INDICE. Capitolo 1 IDROGEOLOGIA GENERALE... 1 Vincenzo Francani

Transcript

1 INDICE Capitolo 1 IDROGEOLOGIA GENERALE Elementi di idrogeologia generale: la ripartizione delle acque sotterranee Gli acquiferi Il sistema acqua-aria-terreno Gli elementi fondamentali del bilancio idrico Il bilancio idrico dei suoli secondo Thornthwaite e Mather... 7 Esempio 1.1 (9) I principali parametri idrogeologici Esercizio 1.1 (13) 1.2 Determinazione della permeabilità con prove di laboratorio Metodo con permeametri La portata specifica q e la portata unitaria della falda La porosità m, la porosità efficace m e e la porosità cinematica La velocità di filtrazione o velocità reale u La portata Q della falda Il livello piezometrico H La trasmissività T Il coefficiente di immagazzinamento S I parametri idrogeologici dell aquitard Distribuzione delle portate nelle strutture idrogeologiche Il regime stazionario Il regime transitorio Aspetti idrogeologici Movimenti delle acque sotterranee Le leggi della circolazione idrica sotterranea utilizzate per la ricerca delle acque Il calcolo dell altezza piezometrica in falde cilindriche e radiali e le leggi dell afflusso dell acqua a pozzi e trincee Il caso del substrato inclinato Esercizio 1.2 (26) 1.7 Cartografia idrogeologica degli acquiferi Esercizio 1.3 (27) L utilizzo delle carte a isopieze Le carte piezometriche Esercizio 1.4: lettura della carta piezometrica (33) 1.8 Analisi geologica delle pianure alluvionali Le sezioni idrogeologiche La struttura di una pianura alluvionale La litologia dei depositi alluvionali La serie idrogeologica Gli effetti della circolazione idrica nei depositi alluvionali antichi: erosione sotterranea La fase di costruzione delle sezioni Le reti di flusso... 40

2 VI Indice ISBN Esercizio 1.5 (41) Esercizio 1.6 (41) L analisi della morfologia della superficie piezometrica Esercizi proposti (48) Bibliografia Capitolo 2 PRELIEVI E DRENAGGI Gestione dei prelievi e dei drenaggi Lo schema tecnico di un pozzo La fase di realizzazione Il completamento del pozzo Lo sviluppo del pozzo L utilizzo dei pozzi per la valutazione dei parametri idrogeologici dell acquifero: la conducibilità idraulica Le prove da campo puntuali: metodo Lefranc Prove di pompaggio in regime permanente L afflusso alla trincea Esercizio 2.1, Esercizio 2.2 (64) Esercizio 2.3, Esercizio 2.4, Esercizio 2.5 (65) Esercizio 2.6, Esercizio 2.7 (66) Esercizio 2.8, Esercizio 2.9, Esercizio 2.10 (67) 2.3 Prove di pompaggio in transitorio La soluzione di Theis Esercizio 2.11 (70) L approssimazione logaritmica di Jacob Il metodo di Neumann Metodi per stimare la portata ottimale: la prova a gradini Caratteristiche costruttive del pozzo influenti sulla valutazione dei parametri idrogeologici dell acquifero La velocità critica Esercizio 2.12 (81) 2.6 Pompaggio nei sistemi acquiferi reali: il principio di sovrapposizione degli effetti 81 Esercizio 2.13 (88) 2.7 Drenaggio Il sistema di drenaggio agricolo: basi concettuali Il dimensionamento dei sistemi drenanti orizzontali profondi Il drenaggio in regime stazionario Il drenaggio in regime transitorio Well Points Esercizi proposti (100) Bibliografia Capitolo 3 CIRCOLAZIONE IDRICA NEI MEZZI FESSURATI Laura Scesi, Paola Gattinoni 3.1 Elementi peculiari Parametri caratteristici del reticolo fessurativo L orientazione Il grado di fratturazione La persistenza e interconnessione delle discontinuità Apertura, rugosità e riempimento Caratterizzazione idraulica del mezzo La permeabilità lungo una singola frattura La permeabilità lungo un sistema di fratture

