Estratto della relazione finale materiale allegato alla pubblicazione finale del progetto

Transcript

1 PERFORAZIONE POZZI, MISURE DI INFILTRAZIONE, GRANULOMETRIE, INDAGINI DEL TRASPORTO SOLIDO ED INDAGINI GEOFISICHE DI TIPO ELETTRICO SUL FIUME ISONZO FRA I COMUNI DI GORIZIA E GRADISCA D ISONZO Estratto della relazione finale materiale allegato alla pubblicazione finale del progetto Projekt sofinanciran v okviru Programa čezmejnega sodelovanja Slovenija-Italija iz sredstev Evropskega sklada za regionalni razvoj in nacionalnih sredstev Progetto finanziato nell'ambito del Programma per la Cooperazione Transfrontaliera Italia-Slovenia , dal Fondo europeo di sviluppo regionale e dai fondi nazionali. Ministero dell'economia e delle Finanze

2

3 DIREZIONE CENTRALE AMBIENTE ED ENERGIA PERFORAZIONE POZZI, MISURE DI INFILTRAZIONE, GRANULOMETRIE, INDAGINI DEL TRASPORTO SOLIDO ED INDAGINI GEOFISICHE DI TIPO ELETTRICO SUL FIUME ISONZO FRA I COMUNI DI GORIZIA E GRADISCA D ISONZO (GO) RELAZIONE FINALE R00_00 Sommario 1 Introduzione Dati in ingresso Inquadramento generale Installazione di piezometri Prove di permeabilità di tipo Lefranc Trincee esplorative per il campionamento Piezometro su scala idrometrica Logs geofisici in foro Strumentazione utilizzata Analisi dei risultati Tomografie elettriche...18 Tomografie elettriche 2D di fase Tomografie elettriche 2D di fase Tomografie elettriche 3D di fase Strumentazione e principi operativi Risultati Modello geologico schematico Misure di fase Misure di fase Modello geologico della zona Farra d Isonzo Misure di fase Appendice 1 Strumenti, metodi e procedure analitiche Allegato 1 Allegato 2 Allegato 3 Allegato 4 Stratigrafie Prove di permeabilità Lefranc Logs geofisici in pozzo Report finali dei logs geofisici in pozzo 1

4 Allegato 5 Allegato 6 Allegato 7 Allegato 8 Allegato 9 Allegato 10 Schede trincee di campionamento Certificati granulometrici di laboratorio Curve di frequenza cumulativa Report finali delle tomografie elettriche Atlante fotografico DVD con dati analitici TAVOLE FUORI TESTO Rev. Emissione Data Elaborato Controllato Approvato _ _T01_00 giugno 2014 GR CL PS _ _T02_00 giugno 2014 GR CL PS _ _T03_00 luglio 2014 GR CL PS LISTA DI DISTRIBUZIONE Nominativo Azienda Copie a stampa Copia digitale Copia ufficio Adastra srl = Dr. Geol. D. Avon Regione Friuli Venezia Giulia 2 EMISSIONI Rev. Emissione Data Riesame Verifica Approvazione 00 Relazione finale 08/07/2014 GR CL PS 2

5 DIREZIONE CENTRALE AMBIENTE ED ENERGIA PERFORAZIONE POZZI, MISURE DI INFILTRAZIONE, GRANULOMETRIE, INDAGINI DEL TRASPORTO SOLIDO ED INDAGINI GEOFISICHE DI TIPO ELETTRICO SUL FIUME ISONZO FRA I COMUNI DI GORIZIA E GRADISCA D ISONZO (GO) RELAZIONE FINALE R00_00 1 Introduzione La società Adastra srl è stata incaricata dalla Regione Autonoma del Friuli Venezia Giulia (Direzione Centrale Ambiente ed Energia) di eseguire una serie di rilievi geologico-geotecnici e geofisici lungo il Fiume Isonzo nel tratto compreso tra Gorizia a Gradisca d Isonzo in provincia di Gorizia. La finalità dei rilievi è quello di caratterizzare puntualmente il sottosuolo con misure geotecniche e geofisiche e di interpolare le risultanze attraverso una serie di sezioni geofisiche realizzate mediante delle tomografie elettriche in corrente continua. Un secondo scopo era anche quello della verifica della consistenza delle opere arginali evidenziandone le diverse caratteristiche compositive. L incarico è stato affidato attraverso l aggiudicazione di gara con decreto n. SGRI/UD/0456/LS/03 in data 13 marzo 2014 della Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia e successivo contratto d appalto firmato in data 22 aprile Le attività di rilevamento si sono articolate in più campagne di misura svoltesi nei mesi di aprile, maggio, giugno e luglio Il presente rapporto descrive le procedure di acquisizione e di elaborazione dei dati ed analizza le risultanze. 3

