PROGRAMMA DI TUTELA E USO DELLE ACQUE

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2 Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Unità Organizzativa Regolazione del Mercato e Programmazione PROGRAMMA DI TUTELA E USO DELLE ACQUE L. R. 12 Dicembre 2003, n. 26, art. 45, comma 3 D.Lgs. 11 maggio 1999, n. 152, art. 44, Titolo IV, Capo I Allegato 4 alla Relazione generale Bilanci idrologici di dettaglio a scala di bacino: il caso dell Olona settentrionale

3 Regione Lombardia D. G. Reti e Servizi di Pubblica Utilità U. O. Regolazione del Mercato e Programmazione Programma di Tutela e Uso delle Acque Allegato 4 Bilanci idrologici di dettaglio a scala di bacino: il caso dell Olona settentrionale Gruppo di lavoro Regione Lombardia Angelo Elefanti Dirigente U.O. Regolazione del Mercato e Programmazione Nadia Chinaglia Referente regionale per il coordinamento delle attività di Piano IReR - Istituto Regionale di Ricerca della Lombardia Liliana Grancini Project leader Marina Riva - Coordinamento tecnico-operativo delle attività Archivio dati Alessandro Chiesa Manuela Bartolini Fabio De Antoni Elaborazioni e redazione del testo Parte I - Applicazione del modello idrologico superficiale (Politecnico di Milano DIIAR, Sezione Idraulica) Responsabili scientifici: Alessandro Paoletti e Gianfranco Becciu Collaboratori: Donata Balzarolo, Elena Brivio, Veronica Dell Acqua Parte II - Valutazione degli scambi fiume-falda (Politecnico di Milano, DIIAR - Sezione Infrastrutture Viarie e Geologia Applicata) Responsabile scientifico: Vincenzo Francani Responsabile tecnico-operativo: Luca Alberti Collaboratori: Patrizia Trefiletti, Andrea Parri, Caterina Padovani, Cesareo Lorenzo, Silvia Lombi, Laura Longoni, Giovanni Formentin, Sara Ceccon, Mario Alba II

4 Regione Lombardia D. G. Reti e Servizi di Pubblica Utilità U. O. Regolazione del Mercato e Programmazione Programma di Tutela e Uso delle Acque Allegato 4 Bilanci idrologici di dettaglio a scala di bacino: il caso dell Olona settentrionale Indice INTRODUZIONE...1 Parte I - APPLICAZIONE DI UN MODELLO SUPERFICIALE...3 Premesse METODOLOGIA UTILIZZATA TARATURA DEL MODELLO Calcolo dell evapotraspirazione APPLICAZIONE DEL MODELLO ALL INTERA SERIE DI PIOGGE Olona a Ponte Gurone Olona a Fagnano Olona Olona a Olgiate Olona Olona a Legnano QUADRO RIASSUNTIVO DELLE PORTATE ANALISI DEI RISULTATI E CONFRONTO CON LE ELABORAZIONI DEL MODELLO SPEDITIVO...37 PARTE II STUDIO PILOTA PER LA VALUTAZIONE QUANTITATIVA DEGLI SCAMBI IDRICI ACQUE SUPERFICIALI/SOTTERRANEE METODOLOGIA Finalità Metodologia Introduzione al problema Interazioni tra acque superficiali e sotterranee: analisi quantitativa Metodi per la valutazione del valore di permeabilità dei sedimenti di fondo dell alveo STRUMENTI ADOTTATI PER L ELABORAZIONE DATI DATI DI INGRESSO Dati necessari per l applicazione della metodologia Consistenza dei dati disponibili per il territorio in esame Area di studio Struttura idrogeologica Modello concettuale Discretizzazione spaziale del dominio III

5 Regione Lombardia D. G. Reti e Servizi di Pubblica Utilità U. O. Regolazione del Mercato e Programmazione Programma di Tutela e Uso delle Acque Allegato 4 Bilanci idrologici di dettaglio a scala di bacino: il caso dell Olona settentrionale Discretizzazione verticale Discretizzazione orizzontale Conducibilità idraulica delle unità idrogeologiche Rete piezometrica Modello stazionario Condizioni al contorno Condizioni Interne: pozzi Condizioni Interne: fiume Olona Ricarica Modello transitorio Condizioni al contorno Condizioni interne: pozzi Condizioni interne: fiume Olona Ricarica RISULTATI Modello stazionario: bilancio idrico Modello transitorio: bilancio idrico...70 Conclusioni...75 BIBLIOGRAFIA...77 IV

6 Allegato 4 Introduzione La necessità di pervenire in tempi brevi alla prima versione del Programma di Tutela e Uso delle Acque ha implicato il ricorso a modelli idrologici e idrogeologici semplificati. Nel primo caso questo ha limitato l elaborazione dei bilanci idrologici al solo anno medio, nel secondo ha comportato la simulazione stazionaria del deflusso sotterraneo, rendendo necessario trascurare gli scambi idrici tra falda e reticolo idrico superficiale minore. Questo approccio semplificato, pur consentendo una valutazione dei valori medi delle grandezze idrologiche in gioco e quindi fornendo un affidabile strumento di pianificazione a scala regionale, tuttavia non è in grado di evidenziare con sufficiente precisione le criticità dovute alla dinamica nel tempo dei sistemi idrici sotterranei e superficiali. Per evidenziare i vantaggi di un analisi di tale dinamica, si è comunque proceduto all implementazione di modelli più dettagliati per un bacino campione, l Olona settentrionale. Per quanto riguarda il deflusso superficiale è stato quindi sviluppato un modello afflussi-deflussi a scala mensile che è stato poi tarato e applicato consentendo la stima delle portate medie mensili naturali in alcune sezioni del corso d acqua per il periodo Per il deflusso sotterraneo è stato implementato un modello stazionario e poi transitorio in grado di stimare gli scambi idrici Olona-falda attraverso le differenze di carico idraulico rilevate nei due corpi idrici considerati. 1

7 Regione Lombardia - Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 2

8 Allegato 4 Parte prima Applicazione di un modello superficiale 3

9 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 4

10 Allegato 4 Premesse Nella Parte I sono riportate le procedure utilizzate ed i risultati delle elaborazioni idrologiche di dettaglio effettuate per la stima delle portate medie annue e mensili nel bacino dell Olona. Le sezioni scelte per l applicazione del modello di dettaglio sono quelle dell Olona a Ponte Gurone, Fagnano Olona, Olgiate Olona e Legnano. Tali sezioni corrispondono ad alcune di quelle considerate nelle elaborazioni con la procedura semplificata Poli03 riportate nell Allegato 2, al quale si rimanda anche per maggiori specifiche sui dati utilizzati. Nella tabella seguente sono riportate le coordinate geografiche (Gauss-Boaga) delle sezioni di calcolo e l area dei sottobacini idrografici da esse sottesi. Coordinate Gauss-Boaga delle sezioni di calcolo e area dei sottobacini sottesi. Sezione X Y Olona a Ponte Gurone Olona a Fagnano Olona Olona a Olgiate Olona Olona a Legnano Area [km 2 ] I risultati delle elaborazioni sono stati riportati con l approssimazione del mm, del decimo di C o del litro al secondo. Ciò comporta in qualche mese una apparente non perfetta rispondenza tra i valori numerici riportati per i diversi mesi e quelli complessivi annuali. 5

11 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 6

12 Allegato 4 Capitolo 1 Metodologia utilizzata Le elaborazioni sono state condotte applicando le procedure descritte nel documento Elementi di metodologia per le elaborazioni finalizzate alla redazione del Piano di Tutela delle Acque (Rapporto IReR, giugno 2003). Il bacino in esame ricade in area pedemontana o di pianura ove sia ancora possibile individuare il bacino idrografico di formazione dei deflussi superficiali, ma in cui siano anche presenti acquiferi sotterranei e comunque meccanismi lenti di formazione del deflusso in alveo. Per tali bacini il modello globale di bilancio deve tener conto sia di un modello superficiale a scala di bacino idrografico che di un modello atto a rappresentare la componente lenta del deflusso in alveo. Le equazioni di base del bilancio idrologico naturale a base mensile di un bacino idrografico possono essere scritte nella forma: dove: A ETe ± V D ± P ± W = 0 (1a) i i i i ± Vi ± Pi ± Si i I = 0 (1b) i indice del mese; A i afflusso meteorico; ETe i evapotraspirazione effettiva; I i infiltrazione nel terreno; V i differenza tra i volumi idrici invasati negli eventuali serbatoi naturali all inizio ed alla fine del periodo di riferimento; D i deflusso idrico nella sezione considerata; P i apporti o deflussi idrici profondi provenienti da altri bacini; S i scambio idrico netto tra corso d acqua e falda; W i differenza tra i volumi idrici invasati all interno del sottosuolo all inizio ed alla fine del periodo di riferimento. Il deflusso D i è la somma dei due contributi D sup,i e Q i relativi rispettivamente allo scorrimento superficiale e a quello sotterraneo: i i D i = D sup,i + Q i Applicando poi l equazione di bilancio all insieme dei mesi dell anno, è possibile definire il bilancio annuo. Nell ipotesi che nell anno medio i volumi immagazzinati nel bacino rimangano invariati (sia negli invasi superficiali che profondi) il bilancio relativo all anno medio risulta essere: i= 1 i i= 1 i i= 1 i D i= 1 i A ET + P = 0 (2) 7

13 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Nel caso in cui sia presente un adeguata serie temporale delle portate misurate alla sezione di 12 chiusura del bacino, la stima del termine = P i 1 i ottenuto dall applicazione della precedente equazione, può essere utilizzata in fase di taratura dello stesso (Fig. 1.1). Per applicare il sistema di equazioni che descrivono il bilancio è comunque necessario tarare un modello concettuale del deflusso di base che riproduca a cadenza mensile i processi di immagazzinamento e svuotamento delle risorse idriche nel sottosuolo. Si è scelto di modellare il deflusso di base mediante un modello concettuale lineare e stazionario basato su uno schema composto da un canale posto in serie con un serbatoio lineare (Fig. 1.2). Figura 1.1 Schematizzazione del bilancio idrologico. ET A D SUP ET D SUP P e Q D P u Figura Modello del deflusso di base. Schematizzazione concettuale. A ET I D SUP P S (VOLUME INVASATO) Q (Deflusso di base) DEFLUSSO IN ALVEO 8

14 Allegato 4 Con tale ipotesi, il contributo sotterraneo Q i al deflusso fluviale nel mese i-esimo, può essere scritto come: Q i = i m= 1 In m U i m+ 1 dove In m è l infiltrazione al netto dei deflussi profondi verificatasi nel mese m-esimo e U k è l idrogramma unitario discretizzato su una base temporale mensile. I parametri del modello sono due: il tempo di ritardo T, con il quale la pioggia netta infiltratasi raggiunge il serbatoio, e la costante k del serbatoio lineare (S=k Q). Tali parametri sono individuati in fase di taratura massimizzando l indice di efficienza, espresso dalla funzione: Ie n 2 ( pi oi ) 1 (3) 2 ( o O) i= 1 = n i= 1 i dove n è il numero di intervalli temporali (mesi) considerati; o i è la portata osservata al tempo i; p i è la portata simulata al tempo i; O è il valore medio delle portate osservate. Il valore dell indice di efficienza è compreso fra - e +1 ed assume il valore 1 quando i risultati della simulazione si adattano perfettamente ai valori osservati. Il coefficiente di correlazione fra i dati misurati e calcolati è stato stimato per mezzo della seguente espressione: r = n i= 1 ( p P) ( o i n n 2 ( pi P) i= 1 i= 1 i O) ( o O) i 2 dove n è il numero di intervalli temporali; o i è la portata osservata al tempo i; p i è la portata simulata al tempo i; O è il valore medio delle portate osservate e P è il valore medio delle portate simulate. 9

