Nell'ambito dello studio idrogeologico del territorio modenese sono state programmate ed

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1 5. DETERMINAZIONE DEI PARAMETRI IDROGEOLOGICI Nell'ambito dello studio idrogeologico del territorio modenese sono state programmate ed eseguite tra il dicembre 1984 e il febbraio 1985 una serie di prove di pompaggio sia a portata costante che a portata variabile su alcuni pozzi, di caratteristiche idonee, appartenenti ai seguenti campi acquiferi di competenza dell'a.m.c.m.: Cognento, Marzaglia, Modena Sud e Baggiovara. Dette prove di pompaggio si sono rese indispensabili per la determinazione dei parametri idrogeologici caratteristici degli acquiferi captati; dalla loro conoscenza è possibile infatti delimitare le fasce di rispetto attorno alle captazioni, scopo principale del presente studio. 5.1 Metodologia di interpretazione delle prove di portata nei pozzi Tutti gli acquiferi investigati sono interessati da falde in pressione ad eccezione di Baggiovara; è possibile constatare ciò consultando le sezioni geologiche (Allegati 2,3,4,5) e osservando l'andamento dei livelli piezometrici. Prima di passare alla tipologia delle prove e alla descrizione dei metodi utilizzati è necessario richiamare le condizioni necessarie affinché in presenza di falde artesiane una prova di pompaggio abbia validità ai fini della determinazione dei parametri idrogeologici. a) Il moto dell'acqua in falda nelle vicinanze del pozzo deve essere di tipo laminare in modo che valga la legge di Darcy. Nella realtà in corrispondenza del pozzo il moto è quasi sempre di tipo turbolento; ciò non danneggia le prove se si opera a portata costante, mentre può essere intollerabile per prove di portata variabile a gradini utilizzando il pozzo in pompaggio per le misure dei livelli. A quest'ultima eventualità si può ovviare togliendo ad ogni incremento di portata la relativa perdita di carico imputabile ai moti vorticosi in vicinanza della captazione; tali perdite come si vedrà sono sempre state calcolate in base all'efficienza del pozzo. b) La captazione deve ritenersi puntiforme, cioè priva di immagazzinamento d'acqua nel perforo. Questa semplificazione non è valida qualora si operi con piccole portate in pozzi di 16

2 grande diametro, viceversa può essere accettata purché si misurino i livelli nel pozzo e nel piezometro solo dopo alcuni minuti dall'inizio della prova. c) Si suppone che prima dell'avvio del pompaggio la superficie piezometrica sia orizzontale. Ciò in natura non è mai possibile; nel nostro caso essendo l'inclinazione di tale superficie molto piccola (inferiore allo 0,1%) si può ritenere con sufficiente approssimazione che sia orizzontale. d) La falda ha spessore costante per tutta la sua estensione. Anche questa circostanza è difficile da riscontrare in natura e lo spessore dell'acquifero varia soprattutto in presenza di depositi di tipo alluvionale. In mancanza di conoscenze certe sulla variabilità dello spessore ci si riferisce sempre allo spessore del punto in esame. e) Il terreno acquifero è omogeneo e isotropo, cioè i parametri idrogeologici non variano lungo una stessa direzione e a seconda della direzione di flusso. f) Il pozzo è completo, cioè filtra tutta la falda. Questo difficilmente si verifica e quanto si dirà in seguito è valido purché si operi con piezometri posti ad una distanza pari o maggiore a.1,5 volte lo spessore della falda (tale condizione è stata sempre rispettata nelle prove condotte). g) Il pozzo ha una efficienza idraulica del 100%. Se una eventuale inefficienza dell'opera di captazione crea un moto vorticoso si ricade nel caso previsto al punto a). h) Le linee di flusso sono strettamente orizzontali, cioè ci si trova in uno dei casi previsti ai punti c) e f). Si fa notare infine che per l'interpretazione delle prove sono stati utilizzati i metodi validi per falde artesiane anche se talora esse si comportano da semiartesiane, in quanto separate da livelli limoso-sabbiosi. Ciò non ha comportato rilevanti errori dal momento che gli abbassamenti prodotti in fase di pompaggio sono piccoli, se paragonati allo spessore dell'acquifero saturo, e che la presenza di un dreno continuo lungo il perforo influisce in modo più consistente rispetto all'effetto prodotto dai livelli semi-permeabili. Per il pozzo di Baggiovara, che capta una falda libera, vale unicamente la precedente considerazione relativa agli abbassamenti. 17