6 2 Dati in ingresso Per quanto attiene al quadro conoscitivo disponibile, vengono di seguito riportati i dati tecnici forniti dal Committente e le indagini eseguite. 1 Progetto definitivo-esecutivo CAMIS - CUP:D52G Offerta tecnico-economica Adastra srl P14649 del 31/01/ Perforazione a distruzione di nucleo fino al raggiungimento del substrato ed installazione n.6 piezometri. 4 Esecuzione di n.6 prove di tipo Lefranc per la permeabilità in situ. 5 Esecuzione n.6 logs geofisici in pozzo. 6 Campionamento granulometrico in n.13 trincee esplorative sulle barre attive del Fiume Isonzo. 7 Tomografia elettrica longitudinale 2D su n.3 tratte di argine fluviale. 8 Tomografia elettrica trasversale 2D con modalità di acquisizione roll-along 9 Tomografia elettrica 3D su un opera arginale a Gradisca d Isonzo. 10 Rilievo topografico dei punti di inizio e fine stendimento geofisico. 4

7 3 Inquadramento generale I rilievi sono stati condotti prevalentemente in sponda destra del Fiume Isonzo, sfruttando le vie di accesso disponibili su un tratto della lunghezza complessiva di 9000 m. I sondaggi P1, P2 E P3 sono stati realizzati nel comune di Gorizia a valle del ponte VII Maggio sia in destra (P3) che in sinistra idrografica (P1 e P2). I sondaggi P5 e P6 sono stati realizzati in destra idrografica nel comune di Farra d Isonzo mentre il sondaggio P8 è stato realizzato nel comune di Gradisca d Isonzo. La tomografia elettrica di dettaglio sul rilevato arginale è stata realizzate su un tratto della lunghezza di 120 m appena a valle del ponte di Via San Michele a Gradisca d Isonzo. Figura 1: Ubicazione dei tratti investigati. In alto a sx: 1 tratto appartenente al Comune di Gorizia; in alto a dx: 2 tratto appartenente al comune di Farra d Isonzo; in basso a sx: 3 tratto appartenente al comune di Gradisca d Isonzo; in basso a dx il tratto di argine investigato con misure geofisiche 3D. 5

8 4 Installazione di piezometri Sono stati eseguiti n. 6 sondaggi a distruzione di nucleo attrezzati a piezometro. L ubicazione dei sondaggi è riportata in Figura 2. Figura 2: Ubicazione dei carotaggi adibiti a piezometro su stralcio di CTR della Regione Friuli venezia Giulia. In alto a sx: P1-P2-P3 nel Comune di Gorizia; in alto a dx: P5-P6 nel comune di Farra d Isonzo; in basso: P8 nel comune di Gradisca d Isonzo. Per l'esecuzione dei sondaggi è stata utilizzata una sonda Comacchio MC900P (sn.1219) cingolata, le cui caratteristiche tecniche principali sono: - testa di rotazione con r/min attraverso un cambio a 3 rapporti, con coppia max. di 720 danm a 50 r/min; - slitta con corsa utile di mm, trazione e spinta massima di dan; - pompa fanghi CO.ME.TRI.A, modello P/2 da 630 lt/min a 22 bar; 6

9 Il sondaggio è stato eseguito con perforazione a secco, usando un carotiere semplice da 101 mm e rivestimenti metallici da 140/152 mm di diametro; il cutting è stato campionato ogni due metri di avanzamento. Figura 3: Sonda Comacchio MC900P durante la realizzazione del sondaggio P8. Le stratigrafie semplificate sono riportate nelle tabelle di seguito. I log stratigrafici sono riportati nell Allegato 1. Sondaggio P1: da 0.0 a 40.0 m da 40.0 a 43.0 m da 43.0 a 49.0 m da 49.0 a 52.0 m ghiaia conglomerato ghiaia substrato arenaceo-pelitico (flysch) Sondaggio P2: da 0.0 a 40.0 m da 40.0 a 43.0 m da 43.0 a 52.0 m da 52.0 a 54.5 m ghiaia conglomerato ghiaia substrato arenaceo-pelitico (flysch) 7

10 Sondaggio P3: da 0.0 a 35.0 m da 35.0 a 41.0 m da 41.0 a 45.0 m da 45.0 a 48.0 m ghiaia conglomerato ghiaia substrato arenaceo-pelitico (flysch) Sondaggio P5: da 0.0 a 3.0 m da 3.0 a 11.0 m da 11.0 a 12.0 m sabbia fine ghiaia substrato arenaceo-pelitico (flysch) Sondaggio P6: da 0.0 a 3.0 m da 3.0 a 6.0 m da 6.0 a 11.0 m da 11.0 a 12.0 m sabbia ghiaiosa ghiaia sabbiosa ghiaia substrato arenaceo-pelitico (flysh) Sondaggio P8: da 0.0 a 6.0 m da 6.0 a 26.0 m da 26.0 a 30.0 m sabbia ghiaia con sabbia ghiaia con sabbia e limo Alla fine delle terebrazioni sono stati posizionati ed intestati nel substrato (quando raggiunto) tubi piezometrici di diametro pari a 100 mm per il monitoraggio delle caratteristiche delle acque di falda. La lunghezza del tratto fessurato per ciascun piezometro è stata decisa in accordo con la Committenza in base alla profondità del foro ed alla soggiacenza della falda. La testa pozzo è stata protetta con pozzetti in calcestruzzo fuori terra con chiusino metallico e lucchetto di chiusura. Per i sondaggi P1,P2e P3, la cui profondità è superiore ai 30 m, è stato compilato ed inviato all ISPRA la documentazione prevista dalla L. 464/84. 8

