazioni indagini nell area di studio 4.2 MODELLO GEOLOGICO Per ottenere un corretto modello geologico è stato necessario ottenere una visione d assieme dei dati in nostro possesso, questo è stato fatto mediante la redazione di alcune sezioni 8 / 72

10 litostratigrafiche (figura 4). Nello specifico ne sono state realizzate 5, 2 trasversali e 3 longitudinali alla valle. Figura - 4: Traccia delle sezioni idrogeologiche effettuate Per realizzarle sono state utilizzate le stratigrafie dei sondaggi per tracciare i contatti tra le varie litologie e dove presente per individuare la profondità del substrato, mentre dalle indagini geofisiche è stata utilizzata solo l informazione relativa alla profondità del substrato. All interno delle sezioni sono state riportate le zone in cui, non avendo a disposizione informazioni, è stata data un interpretazione all andamento dei vari strati. Questo aspetto ha riguardato, in particolare, la chiusura o la continuità dei livelli a granulometria più fine (limi argilloso sabbiosi e limi sabbioso argillosi). 9 / 72

11 I profili del sottosuolo realizzati schematizzano la geologia presente nell area di studio e individuano sia il substrato impermeabile dell acquifero costituito dai Flysch di Ventimiglia, sia i sedimenti che costituiscono il corpo acquifero. In particolare al suo interno, è stato possibile individuare 5 differenti granulometrie (figura 4) distinte graficamente con colori differenti (ghiaie con ciottoli e sabbie limose, ghiaie con sabbie limose, limi sabbioso argillosi, limo sabbioso-ghiaioso e coperture detritiche). Dai dati in nostro possesso emerge una certa variabilità dello spessore delle alluvioni costituenti l acquifero, direttamente condizionata dalla topografia del substrato che si riflette conseguentemente sullo spessore saturo dell acquifero che varia in funzione della relativa quota del substrato. Figura - 4: Esempio di sezione litostratigrafica in cui sono presenti i 5 litologie, costituenti l acquifero, a differente granulometria Queste elaborazioni hanno portato alla formulazione di un modello geologico dell area, concordato e validato dal BRGM. L acquifero in studio è prevalentemente costituito da ghiaie con ciottoli e sabbie limose, come già ricostruito negli studi precedenti, tuttavia grazie al maggior dettaglio di questo lavoro è stato possibile individuare la presenza, nella parte centrale (sezioni 2, 3, 4 e 5), di 3 lenti (figura 5), caratterizzate da differente granulometria presenti, al di sotto delle ghiaie. 10 / 72

12 La prima lente, costituita da limi argilloso sabbiosi e limi sabbioso argillosi è caratterizzate da uno spessore medio di circa 8 m. La seconda lente, rinvenuta al di sotto della precedente, presenta una tessitura più grossolana è infatti caratterizzata da ghiaie con sabbia limosa. Il suo spessore medio è pari a 7 m. La terza lente poggia direttamente sul substrato e presenta uno spessore medio pari a circa 11 m. Essa risulta costituita dagli stessi sedimenti della lente 1 (limi argilloso sabbiosi e limi sabbioso argillosi). Figura - 5: Estensione areale delle 3 lenti a differente granulometria rilevate all interno della porzione di acquifero in studio A causa della mancanza di informazioni più dettagliate (analisi dei campioni relativi ai sondaggi) è difficile poter determinare l origine di tali sedimenti. Tuttavia, dai dati disponibili e dal contesto stratigrafico, essi potrebbero essersi deposti in un ambiente lagunare salmastro, instauratosi all interno di una paleovalle in seguito ad un innalzamento del livello del mare. Tale paleovalle potrebbe essersi formata durante un precedente periodo di stazionamento basso 11 / 72

13 del livello del mare, riferibile approssimativamente all ultima fase glaciale. Le relazioni di eteropia tra i suddetti depositi argillosi e livelli ghiaiosi suggeriscono che l area a sedimentazione lagunare ricevesse episodici apporti grossolani da valli tributarie. Da un punto di vista sedimentologico, tali ghiaie rappresenterebbero la progradazione di piccoli apparati deltizi. La presenza, al di sopra dei sedimenti argilloso-ghiaiosi basali, di estesi depositi a dominanza ghiaioso-sabbiosa con occasionali livelli di limo, suggerisce l instaurarsi di un sistema fluviale di tipo braided, ancora presente nell attuale fondovalle. In questo contesto gli occasionali depositi limosi rappresenterebbero una sedimentazione fine in tratti fluviali abbandonati. La causa di tale cambiamento potrebbe essere dovuta sia ad una progradazione di un sistema fluviale da un tratto a monte della paleovalle, sia ad una regressione marina. Il contatto netto (probabilmente erosivo) tra le ghiaie e sabbie fluviali ed i sottostanti depositi argilloso-ghiaiosi farebbe propendere per la seconda ipotesi. Dal confronto delle sezioni litostratigrafiche da noi effettuate si osserva che la superficie piezometrica ricade sempre all interno delle ghiaie alluvionali; questo ci permette di identificare il tipo di acquifero presente, che, come ormai noto, risulta di tipo libero e caratterizzato da una permeabilità elevata per porosità (tabella 1). Tabella 1: Correlazione tra Grado di permeabilità relativa e ordine di grandezza del coefficiente di permeabilità in alcune rocce. 12 / 72