15 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 10

16 Allegato 4 Capitolo 2 Taratura del modello Il modello è stato tarato alla sezione di Ponte Gurone, l unica per la quale erano disponibili misure di portata rilevate dal Servizio Idrografico e Mareografico Nazionale (SIMN, periodo ); tali portate non sono però state ritenute naturali pertanto si è provveduto alla rinaturalizzazione delle stesse attraverso la procedura citata nel Capitolo 1 dell Allegato 2, ottenendo le portate riportate nella Tabella 2.1 seguente. Per lo stesso periodo non è stato possibile disporre di misure contemporanee di temperatura. Si è quindi fatto riferimento all anno medio, considerando in particolare le temperature medie mensili misurate nel periodo e Per quanto riguarda le portate e le precipitazioni si sono calcolati i valori medi mensili del periodo ( All. 1). Nella Tabella seguente sono riportati i dati utilizzati per la taratura del modello di bilancio nella sezione dell Olona a Ponte Gurone. Temperatura ( C) Tabella 2.1 Principali dati idrologici utilizzati in fase di taratura nella sezione di Ponte Gurone. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Pioggia (mm) Portata naturale (Poli03) (m 3 /s) Calcolo dell evapotraspirazione L evapotraspirazione potenziale è stata calcolata con il metodo di Thornthwaite: 10 ti ET0 ( mm) = 16 I dove: t i è la temperatura media del mese i-esimo espressa in C; 12 t I = i 1 i è l indice termico annuo, con i i indice termico mensile 5 i i = i α = 0, I I I è un coefficiente dipendente dall indice termico annuo I. Per il bacino dell Olona a Ponte Gurone, dalle temperature medie mensili risulta: I = ά= α 1,514 11

17 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità L evapotraspirazione effettiva ETe i nel mese i-esimo è stata calcolata con il metodo di Thornthwaite Benfratello: ETi ( mm ) = Pi + Wi se ET0 i ( mm) > Pi + Wi ETi ( mm) = ET0i se ET0 ( mm) Pi + Wi in cui Wi = Wi 1 Wi è la variazione del contenuto idrico del terreno nel mese i-esimo. Il massimo volume idrico invasabile nel mese i-esimo nello strato superficiale del terreno, cioè la cosiddetta capacità di campo, è stata valutata attraverso il metodo SCS-CN (Curve Number) 100 S = (mm) CN dove CN è il cosiddetto curve number, un numero puro compreso tra 1 e 100 che rappresenta un indice dell impermeabilità del terreno. Per il bacino in esame sono stati stimati, in base alla Carta di Destinazione d Uso dei Suoli Agricoli e Forestali (DUSAF,2002) e Carta Pedologica della regione Lombardia, i valori: CN = 77 S = 76 mm Nota l evapotaspirazione effettiva sono stati ricostruiti gli afflussi netti medi mensili: i A inetta = A i ETe i Nell anno medio da taratura l evapotraspirazione effettiva è sempre pari a quella potenziale; nella Tabella 2.2 seguente sono riportati i valori calcolati per l evapotraspirazione potenziale e per l afflusso netto nel bacino in esame. Tabella 2.2 Evapotraspirazione potenziale (ed effettiva) ed afflusso netto calcolate in fase di taratura per il bacino dell Olona a Ponte Gurone (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno ET0i Ainetta È stato quindi stimato un afflusso netto medio annuo di 1048 mm corrispondente ad una portata media annua di 3.22 m 3 s -1. L afflusso netto mensile è stato diviso in due componenti I i e D sup,i, che rappresentano rispettivamente l infiltrazione e il deflusso superficiale, mediante il coefficiente medio potenziale di infiltrazione (c.i.p.) stimato per il bacino: D sup I = c. i. p. i A i ( 1 c. i. p ) Ai =. Per il bacino idrografico dell Olona a Ponte Gurone è stato stimato, dalla estensione dei principali complessi idrogeologici individuati nel bacino attraverso l analisi della Carta Geologica del bacino, un coefficiente di infiltrazione pari a 0.6. Il confronto tra l afflusso netto medio annuo di 1048 mm, corrispondente ad una portata media annua di 3.22 m 3 s -1, e il deflusso medio annuo registrato di 733 mm corrispondente ad una 12

18 Allegato 4 portata media annua di 2.25 m 3 s -1, ha permesso di stimare il termine = P i 1 i dell equazione (2), che rappresenta il deflusso profondo medio annuo, pari a P = 315 mm, corrispondente al 42.95% del deflusso medio annuo. Nel bilancio idrologico mensile il deflusso profondo è stato distribuito proporzionalmente all infiltrazione I i. Nella Tabella 2.3 sono riportati i valori medi mensili dell infiltrazione, del deflusso profondo e del deflusso superficiale. Tabella 2.3 Valori medi di infiltrazione, deflusso profondo e deflusso superficiale per il bacino dell Olona a Ponte Gurone (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno I P Dsup Minimizzando le differenze tra le portate medie mensili misurate nell anno medio e quelle calcolate con l equazione di bilancio è stato possibile tarare il modello del deflusso di base e quindi stimare i contributi sotterranei Q i al deflusso D i. La fase di taratura ha condotto alla individuazione dei seguenti valori ottimali per i parametri: T = 2.00 mesi e k = 1.02 mesi -1. Il modello tarato ha permesso di riprodurre la serie storica ottenendo un indice di efficienza I e pari a Figura Modello del deflusso di base. Idrogramma unitario mensile. U [mese -1 ] t [mese] I.U.H. impulso unitario (afflusso unitario netto che si infiltra e attiva il deflusso di base) In Figura 2.2 e nella Tabella 2.3 sono mostrati i risultati della taratura per l anno medio. 13

19 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura 2.2 Taratura del modello idrologico. Confronto tra deflussi osservati e stimati per l anno medio Portate (m 3 /s) Deflussi osservati stimati Poli03 Deflussi Deflussi stimati stimati Modello Modello di Dettaglio di Dettaglio gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Figura Correlazione tra deflussi misurati e stimati per l anno medio. 100 y = x R 2 = Q stimata (m 3 /s) Q m isu rata (m 3 /s) Nella tabella e nella figura seguente (Tab. 2.4 e Fig. 2.4) sono riportati i valori medi mensili e medio annuo assunti dai termini che concorrono alla formazione della portata transitante in alveo, ovvero il deflusso superficiale ed il deflusso di base; per confronto in tabella sono riportate anche le portate calcolate per la stessa sezione con la metodologia Poli03 ( All. 2). 14

20 Allegato 4 Tabella 2.4 Deflussi medi mensili e medio annuo e portate medie mensili e media annua alla sezione di Olona a Ponte Gurone (m 3 /s). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Portata superficiale Di Portata di base Qi Portata Modello di dettaglio Taratura (42-56) Portata (Poli03) Figura 2.4 Taratura del modello idrologico. Deflussi medi mensili superficiali, di base e totali ricostruiti con il Modello di dettaglio nella sezione di Ponte Gurone (m 3 /s). Portate (m 3 /s) Deflussi stimati Modello di Dettaglio Deflusso superficiale Deflussi sotterranei gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 15

21 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 16

22 Allegato 4 Capitolo 3 Applicazione del modello all intera serie delle piogge Il modello tarato è stato applicato alle precipitazioni misurate nel periodo , per le sezioni dell Olona a Ponte Gurone, Fagnano Olona, Olgiate Olona e Legnano. In assenza di misure di temperature relative allo stesso periodo sono state utilizzate le temperature medie mensili misurate nel periodo , Olona a Ponte Gurone La sezione in esame sottende un bacino idrografico di 97 km 2. All interno del bacino sono presenti le stazioni pluviometriche di Casanova Lanza, Ponte Gurone, S.Maria del Monte e di Viggiù e la sola stazione termometrica di S.Maria del Monte. Nella Tabella 3.1 seguente sono riportati i principali dati idrologici, ragguagliati spazialmente, utilizzati in fase di taratura per la sezione dell Olona a Ponte Gurone. Temperatura ( C) Tabella 3.1 Principali dati idrologici utilizzati nella sezione di Olona a Ponte Gurone gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Pioggia (mm) Nella Tabella 3.2 sono riportati i valori medi mensili dell evapotraspirazione potenziale, calcolati con il metodo di Thornthwaite, dell evapotraspirazione effettiva, calcolati con il metodo Thornthwaite Benfratello. La capacità massima di invaso del terreno è stata valutata con il metodo SCS CN, prendendo CN = 77. Tabella 3.2 Evapotraspirazione potenziale ed effettiva ed afflusso netto calcolate per il bacino dell Olona a Ponte Gurone (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno ET0i ETi Ai Nella Tabella 3.3 sono riportati i valori medi mensili dell infiltrazione, calcolata con c.i.p.= 0.6, del deflusso profondo, calcolato con il coefficiente di infiltrazione pari a 0.501, e del deflusso superficiale. 17

23 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Tabella 3.3 Valori medi di infiltrazione, deflusso profondo e deflusso superficiale per il bacino dell Olona a Ponte Gurone (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno I P Dsup Nella Figura 3.1 seguente è rappresentato l andamento temporale dei deflussi calcolati dal modello di dettaglio per l intero periodo di simulazione per la sezione dell Olona a Ponte Gurone. Figura 3.1 Deflussi mensili calcolati per la sezione dell Olona a Ponte Gurone periodo (mm). 400 Deflussi [mm] gen-42 gen-43 gen-44 gen-45 gen-46 gen-47 gen-48 gen-49 gen-50 gen-51 gen-52 gen-53 gen-54 gen Deflussi [mm] gen-56 gen-57 gen-58 gen-59 gen-60 gen-61 gen-62 gen-63 gen-64 gen-65 gen-66 gen-67 gen-68 gen-69 18

24 Allegato Deflussi [mm] gen-70 gen-71 gen-72 gen-73 gen-74 gen-75 gen-76 gen-77 gen-78 gen-79 gen-80 gen-81 gen Deflussi [mm] gen-83 gen-84 gen-85 gen-86 gen-87 gen-88 gen-89 gen-90 gen-91 gen-92 gen-93 gen-94 gen-95 gen-96 gen-97 In Figura 3.2 è rappresentato l andamento delle portate medie mensili per la stazione dell Olona a Ponte Gurone. Sono inoltre indicati gli scostamenti massimi e minimi della media dell intero periodo di simulazione. Figura 3.2 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Ponte Gurone periodo e relative serie dei massimi e minimi mensili. 3 Portata [m /s] gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 19

25 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità In Figura 3.3 e nella tabella seguente sono riportate per confronto le portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Ponte Gurone con il modello di dettaglio e con la procedura approssimata Poli03 ( All. 2). Figura 3.3 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Ponte Gurone periodo Portate (m 3 /s) Stimate Modello di Dettaglio Stimate (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Nella tabella e nella figura seguente (Tab. 3.4 e Fig. 3.4) sono riportati i valori medi mensili e medio annuo assunti dai termini che concorrono alla formazione della portata transitante in alveo, ovvero il deflusso superficiale ed il deflusso di base; per confronto in tabella sono riportate anche le portate calcolate per la stessa sezione con la metodologia Poli03 (All. 2). Tabella 3.4 Deflussi medi mensili e medio annuo e portate medie mensili e media annua alla sezione di Olona a Ponte Gurone (m 3 /s). Deflussi superficiali Di Deflussi di base Qi Portata Modello di dettaglio (42-97) Naturali (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua

26 Allegato 4 Figura 3.4 Applicazione del modello idrologico. Deflussi medi mensili superficiali, di base e totali ricostruiti con il Modello di dettaglio nella sezione di Ponte Gurone (m 3 /s). Portate (m 3 /s) Deflussi stimati Modello di Dettaglio Deflusso superficiale Deflussi sotterranei gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 3.2. Olona a Fagnano Olona La sezione in esame sottende un bacino pari a 143 km 2 che ricade completamente in area pedemontana. Pertanto si ipotizza che i deflussi fluviali siano dovuti sia alla componente superficiale sia a quella di base. Non essendo la sezione dotata di misure di portata, la ricostruzione della serie storica delle portate naturali è stata condotta ipotizzando che l Olona a Fagnano Olona possa ritenersi idrologicamente simile all Olona a Ponte Gurone e in particolare che si possa applicare lo stesso modello del deflusso di base tarato per quest ultima sezione. All interno del bacino sono presenti le stazioni pluviometriche di Casanova Lanza, Ponte Gurone, S.Maria del Monte e di Viggiù e le stazioni termometriche di S.Maria del Monte e Ponte Vedano. Nella Tabella 3.5 seguente sono riportati i principali dati idrologici utilizzati in fase di taratura per la sezione dell Olona a Fagnano Olona. Temperatura ( C) Tabella 3.5 Principali dati idrologici utilizzati nella sezione dell Olona a Fagnano Olona. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Pioggia (mm) Nella Tabella 3.6 sono riportati i valori medi mensili dell evapotraspirazione potenziale, calcolati con il metodo di Thornthwaite, dell evapotraspirazione effettiva, calcolati con il metodo Thornthwaite Benfratello. La capacità massima di invaso del terreno è stata valutata con il metodo SCS CN, prendendo CN =

