FLOWMETER: i risultati

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Berto Vecchio
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Pz SC3 FLOWMETER: i risultati Depth (m) 2 6 1 1-2 -1 1 2 sc3 F

Limi-sabbiosi e sabbie-argillose SI3 Limi argillosi Argille

1 Pz SC3 FLOWMETER: i risultati Depth (m) sc3 F low (L/min) piezometri (luglio 29) SC3 Riporto ghiaie Limi-sabbiosi e sabbie-argillose SI3 Limi argillosi Argille plio-pleistoceniche depth (m) SI3 Pz SI3 flow (L/min)

2 Indagini per la progettazione del cluster: Campionamento multilivello con packer rimovibile

3 CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: le tecniche packer system sock system

mg/l 5 1 15 2 25 3 35 Profondità (m p.c.

4 Indagini per la progettazione del cluster: Campionamento multilivello con packer rimovibile COMPOSTI ALIFATICI CLORURATI CANCEROGENI TOTALI ug/l SOLFATI mg/l Profondità (m p.c.) MW-1 MW-2 MW3 Valori limite (Dlgs 152/6) Profondità (m p.c.) MW-1 MW-2 MW-3 Valori limite (Dlgs 152/6) 25 25

5 CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: le tecniche packer system sock system

6 CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: il campionamento (sock system) SI3 SC3 1 2 km

SI3 La sfida del geologo nel XXI secolo CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: risultati Multilevel sock samplers Parametri chimico-fisici Depth (m) 2 6 1 1 1 2 22 2 26 SI3

(indagini ARPAM, marzo-aprile 2) depth (m) depth (m) 6,5 7, 7,5 ph (SI3) 2 2 2 1 11 13 1 15 17 Electric conductivity (si3); µs/cm depth (m) 2 6 1 1 1 2 22 2 26

7 SI3 La sfida del geologo nel XXI secolo CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: risultati Multilevel sock samplers Parametri chimico-fisici Depth (m) SI3 1,1-DCA 1,2-DCA 1,1,1-TCA 1,1-DCE TCE PCE VC 1 µg/l * 2, µg/l * 1 µg/l * 3,7 µg/l * Concentration (µg/l) * Campionamento classico (indagini ARPAM, marzo-aprile 2) depth (m) depth (m) 6,5 7, 7,5 ph (SI3) Electric conductivity (si3); µs/cm depth (m) SI3 FLOWMETER 2 2 flow (L/min) 2 Riporto Limi argillosi Ghiaie Limi sabbiosi e sabbie argillose Argille plio-pleistocenic depth (m) O% (SI3)

8 SC3 CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: risultati Depth (m) Multilevel sock samplers SC3 1,1 DCA (µg/l) 1,2 DCA (µg/l) 1,1 DCE (µg/l) 1,2 DCE (µg/l) TCE (µg/l) PCE (µg/l) depth (m) Parametri Chimico-fisici 6, 6,5 7, ph (SC3) ,5 µg/l * 7,2 µg/l * Concentration (µg/l) * Campionamento classico (indagini ARPAM, marzo-aprile 2) depth (m) Electric conductivity (SC3); µs/cm Depth (m) sc3 FLOWMETER depth (m) O% (SC3) F low (L/min) 1 Riporto Limi argillosi Ghiaie Limi sabbiosi e sabbie argillose Argille plio-pleistocenic

9 ANALISI ISOTOPICHE (δ 13 C; δ 37 Cl) In collaborazione con il prof. Ramon Aravena della Waterloo University (Ontario, Canada) Diversi processi di degradazione Diversa distanza dalla sorgente Prodotti a diverso rapporto isotopico Identificazione di sorgenti diverse e di percorsi in condizioni differenti

10 ANALISI ISOTOPICHE (δ 13 C; δ 37 Cl): il campionamento (Febbraio 21) 2 punti di campionamento

11 ANALISI ISOTOPICHE (δ 13 C; δ 37 Cl): risultati E G H δ 13 C PCE Acquedotto di civitanova Marche A B C D F I L M dd E G H A B C D F I L M δ 13 C 1,1 DCE Acquedotto di civitanova Marche dd NB: Zona I; degradazione fino a VC

Differenze Finite MODELLI NUMERICI Elementi

12 Differenze Finite MODELLI NUMERICI Elementi Finiti Metodologia 1) Ricostruzione del modello concettuale dell area 2) Realizzazione prova di pompaggio 3) Ricostruzione geometria dominio ) Ricostruzione geometria dei livelli acquifero (due) e del livello aquitard intermedio

13 RICOSTRUZIONE GEOMETRIA DEL DOMINIO 1) attribuire un senso geologico ai margini 2) ridurre gli errori legati all effetto bordo Estensione pari a 6 km 2 Generazione della griglia Infittimento della griglia all interno del sito e lungo il fiume

14 RICOSTRUZIONE GEOMETRIA DEI LIVELLI ACQUIFERO E AQUITARD suddivisione del modello: Layers/5 slices tenere conto delle eterogeneità stratigrafiche della piana Analisi e sintesi di circa 2 stratigrafie Terreno di riporto Ghiaie sabbiose Limi Ghiaie sabbiose Argille plio-pleistoceniche A B C D E