14 4.3 SUPERFICIE DEL SUBSTRATO IMPERMEABILE E ISOPACHE DELL ACQUIFERO Lo step successivo ha visto la realizzazione di mappe in grado di rappresentare arealmente gli strati individuati. Le elaborazioni effettuate sono state eseguite tramite operazioni di gridding e contouring interpolando i dati archiviati secondo fogli di calcolo. In figura 6 sono illustrati i punti quotati utilizzati per la ricostruzione del substrato dell acquifero, contrassegnati dalla quota alla quale si trova la base del materasso alluvionale (acquifero) al contatto con i Flysch di Ventimiglia. In figura 7 vengono riportati i punti utilizzati per la ricostruzione areale delle tre lenti. Figura - 6: Carta dei punti quotati utilizzati per ricostruire la base dell acquifero 13 / 72

15 Figura - 7: Carta dei punti quotati utilizzati per ricostruire le tre lenti Grazie all ausilio, quindi, di tutte le informazioni dirette e indirette e da quelle desunte dalle sezioni, è stato possibile ottenere la carta della superficie del substrato (carta delle isobate, figura 8). Dalla sovrapposizione di questa con il DTM è stato ottenuto, per differenza, la 14 / 72

16 carta delle isopache dell acquifero (figura 10) che illustra la distribuzione dei suoi spessori all interno dell area di studio. Queste carte sintetizzano e interpretano spazialmente le caratteristiche geometriche dell acquifero, mostrandone l andamento, e fornendo i dati necessari per il calcolo del volume del serbatoio utile per la valutazione della risorsa e della riserva idrica sotterranea. L andamento delle isobate del substrato (figura 8), ossia della base dell acquifero, presenta in generale una buona definizione del dato, tuttavia sarebbe necessario acquisire informazioni più dettagliate nell area alla destra idrografica del F. Roia e nell area a Nord dei pozzi AIGA/MENTONE. Il substrato dell acquifero, a causa della presenza di un paleoalveo (figura 8 e 9) che lo ribassa, presenta quote molto variabili da un massimo di circa 36 m s.l.m. a lati dell acquifero ad un minimo di circa -34 m s.l.m. nella zona dei pozzi AIGA/MENTONE. Dall analisi della base dell acquifero si nota un alto strutturale nell area alla destra idrografica del F. Roia che ne riduce lo spessore. La quota media del substrato dell acquifero è risultata pari a circa 3 m s.l.m. Figura - 8: Carta delle isobate della base dell acquifero (dimensioni delle celle 2x2 m)valori in m s.l.m. 15 / 72

17 Figura - 9: Andamento della ricostruzione del paleoalveo del fiume Roia Una volta ottenuta la carta della base dell acquifero siamo passati alla realizzazione della carta delle isopache ovvero dello spessore delle formazioni alluvionali che lo costituiscono. L operazione è così formalizzata: Qt Qs = Ha Dove Qt è la quota del tetto (in questo caso coincide con la superficie topografica) Qs la quota del substrato, Ha lo spessore calcolato dell acquifero. La risultante di questa operazione è, appunto, la carta delle isopache dell acquifero riportata in figura. La Qt. corrisponde alla superficie topografica e fa riferimento al DTM (cella 1mX1m) fornito dall Amministrazione provinciale di Imperia. 16 / 72

18 Figura - 10: Carta delle isopache dell acquifero (dimensioni delle celle 2x2 m) L intero materasso alluvionale, risulta avere uno spessore medio di circa 26,2 m, ed i maggiori spessori, fino ad un massimo di circa 63 m, si riscontrano nella parte est della valle in corrispondenza del paleoalveo. Il calcolo del volume totale dell acquifero, risultante dal prodotto dell area di studio (l estensione areale dell acquifero in studio è pari a circa 0,3 Km 2 ) per lo spessore medio, risulta pari a circa 7,8*10 6 m 3. E possibile calcolare anche il volume idrico potenzialmente immagazzinabile nell acquifero (V H2O) stimandolo tramite il prodotto tra il volume totale (VA) e la porosità efficace (Pe): V H2O = VA * Pe Quando parliamo di porosità efficace ci riferiamo al volume di vuoti contenuti nel terreno che sono intercomunicanti e che contengono acqua che può muoversi sotto la sola azione della gravità. In assenza di specifiche prove, la valutazione di questo parametro è stata basata sui caratteri granulometrici della roccia serbatoio e con riferimento a dati bibliografici (CELICO, 1998, tabella 2). Per un acquifero costituito prevalentemente da ghiaie, ciottoli e sabbie con la presenza anche di una frazione limosa, il valore della porosità efficace varia in letteratura dal 15% al 20%. Il valore 17 / 72