27 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Tabella 3.6 Evapotraspirazione potenziale ed effettiva ed afflusso netto calcolati per il bacino dell Olona a Fagnano Olona (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Anno ET0i ETi Ai Nella Tabella 3.7 sono riportati i valori medi mensili dell infiltrazione, calcolata con c.i.p.= 0.55, del deflusso profondo, calcolato con il coefficiente di infiltrazione pari a 0.501, e del deflusso superficiale. Tabella 3.7 Valori medi di infiltrazione, deflusso profondo e deflusso superficiale per il bacino dell Olona a Fagnano Olona (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno I P Dsup Nella Figura 3.5 seguente è rappresentato l andamento temporale dei deflussi calcolati dal modello di dettaglio per l intero periodo di simulazione per la sezione dell Olona a Fagnano Olona. Figura 3.5 Deflussi mensili calcolati per la sezione dell Olona a Fagnano Olona periodo Deflussi [mm] gen-42 gen-43 gen-44 gen-45 gen-46 gen-47 gen-48 gen-49 gen-50 gen-51 gen-52 gen-53 gen-54 gen Deflussi [mm] gen-56 gen-57 gen-58 gen-59 gen-60 gen-61 gen-62 gen-63 gen-64 gen-65 gen-66 gen-67 gen-68 gen-69 22

28 Allegato Deflussi [mm] gen-70 gen-71 gen-72 gen-73 gen-74 gen-75 gen-76 gen-77 gen-78 gen-79 gen-80 gen-81 gen Deflussi [mm] gen-83 gen-84 gen-85 gen-86 gen-87 gen-88 gen-89 gen-90 gen-91 gen-92 gen-93 gen-94 gen-95 gen-96 gen-97 In Figura 3.6 è rappresentato l andamento delle portate medie mensili per la stazione dell Olona a Fagnano Olona. Sono inoltre indicati gli scostamenti massimi e minimi della media dell intero periodo di simulazione. Figura 3.6 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Fagnano Olona periodo e relative serie dei massimi e minimi mensili. Portate [m 3 /s] gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic In Figura 3.7 sono riportate per confronto le portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Fagnano Olona con il modello di dettaglio e con la procedura approssimata Poli03. 23

29 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura 3.7 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Fagnano Olona periodo Portate (m 3 /s) Stimate Modello di Dettaglio Stimate (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Nella tabella e nella figura seguente (Tab. 3.8 e Fig. 3.8) sono riportati i valori medi mensili e medio annuo assunti dai termini che concorrono alla formazione della portata transitante in alveo, ovvero il deflusso superficiale ed il deflusso di base; per confronto in tabella sono riportate anche le portate calcolate per la stessa sezione con la metodologia Poli03 (All. 2). Tabella 3.8 Deflussi medi mensili e medio annuo e portate medie mensili e media annua alla sezione di Olona a Fagnano Olona (m 3 /s). Portata superficiale Di Portata di base Qi Portata Modello di dettaglio Portata (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua

30 Allegato 4 Figura 3.8 Applicazione del modello idrologico. Deflussi medi mensili superficiali, di base e totali ricostruiti con il Modello di dettaglio nella sezione di Fagnano Olona (m 3 /s). Portate (m 3 /s) Deflussi stimati Modello di Dettaglio Deflusso superficiale Deflussi sotterranei gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 3.3. Olona a Olgiate La sezione in esame sottende un bacino pari a 204 km 2 che ricade completamente in area pedemontana e pertanto si ipotizza che i deflussi fluviali siano valutabili con riferimento sia al bacino idrografico superficiale che a quello di base. Non essendo la sezione dotata di misure di portata, la ricostruzione della serie storica delle portate naturali è stata condotta ipotizzando che l Olona a Olgiate possa ritenersi idrologicamente simile all Olona a Ponte Gurone. All interno del bacino sono presenti le stazioni pluviometriche di Casanova Lanza, Ponte Gurone, S.Maria del Monte e di Viggiù e le stazioni termometriche di S.Maria del Monte e Ponte Vedano. Nella Tabella 3.9 seguente sono riportati i principali dati idrologici utilizzati in fase di taratura per la sezione dell Olona a Olgiate. Temperatura ( C) Tabella 3.9 Principali dati idrologici utilizzati nella sezione di Olona a Olgiate. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Pioggia (mm) Nella Tabella 3.10 sono riportati i valori medi mensili dell evapotraspirazione potenziale, calcolati con il metodo di Thornthwaite, dell evapotraspirazione effettiva, calcolati con il metodo di Thornthwaite Benfratello. La capacità massima di invaso del terreno è stata valutata con il metodo SCS CN, prendendo CN = 77. Tabella 3.10 Evapotraspirazione potenziale ed effettiva ed afflusso netto calcolate per il bacino dell Olona a Olgiate (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic annuo ET0i ETi Ai

31 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Nella Tabella 3.11 sono riportati i valori medi mensili dell infiltrazione, calcolata con c.i.p.= 0.55, del deflusso profondo, calcolato con il coefficiente di infiltrazione pari a 0.501, e del deflusso superficiale. Tabella 3.11 Valori medi di infiltrazione, deflusso profondo e deflusso superficiale per il bacino dell Olona a Olgiate Olona (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic annuo I P Dsup Nella Figura 3.9 seguente è rappresentato l andamento temporale dei deflussi calcolati dal modello di dettaglio per l intero periodo di simulazione per la sezione dell Olona a Olgiate. Figura 3.9 Deflussi mensili calcolati per la sezione dell Olona a Olgiate, periodo Deflussi [mm] gen-42 gen-43 gen-44 gen-45 gen-46 gen-47 gen-48 gen-49 gen-50 gen-51 gen-52 gen-53 gen-54 gen Deflussi [mm] gen-56 gen-57 gen-58 gen-59 gen-60 gen-61 gen-62 gen-63 gen-64 gen-65 gen-66 gen-67 gen-68 gen-69 26

32 Allegato Deflussi [mm] gen-70 gen-71 gen-72 gen-73 gen-74 gen-75 gen-76 gen-77 gen-78 gen-79 gen-80 gen-81 gen Deflussi [mm] gen-83 gen-84 gen-85 gen-86 gen-87 gen-88 gen-89 gen-90 gen-91 gen-92 gen-93 gen-94 gen-95 gen-96 gen-97 In Figura 3.10 è rappresentato l andamento delle portate medie mensili per la stazione dell Olona a Olgiate. Sono inoltre indicati gli scostamenti massimi e minimi della media dell interno del periodo di simulazione. Figura 3.10 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Olgiate, periodo e relativi scostamenti massimo e minimo. Portate [m 3 /s] gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 27

33 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità In Figura 3.11 nella tabella seguente sono riportate le portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Olgiate con il solo modello di dettaglio in quanto per questa sezione non era stata prevista la modellazione con la metodologia Poli03. Figura 3.11 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Olgiate, periodo Portate (m 3 /s) Stimate Modello di Dettaglio Stimate (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Nella tabella e nella figura seguente (Tab e Fig. 3.12) sono riportati i valori medi mensili e medio annuo assunti dai termini che concorrono alla formazione della portata transitante in alveo, ovvero il deflusso superficiale ed il deflusso di base; per confronto in tabella sono riportate anche le portate calcolate per la stessa sezione con la metodologia Poli03 (All. 2). Tabella 3.12 Deflussi medi mensili e medio annuo e portate medie mensili e media annua alla sezione di Olona a Olgiate (m 3 /s). Portata superficiale Di Portata di base Qi Portata Modello di dettaglio Portata (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua

34 Allegato 4 Figura 3.12 Applicazione del modello idrologico. Deflussi medi mensili superficiali, di base e totali ricostruiti con il Modello di dettaglio nella sezione di Olgiate. Portate (m 3 /s) Deflussi stimati Modello di Dettaglio Deflusso superficiale Deflussi sotterranei gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 3.4. Olona a Legnano La sezione in esame sottende un bacino pari a 223 km 2 che ricade completamente in area pedemontana e pertanto si ipotizza che i deflussi fluviali siano valutabili con riferimento sia al bacino idrografico superficiale che a quello di base. Non essendo la sezione dotata di misure di portata, la ricostruzione della serie storica delle portate naturali è stata condotta ipotizzando che l Olona a Legnano possa ritenersi idrologicamente simile all Olona a Ponte Gurone. All interno del bacino sono presenti le stazioni pluviometriche di Casanova Lanza, Ponte Gurone, S.Maria del Monte e di Viggiù e le stazioni termometriche di S.Maria del Monte e Ponte Vedano. Nella Tabella 3.13 seguente sono riportati i principali dati idrologici utilizzati per la sezione dell Olona a Legnano. Temperatura ( C) Tabella 3.13 Principali dati idrologici utilizzati nella sezione di Olona a Legnano. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Pioggia (mm) Nella Tabella 3.14 sono riportati i valori medi mensili dell evapotraspirazione potenziale, calcolati con il metodo di Thornthwaite, dell evapotraspirazione effettiva, calcolati con il metodo di Thornthwaite Benfratello. La capacità massima di invaso del terreno è stata valutata con il metodo SCS CN, prendendo CN = 77. Tabella 3.14 Evapotraspirazione potenziale ed effettiva ed afflusso netto calcolate per il bacino dell Olona a Legnano (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno ET0i ETi Ai

35 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Nella Tabella 3.15 sono riportati i valori medi mensili dell infiltrazione, calcolata con c.i.p.= 0.55, del deflusso profondo, calcolato con il coefficiente di infiltrazione pari a 0.501, e del deflusso superficiale. Tabella 3.15 Valori medi di infiltrazione, deflusso profondo e deflusso superficiale per il bacino dell Olona a Legnano (mm). gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno I P Dsup Nella Figura 3.13 seguente è rappresentato l andamento temporale dei deflussi calcolati dal modello di dettaglio per l intero periodo di simulazione per la sezione dell Olona a Legnano. Figura 3.13 Deflussi mensili calcolati per la sezione dell Olona a Legnano periodo Deflussi [mm] gen-42 gen-43 gen-44 gen-45 gen-46 gen-47 gen-48 gen-49 gen-50 gen-51 gen-52 gen-53 gen-54 gen Deflussi [mm] gen-56 gen-57 gen-58 gen-59 gen-60 gen-61 gen-62 gen-63 gen-64 gen-65 gen-66 gen-67 gen-68 gen-69 30

36 Allegato Deflussi [mm] gen-70 gen-71 gen-72 gen-73 gen-74 gen-75 gen-76 gen-77 gen-78 gen-79 gen-80 gen-81 gen Deflussi [mm] gen-83 gen-84 gen-85 gen-86 gen-87 gen-88 gen-89 gen-90 gen-91 gen-92 gen-93 gen-94 gen-95 gen-96 gen-97 In Figura 3.14 è rappresentato l andamento delle portate medie mensili per la stazione dell Olona a Legnano. Sono inoltre indicati gli scostamenti massimi e minimi della media dell interno del periodo di simulazione. Figura 3.14 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Legnano periodo e relativi scostamenti massimo e minimo. Portate [m 3 /s] gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 31

37 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità In Figura 3.15 e nella Tabella 3.16 seguente sono riportate le portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Legnano con il solo modello di dettaglio in quanto per questa sezione non era stata prevista la modellazione con la metodologia Poli03. Figura 3.15 Portate medie mensili calcolate per la sezione dell Olona a Legnano, periodo Portate (m 3 /s) Stimate Modello di Dettaglio Stimate (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Nella Tabella 3.16 e nella Figura 3.16 sono riportati i valori medi mensili e medio annuo assunti dai termini che concorrono alla formazione della portata transitante in alveo, ovvero il deflusso superficiale ed il deflusso di base; per confronto in tabella sono riportate anche le portate calcolate per la stessa sezione con la metodologia Poli03 (All. 2). Tabella 3.16 Deflussi medi mensili e medio annuo e portate medie mensili e media annua alla sezione di Olona Legnano (m 3 /s). Portata superficiale Di Portata di base Qi Portata Modello di dettaglio Portata (Poli03) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua

