Stima della ricarica della falda, con l utilizzo di modelli del non saturo

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1 PROGETTO RICLIC Regional Impact of Climatic Change in Lombardy Water Resources: Modelling and applications (RICLIC-WARM) Stima della ricarica della falda, con l utilizzo di modelli del non saturo L. Fumagalli Dip.. di Scienze dell Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano-Bicocca

2 Caratteri dell area Terrazzi non ferretizzati (Riss) Pianura Fluvioglaciale RI1 MUGGIO RA1 Terrazzi ferretizzati (Mindel) LG1 MASATE MELZO (ERSAF, Lombardia) LQ5 ROZZANO Piana Fluvioglaciale idromorfa

3 Carta dei Suoli Numero e spessore orizzonti; Tessitura (% sabbia, % limo e % argilla); Scheletro (%); Densità apparente (g/cm3); Struttura (dimensione, forma e grado); Sostanza Organica (%); Classi di permeabilità. (ERSAF)

4 A B LG1 Profili MUGGIO MASATE RA1 A B BC-C SUBS SUBS ROZZANO LQ5 A B SUBS MELZO LQ5 6 m m 6 m 4 m A B BC-C SUBS

5 Curve di Ritenzione Contenuto idrico, vol/vol LG1 TCC1 Ap Bt BC C1 SUBS Contenuto idrico, vol/vol RA1 PDN1 Ap EB Btg Btx/Bt Bt SUBS. 1 1 Potenziale matriciale, cm. 1 1 Potenziale matriciale, cm Contenuto idrico, vol/vol LQ5 ROU1 Ap Bg1 Bg2 Bg3 SUBS Contenuto idrico, vol/vol LQ5 GRD1 Ap1 BaA Btg Ab Bgb 2BCg SUBS Potenziale matriciale, cm Potenziale matriciale, cm

6 MODELLAZIONE Simulazione dei flussi idrici nel mezzo non saturo MACRO flusso idrico in suoli di campo a doppia porosità (micro e macro)

7 MACRO (Jarvis, 1994) MACROPOROSITA MICROPOROSITA Flusso idrico: gravitativo, Darcy q ma = (K s K b )*(S ma ) n Saturazione dei macropori S ma θma = θ θ s b Flusso idrico: Equazione di Richards Proprietà idrauliche del suolo: Modello di Brook e Corey (1964) modello di Mualem (1976) 1/ λ ψ mi = ψ b Smi n+2+2 / λ mi K mi = K b S Saturazione dei micropori S mi = θ mi -θ r θ b -θ r

8 PARAMETRI DI INPUT SUOLO MACRO Modello di flusso 1D Terreno stratificato COLTURA (Jarvis, 1994) VARIABILI GUIDA: CLIMA dati giornalieri Precipitazioni Temperature minime; Temperature massime. Evapotraspirazione (Hargreves) IRRIGAZIONE geometria del profilo caratteristiche fisico- idrologiche gestione agronomica parametri colturali - entità - distribuzione Condizioni iniziali e al contorno

9 COLTURA Terreno nudo Mais irriguo Marchetti, et al., 1 IRRIGAZIONE Dati di letteratura (198) Villoresi e Martesana - entità - distribuzione Primo Bilancio Idrogeologico della Pianura Mianese (Beretta G.P., et al., 1985) VARIABILI GUIDA STAZIONI METEREOLOGICHE Milano Brera (1971-5) Monza PARAMETRI DI INPUT SUOLO Caratteristiche fisico- idrologiche Pedofunzioni calibrate e validate (Ungaro, Calzolari, 1) Progetto SINA RER, Curva di ritenzione Lunghezza di diffusione Permeabilità micropori Permeabilità macropori

10 PRECIPITAZIONE (mm/d) gen-51 gen-53 gen-55 gen-57 gen-59 gen-61 gen-63 gen-65 gen-67 gen-69 gen-1 gen-3 gen-5 PERCOLAZIONE (mm/d) Muggiò (LG1 - Pianura Fluvioglaciale) Stazione: Milano Brera Uso: Terreno nudo Precipitazioni: 111 mm/a Percolazione: 65% Precipitazioni Percolazione 1971

11 Muggiò - LG1 (Pianura Fluvioglaciale) gen-1 gen-3 gen-5 PRECIPITAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen-5 PRECIPITAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) Perc: : 65% Melzo LQ5 (Pianura idromorfa) Perc: : 54% Precipitazioni Percolazione gen-1 gen-3 PRECIPITAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) ZONA INSATURA Stazione: Milano Brera Periodo: Uso: terreno nudo Masate - RA1 (Terrazzo Mindel) Perc: : 29%

12 PRECIPITAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen PRECIPITAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen-5 PERCOLAZIONE (mm/d) Uso: Terreno nudo Perc: : 65% USO DEL SUOLO Muggiò - LG1 (Pianura Fluvioglaciale) Stazione: Milano Brera Uso: Mais irriguo (15 mm/a) Precipitazioni + irrig. Percolazione Perc: : 43%