19 qui utilizzato è Pe = 18%. Per quanto riguarda le due lenti limoso sabbiose esse risultano occupare un volume pari a circa 0, m 3 alle quali si associa una porosità pari a circa Pe = 12%. Il volume idrico potenzialmente immagazzinabile risulta quindi essere: V H2O = [((7,8*10 6 m 3 )-0,09*10 6 m 3 )* (0,18) ]+(0,09* 10 6 m 3 * 0,12) = 1,39 * 10 6 m 3 Tipo di serbatoio Porosità efficace Pe (%) Ghiaia grossa 30 Ghiaia media 25 Ghiaia fine 20 Ghiaia e sabbia Alluvioni 8-10 Sabbia grossa 20 Sabbia media 15 Sabbia fine 10 Sabbia molto fine 5 Sabbia grossa e silt 5 Silt 2 Fanghi 0.1 Calcare fessurato 2-10 Craie 2-5 Arenaria fessurata 2-15 Granito fessurato Basalto fessurato 8-10 Scisti Tabella 2 Valori di porosità media per i principali serbatoi (CELICO; 1998) 5 - CARATTERIZZAZIONE IDRODINAMICA DEL SISTEMA ACQUIFERO La determinazione delle caratteristiche idrodinamiche di un acquifero, dopo la sua caratterizzazione geometrica, rappresentano il mezzo che ci permette di capire il movimento (direzione e velocità) delle acque al suo interno. Questa operazione, è possibile solo grazie al rilevamento continuo della superficie piezometrica in vari punti dell acqua di falda, eseguita per più volte in un certo periodo di tempo (almeno un anno e comunque che comprenda il periodo più secco e quello più umido) CAMPAGNA PIEZOMETRICA La campagna piezometrica, eseguita da parte della Provincia di Imperia e curata dal Dott. Geol. Francesco D Adamo, e in parte dall ARPAL riguarda il monitoraggio (nell area di studio) di / 72

20 punti di misura (pozzi e sondaggi) la cui distribuzione è visibile in figura 11, inoltre, data la continuità idraulica con il corso d acqua è stata predisposta una sonda radar per il monitoraggio dei livelli d acqua nel Fiume Roia. E necessario precisare che, ai fini dello studio di dettaglio che simulerà l andamento della superficie piezometrica con steps temporali giornalieri, è stato necessario selezionare solo i punti dotati di misuratore in continuo. Questa caratteristica era disponibile solo per 5 degli 11 punti totali che invece hanno letture mensili. Tra questi, ne sono stati scelti 3 (NSE_1003, NSE_1007, NSE_1009) in quanto disponevano di misure piezometriche dei livelli statici; gli altri due (NSE_1006 e NSE_1011) fanno riferimento ai pozzi dell acquedotto italo/francese e non possono essere usati come punti di controllo (modello numerico) in quanto alle misure giornaliere dei livelli dinamici non corrispondono valori giornalieri dei pompaggi, soprattutto per quanto riguarda le pompe italiane. Per la scelta del periodo di riferimento sono stati presi in considerazione i valori, del livello del fiume, registrati dalla sonda radar; tali informazioni erano disponibili solo a partire dal 03 Aprile 2013, come anche per il punto NSE_1009. Ciò comporta un approssimazione delle informazioni in quanto non si dispone dei livelli in continuo della falda durante un intero ciclo stagionale (stagione secca/stagione umida), certo è che tale problematica verrà risolta col tempo continuando ad incrementare il data-base delle misurazioni nei mesi futuri. In tabella 3 sono riportati l elenco dei punti monitorati. NAME Coord Est (Gauss Boaga) Coord Nord (Gauss Boaga) Quota m s.l.m. Progetto NSE_ , ,600 33,839 RiskNat NSE_ , ,599 28,351 EurEauPa NSE_ , ,042 28,635 EurEauPa NSE_ , ,232 29,815 Pozzo esistente NSE_ , ,760 27,599 RiskNat NSE_ , ,333 27,110 EurEauPa NSE_ , ,706 27,413 EurEauPa NSE_ , ,962 32,693 RiskNat NSE_ , ,216 28,900 Pozzo esistente NSE_ , ,341 28,469 Pozzo esistente NSE_ , ,514 25,979 EurEauPa Tabella - 3: Elenco dei pozzi monitorati con relative coordinate e quota in metri sul livello del mare, nella colonna Progetto è riportato il nome del progetto in cui è stato realizzato il punto monitorato oppure se è un pozzo già esistente 19 / 72

21 Figura 11: Distribuzione dei punti di monitoraggio della Piezometria della falda e del livello del fiume Roia E stato scelto come periodo di riferimento, per la realizzazione del modello, 03 Aprile Luglio 2013 (90 giorni). Per le elaborazioni dei dati si rimanda ai risultati ottenuti mediante il modello numerico CARATTERIZZAZIONE IDRAULICA DELL ACQUIFERO MEDIANTE PROVE CON TRACCIANTI, DI PERMEABILITA E DI PORTATA IN ALVEO Per la valutazione della permeabilità dei primi metri sotto falda dei depositi alluvionali si è fatto riferimento alle prove di permeabilità realizzate sia durante il progetto Risknat che in questo attuale e per i dettagli si rimanda alla relazione Modello numerico dell acquifero del Fiume Roia alla foce inserita nella documentazione di questo progetto. 20 / 72