11 5 Prove di permeabilità di tipo Lefranc Nel corso dei sondaggi a distruzione di nucleo sono state eseguite prove di permeabilità tipo Lefranc a carico costante, con lo scopo di determinare il coefficiente di permeabilità del terreno. La prova di permeabilità a carico costante consiste nel creare un dislivello piezometrico fra l'interno del foro ed il terreno circostante generando un moto di filtrazione dal foro verso l'esterno. L'interpretazione delle prove è basata sulle seguenti ipotesi: le dimensioni della sezione filtrante sono sufficientemente piccole da poter ritenere costante il carico idraulico nei vari punti della sezione stessa; le linee di flusso sono ortogonali al contorno della sezione filtrante, che viene quindi trattato come una superficie equipotenziale. Il coefficiente di permeabilità (k) può essere ricavato dalle relazioni: k = Q / F h nella quale Q è la portata immessa, h la differenza di carico idraulico che provoca il flusso e F un coefficiente di ingresso, avente le dimensioni di una lunghezza, dipendente dalla forma e dalle dimensioni della sezione filtrante. La tabella seguente riporta un riepilogo dei risultati ottenuti: Sondaggio Profondità prova da p.c. (m) Profondità rivestimenti (m) k (cm/s) P x 10-1 P x 10-1 P x 10-1 P x 10-1 P x 10-1 Tabella 1: Riepilogo valori di permeabilità ottenuti con le prove Lefranc. Le risultanze delle prove Lefranc sono riportate in Allegato 2. 9

12 6 Trincee esplorative per il campionamento Sono state realizzate 13 trincee esplorative, con miniscavatore cingolato, per il campionamento dei depositi alluvionali superficiali. Le zone di campionamento sono state ubicate sulle barre laterali attive. Figura 4: Miniscavatore utilizzato per l esecuzione di trincee di campionamento (Loc. Fiumicello). Il riepilogo delle attività di campionamento in trincea è riportato nella tabella seguente. TRINCEA UBICAZIONE CAMPIONI T1 Farra d Isonzo n.4 T2 Farra d Isonzo n.4 T3 Gradisca d Isonzo n.3 T4 Gradisca d Isonzo n.4 T5 Gradisca d Isonzo n.4 T6 Gradisca d Isonzo n.4 T7 Villesse n.3 T7bis Villesse n.2 T8 Villesse n.3 T9 Villesse n.3 T10 loc. Pieris n.4 T11 loc. Pieris n.3 T12 loc. Pieris n.4 TOTALE: n. 45 Tabella 2: tabella di riepilogo del campionamento in trincea Per ciascuna trincea sono stati prelevati da due a quattro campioni alle profondità di 0.0 m, 0.2 m, 0.5 m, 0.8 m, 1.0 m, 1.3 m ed 1.5 m scelti in base alla quota della falda all interno dello scavo. 10

13 Ciascun campione è costituito da un peso variabile da 5 a 10 kg di materiale sul quale è stata fatta l analisi granulometrica. Figura 5: Particolare dei depositi visibili all interno della trincea esplorativa. Sulla base delle risultanze delle prove geotecniche di laboratorio sono state elaborate le curve di frequenza cumulative, sono stati calcolati i percentili in funzione della percentuale di materiale passante e sono stati calcolati i parametri granulometrici fondamentali. Per il calcolo di Mz (media), So (deviazione standard o classamento), Sk (asimmetria) e Kg (curtosi) ci si è avvalsi delle seguenti relazioni analitiche: 11

14 Altro parametro fondamentale è la porosità efficace, il cui valore non è direttamente desumibile dalle prove granulometriche. In via del tutto indicativa la relazione tra granulometria e porosità è regolata dal diagramma di Eckis (fig. 6) che può essere utilizzato per la stima dei valori caratteristici. La porosità efficace si aggira mediamente tra il 27% e il 32%. Figura 6: Diagramma di Eckis. I dati geometrici ed altri dettagli sulle singole stazioni di campionamento sono riportati nell Allegato 5 Schede trincea di campionamento. Le risultanze delle prove geotecniche di laboratorio sono riportate nell Allegato 6. Le curve di frequenza ed i parametri granulometrici fondamentali sono riportati nell Allegato 7. 12

