Martinelli G., Dadomo A., Riggio A.,Santulin M., Tamaro A.

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1 Attività svolte nell ambito del Progetto INGV-DPC S3 Previsione a breve termine e preparazione dei terremoti nel settore della Geochimica dei Fluidi (UR1): banche dati e serie storiche analizzate 1) Fluidi sotterranei profondi--- 2) Radon Martinelli G., Dadomo A., Riggio A.,Santulin M., Tamaro A. giovannimartinelli@arpa.emr.it ariggio@inogs.it

2 Progetto DPC-INGV - S3 U.R.1 - Monitoraggio acque sotterranee Sono state contattate telefonicamente o tramite o lettera cartacea le Pubbliche Amministrazioni che per obblighi istituzionali eseguono misure chimico-fisiche sulle acque sotterranee chiedendo loro dati di sorgenti e pozzi selezionati per profondità / confinamento / particolarità chimiche / ecc. Punti censiti al sorgenti pozzi/piezom chimica portata chimica livello 1 Piemonte / / Valle d'aosta / / Lombardia / / Trentino-Alto Adige/Bolzano / /009 4 Trentino-Alto Adige/Trento / / Veneto 2007/ / / Friuli-Venezia Giulia 2005/ / / Liguria / Emilia-Romagna 1976/ / / / Toscana / / Umbria 1998/ / / / Marche 2004/ / / / Lazio 2005/ / / Abruzzo 2003/ / / / Molise / / Campania / Puglia 2009/ / / / Basilicata 2010/ / / Calabria 2006/ / / Sicilia / Sardegna /

3 Oltre 5480 punti di interesse Fonti: ARPA, Regioni, INGV, OGS, ricercatori,. Frequenza campionamento tra 1 dato ogni 2 e 1 dato ogni 6 mesi 573 punti risultano essere senza coordinate associate e quindi con localizzazione meno precisa Parametri raccolti: livello dell acqua nei pozzi o piezometri, portata delle sorgenti, portata di gas, analisi chimiche standard delle acque, misure di Eh, ph, conducibilità elettrica, temperatura, determinazioni isotopiche nelle acque, percentuali delle componenti gassose, misure di potenziali spontanei Caratteristiche idrogeologiche pozzi Utilizzato l orario UTC

4 Forniture dati da parte di Enti, situazione Chimico-fisici Livelli piezometrici Portate sorgenti

5 Banca dati georeferenziata Tabelle principali Anagrafica Caratteristiche pozzi Temperatura fluido Livello Portata acqua sorgenti Portata gas sorgenti Conducibilità Elettrica Potenziale RedOx ph acqua Chimica gas Chimica acqua Potenziali spontanei

6 Descrizione Radon measurements The purpose of the dataset is to collect data of radon acquired on the national territory in order to be entered into the Database Project DPC-INGV and to be used for the proper purpose of the Civil Protection Department. The dataset includes measurements of radon in water and soil. Every site is identified by: the name and a corresponding code, the measurement (water, soil and air) and site type (water spring, water well, basement, well), the instrument used, the WGS84 geographical coordinates, the altitude above sea level, the date of sampling (yyyy-mm-dd-hh-mm), the corrected radon value from the calculation of the decay, the error (%), the measurements unit used. There may be additional useful attributes and, in some cases, necessary for a correct interpretation of the value of radon, such as air and water temperature, conductivity, ph, EH, barometric pressure and rainfall and provider dataset. Some dataset can be constituted by a reference to a publication on the topic. Monitoring of deep seated underground fluids Water level, flow rate, temperature and chemical data time series recorded by Italian Government Agencies collection and pre-processing Parola chiave Radon, Seismic Precursor Groundwater, hydrogeochemistry, monitoring of deep seated underground fluids Tipo di rappresentazione spaziale Dati vettoriali Tabella di dati alfanumerici Risoluzione spaziale Estensione temporale 1: : Genealogia The dataset consists of several datasets resulting from radon data acquisition performed by various scientific and amatorial institutions in order to use the radon as a "seismic precursor." The dataset therefore derive from the acquisition of radon in water, in soil and in the air. The measurements were made with continuous sampling mode (with a range from minutes to three hours) or discontinuous (with monthly sampling interval). The instruments used for the acquisition may be different for different datasets or even in the same dataset in different periods. They can be active and passive and they are both commercial and prototypes assembled in the institutions providing the data. The contributions were provided in exel format developed by the owner or coming directly from the output of the instrument used. The optional attributes can come from an institution different from that providing the radon data. Obtained data have been validated and loaded in an Access data base. All geographic coordinates have been converted into WGS84 system. Not suitable data have been eliminated.