22 5.3 - MISURE DI PORTATA IN ALVEO Per le misura di portata in alveo si è fatto riferimento ai risultati ottenuti nei precedenti studi Eurobassin e Risknat in quanto ritenuti significativi e rappresentativi dei valori reali di portata del Fiume Roia. I risultati delle varie campagne di misure sono riportati nella tabella 5. Misura Portata m 3 /s Sezione di monte 2005 Roia prima della confluenza con il 0,56 Torrente Bevera e prima della Centrale Idroelettrica Sezione di monte 2010 Roia prima della confluenza con il 7,51 Torrente Bevera e prima della Centrale Idroelettrica Sezione di valle 2005 Roia prima della confluenza con il 7,42 Torrente Bevera e dopo della Centrale Idroelettrica Tabella 5: Valori di portata misurati in alveo Dal confronto tra i risultati delle due misure di portata fluviale del fiume Roia, emerge che nel 2005 vi era una differenza di portata dell ordine di circa 7 m 3 /s tra la misura di monte e quella di valle. Questa è giustificata dall intervento antropico e in particolare dal rilascio, nel tratto di fiume compreso tra le due sezioni, di acqua da parte delle condotte della Centrale Idroelettrica della Tirreno Power, che come risulta dalla documentazione fornita dalla stessa società, può arrivare fino ad un massimo di 10 m 3 /s. Per quanto riguarda le misure effettuate nel 2010, invece, tale differenza non è stata rilevata in quanto, nel periodo di svolgimento della campagna di misurazione, la centrale idroelettrica risultava non funzionante e quindi non effettuava prelievi/rilasci di acqua, permettendo al corso d acqua di avere il suo naturale deflusso. 6 - VALUTAZIONE DELLE RISORSE, DELLE RISERVE E DEI QUANTITATIVI D ACQUA PRELEVATI La risorsa idrica è la quantità di acqua che può essere estratta da un dominio circoscritto durante un dato periodo, tenuto conto dell'insieme dei cosiddetti vincoli di pianificazione; in altre parole, senza che ciò possa provocare eccessivi squilibri al ciclo idrologico naturale. La sua valutazione si basa sui comportamenti idrodinamico, idrochimico ed idrobiologico dell'acquifero ed è usualmente espressa in unità di portata media. La riserva idrica è intesa come la quantità di acqua gravifica contenuta, ad una certa data o immagazzinata nel corso di un periodo medio annuale, in un sistema idrogeologico: essa, generalmente espressa in unità di volume, è associata al concetto di risorsa idrica non rinnovabile e risulta dalla funzione capacitiva del serbatoio degli acquiferi. 21 / 72

23 Le risorse e le riserve idriche sotterranee possono essere valutate attraverso lo studio della geometria dell acquifero, se sono note la porosità efficace e la morfologia della superficie piezometrica nel periodo investigato. Non avendo a disposizione un valore adeguato di porosità efficace, raccolto attraverso misure dirette, si è fatto riferimento a valori di letteratura (vedi tabella 2), prendendo in considerazione valori di porosità efficace di acquiferi simili, risultando pari a circa 18% CALCOLO DELLE RISORSE MEDIE NEL PERIODO MONITORATO Avendo come riferimento i livelli piezometrici, è stata stimata, l entità della risorsa media dell acquifero durante il periodo monitorato. Attraverso operazioni di map algebra è stato possibile ottenere le isopache medie dell acquifero saturo nel periodo monitorato (Aprile Giugno 2013), che, confrontato con i valori mensili Luglio 2012 Giugno 2013, corrisponde al periodo di alto piezometrico della falda. Lo spessore medio saturo dell acquifero risulta essere di circa 24 m, con una superficie bagnata pari a circa 0,27* 10 6 m 2. Conseguentemente, il volume idrico medio immagazzinato, ipotizzando un valore di Pe medio (17%) per tutto l acquifero è: V H2O = 24*0,27*10 6 m 3 * (17/100) = 1.1 * 10 6 m 3 Dato che l acqua presente nell acquifero in oggetto è essenzialmente dovuta al contributo del fiume Roia, questa valutazione è da ritenersi indicativa in quanto, come vedremo in seguito, gli attuali consumi sono notevolmente superiori a quanto calcolato come risorsa. Qui in realtà la risorsa può essere individuata facendo riferimento alle portate del fiume Roia e non all acqua immagazzinata nell acquifero (riserva) né tanto meno dall escursione dei livelli VALUTAZIONE DEI QUANTITATIVI DI ACQUA PRELEVATI DALL ACQUIFERO L acquifero in esame, per quantità e qualità, è uno dei più importanti serbatoi naturali della Liguria. Per quanto riguarda lo sfruttamento della risorsa le sue acque soddisfano i fabbisogni idrici sia del territorio francese (Mentone, Nizza, Montecarlo, ecc.) sia del territorio italiano (Ventimiglia, Bordighera, Imperia, Sanremo, ecc.). In particolare per quanto riguardano i volumi attualmente estratti dalla porzione di acquifero studiato si può desumere quanto segue: Consumo idropotabile (grandi derivazioni: AIGA/MENTONE) circa 0,6 m 3 /s; Altri consumi (privato) circa 0,002 m 3 /s. Quindi l uscita dal sistema in studio dovuta ai prelievi antropici risulta pari a circa 0,602 m 3 /s (circa 19 * 10 6 m 3 /anno). 22 / 72