15 7 Piezometro su scala idrometrica Come da prescrizione di capitolato è stata posta in opera una tubazione ad innesti in acciaio e contenente al suo interno un tubo piezometrico in pvc. Il sistema, composto da quattro parti in acciaio inox della dimensione ciascuna di 2.5 m x 0.12 m, è stato installato a Gradisca d Isonzo in adiacenza alla vecchia scala idrometrica alla quale è stato anche ancorato. Il tratto fenestrato è rappresentato dal segmento basale mentre i rimanenti 7.50 m sono ciechi. L inclinazione del tubo, una volta posto in sito, è risultata essere di circa 30 rispetto al piano campagna. La testa del piezometro è stata lasciata sporgente per circa cm di altezza rispetto al p.c. È stato anche predisposto un occhiello d acciaio per il fissaggio dei cavi di ancoraggio delle sonde. 13

16 Figura 7: Fasi di installazione del tubo piezometrico. 14

17 8 Logs geofisici in foro I carotaggi geofisici, o Logs, o diagrafie in foro consentono di ottenere una registrazione praticamente continua delle variazioni di un parametro fisico o chimico del terreno sotto forma digitale impiegando un apposita sonda cilindrica del diametro di pochi centimetri (generalmente 4-5 cm); ciò consente di ottenere un risultato ad alta risoluzione (dell ordine del cm o dm) ed in condizioni pressoché indisturbate se si escludono le alterazioni dovute alla realizzazione del foro. Dal punto di vista operativo i migliori risultati si ottengono in condizioni di foro non rivestito; pertanto, è necessario per prima cosa valutare le caratteristiche costruttive del sondaggio quali l eventuale presenza del rivestimento ed il materiale con cui è stato realizzato (PVC, metallo od altro); molto importante è anche la possibile presenza di fluido contenuto all interno del foro che può influenzare le misure in funzione della propria conducibilità elettrica. La restituzione di base dei dati avviene in formato grafico (diagrafia, diagramma cartesiano, tabulato simile a quello delle prove penetrometriche) con la profondità espressa in metri sull asse delle ordinate e la grandezza misurata su quello delle ascisse; successive elaborazioni a mezzo specifico software, consentono di definire ulteriori parametri derivati e di affiancare colonne stratigrafiche e/o commenti di qualsiasi tipo. Nell elaborazione dei dati assume un carattere fondamentale l analisi integrata in parallelo di tutti i parametri acquisiti. 8.1 STRUMENTAZIONE UTILIZZATA La strumentazione usata è costituita da console digitale Mount Sopris con verricello Mount Sopris con cavo da 500 metri; le sonde impiegate sono le seguenti: 2PGA1000 Mount Sopris: misura la radioattività naturale (in API o CPS) emessa dalle formazioni geologiche in funzione della loro composizione chimico-mineralogica; è particolarmente utile per ricostruzioni litostratigrafiche di estremo dettaglio con discriminazione dei livelli argillosi (impermeabili) da quelli sabbioso-ghiaiosi (permeabili) Può essere utilizzata in tutti i contesti (foro aperto, rivestito in metallo o PVC con o senza acqua) - Diametro 40 mm. 2PIA1000 Mount Sopris (Geonics EM-39): misura la conducibilità apparente del terreno in ms/m (o resistività); in particolare, il metodo si basa sulla generazione di un flusso di corrente elettrica nel terreno per effetto di un campo elettromagnetico emesso da un circuito di trasmissione (metodo dell induzione elettromagnetica a 15

