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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
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M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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)
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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
-11,4-11,2
-11,0-10,8
-10,6-10,4
-10,2-10,0
-9,8-9,6
-9,4-9,2
-9,0-8,8
-8,6-8,4
d18O ‰ (vs. V-SMOW)
-76
-74
-72
-70
-68
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-64
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-60
-58
dD
‰ (
vs. V
-SM
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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
3_October 2011
SC_1
PC_1
SC_2
SD_2
SE_2
SC_3SD_3 SH_3SL_3
SM_3SN_3
SO_3
-9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
δ 15 N-NO 3
-10
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0
5
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δ18
O-N
O3 SC_1
PC_1
SC_2
SD_2
SE_2
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
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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
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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
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
Caratterizzazione 3D: indagini multilivello
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
sock system
CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: le tecniche
packer system
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
CAMPIONAMENTO MULTILIVELLO: applicazione in campo
packer system sock system
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
Campionamento multilivello con packer rimovibile
SOLFATI
0
5
10
15
20
25
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
mg/lP
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(m
p.c
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MW-01
MW-02
MW-03
Valor i l imite (Dlgs 152/ 06)
COMPOSTI ALIFATICI CLORURATI CANCEROGENI TOTALI
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MW-01
MW-02
MW03
Valor i l imite (Dlgs 152/ 06)
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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
16
18
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26
-3 -2 -1 0 1 2 3
dep
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flow (L/min)
SI3
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de
pth
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pH (SI3)
0
4
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12
16
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24
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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
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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)
M. PetittaOrientamento e stato dell’arte della Idrogeologia Applicata in Italia
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.)