38 Allegato 4 Figura 3.16 Applicazione del modello idrologico. Deflussi medi mensili superficiali, di base e totali ricostruiti con il Modello di dettaglio nella sezione di Legnano. Portate (m 3 /s) Deflussi stimati Modello di Dettaglio Deflusso superficiale Deflussi sotterranei gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 33

39 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 34

40 Allegato 4 Capitolo 4 Quadro riassuntivo delle portate Nella tabella seguente si riportano per ogni bacino le portate medie annue antropizzate e naturali ed i relativi contributi unitari. Tabella Portate medie annue naturali e relativi contributi unitari calcolati con la procedura Poli03 e con il modello di dettaglio per i bacini dell Olona. Bacino A (km 2 ) QAN (m 3 /s) Poli03 qan (l/s/km 2 ) QANM (m 3 /s) Modello di dettaglio qanm (l/s/km 2 ) Olona a Ponte Gurone Olona a Fagnano Olona Olona a Olgiate Olona Olona a Legnano Nella tabelle seguenti sono riportate le portate medie mensili naturali calcolate con la procedura Poli03 (Tab. 4.2) e con il modello di dettaglio (Tab. 4.3) per le sezioni dell Olona. Tabella Portate medie mensili naturali per le sezioni dell Olona calcolate con la procedura Poli03 (m 3 /s). Bacino gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Olona a Ponte Gurone Olona a Fagnano Olona Olona a Olgiate Olona Olona a Legnano media annua

41 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Tabella Portate medie mensili naturali per le sezioni dell Olona calcolate con il modello di dettaglio (m 3 /s). Bacino gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic media annua Olona a Ponte Gurone Olona a Fagnano Olona Olona a Olgiate Olona Olona a Legnano

42 Allegato 4 Capitolo 5 Analisi dei risultati e confronto con le elaborazioni del modello speditivo Il modello di dettaglio ha consentito di stimare gli andamenti delle portate medie mensili nelle quattro sezioni di calcolo prescelte per circa cinquanta anni tra il 1942 e il 1975 e tra il 1980 e il 1997, periodo per il quale sono disponibili le misure di precipitazione. I risultati ottenuti evidenziano, come era previsto, una certa variabilità dei risultati da anno ad anno che consente di individuare situazioni di criticità (portate minime) più marcate rispetto a quanto era possibile dai risultati del modello sull anno medio (procedura semplificata Poli03). Sebbene, infatti, gli andamenti delle portate medie mensili calcolate sull intero periodo siano abbastanza simili, pur con qualche differenza dovuta alla maggiore precisione del modello di dettaglio, a quelli ottenuti per l anno medio con la procedura Poli03, la modellazione di dettaglio mostra che in ciascun mese i valori che si possono verificare sono molto variabili nel tempo. I risultati hanno evidenziato in primo luogo uno scarto tra la stima di dettaglio e quella speditiva della portata media annua tra il 0.5% e il 13%, con uno scarto quadratico medio delle stime da anno ad anno di circa il 30% rispetto al valore medio. Nel periodo di analisi si sono osservate, inoltre, variazioni notevoli da anno ad anno delle portate di ciascun mese rispetto al valore medio di lungo periodo (cioè del valore nell anno medio). In particolare, per molti mesi si sono verificati valori minimi inferiori al 20% e in qualche caso al 10% della portata media annua naturale, evidenziando quindi periodi di potenziale criticità che non risultavano dall analisi sull anno medio. Nella tabella seguente sono riportati i valori medi, minimi, massimi, lo scarto quadratico medio delle portate medie stimate con il modello di dettaglio (MD) e, per confronto, i valori medi stimati con il modello speditivo (MS). Olona a P.Gurone Tabella Quadro riassuntivo delle portate dell Olona settentrionale, stimate con il modello di dettaglio. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno Qmedia (MS) Qmedia(MD) Qmin (MD) Qmax (MD) SQM (MD) CV (MD) Olona a Fagnano O. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Anno Qmedia (MS) Qmedia(MD) Qmin (MD) Qmax (MD) SQM (MD) CV (MD)

43 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Olona a Olgiate O. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno Qmedia (MS) Qmedia(MD) Qmin (MD) Qmax (MD) SQM (MD) CV (MD) Olona a Legnano gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic anno Qmedia (MS) Qmedia(MD) Qmin (MD) Qmax (MD) SQM (MD) CV (MD) La maggiore affidabilità del modello di dettaglio è anche confermata dall accordo sostanziale tra i valori risultanti della componente lenta del deflusso, alla quale corrisponde la portata di base nel corso d acqua, e le portate medie di interscambio fiume-falda stimate dai modelli, stazionario e in transitorio, della falda (vedi Parte II del presente Allegato). Tra Castel Seprio e Legnano, infatti, il fiume in alcuni tratti drena la falda e in altri l alimenta, con un bilancio complessivo che evidenzia una portata drenata dal fiume che è stimata con il modello stazionario pari a circa 1 m 3 /s, mentre la portata media del deflusso lento stimata con il modello idrologico di dettaglio nella sezione di Legnano risulta essere pari a 2.21 m 3 /s. Le differenze tra i valori sono da attribuire sia alla maggiore lunghezza del tratto fluviale considerato con il modello idrologico, sia alla maggiore ampiezza del concetto di contributo lento al deflusso, che comprende oltre alla portata di interscambio con la falda anche le portate superficiali dovute non direttamente alla precipitazioni, ma a sorgenti e risorgive. Con il modello in transitorio si ottengono portate medie leggermente minori di quelle del modello stazionario, con un andamento per il 2003 decrescente da marzo ad agosto, mentre l andamento medio sull intero periodo delle portate di base del modello idrologico presenta un aumento da maggio a luglio. Anche in questo caso le differenze sono da attribuire, oltre che al diverso periodo temporale, anche al fatto che le portate drenate dal fiume stimate dal modello della falda sono solo una delle componenti delle portate di base stimate dal modello idrologico. I risultati ottenuti mostrano che il ricorso ad un modello di dettaglio è indispensabile per evidenziare effettivamente le possibili situazioni di criticità, anche in relazione alla valutazione della loro possibile durata. L andamento delle portate mensili riferite all anno medio, infatti, pur utile per una valutazione di prima approssimazione non consente di apprezzare i valori estremi. Questa migliore informazione è ottenibile anche nel caso in cui il modello sia tarato utilizzando i valori medi, come è stato fatto per il bacino dell Olona, a causa della indisponibilità di misure contemporanee di portata, precipitazione e temperatura. E quindi auspicabile che la taratura e l applicazione di un tale modello sia estesa a tutte le aree idrografiche della Lombardia. E anche auspicabile che si aumenti nel futuro la disponibilità di osservazioni idrologiche, sia nel tempo che nello spazio, attraverso la costruzione di nuove stazioni di misura. Ciò porterebbe, infatti, ad una taratura più accurata del modello e consentirebbe non solo di aumentare ulteriormente l affidabilità dei risultati 38

44 Allegato 4 ottenibili, ma anche di limitare le incertezze che derivano dall utilizzo del modello in sezioni molto lontane da quella di taratura. 39

45 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 40

46 Allegato 4 Parte II Studio pilota per la valutazione quantitativa degli scambi idrici acque superficiali/sotterranee 41

47 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 42

48 Allegato 4 Capitolo 1 Metodologia 1.1. Finalità Nell ambito di una gestione integrata a scala di bacino delle risorse idriche è di fondamentale aspetto poter definire sotto il profilo quali-quantitativo le interazioni tra i corsi d acqua superficiali e i corpi idrici sotterranei. L entità degli scambi, la loro variabilità stagionale e la loro dipendenza delle variazioni climatiche svolgono un ruolo fondamentale nella definizione dell Uso Sostenibile delle Risorse Idriche sotterranee (USRI) e nel garantire valori di deflusso minimo vitale per i corsi d acqua. La loro definizione appare oggi di estrema importanza al fine di raggiungere la compatibilità con gli obiettivi di quali-quantitativi previsti dal D.Lgs. 152/99 e dalla Direttiva Quadro europea sulle Acque entrata in vigore nel Lo studio degli scambi idrici fiume/acquifero può essere compiuto secondo schemi diversi e più o meno dettagliati, in grado di fornire risultati con precisione crescente. Verranno di seguito presentate le metodologie comunemente diffuse nel campo della ricerca (Cap. 3) e quella adottata per il presente studio nell ambito della valutazione dei rapporti tra il Fiume Olona e la falda freatica nell area di alta e media pianura posta tra il comune di Castel Seprio (Varese) e quello di Rho (Milano). La scelta di adottare quale area di ricerca e di applicazione della metodologia una porzione ristretta del bacino di un fiume minore, è stata compiuta per poter realizzare una modellazione di dettaglio più raffinata rispetto alla modellazione compiuta a scala dei Bacini idrici sotterranei (All. 3). Focalizzandosi su un tratto relativamente breve del fiume, si è voluto creare la possibilità di raccogliere un numero maggiore di dati, compiere misure opportune in campo e studiare a fondo il problema al fine di ottenere risultati di buona qualità. Risultati di fondamentale importanza per poter compiere scelte metodologiche nell ambito della futura valutazione dei rapporti fiume/acquifero anche a scala lombarda Metodologia Introduzione al problema Convenzionalmente, considerando il punto di vista dell acquifero, possono essere distinte due direzioni di scambio tra i corsi d acqua superficiali e le acque sotterranee: condizioni di alimentazione dove le acque superficiali forniscono un contributo a quelle sotterranee; condizioni di drenaggio quando le acque di falda escono dal sistema sotterraneo per confluire in un corso d acqua. Ogni corso d acqua può presentare condizioni di deflusso diverse a seconda della stagione e del tratto considerato. È tuttavia vero che corsi d acqua a carattere perenne, dove il flusso di base è più o meno continuo, sono caratterizzati pressoché esclusivamente da condizioni di drenaggio, determinando ampie zone di richiamo della falda idrica (All. 3, Cap. 5). Nell ambito della Pianura Lombarda questo è il caso dei fiumi principali quali Po, Ticino, Adda, Oglio e Mincio che creano, 43

49 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità durante tutto l anno, condizioni di richiamo delle acque di falda venendo a costituire dei veri e propri limiti per i bacini idrogeologici sotterranei. Diversamente i fiumi minori quali Olona, Seveso, Lambro, Serio, Brembo, Cherio e Mella presentano alcuni tratti che drenano durante tutto l anno e altri che possono essere drenanti o alimentanti a seconda della stagione e dei singoli eventi di precipitazione atmosferica. Questi non sono in grado di costituire dei limiti fisici per i bacini idrogeologici sotterranei e lo studio degli scambi idrici con le acque sotterranee risulta più complesso rispetto al primo caso. Il deflusso naturale delle acque può inoltre essere fortemente condizionato dall attività antropica di prelievo di acqua dal sottosuolo mediante pozzi. In questo caso la direzione di scambio idrico fiume/falda ed i volumi in gioco possono variare sensibilmente. Fino ad oggi in Italia la diminuzione del deflusso di acque sotterranee verso i fiumi a seguito di attività umane è stato un aspetto sottovalutato, che tuttavia può comportare consistenti mutamenti per il corso d acqua in termini di portata di base, livello idrico, velocità di deflusso, temperatura e qualità delle acque. Tali mutamenti non hanno solo conseguenze sulla disponibilità idrica per uso umano, ma anche sulla possibilità di mantenere nel corso d acqua condizioni ottimali per l ecosistema. Nell ambito di una gestione integrata dei bacini idrici, i basin managers hanno oggi la necessità di comprendere gli effetti determinati dai pozzi esistenti e di prevedere le conseguenze, legate alla realizzazione di nuovi pozzi, sulla disponibilità idrica. Si tratta di una materia piuttosto complessa che non può prescindere dall utilizzo di modelli matematici. Il riequilibrio di un sistema idrico a seguito dell attivazione di un pozzo può infatti richiedere da alcuni mesi ad alcuni anni ed è condizionata da molteplici fattori che devono essere contemporaneamente presi in considerazione: caratteristiche fisiche dell acquifero, livello di connessione fiume/acquifero, variazioni periodiche dei livelli, posizione dei pozzi, entità del pompaggio e periodo di funzionamento Interazioni tra acque superficiali e sotterranee: analisi quantitativa Gli scambi idrici acque superficiali/acque sotterranee a grande scala sono controllati principalmente dai seguenti fattori: relazioni tra i livelli idrici del fiume e delle acque sotterranee adiacenti; valore e distribuzione della conducibilità idraulica nella piana alluvionale e nell alveo stesso; posizione e geometria dei canali alluvionali nell ambito della piana In merito al primo punto una fondamentale distinzione riguarda l esistenza di un sistema idraulicamente disconnesso o connesso (Fig. 1.1). Se il pelo libero della falda freatica ha una quota tale da raggiungere il livello idrico del fiume il sistema fiume/acquifero è di tipo connesso. Diversamente se si ha una porzione di materiale insaturo o parzialmente saturo al di sotto dell alveo del fiume ci troviamo in condizioni di sistema fiume/acquifero disconnesso. 44