18 basso numero di induzione); ciò genera un campo elettromagnetico secondario che viene registrato da un circuito di ricezione posto all interno della sonda; l intensità della corrente indotta è direttamente proporzionale alla conducibilità della formazione che circonda il tool. A differenza delle sonde di resistività standard, essa è impiegabile anche in fori rivestiti in PVC asciutti; diametro 45 mm. Il software di elaborazione dati è WellCAD prodotto dalla ALT (Lussemburgo). 8.2 ANALISI DEI RISULTATI Le misure geofisiche in foro hanno consentito di effettuare una valutazione qualitativa delle caratteristiche litostratigrafiche dei materiali investigati nell intorno delle perforazioni e delle loro eterogeneità impiegando le seguenti sonde: Sonda Natural Gamma 2PGA1000: rileva la naturale radioattività del terreno che risulta proporzionale al contenuto in minerali argillosi (in c.p.s. Count Per Seconds); Sonda EM Resistivity 2PIA1000: misura la conducibilità elettrica della formazione con metodo ad induzione elettromagnetica in grado di operare anche all interno di fori rivestiti in PVC) convertendola in resistività elettrica apparente (in ohm*m); Le misure sono state effettuate all interno di tutti e sei i fori del diametro di 3 rivestiti in PVC. Sono state effettuate misure di Natural gamma per la caratterizzazione stratigrafica e valutazione qualitativa della presenza di minerali argillosi in modo da poter definire gli orizzonti lito-stratigrafici da un punto di vista mineralogico/tessiturale. Infine sono state condotte misure di resistività della formazione per una caratterizzazione che tenga conto della porosità e della conducibilità elettrica dei fluidi presenti. Per tutte le misure e per tutti i fori è stato adottato un passo di campionamento pari ad una misura ogni 4 cm. Le misure effettuate consentono di valutare l omogeneità dei materiali attraversati dai fori (vd. tavole allegate); dall analisi dei risultati, si nota come complessivamente i dati registrati nei fori indichino una mineralogia a prevalente composizione ghiaiosa e sabbioso-ghiaiosa. Non si osservano particolari variazioni stratigrafiche. I log geofisici mostrano una variazione marcata dei parametri fisici in corrispondenza delle interfacce aria/acqua e sedimento/roccia, consentendo di posizionare con precisione le superfici limite. I valori risultano essere condizionati (e in via generale attenuati) dalla presenza del casing di rivestimento, tuttavia le variazioni nella colonna stratigrafica sono evidenziate dalle rispettive oscillazioni dei parametri rappresentati nei grafici in allegato 3. 16

19 Non sono state eseguite le misure di resistività normale poiché il piezometro non consente l accoppiamento galvanico diretto con le pareti del foro. Nelle figure 7 ed 8 è visibile il sistema utilizzato per le misure in foro. Figura 8: Esecuzione di log geofisico in corrispondenza del sondaggio P6. I risultati grafici dei log geofisici in foro sono riportati in Allegato 3. I report finali dei log geofisici, con i valori di potenziale spontaneo e di resistività laterale, sono riportati in formato numerico in Allegato 4. Figura 9: Particolare del verricello e dell ingresso della sonda nel piezometro P3. 17

20 9 Tomografie elettriche Tomografie elettriche 2D di fase 1 Le tomografie elettriche di fase 1 sono rappresentate da tre segmenti della lunghezza di circa 3000 m ciascuno. Sono stati acquisiti circa punti misura. Le misure, per questioni di accessibilità, sono state condotte in sommità arginale utilizzando 48 elettrodi attivi e spaziatura interelettrodica pari a 5 m. Tomografie elettriche 2D di fase 2 Le tomografie elettriche di fase 2 sono rappresentate da due tratte della lunghezza di 235 m. Sono stati acquisiti circa punti misura. Le misure sono state eseguite utilizzando 48 elettrodi attivi e spaziatura interelettrodica pari a 2 m. Le linee di misura sono state sovrapposte per il 50% ed i valori sono stati acquisiti in modalità roll-along. Tomografie elettriche 3D di fase 3 Le tomografie elettriche di fase 3 corrispondono ad un rilievo 3D eseguite su un tratto arginale per una lunghezza di circa 115 m. Sono stati acquisiti circa punti misura. Le misure sono state condotte dalla sommità dell argine e dal piano campagna utilizzando 96 elettrodi attivi, disposti lungo 4 linee parallele, con spaziatura interelettrodica pari a 2 m. 9.1 STRUMENTAZIONE E PRINCIPI OPERATIVI La descrizione della strumentazione, i principi metodologici e le procedure di analisi e di elaborazione dei dati sono riportate in Appendice RISULTATI I dati elettrici sono risultati di buona qualità con valori nel complesso scarsamente deviati sia in senso orizzontale che in senso verticale. I set quadripolari Wenner, Dipolo-Dipolo e Polo-Dipolo sono risultati caratterizzati da una ottima sensitività delle misure anche nella terza dimensione dello spazio, in particolare per quei quadripoli caratterizzati da una maggiore risoluzione in profondità. 18

21 9.2.1 Modello geologico schematico Il modello geologico è quello di un complesso alluvionale abbastanza omogeneo costituito da materiali a granulometria grossolana, variamente cementati, che poggia in profondità su un substrato arenaceo-pelitico (costituito dal flysh) Misure di fase 1 Si rimanda alle tavole allegate T01 e T02 per la visualizzazione delle sezioni stratigrafiche. Il modello di resistività, nelle diverse sezioni, è nel complesso simile. Si osserva un primo strato superficiale relativamente conduttivo (il corpo arginale caratterizzato da una resistività variabile dalle decine al centinaio di ohm*m) dello spessore di 4-5 m poggiante su un forte resistore (rappresentato presumibilmente da livelli di ghiaia cementata con valori della rho anche superiori a 2000 ohm*m) di spessore variabile da 5 m a 15 m. In profondità la resistività si abbassa nuovamente e scende al di sotto dei 200 ohm*m indicando la presenza di un conduttore (il tetto del substrato flyshoide) che però non viene risolto. Figura 10- Sezione ERT23: tratto rettilineo tra Farra e Gradisca d Isonzo. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. Il resistore è localmente discontinuo e viene interrotto da livelli relativamente più conduttivi i cui valori sono comunque ascrivibili a terreni di tipo granulare. Figura 11- Sezione ERT30: tratto rettilineo a Gradisca d Isonzo. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. 19