24 7 - MODELLO CONCETTUALE DELL ACQUIFERO Tutte le analisi fin qui fatte hanno consentito la realizzazione del modello concettuale dell acquifero (vedi figura 12), base fondamentale della modellazione numerica, dove sono state schematizzate e quantificate le entrate e le uscite della porzione di acquifero in studio ospitante una falda libera. L acquifero in questione è costituito essenzialmente da ghiaie sabbiose con ciottoli con intercalazioni lenticolari limoso argillose; tutto ciò poggia su un substrato flyschoide. La raccolta, organizzazione ed interpretazione dei dati ha portato a concludere che la ricarica del sistema proviene prevalentemente dal fiume Roia (circa 8,2 m 3 /s dal F. Roia + falda). Le uscite dell acquifero di tipo artificiale sono da attribuire principalmente ai prelievi legati all uso idropotabile (pozzi AIGA/MENTONE) e solo in minima parte da privati. Questi quantitativi sono stati stimati in base ai rilievi diretti e dai dati forniti dalla Provincia di Imperia e BRGM e sono stati valutati, complessivamente, pari a circa 0,6 m 3 /s. L elemento che gioca un ruolo importante in questo sistema acquifero è il Fiume Roia, che, nel tratto in esame e nel periodo analizzato, alimenta la falda acquifera. Il saldo stimato all uscita dell area di studio, verso il mare, risulta pari a circa 7,6 m 3 /s (fiume Roia + falda). Il bilancio idrico del sistema, che descrive le quantità di acqua sotterranea scambiata al suo interno e attraverso i suoi limiti, ha reso possibile quantificare la risorsa idrica disponibile (figura 12). Come si può vedere nel complesso le entrate bilanciano le uscite del sistema. Figura - 12: Modello concettuale dell acquifero 23 / 72

25 8 - MODELLAZIONE NUMERICA DI FLUSSO DEL SISTEMA ACQUIFERO DELLA PIANURA ALLUVIONALE DEL FIUME ROIA INTRODUZIONE Un modello può essere definito come una rappresentazione semplificata della realtà appositamente creata per studiare gli effetti dei complessi meccanismi che hanno luogo nel sistema stesso e la loro evoluzione nello spazio e nel tempo (figura 13); nel caso di un modello idrogeologico quello che vogliamo rappresentare sono i flussi idrici sotterranei. Ingresso Comportamento Uscita X(t) Trasferimento (processi interni) Y(t) Figura 13 Schematizzazione di un sistema: un sistema sottoposto ad una sollecitazione esterna (ingresso) restituisce una risposta (uscita) dipendente dal comportamento del sistema medesimo espresso tramite funzioni di trasferimento che ne rappresentano i processi interni Ovviamente il livello di dettaglio di questa schematizzazione è influenzato dalle conoscenze che si hanno della struttura e del comportamento del sistema nei suoi vari aspetti, ma anche dalla tipologia delle problematiche e degli scopi per cui il modello viene utilizzato. I principali modelli di analisi e simulazione del flusso hanno come obiettivo la realizzazione di scenari predittivi del comportamento dei sistemi acquiferi reali, una volta formulato il modello concettuale (idrolitologia, idrostruttura, condizioni al contorno, alimentazioni, uscite, ecc.). Il modello concettuale è una semplificazione dei più complessi sistemi reali, esso può definirsi statico in quanto si basa su una situazione osservata in un certo momento, mentre la formazione degli scenari predittivi deve basarsi su modelli dinamici manipolabili. Tali scenari possono essere utili in molte applicazioni dell idrogeologia, in particolare per i problemi di dispersione degli inquinanti, di studio dell impatto di opere superficiali e sotterranee, di opere di captazione, di studio dell evoluzione quantitativa delle risorse idriche. Va comunque detto che qualsiasi tipo di modello per essere in grado di restituire dei risultati affidabili ed operativi necessita di molti dati e di grande precisione. 24 / 72

26 Il processo di modellizzazione si articola in una successione di fasi e operazioni (figura 14) la cui conoscenza è necessaria al fine di riuscire a valutare in maniera oggettiva sia l utilità dei modelli stessi sia il significato reale dei risultati simulati. Le tappe fondamentali per la realizzazione di un modello sono tre: rappresentazione schematica e simbolica del sistema reale, modello matematico di calcolo e trasferimento dei risultati simulati sul sistema reale. La prima tappa consiste nel definire una rappresentazione schematica e simbolica del sistema reale. La seconda corrisponde all utilizzazione di un programma di calcolo, capace di eseguire le operazioni matematiche definite nello schema e attribuire valori numerici alle variabili e ai parametri necessari al suo funzionamento. Tutto ciò rappresenta il modello matematico di simulazione vera e propria. Infine, il trasferimento dei risultati ottenuti sul sistema reale identifica la terza tappa. Ovviamente i casi di perfetta corrispondenza tra realtà e modello sono assi limitati se non impossibili data l estrema complicatezza e variabilità dei sistemi reali e dei parametri che li definiscono. SCHEMA ASTRATTO δ δh δ δh δ δh δh K x + K y + K z = q u + Ss δx δx δy δy δz δz δt Equazione che rappresenta lo schema dei flussi sotterranei («legge fisica») e che fornisce dei «criteri di coerenza». La validità dell equazione è legata a delle ipotesi restrittive in un quadro teorico più largo. L applicazione dello schema ad un acquifero particolare esige la definizione dei dati seguenti (si tratta di una rappresentazione schematica e simbolica dell acquifero reale particolare): GEOMETRIA K S s CONDIZIONI IMPOSTE Delimitare la regione da modellizzare Attribuire a ciascun punto della regione un valore di K Attribuire a ciascun punto della regione un valore di S s Imporre a ciascun punto della regione sia h(t) che q u (t) CONDIZIONI INIZIALI Assegnare a ogni punto della regione un valore di h al momento t = t 0 ASTRAZIONE SISTEMA REALE REALIZZAZIONE MODELLO MATEMATICO programma di calcolo (metodi numerici) file dei dati (in gran parte ipotetici) file dei risultati (conseguenza delle ipotesi) rappresentazione grafica dei risultati TRASFERIMENTO DEI RISULTATI SIMULATI SUL SISTEMA REALE E Figura 14 - Relazioni tra sistema reale, schema astratto e modello matematico in condizioni non stazionarie: K = conducibilità idraulica (LT-1); h = carico piezometrico (L); qu = portata della ricarica o dell emungimento, per unità di volume dell acquifero (T-1); Ss = coefficiente di immagazzinamento, per unità di spessore dell acquifero (L-1); t = tempo (T); Kiraly, 1994 modificato. 25 / 72