CONDIZIONI AL CONTORNO Chienti Limiti a flusso nullo Acquedotti Linea di

: limiti a flusso nullo P eff : 19 mm/a (stazione Montecosaro) Ricarica

/d Portata in uscita dagli acquedotti:, m 3 /s +,6 m 3 /s =,1 m 3 /s = 155

(acquifero) = 1 * 1 - - 5 * 1-3 m/s Φ (transfer coefficent) = k/d K x = K

15 CONDIZIONI AL CONTORNO Chienti Limiti a flusso nullo Acquedotti Linea di costa: costant Head = Ricarica laterale Margini sett. e mer. : limiti a flusso nullo P eff : 19 mm/a (stazione Montecosaro) Ricarica verticale: 2 m 3 /d Kx = ky Layers 2- Ricarica laterale:,5 m 3 /s = 32 m 3 /d Portata in uscita dagli acquedotti:, m 3 /s +,6 m 3 /s =,1 m 3 /s = 155 m 3 /d K x = K y - Layer 1 (copertura) 1 - m/s K x = K y - Layers 2- (acquifero) = 1 * * 1-3 m/s Φ (transfer coefficent) = k/d K x = K y - layer 3 (aquitard) = 1-5 m/s Scambio falda/fiume: k = 1-5 m/s m/s Flusso stazionario

16 RISULTATI Piezometria simulata (2D/3D) Flusso in entrata (rosso) e in uscita (blu) dalla falda

17 BILANCIO Total balance Boundary types

18 Validazione Scatter plot piezometria simulata Piezometria calcolata (m) Confronto piezometria simulata (blu) piezometria reale (arancione) Piezometria misurata (m)

19 Conclusioni La ricostruzione piezometrica ha permesso di verificare il prevalente andamento W-E della falda in accordo con quanto già osservato nella precedente caratterizzazione ARPAM La realizzazione di una prova di pompaggio di lunga durata ha permesso di verificare i parametri idrodinamici dell acquifero alluvionale (Acquifero semiconfinato), utilizzati per la formulazione del modello numerico La realizzazione di Log chimico-fisici e dei Log con flowmeter ha permesso di verificare la presenza di livelli critici in corrispondenza dei quali si osservano variazioni significative dei parametri chimico fisici e/o del flusso verticale Presenza di livelli a bassa permeabilità che sostengono piccole falde locali Possibilità di distribuzione verticale della contaminazione Possibilità di veicolazione di inquinanti attraverso i setti a bassa permeabilità La realizzazione delle analisi isotopiche (δ 13 C - 37 δcl) conferma la presenza di diverse fonti di contaminazione e di processi di degradazione localizzati, dipendenti anche dall assetto idrogeologico. La realizzazione di campionamenti a diversa profondità (SC3-SI3) ha permesso di verificare fenomeni di stratificazione della contaminazione Il lavoro eseguito ha permesso la ricostruzione del modello concettuale della circolazione idrica sotterranea nell area

20 Le informazioni acquisite tramite le indagini di sito unitamente a quelle dedotte dalla bibliografia esistente hanno permesso di sviluppare un modello matematico di flusso in grado di simulare adeguatamente la situazione idrogeologica a scala di sito Simulazioni previsionali: monitoraggio e progettazione della bonifica Ringraziamenti: Si ringraziano per la collaborazione il dott. Giovanni Corvatta e il dott. Marco Fanelli (A.R.P.A.M. - Macerata); il prof. Ramon Aravena (Waterloo University); il dott. Emanule Romano (CNR-IRSA), il dott. Valerio Saladini, la dott.ssa Valentina Carucci, la dott.ssa Chiara Sbarbati (Università La Sapienza di Roma ) Bibliografia Aravena R., 2: Investigation of isotope fractionation during biodegradation of organic compounds in laboratory studies. Short course Environmental isotope applied to groundwater pollution studies. Valmontone 29-3 settembre 2 ARPAM, 27: Risultati della Fase I del Piano della Caratterizzazione del sito di interesse nazionale del basso bacino del fiume Cjienti. Relazione Tecnica Hess A.E., 196: Identifying hydraulically conductive fractures with a slow velocity borehole flowmeter. Canadian Journal of Earth Sciences 23, Molz F.J., Morin R.H., Hess A.E., Melville J.G., Guven, O., 199. The impeller meter for measuring aquifer permeability variations evaluation and comparison with other tests. Water Resources Research 25, 77 3 Nanni T., Vivalda P., 197: Influenza della tettonica trasversale sulla morfogenesi delle pianure alluvionali marchigiane. Geografia Fisica Dinamica e Quaternaria 1, Paillet F.L., 199. Flow modeling and permeability estimation using borehole flow logs in heterogeneous fractured formations. Water Resources Research 3, Paillet F.L., 2. A field technique for estimating aquifer parameters using flow log data. Ground Water 3,

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