22 attraversamento fossato con opera idraulica Figura 12- Sezione ERT24: tratto rettilineo tra Farra e Gradisca d Isonzo. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. Superficialmente si osservano alcune anomalie conduttive. A titolo di esempio, nella sezione ERT24 (Figura 12) si osserva una piccola anomalia superficiale causata dalla presenza di un fossato che attraversa il corpo arginale Misure di fase 2 Si rimanda alle tavole allegate T01 e T02 per la visualizzazione delle sezioni stratigrafiche. Nelle sezioni trasversali ERT1TR e ERT2TR stese dalla sommità arginale verso la zona golenale (esempio in Figura 13) la distribuzione dei valori di resistività, in profondità, replica quanto già visibile nelle sezioni longitudinali. In queste sezioni si nota in modo più marcato rispetto alle sezioni longitudinali come il resistore appaia interrotto da livelli relativamente più conduttivi anche per tratti di lunghezza significativa. Figura 13- Sezione ERT1TR realizzata con l aggregazione di 4 profili contingui. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m Modello geologico della zona Farra d Isonzo Al fine di verificare la risposta geofisica della successione stratigrafica investigata è stato realizzato un modello geofisico sintetico la cui inversione ha fornito la pseudosezione e il modello d inversione rappresentato in figura

23 Il modello di partenza prevedeva una sequenza stratigrafica piano parallela avente le seguenti caratteristiche (desunte dai log stratigrafici disponibili)): Primo elettrostrato: 20 omh*m, da 0 a 5 m; terreno superficiale; Secondo elettrostrato: 600 omh*m, da 5 a 10 m; ghiaie; Terzo elettrostrato: 1000 omh*m, da 10 a 25 m; ghiaie cementate; Quarto elettrostrato: 600 ohm*m, da 25 a 30 m; ghiaie Quinto elettrostrato: 50 omh*m, da 40 a infinito m; flysch; Stanti le geometrie, gli spessori e i valori di resistività caratteristici si evince come il flysch venga rilevato ma non risolto dalla tomografia elettrica, confermando la risposta sperimentale. Figura 14- Schema elettrostratigrafico del sottosuolo nei pressi del piezometo n.6 nel comune di Farra d Isonzo. Si nota infatti un chiaro abbassamento della resistività senza che però il tetto del livello conduttivo (il flysch appunta) venga risolto nell'immagine geofisica. Questo dipende dal fatto che le linee di corrente non penetrano sufficientemente nel corpo conduttivo per poterne risolvere il tetto Misure di fase 3 Si rimanda alla tavola allegate T03 per la visualizzazione delle sezioni stratigrafiche. Le misure 3D effettuate nel corpo dell argine hanno consentito di riconoscere una serie di elettrostrati: 21

24 - un livello conduttivo del corpo arginale; - un livello resistivo sub-arginale; - un livello fortemente resistivo sub-arginale profondo. Il corpo arginale è relativamente conduttivo (Figura 15) anche se i valori della resistività non sono quelli propriamente desiderabili per un opera di arginatura. La zona sub-arginale è decisamente resistiva con un massimo nell intervallo di pml da 375 a 420. Quota base argine livello granul. granulare livello coesivo arginale corpo compatto granulare Figura 15- Piano xz tagliato longitudinalmente lungo il rilevato arginale. Si nota il corpo arginale relativamente conduttivo ed un forte resistore profondo nell intervallo di pml da 375 a 420. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. Analizzando i piani xy, estratti a diverse profondità Z (Figura 16) si possono fare le seguenti osservazioni. Nel piano estratto a -1.8 m dalla sommità arginale si osserva una composizione omogena del sopralzo arginale. Nel piano estratto a -7 m dalla sommità arginale si colloca il tetto del corpo resistivo (asimmetrico) che ha la sua una massima estensione nel piano estratto a -13 m dalla sommità arginale. Nel piano basale (-19 m da sommità argine) il corpo resistivo si chiude. 22

25 Z=28 Z=23 Z=17 Z=11 Figura 16- Piani xy estratti dalla quota assoluta di 28 m s.l.m alla quota assoluta di 11 m s.l.m. I pallini rossi indicano la posizione degli elettrodi di misura.orientamento: nord-est / sud-ovest. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. Di seguito è possibile osservare il volume totale dell argine. Figura 17- Volume arginale dell intero tratto studiato con tecnica 3D. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. Nella tavola T3 allegata sono rappresentati con maggior dettaglio le sezioni condotte attraverso i principali elettrostrati passanti per i piani xz e xy e yz (vedi anche fig. 17). Completa la tavola una rappresentazione 3D del volume investigato con specifici valori di soglia. 23