50 Allegato 4 Figura Relazione tra acquifero e corso d acqua superficiale: a) la corrente fluviale è connessa all acquifero e riceve da questo un guadagno di portata; b) la corrente è connessa all acquifero a cui cede una portata; c) la corrente fluviale non è connessa all acquifero la cui superficie si trova a poca profondità dalla corrente; d) la corrente superficiale non è connessa all acquifero che si trova in profondità. Fonte: M. Sophocleous, 2002 La valutazione più complessa degli scambi idrici riguarda il caso di sistemi disconnessi con una elevata porzione insatura, indicativamente superiore ai 5 m, tra fiume e livello piezometrico freatico (Fig. 1.1/d). In questo caso è comunque presente uno scambio idrico, che avviene per infiltrazioni in condizione di parziale saturazione (D.Peterson and J.Wilson,1988), la cui quantificazione richiede l utilizzo di modelli dell insaturo e conseguentemente di un maggior numero di dati. In tutti i casi rappresentati in Figura 1.1 la posizione della superficie freatica costituisce la condizione al contorno che maggiormente condiziona gli scambi idrici fiume/acquifero: i volumi idrici scambiati crescono all aumentare della distanza livello idrico fiume-superficie freatica fino al raggiungimento di una distanza critica oltre la quale ulteriori abbassamenti della falda non hanno più alcuna influenza. (H. Bouwer e T. Maddock, 1997). Nel caso di sistemi connessi un semplice approccio per stimare l entità dello scambio idrico è quello di considerare il flusso controllato dallo stesso meccanismo monodimensionale che regola le perdite attraverso uno strato semi-impermeabile. Basandosi sulla legge di Darcy il flusso è regolato dal valore della permeabilità e dall entità della differenza di carico idraulico tra falda e fiume (K. Rushton e L. Tomlinson, 1979): q= c h a -h f = k h [1] dove q = portata tra fiume e falda c = coefficiente dato dal rapporto tra permeabilità e spessore dei sedimenti di fondo del fiume h a = carico idraulico dell acquifero h f = carico idraulico del fiume La relazione [1] descrive lo scambio idrico fiume-falda o falda-fiume a seconda che il segno sia rispettivamente positivo o negativo, ipotizzando l esistenza di una linearità tra differenza di carichi idraulici e portata. In realtà numerosi studi hanno dimostrato sia l esistenza di un valore di flusso massimo, in particolare in condizioni di alimentazione, che di un aumento della resistenza al passaggio dell acqua nei materiali di fondo al crescere del volume. Per questa ragione quando si hanno a disposizione un numero sufficiente di osservazioni per definire i parametri necessari è possibile utilizzare una relazione esponenziale o mista (Fig. 1.2): 45

51 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità q = c 1 [1-exp(-c 2 h)] [2] q = c 1 h + c 2 [1-exp(-c 3 h)] [3] dove c 1, c 2, c 3 costituiscono costanti sperimentali che stanno a rappresentare una crescente resistenza al passaggio dell acqua. Figura Rappresentazione grafica dell entità degli scambi idrici fiume/acquifero (q) in funzione della differenza di carico ( h). Fonte: M. Sophocleous, 2002 Attraverso queste relazioni è possibile rappresentare la variazione dell influenza esercitata dai sedimenti di fondo sull entità degli scambi idrici fiume/acquifero considerando nel caso della [2] una relazione puramente esponenziale con il raggiungimento di un valore massimo di flusso e nel caso della [3] una relazione principalmente esponenziale per piccoli valori di h e lineare per valori elevati. Nell ambito del caso del Fiume Olona di seguito presentato, gli scambi idrici sono stati rappresentati mediante il pacchetto RIV del modello alle differenze finite Modflow. Questo modulo di istruzioni Fortran permette di simulare il flusso dell acqua tra un acquifero ed un serbatoio, solitamente costituito da un fiume o da un lago. Si tratta di una condizione matematica di tipo Cauchy in quanto il flusso dipende dal carico idraulico. 46

52 Allegato 4 Figura Sezione rappresentante: a) la situazione reale di un fiume b) la sua rappresentazione nel modello attraverso la condizione RIV a Fonte: McDonald E Harbaugh, 1988 b Il percorso del fiume viene rappresentato tramite una spezzata di cui ogni spezzone cade all interno di una cella. Per ognuna di queste per stabilire il flusso viene utilizzato il termine di conduttanza C RIV : C RIV = L = lunghezza del tratto di fiume nella cella K = permeabilità dei sedimenti di fondo W = larghezza dell alveo del fiume M = spessore dei sedimenti di fondo del fiume Quindi il flusso sarà : Q KLW M KLW = M (H h ) RIV RIV i, j,k H RIV = carico idraulico delle acque del fiume h i, j, k = carico idraulico dell acquifero nella cella i,j,k Si noti che il flusso rappresenterà una quantità positiva nel caso avvenga verso l acquifero. L equazione ha alla sua base l ipotesi che le perdite di carico tra fiume e acquifero siano limitate al tratto dei sedimenti di fondo (Fig. 1.3), ovvero che tra questi e il nodo della cella non vi siano importanti perdite di carico idraulico. Ciò è generalmente vero per la minore permeabilità che caratterizza i sedimenti di fondo rispetto ai materiali che costituiscono l acquifero, ma, se così non fosse, si dovrà utilizzare una C RIV adeguata per il tratto tra il nodo ed i sedimenti di fondo. I dati necessari al pacchetto River sono quelli elencati per le equazioni precedenti: parte di essi può essere misurata facilmente in sito o tramite carte topografiche, mentre solitamente di più difficile definizione resta lo spessore dei sedimenti di fondo e la loro permeabilità. Inoltre, per poter applicare questo tipo di condizione al contorno, dovrà essere inserito nel modello un ultimo parametro, la quota della base dei sedimenti di fondo (R BOT ). Si consideri il caso in cui il fiume alimenti la falda, il flusso sarà dato da: Q RIV = C RIV (H RIV - h i, j, k ) Ma nel caso risulti R BOT h i, j, k l equazione utilizzata dal pacchetto River sarà : Q RIV = C RIV (H RIV - R BOT ) [4] 47

53 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità ovvero per ulteriori abbassamenti della falda al di sotto di R BOT, il flusso dal fiume alla falda resterà costante ed indipendente da h i, j, k.. Il gradiente idraulico nella colonna satura risulta essere pressoché unitario in quanto h tra due equipotenziali risulta essere approssimativamente pari alla distanza tra loro. D altra parte se i dati di terreno indicano che il flusso dal fiume aumenta all abbassarsi del livello di falda anche al di sotto di R BOT e che solo giunti ad una certa quota h 1 s instaura la condizione di flusso stazionaria a gradiente unitario, si dovrà assumere R BOT uguale a h 1. In tal caso il flusso raggiunte le condizioni stazionarie sarà : Q KLW = M (H h ) RIV RIV i, j,k ma h =1 = (H - R ) RIV BOT M Q RIV = KLW Sostituendo nell equazione [4] otterremo la C RIV da utilizzare : C RIV = KLW (H - R ) RIV BOT Metodi per la valutazione del valore di permeabilità dei sedimenti di fondo dell alveo Come visto nel paragrafo precedente la distribuzione e il valore della permeabilità dei materiali costituenti l alveo di un fiume costituisce uno dei parametri che condizionano maggiormente gli scambi idrici tra fiume e falda. Si tratta di un parametro la cui determinazione non è semplice per la complessità delle operazioni necessarie per effettuare prove in campo e per la sua elevata variabilità spaziale sia in senso longitudinale che trasversale all alveo del fiume. Di seguito verranno descritte alcune metodologie che possono essere utilizzate per una scelta corretta di tale parametro. L applicazione di una di queste dovrà essere funzione di: tipologia del problema che si sta affrontando lunghezza dell asta fluviale da studiarsi risorse economiche a disposizione tempi di esecuzione a disposizione: alcuni procedimenti possono necessitare di tempi di osservazione piuttosto lunghi lo scopo dell analisi che si sta conducendo. Prova di laboratorio: la realizzazione di prove di permeabilità mediante permeametri su campioni prelevati dall alveo del fiume, permette di ricavare un valore di permeabilità la cui incertezza è piuttosto consistente. Questo è dovuto alle difficoltà di prelevare un campione rappresentativo ed indisturbato all interno dell alveo di un fiume. Pur esistendo tecnologie di campionamento dei terreni che permettono di ottenere campioni indisturbati, non sempre l impiego dei macchinari necessari è possibile all interno dell alveo di un fiume. Inoltre nel caso di sedimenti estremamente eterogenei, può essere non possibile riuscire a prelevare i ciottoli di maggiori dimensioni ottenendo un campione parzialmente rappresentativo della reale frazione 48

54 Allegato 4 granulometrica. La tipologia di prova comporta per di più la perdita della struttura del terreno durante la fase di preparazione del campione. Tuttavia la prova permette di ottenere l ordine di grandezza del valore di permeabilità che associato ad altre metodologie di seguito descritte consente di giungere ad un valore più corretto. In particolare ciò risulta valido per fiumi di piccole dimensioni (larghezza alveo < 15 m), privi di canali, con energia di trasporto da media a bassa e soggiacenza della falda ridotta o nulla. Slug test su piezometro: tale prova consiste nel condurre uno slug test in un piezometro realizzato in alveo e avente la porzione filtrata nei soli depositi di fondo del fiume. La prova è basata sull entità del recupero del livello piezometrico entro un piezometro, dopo una variazione rapida imposta da una iniezione istantanea di acqua all interno del piezometro, nel quale la falda si trova in condizioni statiche. L acqua viene iniettata rapidamente nel pozzo, quindi vengono registrate nel tempo le misure del livello piezometrico nel pozzo che tende ad abbassarsi sino a raggiungere il livello statico antecedente l inizio della prova. Essendo condotta in sito, la prova permette di ottenere un valore di permeabilità affidabile. Ancora una volta la realizzazione risulta spesso piuttosto difficile o impossibile per l accessibilità del sito ai macchinari e agli operatori. Svantaggi: difficoltà di realizzazione per fiumi con spessore dei depositi ridotto, difficoltà di accesso al punto di esecuzione della prova, costo della prova, valore puntuale. Vantaggi: buona affidabilità del valore di permeabilità. Prova di pompaggio: la prova di pompaggio si basa sull analisi delle registrazioni degli abbassamenti rilevati nel tempo da dei piezometri posti ad una certa distanza dal pozzo che preleva una determinata portata dall acquifero. La procedura per l effettuazione della prova e conseguentemente anche il metodo di calcolo per la stima della permeabilità variano a seconda del tipo di falda acquifera esaminata. Nel caso di acquiferi confinati da un limite permeabile, quale un corpo idrico superficiale, la curva degli abbassamenti subisce una variazione della pendenza dopo un determinato tempo t, istante in cui il cono di depressione del pozzo raggiunge tale limite. L interpretazione della prova e la sua simulazione attraverso modelli matematici permette di comprendere l entità dello scambi idrico tra fiume e acquifero in condizioni di pompaggio e quindi di ricavare un valore di permeabilità per i sedimenti di fondo del fiume. I dati di permeabilità ricavati secondo le metodologie sopra elencate possono infine essere utilizzati, al fine di ottenere l entità dello scambio idrico fiume/acquifero, nelle formule analitiche viste in precedenza o implementati all interno di un modello matematico di flusso. Quest ultimo rappresenta lo strumento più interessante ai fini della gestione delle risorse idriche sotterranee e quello in grado di fornire i risultati più corretti. Uno dei vantaggi offerti dalla modellazione è la possibilità di poter condurre la calibrazione del valore di permeabilità ricavato dalle prove, utilizzando quale parametro di taratura del modello gli scarti tra valori piezometrici simulati/misurati in campo e gli scarti tra portate simulate/misurate. Modellazione del flusso idrico in stazionario: in questo caso viene realizzato un modello di flusso per il tratto di asta fluviale in esame e vengono inseriti i valori di permeabilità ricavati secondo le metodologie sopra descritte. La taratura viene condotta confrontando i valori piezometrici ricavati da una singola campagna piezometrica con quelli simulati dal modello. La rete piezometrica dovrà essere costituita da una serie di punti di misura posti nelle vicinanze dell alveo del fiume e con filtri in corrispondenza dell acquifero freatico. Più i piezometri saranno posti in prossimità dell alveo più i valori misurati risentiranno degli scambi idrici fiume/acquifero. La distanza ottimale è costituita dalla distanza alla quale le linee di flusso della falda risentono della deviazione determinata dagli scambi idrici con il fiume. Indicativamente per un fiume in grado di influenzare decisamente la morfologia piezometrica, quali Po, Ticino, etc.., i punti di 49