27 8.2 SCELTA DEL MODELLO E DELLA SUA RISOLUZIONE MATEMATICA I modelli matematici possono ammettere soluzioni analitiche tramite funzioni i cui parametri caratterizzanti il mezzo sono costanti nello spazio e nel tempo, o soluzioni numeriche che consentono di affrontare mezzi eterogenei ed anisotropi risolvendo complessi sistemi di equazioni e con la possibilità di operare con condizioni al contorno non omogenee e variabili nel tempo. Le soluzioni numeriche si differenziano per il tipo di approccio usato nella discretizzazione delle equazioni differenziali che vengono utilizzate per determinare sia il campo di flusso che la distribuzione delle concentrazioni di soluto. Gli approcci più comuni sono quelli alle differenze finite (FDM) e agli elementi finiti (FEM) (figura 15). In entrambi i casi, il dominio viene discretizzato nello spazio (e anche nel tempo in caso di simulazioni transitorie) con una rete costituita da punti nodali che consentono di sostituire le equazioni differenziali, che governano il modello, con una serie di equazioni algebriche applicate a ciascun nodo. Nel metodo a differenze finite i nodi sono localizzati all interno della cella o all intersezione della maglia e i diversi operatori (ad esempio, il gradiente) sono approssimati da semplici differenze ortogonali tra i nodi adiacenti. Nel metodo agli elementi finiti è il concetto di elemento (la subarea delimitata dalle linee che connettono i punti nodali) a diventare essenziale poiché l approssimazione degli operatori differenziali è analitica e riguarda quantità integrali a scala di elemento. 26 / 72

28 Figura 15 - Discretizzazione bidimensionale di un sistema acquifero: a) metodo FDM con tipica cella di calcolo avente un nodo centrale di volume d influenza ΔxΔy; b) metodo FEM con volume ΔxΔy di un elemento quadrato finito e gradiente continuo. Perrochet, 1994 I modelli basati sulle differenze finite sono «semplici» da comprendere e programmare, molto adatti per affrontare problemi di flusso a livello regionale mono-, bi- e tridimensionali; la presenza di eterogeneità viene gestita con qualche problema, la griglia deve essere adeguatamente progettata e le anisotropie devono essere dirette parallelamente al sistema di riferimento. Il metodo agli elementi finiti consente anch esso di approssimare funzioni continue mediante un modello discreto, che consiste in una serie di valori della funzione in punti prestabiliti definiti come nodi e posizionabili in corrispondenza dei reali limiti fisici (figura 16). 27 / 72

29 Figura 16 - Schema della rete di discretizzazione del dominio modellizzato. Il dominio modellizzato viene suddiviso in sottodomini, detti appunto elementi finiti, che possono avere geometria varia (in genere triangolare); in tal modo, in ogni elemento il flusso è fornito in termini di carico idraulico ai nodi dove il sistema di equazioni descrive il flusso in modo continuo ad ogni nodo. Il FEM consente quindi una maggiore accuratezza e flessibilità nella rappresentazione di limiti, grandezze tensoriali e punti singolari rispetto alla griglia a maglie quadrate o rettangolari del FDM, rendendolo in genere molto potente nelle applicazioni relative alle acque sotterranee (soprattutto negli acquiferi contenuti nelle rocce fessurate o nelle zone caratterizzate dalla presenza di numerosi pozzi in emungimento). Le equazioni differenziali, le cui variabili indipendenti sono le tre dimensioni (x, y, z) ed il tempo (t), applicate in entrambi i metodi, consentono di rappresentare il flusso attraverso un mezzo qualsiasi dotato di porosità secondo le leggi della fisica. Le equazioni descrittive del flusso sotterraneo nelle diverse situazioni sono state definite tenendo conto della legge di continuità (legge di conservazione della massa), delle leggi della termodinamica e applicando la legge di Darcy (equazione del moto dell acqua sotterranea). Nel nostro caso il sistema acquifero è stato rappresentato per mezzo di un modello numerico tridimensionale ad elementi finiti. Il modello numerico di simulazione idrodinamica dell acquifero è stato realizzato con il software FEFLOW ver (Finite Element subsurface FLOW system), distribuito dalla società WASY Ltd di Berlino, operando in regime sia permanente che transitorio. FEFLOW è uno dei pacchetti di programmi più specializzati nel campo della modellistica dei processi di flusso e di trasporto nei mezzi porosi in condizioni sature e non sature; impiega il metodo degli elementi finiti (FEM) a due e tre dimensioni per risolvere le equazioni differenziali che descrivono processi interdipendenti come: - i flussi delle acque sotterranee; - il trasporto convettivo e dispersivo dei contaminanti; - i processi di trasporto di calore nel sottosuolo. 28 / 72