13 Stazione: Milano Brera (111 mm/a) PRECIPITAZIONI Perc: : 65% Muggiò - LG1 (Pianura Fluvioglaciale) Uso: Terreno nudo PRECIPITAZIONE (mm/d) PRECIPITAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen-5 PERCOLAZIONE (mm/d) Stazione: Monza (1165 mm/a) Perc: : 68% gen-1 gen-3 gen-5 PERCOLAZIONE (mm/d) Precipitazioni Percolazione

14 Melzo LQ5 (Pianura idromorfa) Uso: Mais gen-1 gen-3 PRECIPITAZIONE gen-5 (mm/d) PRECIPITAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) PERCOLAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen-5 PERCOLAZIONE (mm/d) Irrigaz Villoresi: 482 mm/a Perc: : 36% Irrigaz Martesana: 418 mm/a Perc: : 65% IRRIGAZIONI Irrigaz Martesana: 1695 mm/a Perc: : 59% Precipitazioni + irrig. Percolazione - Dati da: Primo Bilancio Idrogeologico della Pianura Mianese (Beretta G.P., et al., 1985) PRECIPITAZIONE (mm/d) gen-1 gen-3 gen-5

15 SIMULAZIONI A CONFRONTO Percolazione LG1, RA1, LQ5 Ruscellamento PERCOLAZIONE E RUSCELLAMENTO IRRIGAZIONI Mais martesana est mm/anno TERRENO NUDO MAIS IRRIGUO 15 mm/anno TERRENO NUDO Stazione Monza villoresi martesana ovest 5 LG1 LG1 RA1 LQ5 LG1 RA1 LQ5 LG1 RA1 LQ5 LQ5 LQ5

16 RAPPORTO CON LIVELLI PIEZOMETRICI MUGGIO LG1 RA1 MASATE MELZO LQ5 LQ5 ROZZANO

17 5-5 MUGGIO' 1 MUGGIO' SOGGIACENZA (m) PERCOLAZIONE (mm) PERCOLAZIONE LIVELLO DI FALDA MUGGIO' 1 MUGGIO' 2 MUGGIO' 4 MUGGIO' 13 MONZA MUGGIO LG1 Precipitazioni: Milano Brera - MUGGIO' 4 MUGGIO' 13 MONZA feb-77 feb-79 feb-81 feb-83 feb-85 feb-87 feb-89 feb-91 mar-93 mar-95 feb-97 feb-99 feb-1 feb-3 feb-5 feb-77 feb-79 feb-81 feb-83 feb-85 feb-87 feb-89 feb-91 mar-93 mar-95 feb-97 feb-99 feb-1 feb-3 feb-5 SOGGIACENZA (m) PERCOLAZIONE (mm) MUGGIO LG1 Precipitazioni: Monza

18 PECOLAZIONE (mm) SOGGIACENZA (m) 25 CAVENAGO 2 TRIUGGIO 7 BURAGO 2 BURAGO 5 ORNAGO 2 MEZZAGO gen-1 gen-3 gen PERCOLAZIONE (mm/mese) SOGGIACENZA (m) PERCOLAZIONE LIVELLO DI FALDA MASATE RA1 Precipitazioni: Milano Brera MELZO 2 PIOLTELLO 291 MELZO LQ5 PIOLTELLO 6 RODANO gen-1 gen-3 gen-5 Precipitazioni: Milano Brera + irrigazioni Villoresi (zona 16: 482 mm/a)

19 BILANCIO FALDA (m3) ANALISI DEL BILANCIO DI FALDA: Pianura Fluvioglaciale LG1 - Muggiò Ricarica: Falda: entrate Falda: uscite m 3 /ha m 3 /ha m 3 /ha Porosità efficace n e = 22.6% Variazioni della riserva (Muggiò pozzo 4) Ricarica dati non sufficienti RICARICA (m3) -4 gen-1 gen-3 gen-5

20 BILANCIO FALDA (m3) ANALISI DEL BILANCIO DI FALDA: Terrazzo ferretizzato RA1 - Masate Ricarica: Falda: entrate Falda: uscite 84 5 m 3 /ha m 3 /ha m 3 /ha Variazioni della riserva (Cavenago pz.1) Ricarica Porosità efficace n e = 14.75% RICARICA (m3) dati non sufficienti -4 gen-1 gen-3 gen-5

21 CONCLUSIONI I modelli numerici applicati alla zona non satura utilizzati nella valutazione della ricarica degli acquiferi: riproducono coerentemente le variazioni dei livelli piezometrici misurati nei pozzi richiedono una calibrazione e validazione importanza delle azioni di misura e monitoraggio su acque, suoli e terreno; importanza del rilevamento periodico continuativo dei dati piezometrici e del mantenimento della continuità nelle serie storiche; importanza della conoscenza degli apporti irrigui ed della loro distribuzione temporale e spaziale

22 CONCLUSIONI L utilizzo di modelli numerici dell insaturo consente di: stimare la ricarica degli acquiferi e definire le aree di maggior vulnerabilità; individuare la distribuzione areale della ricarica, in funzione delle caratteristiche della zona insatura e dell uso del suolo; valutare la distribuzione della ricarica in termini temporali, in funzione di variazioni climatiche e dell uso del suolo fornire un supporto alla individuazione di pratiche gestionali (irrigue, alimentazione, prelievo) volte ad ottimizzare la distribuzione e la tempistica di utilizzo delle acque sotterranee per un uso consapevole della risorsa