55 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità misura devono essere posti entro il chilometro di distanza, mentre per fiumi minori dovranno essere posti entro i 150 m. Una attenta ricerca bibliografica e lo studio di carte piezometriche della zona di studio permetteranno di ottimizzare la rete piezometrica caso per caso. Ai valori piezometrici potranno essere associati quali elemento di ulteriore taratura, eventuali valori di portata rilevati all ingresso, all uscita ed in posizione intermedia del tratto di asta modellato: maggiore sarà il numero di punti di misura, più dettagliata potrà essere la valutazione dell entità degli scambi per i diversi tratti del fiume in cui viene ad essere così suddiviso. In questo caso la calibrazione dei valori di permeabilità del fondo del fiume dovrà essere condotta al fine di minimizzare sia gli scarti piezometrici che quelli di portata del corso d acqua. Per fiumi posti in aree fortemente antropizzate la taratura del modello di flusso tramite l uso dei valori di portata può risultare difficoltosa per la presenza di numerosi scarichi industriali e fognari che affluiscono al fiume: scarichi le cui portate non è spesso possibile definire e che, in particolare per i fiumi minori, possono costituire buona parte della portata. Modellazione del flusso idrico in transitorio: la modellazione in transitorio simula gli scambi idrici nel tempo, permettendo quindi di studiare la loro variabilità stagionale in funzione delle oscillazioni piezometriche della falda e dei livelli idrici del fiume. Anche in questo caso, partendo da un valore di permeabilità del fondo dell alveo definito secondo le prove di cui sopra, è possibile calibrare tale parametro. Grazie alla disponibilità di più campagne piezometriche e dei relativi livelli idrici misurati lungo l asta fluviale, pur inserendo un valore di permeabilità iniziale del tutto indicativo, ad esempio ricavato da dati di letteratura, è possibile individuare con buona approssimazione il valore medio di permeabilità dei sedimenti di fondo per il tratto di asta fluviale considerato. Una delle metodologie di calibrazione applicate attraverso l uso di modelli in transitorio prevede la valutazione della risposta della falda in seguito ad un evento di piena, mediante la registrazione in continuo dei livelli idrici del fiume e dei carichi idraulici in piezometri posti nei pressi dell alveo. Le misure possono oggi essere agevolmente effettuate in continuo mediante sonde automatiche. In generale una stazione di misura deve rispondere ai seguenti requisiti: la portata totale del fiume deve essere confinata in un unico canale dove è posizionata la stazione di misura; non ci devono essere portate che aggirano la stazione; il corso della corrente deve essere rettilineo per circa 100 m sia nella parte a monte che nella parte a valle rispetto al posizionamento della stazione; le sponde devono essere permanenti, sufficientemente alte da contenere le piene; il sito scelto per il posizionamento della stazione di misura deve essere rapidamente raggiungibile e consentire operazioni per l installazione della stazione non troppo laboriose. Una limitazione della metodologie che sfrutta un evento di piena può essere determinato dal fattore tempo in quanto si deve attendere che l evento di piena si verifichi. Per corsi d acqua minori questo svantaggio può essere ovviato tramite la creazione artificiale di un evento di piena: questo scopo può essere raggiunto provocando l innalzamento dei livelli idrici o attraverso uno sbarramento, anche parziale, a valle della zona di interesse, oppure immettendo una portata supplementare al corso d acqua, ad esempio da un canale irriguo laterale. Costi, autorizzazioni e condizioni sito specifiche rappresentano spesso gli ostacoli all applicazione di questa metodologia alternativa. 50

56 Allegato 4 Capitolo 2 Strumenti adottati per l elaborazione dati L elaborazione dei dati è stata effettuata principalmente attraverso il codice di calcolo Modflow che permette di simulare il flusso idrico sotterraneo e gli scambi idrici con i corpi d acqua superficiali. Una dettagliata descrizione di tale strumento viene riportata nel Capitolo 3 dell Allegato 3. 51

57 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità 52

58 Allegato 4 Capitolo 3 Dati di ingresso 3.1. Dati necessari per l applicazione della metodologia Nel capitolo riguardante la metodologia scelta per la valutazione degli scambi idrici tra corsi d acqua superficiale e falde freatiche vengono esposti in dettaglio i fattori che influenzano le portate di scambio e conseguentemente i dati necessari alla loro valutazione attraverso modelli matematici di tipo analitico e numerico. I dati utili a tale scopo vengono qui schematicamente riassunti al fine di poter agevolmente chiarire quali informazioni sono necessarie per questa tipologia di studi e come questi possono essere reperiti nell ambito della regione Lombardia. Livelli idrici del fiume lungo la sua asta; Portate di deflusso nel tempo in corrispondenza di sezioni strumentate; Campagne di misure piezometriche in punti adiacenti l asta fluviale captanti l acquifero freatico; Carte pedologiche e geologiche raffiguranti le tipologie di terreni o rocce attraversate dal corso d acqua; Valori di conducibilità idraulica e spessori dei materiali che costituiscono il fondo del fiume; Quantificazione degli apporti idrici antropici nel corso d acqua superficiale. Nell ambito di uno studio a scala regionale il reperimento dei dati sopra esposti lungo l intera asta di ogni singolo corso d acqua, non solo determinerebbe costi molto elevati, ma comporterebbe la definizione degli scambi idrici ad un dettaglio superiore alle attuali necessità del Programma di Tutela e Uso delle Acque. Ben più efficiente risulterebbe procedere in una suddivisione di ogni singolo fiume lombardo in tratti omogenei. Per ognuno di essi dovrà essere condotto uno studio di dettaglio i cui risultati possano essere estesi ad un tratto più esteso del corso d acqua. Per tratti omogenei s intende porzioni dell alveo che presentino caratteristiche idrogeologiche simili, quali dimensioni dell alveo, velocità della corrente, stato del fondo e sua permeabilità, soggiacenza media della falda, permeabilità dell acquifero superficiale e materiali geologici presenti nei pressi dell alveo del fiume. A valle di indagini che definiscano i parametri precedentemente indicati, sarà possibile condurre la suddivisione in tratti omogenei e quindi valutare per ognuno di essi il tratto sperimentale su cui condurre lo studio di dettaglio. Ottenute le prime valutazioni a scala regionale degli scambi idrici fiume falda, laddove dovessero emergere delle criticità, si potrà provvedere a compiere studi con un dettaglio superiore, tale da poter rispondere alle problematiche del singolo caso Consistenza dei dati disponibili per il territorio in esame Area di studio Il Fiume Olona si estende per circa 104 km con un bacino idrografico stimato in 475 km 2. Nasce alle pendici dei monti a nord di Varese ai piedi della Madonna del Monte a circa 1000 m s.l.m. e, a 53

59 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità seguito della deviazione nell alveo del Lura, termina attualmente il suo corso con il nome di Lambro meridionale sfociando nel Lambro settentrionale. La parte studiata nel presente lavoro interessa la parte a Nord di Milano del corso dell Olona, terminando a Rho-Pero (Fig. 3.1). Le caratteristiche del territorio attraversato dall Olona nell area di interesse sono notevolmente differenti nelle due porzioni in cui il bacino viene diviso dall autostrada A8 Milano-Laghi. Nell area a monte, corrispondente alla vera e propria Valle dell Olona, il fiume scorre in una valle profondamente incisa con i centri abitati posti in posizione elevata sulle colline create dai terrazzamenti fluvioglaciali e dai depositi morenici. La larghezza dell alveo varia mediamente tra gli 8 e i 12 metri. Nell area a valle, invece, totalmente pianeggiante, l Olona attraversa i due più grossi centri abitati del bacino, Castellanza e Legnano, scorre poi per un certo sviluppo in aree agricole, taglia nuovamente alcuni abitati (Nerviano e Pogliano Milanese) e infine defluisce ancora per un breve tratto in aperta campagna. Le sezioni risultano mediamente di larghezza compresa tra 12 e 16 metri. Per il dominio di modellazione sono stati considerati i seguenti confini: a nord il Comune di Castel Seprio, a sud il comune di Rho, a est fino al Fiume Seveso e ad ovest il Fiume Ticino. Figura Area di studio corso del Fiume Olona fino al suo ingresso nel capoluogo lombardo; per l esatta identificazione del dominio di modellazione si faccia riferimento alla Varese Figura F. Olona F. Ticino Busto A. Milano La parte a Nord di Varese non è stata modellata date le scarse conoscenze sull idrogeologia, la mancanza di pozzi per le misure piezometriche. Il confine a sud coincide pressoché con la confluenza tra Olona e Lura, punto oltre il quale il fiume si dirige verso la città di Milano, in cui risulta essere completamente tombinato. I confini est ed ovest sono stati scelti in modo che le condizioni al contorno, impostate lungo di essi, fossero sufficientemente distanti perché non condizionassero la soluzione matematica delle equazioni di flusso nella zona centrale corrispondente all alveo del fiume. In particolare ad ovest il modello è stato esteso fino a 54

60 Allegato 4 raggiungere il Fiume Ticino in quanto questo costituisce, per il bacino idrico sotterraneo, un limite idrogeologico ben definito rappresentabile tramite condizioni a carico costante Struttura idrogeologica L'estrema eterogeneità del territorio in cui scorre il Fiume Olona, mette in luce la complessità delle geometrie dei corpi sedimentari nel sottosuolo e dei loro reciproci rapporti dal punto di vista della circolazione idrica sotterranea. Nel settore settentrionale il flusso idrico sotterraneo è localizzato all'interno delle alluvioni di fondovalle e in una circolazione talora profonda, le cui emergenze si manifestano attraverso sorgenti. Per la porzione centrale del territorio, la circolazione idrica è assai più complessa e caratterizzata da una estrema frammentazione degli acquiferi. Le sezioni idroigeologiche ricostruite permettono di osservare come nella porzione superiore del bacino l'andamento molto irregolare del substrato roccioso condiziona la presenza di spessori della copertura tali per cui si ritrovi l'acquifero sotterraneo; tra i depositi grossolani prevalgono nettamente i conglomerati che presentano spessori raramente considerevoli (tipica è la successione che compare in corrispondenza del Torrente Bevera). Al di sopra del basamento roccioso è presente sempre un orizzonte argilloso che, comune in tutte le situazioni di margine pedecollinare, può raggiungere spessori di un certo rilievo. Nella zona di transizione tra la parte pedemontana e quella collinare la successione sotterranea è caratterizzata dalla presenza di forti spessori di depositi argillosi, collocati soprattutto alla base della successione; mano a mano che si procede verso la porzione più meridionale della pianura prende corpo e consistenza la differenziazione della caratteristica di acquifero multistrato, tipica della struttura idrogeologica della pianura. Al fine di poter ricostruire la struttura dell area in esame sono state utilizzate nove sezioni costruite nell ambito di una tesi di laurea, abbinate a 16 sezioni derivanti da studi precedenti (Amministrazione Provinciale di Varese Prima sintesi sulle conoscenze idrogeologiche della Provincia di Varese, CAP Milano Indagine Preliminare sull uso sostenibile delle falde profonde nella Provincia di Milano, Provincia di Milano Le risorse idriche sotterranee nella Provincia di Milano Vol.I: Lineamenti idrogeologici, 1995 ). Solo il tracciamento di tutte le sezioni, riportate in Figura 3.2 ha permesso di definire la complessità e la suddivisione in strati per la realizzazione del modello. 55