26 Figura 18- Piani yz estratti alle xpml 432,428,420,406,378,362,330,320 dove 432 è nord-est e 320 è sud-ovest. La linea verde tratteggiata indica la base del corpo arginale. Valori di resistività espressi in ohm*m, fondo scala normalizzato tra 200 e 2000 ohm*m. I report finali per ciascuna elaborazione di tomografia elettrica sono contenuti all interno dell allegato n.8 (in forma digitale) e leggibili con qualsiasi tipo di visualizzatore di testo. Adastra srl Il tecnico incaricato Dr. Geol. Paolo Sivieri 24

27 Appendice 1 Strumenti, metodi e procedure analitiche Strumentazione e metodi Tomografia elettrica in corrente continua La strumentazione impiegata per l esecuzione dei profili ERT consiste in due georesistivimetri IRIS Syscal PRO: un sistema a 48 elettrodi ed uno a 96 elettrodi, entrambi dotati di 10 canali simultanei di lettura della differenza di potenziale. I georesistivimetri integrano un unità di energizzazione (capace di una tensione massima di 800 V), una matrice di commutazione per l indirizzamento dei quadripoli elettrodici, canali di lettura multipli per la misura delle tensioni e delle correnti. Si rimanda all appendice T per gli approfondimenti teorici sulla tecnica di misura impiegata. Rilievo topografico di appoggio Per il rilievo planimetrico di tutte le stazioni degli stendimenti geofisici è stato utilizzato un sistema GPS TRIMBLE R7 GNSS differenziale equipaggiato con antenne geodetiche Zephyr 2. Il GPS Trimble R7 GNSS riceve i classici segnali L2C e L5 del sistema GPS, ma anche i segnali del sistema GLONASS. Questa capacità di ricevere due reti satellitari consente di operare anche in condizioni di ridotta visibilità satellitare della sola rete GPS. La massima precisione nella misura della posizione è di 3 mm + 0,1 ppm RMS nel piano XY e di 3,5 mm + 0,4 ppm RMS in quota; In configurazione Static e FastStatic, la precisione è di 10 mm + 0,1 ppm RMS in orizzontale e di 20 mm + 1 ppm RMS in verticale. In base alla progettazione si è scelto di operare in modalità VRS (Virtual Reference Station) in appoggio alla rete VRS nazionale; sono state misurate le coordinate e la quota del piano campagna di alcuni chiodi topografici di appoggio per il successivo rilievo eseguito interamente in modalità RTK. E stato impiegato il software Trimble Business Center per una prima elaborazione dei dati topografici. Di seguito si è operato con software GGC dell Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale di Trieste, che utilizza il modello di geoide ADBVE2006, per trasformare i dati topografici nel corretto sistema di coordinate associato alla Carta Tecnica Regionale. 25

28 Analisi ed elaborazione dei dati Misure ERT Per il trattamento numerico dei dati è stata utilizzata la piattaforma di calcolo MATLAB, con codici proprietari, su piattaforma UNIX SOLARIS sotto architettura SUN SPARC ULTRA 60, ed i programmi commerciali RES2DINV ed ERTLab su microcomputer IBM. I dati sono stati convertiti dal formato interno dello strumento ad un formato standard internazionale ASCII e successivamente nel formato dei codici utilizzati per il trattamento. Le misure di resistività sono state controllate manualmente per verificarne la congruenza e, nel caso di deviazioni significative, il punto-misura è stato rimosso dall insieme. Inversione 2D delle linee di tomografia elettrica L elaborazione 2D è stata condotta con il codice ERTLab (Geostudi Astier & Multi-Phase Technologies). Questo programma si avvale di un algoritmo di modellazione diretta (forward modeling) agli Elementi Finiti Tetraedrici che consente di modellare la distribuzione del potenziale elettrico nel sottosuolo tenendo conto anche delle caratteristiche morfologiche dello stesso. Figura A3 Mesh tetraedrica tridimensionale di ERTLAB 3D La mesh (figura A3) è composta da una zona di foreground (di massima risoluzione) nella quale i tetraedri hanno una dimensione media pari al 50% della spaziatura di superficie e di una zona di background nella quale i tetraedri hanno una dimensione maggiore. All esterno della mesh vi è poi una fascia di padding +/- nelle tre dimensioni X,Y e Z che consente di ottenere una maggiore stabilità numerica del processo di inversione. La mesh di tetraedri è di tipo tri-dimensionale anche 26