3 ISBN Indice VII La permeabilità equivalente Prove di permeabilità in sito Le prove Lugeon Le prove idrauliche in acquiferi a doppia porosità Le prove idrauliche in acquiferi anisotropi I metodi idrogeochimici Direzione di flusso preferenziale nei mezzi fessurati Definizione del modello concettuale Bibliografia Capitolo 4 IDROGEOLOGIA DEI SISTEMI CARSICI Studio della circolazione nelle aree montuose Ricostruzione della circolazione idrica nelle aree montuose Prospezioni geognostiche Modello della circolazione carsica Sequenza delle fasi di studio dei sistemi carsici Ricostruzione della circolazione idrica nella zona satura Le peculiarità dell idrogeologia carsica: coesistenza di circolazione nella matrice, nelle discontinuità primarie e in quelle di dissoluzione (canali) Riserve idriche L idrodinamica dei sistemi carsici Esempio applicativo (154) 4.8 Applicazioni pratiche dell analisi del coefficiente di esaurimento La previsione della portata delle sorgenti in periodi di carenza idrica Ricostruzione della circolazione carsica di un massiccio carbonatico fratturato nelle Prealpi Lombarde Studio idrogeologico di un massiccio carsico con circolazione nella zona satura assimilabile a quella di un acquifero poroso (valle del fiume Tirino, Massiccio del Gran Sasso) Aspetti applicativi La previsione degli afflussi idrici in galleria con circolazione diffusa L afflusso in galleria in regime permanente Bibliografia Soluzioni degli esempi Capitolo 5 IL RISANAMENTO DEI TERRENI E DELLE ACQUE SOTTERRANEE Cenni di idrochimica I parametri fisici I parametri chimici Evoluzione della composizione chimica Facies idrochimica La contaminazione da acque marine Le indagini geologiche Considerazioni generali sull impiego di traccianti Studio dello sviluppo delle contaminazioni I meccanismi di propagazione La forma dell inquinamento Elementi fondamentali della propagazione nel non saturo L infiltrazione delle acque nei terreni superficiali Esempi ed esercizi proposti (198)

4 VIII Indice ISBN Caratterizzazione della dinamica degli inquinamenti I limiti e la posizione del nucleo inquinante Il grado di evoluzione dell inquinamento La determinazione dei parametri dinamici La durata dell inquinamento L estensione massima raggiungibile La determinazione della velocità di propagazione Il calcolo del trasporto di massa Attenuazione della contaminazione Procedura proposta (211) 5.6 Redazione degli studi per la bonifica di suoli e acque sotterranee L accertamento dei valori di fondo Contenuti del progetto di bonifica Ricerca delle fonti di inquinamento L indagine idrochimica L indagine idrogeologica Gli studi geologici per gli interventi di bonifica Le opere di disinquinamento con estrazione di acqua (sistemi pump & treat) Il procedimento per l ubicazione dei pozzi di estrazione delle acque Le barriere con pozzi incompleti Il migliore utilizzo della barriera idraulica Le trincee e dreni orizzontali Gli interventi che prevedono iniezione di acqua Gli studi geologici per la decontaminazione mediante lavaggio in sito Gli interventi fisico-chimici e biologici Le tecnologie che riguardano la zona insatura Le tecnologie che riguardano la zona satura Gli interventi di bonifica delle acque di falda Le opere di sbarramento Gli interventi di copertura superficiale I diaframmi Proprietà degli inquinamenti multifase Gli aspetti operativi: velocità dello spostamento degli idrocarburi Spessore apparente e spessore reale di LNAPL Bibliografia Capitolo 6 PROTEZIONE DELLE ACQUE SOTTERRANEE , Paola Gattinoni 6.1 Monitoraggio degli acquiferi Carte di vulnerabilità degli acquiferi Delimitazione delle zone di salvaguardia La delimitazione delle zone di salvaguardia per i pozzi degli acquiferi alluvionali La delimitazione delle zone di salvaguardia per le sorgenti negli acquiferi carsici e fratturati Bibliografia Capitolo 7 STUDI PER IL CONTROLLO DELLA DINAMICA FLUVIALE Generalità sulle cause dei dissesti dei bacini montani L erosione lungo i versanti e i corsi d acqua

5 ISBN Indice IX 7.2 Dinamica degli alvei Erosione, trasporto e sedimentazione dei materiali in alveo Il bilancio del trasporto solido Incidenza degli apporti dai versanti sulla dinamica degli alvei Le conseguenze degli squilibri del bilancio Altri fenomeni che favoriscono il franamento delle sponde Dissesti dovuti a instabilità diffusa dei versanti e delle sponde L instabilità dei versanti Frane spondali e apporti di detrito per frana L erosione sotterranea delle ripe (piping) Rilevamento geologico della fascia fluviale per la previsione delle esondazioni e dei dissesti Tecniche di intervento e monitoraggio Esempio di utilizzo di un modello analitico per la progettazione di un dreno orizzontale per la difesa spondale Bibliografia Capitolo 8 CENNI ALLA MODELLAZIONE NUMERICA DEGLI ACQUIFERI Paola Gattinoni, Luca Alberti 8.1 Principi fondamentali Dal modello concettuale al modello matematico Implementazione e calibrazione di un modello Esempi di modellazione numerica dei mezzi continui Gli acquiferi in materiali alluvionali Gli acquiferi in ammassi rocciosi Esempi di modelli discreti Esempi di modelli a doppia porosità/permeabilità Bibliografia Indice analitico Esempi ed esercizi sono tutti a cura di Loris Colombo