Orientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia

Marco PetittaDipartimento di Scienze della Terra– Università degli Studi di Roma "La Sapienza", ItalyPresidente della Sezione Italiana della Associazione Italiana Idrogeologi (IAH)

Idrogeologia e gestione delle risorse idropotabiliAncona, 18-19 ottobre 2012Ordine dei Geologi delle MarcheSettimana del Pianeta Terra

M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia

Problem

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M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia

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Importanza e limiti dei modelli numerici di simulazione

La modellistica idrogeologica, sempre più utilizzata negli ultimi 30 anni, ha lo scopo di:

verificare le ipotesi di circolazione idrica sotterranea elaborate utilizzando i dati di terreno;

validare le elaborazioni quantitative (bilancio idrologico)

prevedere l’evoluzione futura del sistema idrogeologico in esame in base a variazioni indotte

da cause naturali (periodi siccitosi) o antropiche (emungimenti, barrieramenti)

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GDE: Groundwater dependent ecosystems

country/continental scale - biogeographical level - unit of different climates - stygoregion

alluvial aquifer

karstic aquifer

GWMW

regional scale - aquifer type - gw landscape

local scale - habitat level

HZ

Sono sistemi dove il rapporto tra componente biotica e abiotica (idrogeologica) è influenzato reciprocamente e lo stato di salute del corpo idrico (superficiale o sotterraneo) è in relazione

allo stress causato da variazioni naturali o antropicamente indotte

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M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia

Identificazione di sorgenti diverse

e di percorsi in condizioni differenti

Diversi processi di degradazione

Prodotti a diverso rapporto isotopico

Diversa distanza

dalla sorgente

In collaborazione con il prof. Ramon Aravena

della Waterloo University (Ontario, Canada)

Contributo delle analisi isotopiche CSIA

M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia

Isotopi dell’acqua e altri isotopi: CSIA – Compound Specific Isotope Analysis

SA_3

SC_3

SD_3SE_3

SF_3

SG_3

SH_3

SI_3

SL_3

SM_3

SN_3SO_3

PA_3

PB_3

PC-3

PZ1-3

PZ2_7m_3

PZ2_12m_3

PZ2_18m_3

PZ3_6m_3

PZ3_14m_3

PZ3_20m_3

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-11,0-10,8

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-76

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SA_3

SC_3

SD_3SE_3

SF_3

SG_3

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SL_3

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PB_3

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PZ2_7m_3

PZ2_12m_3

PZ2_18m_3

PZ3_6m_3

PZ3_14m_3

PZ3_20m_3

3_October 2011

SC_1

PC_1

SC_2

SD_2

SE_2

SC_3SD_3 SH_3SL_3

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SO_3

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PC_1

SC_2

SD_2

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SC_3SD_3 SH_3SL_3

SM_3SN_3

SO_3

NH 4+ fertilizer and rain Denitrification

NO 3- from soil organic-N

Human/animal waste

1- Dicember 2010 2- June 2011 3- October 2011

1_ J

une

2011

2_ O

ctob

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011

PB_1

PC_1

PB_2

PC_2

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PZ3_20m_1

PZ3_6m_2

PZ3_14m_2

PZ3_20m_2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

N-NH 4+ (mg/L)

2

3

4

5

6

7

8

9

10

δ1

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PB_1

PC_1

PB_2

PC_2

PZ3_6m_1

PZ3_20m_1

PZ3_6m_2

PZ3_14m_2

PZ3_20m_2

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Caratterizzazione 3D: indagini multilivello

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sock system

CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: le tecniche

packer system

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CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: applicazione in campo

packer system sock system

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Campionamento multilivello con packer rimovibile

SOLFATI

0

5

10

15

20

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

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nd

ità

(m

p.c

.)

MW-01

MW-02

MW-03

Valor i l imite (Dlgs 152/ 06)

COMPOSTI ALIFATICI CLORURATI CANCEROGENI TOTALI

0

5

10

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20

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Pro

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MW-01

MW-02

MW03

Valor i l imite (Dlgs 152/ 06)

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FLOWMETER(Hess, 1986; Molz Et Alii, 1989; Paillet, 1998, 2000)

Indagine locale delle dinamiche di flusso verticale (Paillet, 2004)

Identificazione di locali falde sovrapposte

valutazione di scambi in acquiferi porosi multifalda tra livelli

acquiferi separati da setti a bassa permeabilità,

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18 m

52 m

Risultati in acquiferi fratturati

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Risultati in acquiferi porosi multifalda

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Riporto Limi argillosi Ghiaie Limi sabbiosi e sabbie argillose Argille plio-pleistocenic

0

2

4

6

8

10

12

14

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18

20

22

24

26

-3 -2 -1 0 1 2 3

dep

th (m

)

flow (L/min)

SI3

0

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(m)

pH (SI3)

0

4

8

12

16

20

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1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

de

pth

(m

)

Electric conductivity (si3); µS/cm

0

4

8

12

16

20

24

28

0 10 20 30d

ep

th (m

)

O% (SI3)

CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: risultati

FLOWMETER

Multilevel sock samplers Parametri chimico-fisici

SI3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Dep

th (m

)

Concentration (µg/L)

SI31,1-DCA 1,2-DCA 1,1,1-TCA 1,1-DCE TCE PCE VC

2,8 µg/l *

1 µg/l * 1 µg/l * 3,7 µg/l *

* Campionamento classico (indagini ARPAM, marzo-aprile 2008)

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Prospettive per il futuro• Il riconoscimento dei modelli concettuali anche a livello normativo apre alla

possibilità di valorizzare la ricerca e la professionalità idrogeologica

• L'idrogeologia quantitativa classica (bilanci, prove di emungimento,

ricostruzioni piezometriche, valutazioni delle risorse disponibili, chimismo di

base, ecc.) rappresenta il background indispensabile per la redazione di un

modello concettuale "preliminare"

• La complessità del quadro di riferimento e le interazioni con le sfere antropica

e ambientale, richiede un approccio "moderno" e interdisciplinare, in cui i

necessari approfondimenti vengono sviluppati in accordo con altri specialisti

e con l'adozione di tecniche ormai sperimentate e disponibili

• Oltre ai modelli matematici, ormai entrati nell'uso comune, sono oggi a

disposizione strumenti in grado di dettagliare, migliorare e completare modelli

concettuali in modo da renderlo operativi, per rispondere a sfide sempre più

nuove e complesse (questione ambientale, climate change, scarsità idrica,

ecc.)