3 5.2 Efficienza dei pozzi Nei metodi che verranno descritti si considera che il pozzo abbia un'efficienza idraulica del 100%, ma ciò non è sempre vero. Per semplicità si considerano solo pozzi in falda artesiana (ciò vale anche per pozzi in falda freatica quando l'abbassamento è molto piccolo rispetto allo spessore della falda). Si sa che l'equazione di un pozzo è data da s w = B Q dove la costante B dipende dal tipo di pozzo e dal metodo usato (per esempio nel caso di pozzo completo e metodo di Theis si ha B = W (u)/4π T) e quindi la portata specifica Q/s w = B è costante, qualunque sia il valore di Q. Purtroppo ciò non è sempre vero in natura in quanto intervengono delle perdite di carico idraulico in corrispondenza del pozzo le quali alterano il flusso dell'acqua. Le perdite di carico idraulico nel pozzo possono essere causate o dai filtri o dal dreno; generalmente però se essi sono ben dimensionati offrono una minor resistenza idraulica al flusso di quanto ne offra la falda. Solo se si usano filtri a piccole aperture in terreni a grossa granulometria o se si usa un dreno a grossa granulometria in corrispondenza di un terreno acquifero a granulometria piccola ed uniforme si ha una diminuzione della trasmissività in corrispondenza del pozzo (ciò si ha anche in pozzi vecchi quando i filtri sono molto intasati). Però se si considera il flusso di tipo laminare gli abbassamenti, anche se più grandi, sono sempre linearmente proporzionali alle portate e quindi è impossibile determinare, se ci sono, i valori delle perdite di carico supplementari in corrispondenza del pozzo (Fig. 2). Nel caso di flusso vorticoso o turbolento, come spesso si ha nelle immediate vicinanze del pozzo, le perdite di carico supplementari sono esponenzialmente proporzionali alle portate del pozzo e quindi aumentano notevolmente, cioè aumenta l'abbassamento, a parità di portata. In questo caso l'equazione di un pozzo in falda artesiana prende la forma s w = B Q + C Q n (1) e quindi l'efficienza del pozzo è data da B Q B we = = (2) S w B + C Q n-1 Si vede che i valori di s w reali, cioè quelli misurati, sono più grandi di quelli teorici del valore di 18

4 C Q n e pertanto dovranno essere corretti sottraendo da essi il valore Se per determinare i parametri idrogeologici si utilizzano i metodi a portata costante, cioè se si misura la variazione dell'abbassamento nel tempo, non è necessario fare alcuna correzione perché, per quel dato pozzo, sia C Q ed n sono costanti e quindi ciò che si ottiene sarebbe solo uno spostamento verticale della retta o curva tracciata e ciò non fa variare i risultati. Nel caso invece che si usino i metodi a portata variabile, si deve fare sempre tale correzione qualora si operi con il solo pozzo in pompaggio; se si opera con i piezometri ciò non è necessario. Dato che nelle due equazioni sopra le costanti od incognite da determinare sono più di una, si deve sempre operare con più portate costanti misurando i rispettivi abbassamenti a regime stazionario, cioè quando le variazioni degli abbassamenti nel tempo sono insignificanti. I metodi per determinare tali costanti o coefficienti sono diversi e possono essere analitici o grafici; è stato utilizzato per semplicità il solo metodo di Jacob. Si ricorda, comunque, che i metodi adottati per valutare l'efficienza dei pozzi sono, allo stato attuale delle conoscenze, abbastanza approssimati. Metodo di Jacob (valido per n = 2) a) in un diagramma lineare riportare i valore di s w /Q (ordinate) ed i corrispondenti valori di Q (ascisse); tracciare la retta che meglio collega tali punti tra loro. b) determinare l'inclinazione di tale retta ed essa corrisponde al valore di C; l'intersezione di questa retta con l'asse delle ordinate (Q = O) corrisponde al valore di B. 19

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