30 E dotato di componenti integrati quali grafici interattivi, interfaccia GIS, strumenti di regionalizzazione dati e di visualizzazione e tecniche numeriche potenti; queste componenti assicurano un efficiente processo nel realizzare la maglia dell'elemento finito, assegnando le proprietà e le condizioni al contorno del modello, facendo funzionare la simulazione e visualizzando i risultati. Ulteriori informazioni sul software sono disponibili sul sito internet della società WASY all indirizzo dove è possibile consultare informazioni di base sul programma, scaricare documentazioni e manuali ed eseguire un tour guidato sulle funzionalità di FEFLOW. La gestione dei dati geolitologici, idrogeologici e idrogeochimici è stata effettuata con l ausilio di un sistema informativo territoriale (ArcGis 10), interfacciabile con FEFLOW; ciò è risultato di grande utilità nelle fasi di sviluppo del modello concettuale e lo è stato ancora di più nella costruzione del modello numerico e nell analisi dei risultati delle simulazioni. Abbiamo visto, nel precedente progetto Risknat, come la ricarica idrica derivi in modo trascurabile dall infiltrazione delle precipitazioni piovose sull area modellizzata e nella quasi totalità dai flussi provenienti dal F. Roia. Il deflusso naturale avviene in modo diffuso verso il mare; l estrazione dell acqua di falda per mezzo dei pozzi costituisce invece il deflusso artificiale. Il modello è stato calibrato in regime permanente sulla base dei valori misurati nel giorno 03 Aprile 2013, il primo del periodo modellato. E stato scelto tale giorno in quanto lo stesso costituirà poi la flow initial per la valutazione del flusso in regime transitorio. Il modello ha consentito di valutare il bilancio idrico del sistema e di evidenziare eventuali criticità dovute essenzialmente agli scambi idrici continui falda-fiume. Il lavoro svolto ha permesso di simulare in maniera efficiente i flussi dell acquifero ospitato nei sedimenti sciolti della pianura alluvionale del F. Roia e ha consentito di capire meglio il reale funzionamento di questo sistema acquifero, di individuare la dinamica del corpo idrico, di fare un bilancio quantitativo dei volumi d acqua in gioco, di effettuare scenari sia di sfruttamento, sia di potenziale inquinamento della risorsa idrica FASI DELLA MODELLIZZAZIONE Le fasi principali per la realizzazione del modello 3D sono state le seguenti: - Definizione dei limiti dell area da modellizzare e costruzione della supermesh 2D di superficie mediante digitalizzazione, inserimento di linee e punti di particolare interesse (es. fiume, pozzi in pompaggio, ecc) come nodi fissi della maglia; - Generazione della maglia interna (mesh). Costruzione della maglia ad elementi finiti tramite la generazione di celle triangolari; - Generazione della maglia in 3D a partire da quella in 2D. Ricostruzione della geometria tridimensionale dell acquifero, importazione delle superfici che delimitano l acquifero (superficie 29 / 72

31 topografica e superficie del substrato) ottenute per interpolazione dei dati utilizzando software (Surfer, Arcgis); - Verifica della geometria 3D e inserimento di due layer interni per consentire una equispaziatura della maglia anche in verticale; - Imposizione delle condizioni ai limiti. Assegnazione delle condizioni ai limiti in base alle ipotesi fatte sul funzionamento dell acquifero (modello concettuale); - Impostazione delle proprietà intrinseche ai mezzi modellizzati. Parametrizzazione del modello, ovvero assegnazione dei valori di conducibilità idraulica; - Definizione dei punti di controllo dei carichi idraulici; - Calcolo su tutti i nodi della maglia 3D dei carichi idraulici e dei volumi d acqua scambiati tra fiume e falda; - Calibrazione dei risultati mediante confronto dei valori calcolati dei potenziali idraulici con i valori misurati in campagna. Partendo dalla ricostruzione del modello concettuale dell acquifero alluvionale del F. Roia siamo riusciti a realizzare una rappresentazione schematica del sistema acquifero reale, creata per studiare, appunto, gli effetti dei meccanismi dinamici della falda che hanno luogo nel sistema stesso. La realizzazione di questo modello idrogeologico si è svolta attraverso l esecuzione di tappe successive. 1-DEFINIZIONE DELLA ZONA DA MODELLIZZARE E COSTRUZIONE DELLA SUPERMESH Nella prima fase si è proceduto fissando i confini del modello; dopo un analisi dell area, i limiti della stessa sono stati tagliati in modo che a Nord e a Sud risultino essere circa perpendicolari alla direzione di flusso delle acque di falda sulla base delle informazioni già ottenute nel precedente modello Risknat. Sono stati importati i dati georeferenziati come: il limite dell area di studio, il tracciato del Fiume Roia, nonché i pozzi utilizzati per le misure piezometriche. Il prodotto finale è una maglia georeferenziata che delimita la zona (figura 17). 30 / 72