61 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura Sezioni idrogeologiche nell area di studio mediante le quali si è ricostruita la struttura idrogeologica e il modello concettuale (CAP Milano, Provincia Varese, Provincia di Milano, Politecnico di Milano) Modello concettuale Il primo passo nella costruzione di un modello consiste nella schematizzazione concettuale del sistema in esame. Il modello concettuale è una rappresentazione grafica del sistema che si intende studiare. Lo scopo del modello concettuale è quello di semplificare il sistema in modo da permettere un analisi dello stesso. La realizzazione di un buon modello concettuale è molto importante in quanto il fallimento di una modellizzazione è spesso da attribuire ad un modello concettuale errato. La ricostruzione della struttura idrogeologica ha permesso di chiarire l esistenza di un acquifero superficiale freatico, acquifero Tradizionale (TR), monostrato che avvicinandosi alla zona di Legnano e Busto Arsizio all aumentare della frazione fine si suddivide dando luogo al sottostante acquifero Continentale (C). Al fine dello studio degli scambi idrici fiume/acquifero l acquifero freatico è quello che riveste il maggiore interesse, ma nel presente studio si è scelto di modellare anche la parte superiore dell acquifero Continentale al fine di simulare correttamente l alimentazione idrica verso gli acquiferi più profondi evitando errori di bilancio nell Acquifero TR e negli scambi idrici con l Olona (Fig. 3.3). 56

62 Allegato 4 Figura Stralcio di una sezione N-S nella porzione centrale del dominio modellato, in evidenza il passaggio da un solo acquifero (TR) ad una compartimentazione (TR e C) Discretizzazione spaziale del dominio Discretizzazione verticale. Sulla base del modello concettuale si è scelto di suddividere il modello in tre strati, che permettono di simulare il primo (TR), il secondo acquifero (C1-C2) e il livello argilloso che li separa. Una discretizzazione verticale di questo tipo permette, attraverso la variazione dei valori di permeabilità attribuiti ai diversi layers, di passare da un acquifero monostrato nel settore nord ad uno compartimentato nel settore meridionale del dominio modellato (Fig. 3.4). 57

63 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura Sezione N-S del modello che mostra come il layer 2 a partire dal settore centro nord del dominio considerato assume gli stesso valori di permeabilità degli altri due layer. N S Discretizzazione orizzontale. L area studiata è stata discretizzata attraverso celle di 400 m per 400 m. La Figura 3.11 mostra la griglia con cui è stato definito il modello. La scelta di utilizzare una griglia di tali dimensioni è stata dettata dal tentativo di utilizzare una spaziatura simile a quella che si dovrebbe utilizzare in caso di modellazione a scala di Bacini idrici sotterranei Conducibilità idraulica delle unità idrogeologiche Una volta individuata la geometria del sistema idrogeologico in esame, sono state inserite le varie caratteristiche del sistema stesso. Per la definizione della conducibilità idraulica si è fatto riferimento a studi condotti dal Politecnico di Milano (DIIAR-Sez. Infr. Viarie). I valori di permeabilità erano stati calcolati, dove le informazioni disponibili lo rendevano possibile, con il metodo Cassan (M. Cassan,1980). Tale metodo permette di calcolare il valore di trasmissività di un acquifero partendo dai dati, generalmente riportati sulle stratigrafie, rilevati durante la prova di collaudo del pozzo. Dai dati di trasmissività, è stato possibile ricavare il valore di permeabilità dividendo i valori ottenuti per lo spessore dell acquifero, ricavato a sua volta dalla stratigrafia del pozzo. Dove non erano disponibili i dati per poter valutare la trasmissività attraverso il metodo Cassan, si è ricorsi a valori di letteratura identificati per ogni unità litologica, definita attraverso il fitto reticolo di sezioni ricostruito nell area di studio (Figg. 3.5, 3.6, 3.7 e 3.8). 58

64 Allegato 4 Figura Distribuzione dei valori di conducibilità idraulica nel Layer 1, i valori sono espressi in m/giorno 1, Figura Distribuzione dei valori di conducibilità idraulica nel Layer 2 e in una sezione E-W; i valori sono espressi in m/giorno 8,6e-5 59

65 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura Distribuzione dei valori di conducibilità idraulica in due sezioni E-W; sez. a) posta nella zona nord del dominio di modellazione, sez. b) posta nella zona sud del dominio di modellazione a Figura Distribuzione dei valori di conducibilità idraulica nel Layer 3, i valori sono espressi in m/giorno b

66 Allegato Rete piezometrica Una prima campagna piezometrica a scala di dominio del modello è stata condotta nel Marzo Questa ha permesso di individuare preliminarmente i settori drenanti e quelli alimentanti del fiume e l area di influenza esercitata dal fiume sul deflusso delle acque sotterranee (Fig. 3.9). Una seconda campagna piezometrica di dettaglio è stata condotta a fine luglio In questa fase si sono utilizzati pozzi in un intorno ristretto del fiume e si sono misurati i livelli idrici del fiume in tre settori principali considerati caratteristici per le condizioni di scambio idrico fiume/acquifero: una zona drenante presso il comune di Castelseprio, una alimentante nei pressi di Rho e una a condizioni miste compresa tra i comuni di Castellanza e Cairate (Fig. 3.9). Figura Campagna di dettaglio sul Fiume Olona (luglio 2003), nei riquadri vengono evidenziati in viola i livelli idrici del fiume e in nero i livelli piezometrici che evidenziano una condizione drenante per il settore più a nord, condizioni miste per quello centrale e alimentanti per quello meridionale. Inoltre sono state individuate tutte le zone del Fiume Olona in cui il fondo è stato cementato. In questo caso sono state raccolte informazioni sullo stato della parziale o totale tombinatura dell alveo per poter capire se simulare nel modello uno fondo impermeabile o impermeabilizzato ma fortemente fratturato Modello stazionario Condizioni al contorno. Le condizioni al contorno del modello stazionario sono state stabilite sulla base dei dati relativi alla piezometria del marzo 2003 (All. 3) che ha permesso di elaborare una carta della piezometria di tutto il territorio di pianura della Regione Lombardia. La condizione al contorno scelta è stata di tipo a carico costante su tutti i quattro lati del dominio di modellazione. Per il limite occidentale la scelta è stata dettata dal fatto che in quel punto il 61

67 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Fiume Ticino costituisce un ottimo limite fisico. Questo fiume drena infatti le acque di falda durante tutto l arco dell anno indipendentemente dalle oscillazioni del suo pelo libero, pertanto rappresenta un recapito finale che con buona approssimazione può essere rappresentato attraverso un carico idraulico costante e pari a quello rilevato nella campagna piezometrica del Marzo Per gli altri limiti si è scelto di adottare la condizione a carico costante vista l elevata distanza rispetto all area di interesse reale del dominio modellato Condizioni Interne: pozzi. I pozzi privati e pubblici presenti nel dominio di modellazione sono stati rappresentati mediante condizioni a flusso costante. Come ricordato nella Parte II la corretta definizione dell acquifero sfruttato e della portata emunta da ognuno di essi è di fondamentale importanza per giungere alla definizione dell USRI, degli effetti sui corsi d acqua superficiali e delle strategie di intervento da mettere in atto. Nel presente modello di dettaglio sono state inserite le informazioni fornite da enti pubblici e integrate dai dati in possesso del Gruppo Geologia Applicata del Politecnico di Milano (Sez. Infrastrutture Viarie-DIIAR). La posizione dei pozzi, la profondità di captazione e la portata estratta risultano essere ben definite per i Comuni posti nella parte meridionale appartenenti all ex USL 34 di Legnano (Fig. 3.10). In quest area infatti era stata condotto in precedenza una ricerca di dottorato (L. Alberti, 1998) in cui questi dati erano stati informatizzati. Nella restante parte dell area di modello si sono invece utilizzati dati aggregati per comune. Figura Distribuzione dei pozzi nel Layer 1 del modello, ulteriori pozzi sono presenti nel solo Layer Condizioni Interne: Fiume Olona. Data la finalità di questo modello è stata prestata particolare attenzione all inserimento della condizione al contorno interna river (Fig. 3.11). 62

68 Allegato 4 Figura Griglia, dominio di modellazione, condizioni al contorno (blu) e condizione interna di Cauchy per la rappresentazione del Fiume Olona (verde) La complessità nell inserimento di questa condizione è dovuta alla difficile determinazione della conducibilità idraulica del fondo del fiume. In questo paragrafo si vuole descrivere la procedura che è stata adottata per questo caso specifico in cui il modello risulta essere di tipo stazionario. Data la mancanza di stazioni di misura che potessero dare dei valori di portata (Cap. 2), si è deciso di utilizzare la condizione River e non la condizione Stream. La condizione River richiede le seguenti informazioni: altezza del pelo libero dell acqua, quota del fondo e conducibilità idraulica del fondo dell alveo. I primi due dati richiesti, ovvero l altezza dell acqua e la quota del fondo, sono di facile determinazione. Mentre si effettuava la campagna piezometrica nel periodo di marzo 2003, sono stati misurati tutti i livelli dei fiumi e la quota del fondo dell alveo. Questa campagna piezometrica ha permesso di ottenere i seguenti dati: Piezometria nell intorno dell area di interesse nel periodo di marzo 2003; Livello del tirante idrico del Fiume Olona nel periodo di marzo 2003; Quota del fondo del Fiume Olona; Individuazione dei pozzi particolarmente interessanti per la messa in posa di sonde aquitronic che misurano in continuo il livello piezometrico (ai fini della fase in transitorio). Dopo la campagna piezometrica, l unico dato di cui non si disponeva era la conducibilità idraulica del Fiume Olona. A questo scopo sono stati utilizzati i risultati di prove di laboratorio effettuate nell alveo dell Olona per uno studio precedente (L. Alberti et al., 1999), nei pressi di Legnano e Nerviano. Le prove di permeabilità sono state condotte su due campioni di terreno rimaneggiato prelevati entro i primi 20 cm del fondo del fiume nel tratto presso il Castello Visconteo di Legnano. La forma e la disposizione dei granelli condiziona fortemente la permeabilità. Particelle irregolari o allungate creano vie di flusso più tortuose rispetto al caso di particelle sferiche. L anisotropia creata dalla presenza di stratificazioni determina inoltre differenti valori di 63

69 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità permeabilità tra la direzione verticale e quella orizzontale. L uso di campioni rimaneggiati comporta ovviamente la perdita della struttura naturale, ma le condizioni d inquinamento del fiume e dei suoi sedimenti non hanno consentito il prelievo di campioni indisturbati. Per ognuno dei campioni sono state condotte due prove rispettivamente per valori di densità minimi e massimi. Quando possibile sono state effettuate prove sai a carico idraulico costante che variabile: in entrambi i casi il carico idraulico iniziale era di 30cm. Le due metodologie non hanno messo in evidenza differenze sostanziali; nella Tabella 3.1 è quindi riportata la media di tutte le misure compiute (da 8 a 20 per ogni prova). Tabella Valori della conducibilità idraulica del fondo dell alveo del Fiume Olona Campione Densità g/cm 3 Kmin. m/s Kmax m/s Kmedia m/s 1 1,26 2, , , ,27 1, , , , , , ,63 1, , , Fonte :L.Alberti et al., 1999 In questo modo si è definito un intervallo di valori entro il quale si dovrà far variare la permeabilità dei sedimenti del fondo dell Olona durante la taratura del modello Ricarica. La ricarica applicata (Fig. 3.12) risulta essere frutto della somma dei valori di surplus idrico calcolati attraverso il metodo di Thornthwaite- Mather e dei valori di portata delle irrigazioni del Consorzio Villoresi. Per quanto riguarda i dati di surplus i valori utilizzati sono gli stessi inseriti nel modello stazionario del Bacino 3 Adda-Ticino (All. 3) mentre per i valori irrigui si è fatto riferimento ai dati forniti nel 1996 dal Consorzio Villoresi (Politecnico di Milano e Regione Lombardia, 2000). 64