7 Scheda metadati PARTE prima Informazione sui Metadati 1 - Identificatore del file: INGV:nnnnnn:aaaammgg:hhmmss 2 - Lingua dei metadati: ITA 3 - Set dei caratteri dei metadati: UTF8 4 - Id file precedente: INGV:nnnnnn:aaaammgg:hhmmss 5 - Livello gerarchico: DATASET 6 - Responsabile dei metadati Nome dell Ente: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Ruolo: punto di contatto Informazioni per contattare l Ente Sito web: labgis.gm@ingv.it 7 - Data dei metadati: aaaa-mm-gg 8 - Nome dello Standard: DM - Regole tecniche RNDT 9 - Versione dello Standard: 10 novembre 2011 PARTE seconda Identificazione dei dati (Dataset) 10 Titolo: Monitoring of deep seated underground fluids 11 Data di creazione Data di riferimento: (provvisoria) Tipo data: creazione 12 - Formato di presentazione: tabella digitale 13 Responsabile Nome: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Ruolo: proprietario Informazioni per contattare l Ente Sito web: indirizzo mail del direttore del Progetto a cui si riferisce il deliverable 14 - Identificatore: INGV: Id livello superiore: INGV: Altri dettagli: Accordo Quadro DPC-INGV Allegato C: Approfondimento delle conoscenze < nome del progetto> 17 - Descrizione: Water level, flow rate, temperature and chemical data time series recorded by Italian Government Agencies collection and pre-processing Parole chiave 18.1 Temi Inspire Parola chiave: Natural Risk Zone Thesaurus: GEMET - INSPIRE themes, version data del Thesaurus: tipo di data: pubblicazione 18.2 Thesaurus GEMET (non applicabile) 18.3 Altre parole chiave (anche più di una)

8 Le serie storiche raccolte con tecniche di carattere manuale (2-4 misure/anno) si sono rivelate inadatte per lo studio di fenomeni frequenti come i terremoti. E sperimentabile il loro impiego per studi su possibili processi di deformazione. Sono quindi state oggetto di attenzione le serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico.

9 Serie storiche discrete di maggiore lunghezza Dato normalizzato = (dato originale - media) / sqm

10 Serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico potenzialmente disponibili Livello Temperatura acqua

11 Serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico potenzialmente disponibili Portata acqua Portata gas

12 Serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico potenzialmente disponibili ph / Eh Conducibilità Elettrica

13 Serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico potenzialmente disponibili Analisi gas Potenziale Spontaneo

14 Serie storiche raccolte con tecniche di carattere automatico su cui sono state riscontrate possibili anomalìe traducibili in previsioni a posteriori. Nessuna anomalìa è stata riscontrata in acquiferi superficiali.

15 Anomalie riscontrate e trasformate in previsioni a posteriori :

16 Primo esempio

17 Sequenza sismica emiliana

18 D (ä) Monitoraggio in Mirandola con: sonda automatica livello, conducibilità elettrica e temperatura analisi chimiche-isotopiche periodiche di acque e gas 18 O LMWL Bellentani Mirandola Vallalta altri

19 Monitoraggio in un pozzo profondo circa 200 metri a Mirandola Cloruri

20 Secondo esempio

21 Heinicke J., Italiano F., Koch U., Martinelli G., Telesca L. (2010) Anomalous fluid emission of a deep borehole in a seismically active area of Northern Apennines (Italy). Applied Geochemistry, 25,