32 Figura 17: Delimitazione della zona modellizzata; la linea rossa rappresenta il limite della zona studiata (supermesh); i pallini in colore viola rappresentano i punti di monitoraggio della falda con in blu evidenziati quelli in pompaggio, in blu l alveo del Fiume Roia. 2- REALIZZAZIONE DELLA MAGLIA IN 2D Una volta ottenuta la supermesh, il passo successivo è stato quello di discretizzare l interno del dominio mediante la generazione di un reticolo di nodi (mesh), su ognuno dei quali verrà eseguito il calcolo relativo al modello matematico e quindi la stima della variabile sconosciuta secondo il metodo agli elementi finiti. Il software dispone di quattro algoritmi diversi per generare la griglia (figura 18): in questo caso è stato scelto quello chiamato Triangle (è estremamente veloce e in grado di gestire geometrie molto complesse, è stato sviluppato da Jonathan Richard Shewchuk presso l'università della California a Berkeley). 31 / 72

33 Figura 1 8- Algoritmi generatori della griglia Accedendo al comando mesh generator, il Triangle permette di generare una maglia costituita da una serie di triangoli che discretizzano il modello (vedi figura 19). Questo metodo offre la possibilità di definire variazioni locali di densità della maglia in un modo molto intuitivo, infatti gli è stato imposto un raffinamento lungo il corso del F. Roia e nei punti di pompaggio. In particolare, in corrispondenza dei punti di monitoraggio sono stati inseriti dei punti fissi che obbligano la maglia ad avere un nodo in corrispondenza di quel particolare punto; in essi si è scelto un raffinamento maggiore, così in quei nodi il programma calcolerà con miglior precisione, ad esempio, il valore della piezometria che sarà poi confrontato con le misure reali. Figura 19 - Esempio di una maglia creata con l algoritmo triangle con una maggiore densità nei punti (es. pozzi in pompaggio) dove è importante limitare l effetto di discretizzazione per ottenere una maggiore precisione nelle elaborazioni 32 / 72

34 Eseguite queste scelte, è stata generata una maglia in 2D, figura 20; la realizzazione di questa maglia, formata da elementi triangolari, è alla base del metodo agli elementi finiti, in quanto è proprio in ogni nodo di essa che vengono eseguiti i calcoli relativi al modello matematico. Figura - 20: Maglia 2D generata in automatico dal programma FEFLOW con zoom nell area dei pozzi AIGA/MENTONE Per verificare la congruenza della maglia generata è necessario controllare il numero dei triangoli ottusi presenti, infatti è necessario evitare la generazione di tali elementi perché possono sorgere imprecisioni nei calcoli, nel nostro caso, figura 21, dalla curva cumulativa degli angoli si evince che la percentuale degli angoli ottusi è circa inferiore al 4% e quindi accettabile. 33 / 72

35 Figura 21 Verifica della generazioni di elementi triangolari con angolo ottuso 3- REALIZZAZIONE E VERIFICA DELLA MAGLIA 3D Per il passaggio alle 3 dimensioni sono stati utilizzati i risultati ottenuti dalla costruzione delle sezioni semplificate nella realizzazione del modello concettuale, al fine di stabilire gli spessori dell acquifero. 34 / 72

36 È stato così possibile utilizzare il substrato realizzato nel modello concettuale e il DTM con cella 1mX1m fornitoci dalla Provincia di Imperia. I file che costituiscono la griglia di punti di queste superfici è formato da dati del tipo x, y, z, dove x ed y rappresentano le coordinate piane (georeferenziate) e z la terza dimensione (in questo caso, la profondità del substrato o la quota del terreno al piano campagna). Ognuno di questi file, importato direttamente in FEFLOW, viene restituito con un modello tridimensionale della geometria dell acquifero, assegnando ad ogni nodo della maglia un'altezza z attraverso un interpolazione ordinaria dei valori introdotti con il metodo Inverse Distance. In definitiva, per ottenere la maglia in 3D è stata sovrapposta più volte la maglia ottenuta in 2D; questa è formata da elementi triangolari che, introducendo la terza dimensione, sono diventati dei prismi, dove l altezza è appunto lo spessore dello strato. Una volta preparate le differenti superfici strutturali sotto forma di grid di dati georeferenziati e trasformati in punti è stato sufficiente importarli sotto forma di file *.dbf. Sono state importate quindi le 2 superfici strutturali corrispondenti alla base dell acquifero e alla topografia. Il risultato (vedi figure 22 e 23) è un sistema costituito da due superfici (slice) e di conseguenza da uno strato (Layer). Figura - 22: Maglia in tre dimensioni con vista da Sud generata dal software (esagerazione z=3) 35 / 72