70 Allegato 4 Figura Valori ricarica utilizzati nel modello stazionario, i valori sono espressi in m/giorno 7.2e-4 9.6e-4 5.7e-4 4.2e-4 6.5e-4 8.4e Modello transitorio La modellazione in transitorio del bacino del Fiume Olona è stata eseguita prendendo a riferimento il periodo di tempo da marzo ad agosto Sono stati impostati sei stress periods, periodi di riferimento coincidenti con i mesi in esame, e ogni periodo è stato suddiviso in due time steps di circa 15 giorni. Per ogni mese sono stati inseriti i dati relativi alla quota del Fiume Olona ed i dati di ricarica superficiale, dovuti alle irrigazioni nei bacini presenti nella porzione sud dell area di studio Condizioni al contorno.le condizioni al contorno per il modello in transitorio sono state mantenute invariate rispetto al modello stazionario: ai confini dell area di studio sono state impostate celle a carico costante. La distanza dei confini del modello rispetto al fiume consente di poter utilizzare queste condizioni senza pregiudizi nei confronti degli scambi idrici tra il fiume e la falda. Per un dettaglio sulle condizioni impostate, si veda il Paragrafo Condizioni interne: pozzi. Nella modellazione in transitorio sono state mantenute invariate le posizioni e le portate di prelievo dei pozzi, rispetto alla simulazione in stazionario. Si è quindi ipotizzato che il prelievo si mantenga invariato durante tutto il periodo di riferimento. Tale semplificazione, necessaria a causa della difficoltà di reperimento di dati, può essere superata in una fase successiva tramite il reperimento dei valori di prelievo presso le società gestrici. I dettagli circa i pozzi presenti nel modello sono descritti nel Paragrafo

71 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Condizioni interne: Fiume Olona. Si è provveduto a variare il valore della quota del fiume impostato per ogni cella (valore stage of river ), in base ai dati di livello misurati in tre stazioni per il periodo di riferimento. Le stazioni di misura sono ad Olgiate Olona e Rho. A Rho i valori disponibili sono quelli misurati presso due scolmatori, per lo Scolmatore n. 2 sono quelli di monte e valle. Le misure sono state trattate in modo da avere un valore medio mensile, valore che è stato poi inserito nel modello. Il fiume è stato suddiviso in due tratti; nel tratto di monte è stato attribuito il valore di quota misurato ad Olgiate Olona, nel tratto di valle il valore misurato a Rho Ricarica. L esiguità delle precipitazioni avvenute nei primi mesi del 2003 ha consentito di non considerare tale apporto nella ricarica superficiale. La ricarica è quindi costituita unicamente dal contributo delle irrigazioni. Le irrigazioni interessano la parte sud del dominio del modello, ed il valore inserito è costituito dalla portata che giunge ai canali principali divisa uniformemente per il bacino di irrigazione. I valori di portata sono stati inseriti come media mensile, così come forniti dagli enti gestori per il triennio In totale sono stati individuati otto bacini, denominati con i nomi dei canali principali, da Castano Primo a Garbagnate (che interessa una porzione molto limitata all estremità est del modello). La Figura 3.13 mostra l estensione dei bacini, mentre la Tabella 3.2 sottostante riporta i valori di ricarica superficiale inseriti nel modello. 66

72 Allegato 4 Figura Bacini di irrigazione suddivisi in base ai canali Tabella 3.2 portate ai canali principali di irrigazione e valori di ricarica per i rispettivi bacini Q media mens (m3/g) Q/Area (m/g) Q media mens (m3/g) Q/Area (m/g) Q media mens (m3/g) Q/Area (m/g) Q media mens (m3/g) Q/Area (m/g) CASTANO CUGGIONO MAGENTA CORBETTA Mar 0,000 0,00E ,160 3,11E ,440 9,40E ,960 1,63E-05 Apr 10782,720 5,47E ,760 1,37E ,800 8,73E ,400 6,53E-04 Mag 79557,120 4,03E ,920 1,11E ,040 7,82E ,360 5,17E-03 Giu ,000 5,32E ,680 1,28E ,280 9,76E ,880 7,35E-03 Lug ,160 6,07E ,920 1,62E ,960 1,24E ,960 9,39E-03 Ago 97269,120 4,93E ,040 1,26E ,760 9,49E ,960 7,74E-03 PARABIAGO RHO ARESE-PASSIRANA GARBAGNATE Mar 20217,600 1,24E-04 57,600 3,41E ,400 3,34E ,800 1,46E-05 Apr ,040 1,04E ,000 3,41E ,400 4,16E ,000 5,03E-05 Mag ,360 5,26E ,600 3,96E ,800 2,55E ,000 7,82E-04 Giu ,560 6,04E ,200 1,30E ,000 3,77E ,800 1,43E-03 Lug ,560 7,06E ,000 1,79E ,000 4,86E ,800 1,85E-03 Ago ,960 5,77E ,400 1,75E ,000 4,27E ,600 1,79E-03 67

73 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Capitolo 4 Risultati 4.1. Modello stazionario: bilancio idrico La permeabilità dei sedimenti del fondo del Fiume Olona è un importante parametro capace di condizionare fortemente la soluzione del modello. Nel tratto sud compreso tra S. Vittore Olona e Rho studi precedenti hanno dimostrato che decrementi di K fino al 40% non sono in grado di determinare importanti aumenti dei valori residui. Contrariamente incrementi della conducibilità idraulica comportano un rapido aumento di RSS sino ad oltre il 100% per un fattore moltiplicativo di 1.6. L intervallo di valori di K considerato nell analisi di sensitività è compreso tra e m/s. Allo stato attuale delle conoscenze e dei dati a disposizione, un valore di permeabilità dell ordine di 10-7 m/s per il tratto meridionale sembra quello più corretto, mentre proseguendo più a Nord si sono dovuti adottare valori via via crescenti (Fig. 4.2) per riuscire ad ottenere una corretta simulazione della piezometria misurata e minimizzare gli errori residui (Fig. 4.1). I valori di permeabilità dei tratti a fondo naturale variano entro un ordine di grandezza, condizione che si ritiene plausibile in considerazione della maggior granulometrie dei depositi alluvionali e della maggior energia di trasporto che si ha nel settore nord dell area modellata rispetto alla parte meridionale. I risultati del bilancio idrico del modello stazionario qui trattato mostrano la rilevanza del drenaggio esercitato dal fiume nel tratto nord compreso tra Castel Seprio e Solbiate Olona. Per questo settore le acque che dall acquifero freatico entrano nell alveo ammontano complessivamente a circa 1 m 3 /s, valore ben superiore all azione di alimentazione che si esercita più a sud dove il volume idrico diretto verso l acquifero ammonta complessivamente a soli 0.07 m 3 /s. 68

74 Allegato 4 Figura Piezometria simulata e valori residui rispetto ai carichi idraulici misurati nel marzo Questi risultati permettono di trarre principalmente due conclusioni: nel settore nord l acquifero freatico fornisce un importante contributo idrico al Fiume Olona garantendo poco meno della metà della portata di base. Nell area sono presenti numerosi pozzi, spesso anche in prossimità del fiume, la cui azione esercita indubbiamente una riduzione delle portate dirette verso il corso d acqua. Una futura diversa ubicazione dei punti di prelievo idrico potrebbe permette di incrementare le portate di base del fiume con potenziali ricadute positive sulla qualità delle acque che attualmente vi defluiscono; nel settore centro-sud, nonostante l esistenza di pozzi nei pressi dell alveo, non si registrano eccessive perdite di volume dal fiume verso la falda. Si ritiene che tale situazione sia in parte legata all intasamento dei sedimenti di fondo in buona parte dovuta agli scarichi idrici industriali e civili che si riversavano nel corso d acqua senza alcuna depurazione. Future azioni di bonifica dei sedimenti di fondo del fiume dovranno tener conto di questa situazione e prevedere la possibilità di un incremento dell azione di alimentazione nei confronti dell acquifero. 69

75 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura Valori di permeabilità del fondo del Fiume Olona attribuiti per i diversi tratti e volumi giornalieri degli scambi idrici simulati. Permeabilità Bilancio di massa per zona m/d m/d m/d m 3 /d m 3 /d m 3 /d condizioni drenanti m 3 /d + 8 m 3 /d 4.3e-10 m/d m 3 /d m/d Condiz. miste e di scambi ridotti condizioni di alimentazione 70

76 Allegato Modello transitorio: bilancio idrico I risultati della simulazione sono stati espressi come rappresentazione della superficie piezometrica e come bilancio di massa del modello per ogni periodo di riferimento. L analisi delle piezometrie evidenzia la presenza di due fenomeni: il progressivo abbassamento, nell area nord del modello, della superficie piezometrica, abbassamento che avviene in maniera graduale e senza modifiche nel gradiente piezometrico e ne fiume-falda; la formazione, all incirca a partire dal territorio dei comuni di Nerviano, Parabiago e Busto Garolfo, di un area a gradiente limitato che si stabilizza sul livello piezometrico tra 170 e 180 m s.l.m., tale fenomeno si realizza all incirca all altezza dell area interessata dalle irrigazioni, e si accompagna ad un incremento del livello piezometrico lungo tutta la porzione a sud. L innalzamento della superficie piezometrica è dovuto al consistente aumento nelle portate di irrigazione a partire dal mese di maggio; tali valori di ricarica si mantengono poi all incirca invariati nei mesi seguenti fino ad agosto. L osservazione dell evoluzione della piezometria mostra una scarsa variazione nei rapporti di scambio, rispetto alle aree delineate nel modello in transitorio. Le modificazioni più evidenti sono: nella porzione a nord dell area di studio, in cui si evidenzia un arretramento del tratto di fiume che drena la falda, arretramento dovuto all innalzamento della superficie piezometrica; nella porzione a sud dell area di studio, l aumento della lunghezza del tratto di fiume che drena la falda, a causa del progressivo aumento delle portate di irrigazione a partire dal mese di maggio. Il bilancio di massa calcolato per tutto il dominio del modello (vedi Tab. 4.1 e Figg. sottostanti ) mostra una evoluzione nei rapporti fiume-falda, in particolare i grafici evidenziano una diminuzione negli scambi totali (sia in ingresso che in uscita al fiume) tra l Olona e la falda acquifera, procedendo lungo il corso dell anno. In valore assoluto, tale decremento consiste principalmente in una diminuzione della portata di acqua che la falda cede al fiume: si passa da una portata di m 3 /giorno in Marzo ad una portata di m 3 /giorno in Agosto. Le differenze tra i mesi successivi sono dell ordine di qualche migliaia di m 3 /giorno. Tale andamento decrescente è evidente anche per le portate in uscita dall Olona. I valori di scostamento tra i mesi sono però nettamente inferiori, dell ordine di poche centinaia di m 3 /giorno tra un mese ed il successivo. 71

77 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Tabella Portate in entrata ed uscita dal Fiume Olona per i periodi di riferimento (valori in m 3 /giorno). Figura Grafico delle portate in entrata/uscita/totali del Fiume Olona per i periodi di riferimento (valori in m 3 /giorno). ENTRATA USCITA OUT IN mar apr mag giu lug ago 5000 mar apr mag giu lug ago TOTALE TOT mar apr mag giu lug ago 72

78 Allegato 4 Figura Superficie piezometrica simulata per i mesi di marzo (in alto) e aprile 2003 (in basso). 73

79 Regione Lombardia Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità Figura Superficie piezometrica simulata per i mesi di maggio (in alto) e giugno 2003 (in basso). 74

80 Allegato 4 Figura Superficie piezometrica simulata per i mesi di luglio (in alto) e agosto 2003 (in basso). 75

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