22 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity Heinicke J., Italiano F., Koch U., Martinelli G., Telesca L. (2010) Anomalous fluid emission of a deep borehole in a seismically active area of Northern Apennines (Italy). Applied Geochemistry, 25,

23 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity Heinicke J., Italiano F., Koch U., Martinelli G., Telesca L. (2010) Anomalous fluid emission of a deep borehole in a seismically active area of Northern Apennines (Italy). Applied Geochemistry, 25,

24 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity

25 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity

26 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity

27 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity

28 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity

29 Attività di sviluppo strumentazione in corso

30 Attività di sviluppo strumentazione in corso Sensibilità: C

31 UTILITA e SVILUPPI FUTURI Quale utilità per DPC: 1) ricognizione e messa a punto di una base dati quasi completa sui dati disponibili relativi al monitoraggio dei fluidi sotterranei (mancano dati in continuo raccolti da INGV Palermo in sorgenti calde e pozzi in Sicilia) 2) riconoscimento dei fluidi caldi come trasportatori verso la superficie di possibili informazioni sugli ambienti profondi 3) valutazione dei dati e formulazione di previsioni a posteriori 4) identificazione preliminare di tendenze di durata poliennale in acquiferi della pianura padana (in corso) Cosa fare in futuro: A) la percentuale relativamente bassa di previsioni effettivamente corrette inibisce la possibilità di impiego dei dati di carattere idrologico e geochimico intesi come singolo precursore B) la possibilità di impiego dei dati sui fluidi caldi può essere eventualmente oggetto di approfondimenti di ricerca solo congiuntamente con altri parametri ritenuti utili per la formulazione sperimentale di previsioni a breve termine. C) Calabria, Basilicata, Campania, Umbria, Friuli V.G., Appennino Settentrionale possono offrire utili aree test. D) approfondimenti sul punto 4) potrebbero rivelarsi utili ma non per previsioni a breve termine.

32 Progetto S3 previsione a breve termine dei terremoti U.R. 1 Fluidi sotterranei profondi Radon Anna Riggio, Marco Santulin, Alberto Tamaro

33 Tabella Istituzioni contattate/ Dati ricevuti

34 Statistica dati Radon

35 Geolocalizzazione dei siti di monitoraggio radon

36 Schema delle relazioni delle tabelle del geodatabase

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39 Radon: quale utilità per DPC E stata effettuata una ricognizione in termini quantitativi e qualitativi sui dati di radon esistenti Sono stati precisati i riferimenti sulle Istituzioni che operano nel settore del monitoraggio del Radon E stata effettuata una prima analisi dei risultati finora ottenuti Sono state fornite indicazioni sulla localizzazione delle aree su cui proseguire le ricerche Radon: cosa fare in futuro utilizzare i siti già esistenti e con serie storiche consistenti come primo elemento di una rete di monitoraggio con dati teletrasmessi

40 WORKSHOP - W 4 Hydrogeochemical precursors of seismic activity References Albarello D. e Martinelli G. (1994) Piezometric levels as possible geodynamic indicators: analysis of the data from a regional deep waters monitoring network in Northern Italy. Geophysical Research Letters, 21, Arieh E., Merzer A.M. (1974) Fluctuations in oil flow before and after earthquakes. Nature, 247, Heinicke J., Italiano F., Koch U., Martinelli G., Telesca L. (2010) Anomalous fluid emission of a deep borehole in a seismically active area of Northern Apennines (Italy), Applied Geochemistry, 25, Martinelli G., Albarello D. (1997) Main constraints for siting monitoring networks devoted to the study of earthquake related hydrogeochemical phenomena in Italy. Annali di Geofisica, 40, Roeloffs E. (1996) Poroelastic techniques in the study of earthquake-related hydrologic phenomena. Advances in Geophysics, 37, Wang C-Y. e Manga M. (2010) Earthquakes and Water. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 224 p.