29 nel caso di elaborazione di linee 2D nel senso che essa è composta da una doppia fascia di elementi sui due fianchi della linea 2D. Il modello di partenza ha un valore di resistività che è pari alla media della resistività apparente delle misure di campo. Inversione 3D del corpo arginale L elaborazione 3D del corpo arginale è stata condotta con il medesimo programma utilizzato per il 2D. Per quanto riguarda la generazione della mesh valgono le considerazioni di cui sopra. In questo caso sono stati utilizzati simultaneamente i valori di resistività delle 4 linee di misura acquisite sulla sommità ed a base argine. Con questa configurazione è stato possibile ottenere la massima copertura delle misure nel corpo arginale (figura A4). In questo tipo di inversione sono state modellate anche le irregolarità della superficie topografica (che causano forti deformazioni del campo elettrico) e che sono state inserite nel calcolo in forma di DTM ad alta risoluzione (per la costruzione della maglia agli elementi finiti si è fatto uso di circa punti). L inversione dei circa punti-misura è stata condotta utilizzando un algoritmo ai minimi quadrati con vincolo di regolarità (smoothness constraint). L1 L2 L3 zona di massima copertura L4 Figura A4-Sezione arginale e schema di misura 3D adottato L elaborazione è stata condotta ipotizzando un modello di partenza omogeneo, caratteristico della resistività media del mezzo interessato dalla prospezione. La stima del rumore sui dati ha portato ad attribuire una deviazione standard media a ciascuna misura pari al 2%. Un opportuno algoritmo di ripesaggio del rumore (Morelli-La Brecque) ha consentito l interpretazione robusta e la gestione di eventuali outliers. 27

30 Allegato 1 Stratigrafie 28

31 Allegato 2 Prove di permeabilità LeFranc 29

32 Allegato 3 Logs geofisici in pozzo 30

33 Allegato 5 Schede trincee di campionamento 31

34 Allegato 6 Certificati granulometrici di laboratorio 32

35 Allegato 7 Curve di frequenza cumulativa 33

36 Allegato 9 Atlante fotografico 34

37 Atlante- 1: Esecuzione delle tomografie elettriche 2D sommità dell argine (in questa situazione si è scelto di operare sul fianco della strada sterrata che costeggia il canale di bonifica). Atlante- 2: Esecuzione delle tomografie elettriche 2D sommità dell argine (in questa situazione si è scelto di operare sul fianco della strada sterrata che costeggia il canale di bonifica). 35

38 Atlante- 3: Strumentazione da campagna: georesistivimetro Syscal PRO, batteria per l energizzazione e cavi collegati agli elettrodi infissi nella sommità arginale. Atlante- 4: Esecuzione delle tomografie elettriche 2D sulla sommità dell argine. 36

39 Atlante- 5: Esecuzione delle tomografie elettriche 2D sulla sommità dell argine. Atlante- 6: Inizializzazione rilievo topografico in modalità RTK. In fotografia compare l antenna master e l antenna rover. 37

40 Atlante- 7: Particolare dello stendimento geoelettrico 3D a Gradisca d Isonzo. Atlante- 8: Georeferenziazione della rete di misura tramite GPS differenziale Trimble R7. 38

41 Atlante- 9: Esecuzione delle tomografie elettriche 3D e strumentazione di campagna. Atlante- 10: Acquisizione dati con strumentazione per log geofisico. 39

42 Atlante- 11: Acquisizione dati con strumentazione per log geofisico. Atlante- 12: Esecuzione carotaggio P2. 40

43 Atlante- 13: Esecuzione carotaggio P2. Atlante- 14: Esecuzione carotaggio P8. 41

44 Atlante- 15: Trincea esplorativa per il campionamento. Atlante- 16: Particolare del dello scavo per il campionamento. 42

45 Atlante- 17: Posa del tubo piezometrico in vicinanza della scala idrometrica di Gradisca d Isonzo. Atlante- 18: Posa del tubo piezometrico in vicinanza della scala idrometrica di Gradisca d Isonzo. 43

46 Tutti i dati sono consultabili nel DVD allegato. I dati contenuti nel DVD sono organizzati come segue: 1 All_1_Stratigrafie Stratigrafie 2 All_2_Prove_LeFranc Prove di permeabilità Lefranc 3 All_3_Logs Logs geofisici in pozzo 4 All_4_Report_Logs Report delle elaborazioni dei Logs geofisici in pozzo 5 All_5_Trincee Schede trincee di campionamento 6 All_6_Certificati_Granulometrici Certificati granulometrici di laboratorio 7 All_7_Curve_frequenza_statistiche Curve di frequenza cumulativa e parametri granulometrici 8 All_8_Report_finali Report finali di elaborazione delle tomografie elettriche _BIN_ISONZO File geofisici di acquisizione (formato bin) _TAVOLE Tavole delle sezioni tomografiche (formato pdf) Tavole delle sezioni tomografiche (formato cad) _140630_R00_00_ISONZO Relazione 44