Simulazioni Numeriche di acquiferi carbonatici in aree corrugate: applicazioni al sistema idrogeologico della Valnerina (Italia Centrale)
Negli ultimi anni l'approccio modellistico in idrogeologia si è sviluppato notevolmente e il nostro Istituto ha già prodotto numerosi contributi sul tema, affrontando aspetti di carattere sia metodologico che applicativo. Il presente studio è stato svolto nell'ambito di una tesi di dottorato in Scienze della Terra presso l'Università di Roma "La Sapienza" e costituisce un ulteriore contributo metodo logico alla modellazione del flusso delle acque sotterranee alla scala regionale. I risultati dello studio, che contiene molti dati inediti sulla valutazione quantitativa delle risorse idriche del bacino del fiume Nera, forniscono un interessante ed originale contributo alla problematica della applicazione dei modelli numerici in un 'area montuosa come quella appenninica. Le modellazioni numeriche, svolte mediante un codice alle differenze finite, comprendono delle ipotesi di gestione degli importanti acquiferi individuati. Viene inoltre ricostruito il possibile assetto idro-strutturale dell'area in esame integrando informazioni geologico-strutturali, idrostratigrafiche e i risultati del modello idrologico. Riteniamo che il contenuto della tesi sia di interesse e di stimolo per un confronto di idee e di approcci all'interno della comunità scientifica e il documento meritevole di essere accolto nella collana dei " Quaderni" dell'IRSA
Prof. Roberto Passino Direttore Istituto di Ricerca sulle Acque
Sommario PREMESSA Fasi della ricerca PARTE PRIMA: IL BACINO DEL NERA
l. INTRODUZIONE
2. GEOLOGIA 2.1 Stratigrafia 2.1.1 Formazioni di facies marina 2.1.2 Formazioni di facies continentale 2.2 Assetto tettonico dell'area 2.2.1 Elementi tettonici principali 2.3 Cenni sull'evoluzione stratigrafica e tettonica del bacino umbro - marchigiano 2.4 Cenni di geomorfologia 2.5 Conclusioni 3. IDROGEOLOGIA 3.1 Studi precedenti 3.2 Schema idrogeologico del bacino del Nera 3.2.1 Complessi idrogeologici - Acquiferi e aquitards 3.2.2 Sorgenti principali 3.2.3 Dati climatici 3.2.4 Strutture idrogeologiche 3.3 Conclusioni
PARTE SECONDA: PRINCIPI E METODI DELLA MODELLISTICA IDROGEOLOGICA 4. I MODELLI NUMERICI IN IDROGEOLOGIA 4.1 Un po'di storia 4.2 A cosa serve un modello? 4.3 Cos'è un modello numerico 4.4 Qual è la validità dei modelli matematici? 4.5 In che direzione procede la modellistica? 5. ELABORAZIONE DEI MODELLI NUMERICI 5.1 Principi generali 5.2 Fasi della modellizzazione 5.2.1 Il codice di calcolo NEWSAM 5.2.2 Elaborazione del modello concettuale 5.2.3 Definizione degli strati del modello 5.2.4 Simulazione del flusso negli strati inclinati 5.2.5 Discretizzazione del dominio 5.2.6 Simulazione numerica 5.2.7 Condizioni di dreno imposto 5.3 Validazione e taratura dei modelli 5.4 Ipotesi semplificatrici
PARTE TERZA: SIMULAZIONI NUMERICHE DEGLI ACQUIFERI REGIONALI
6. METODOLOGIA 6.1 Calcolo della ricarica 6.1.1 Determinazione della ricarica per le simulazioni in RP 6.1.2 Determinazione della ricarica per le simulazioni in RT 6.1.3 Calcolo dell'infiltrazione efficace tramite il modello a serbatoi MODSUR 6.2 Discretizzazione del dominio 6.3 Simulazione in Regime Permanente (RP) 6.4 Simulazione in Regime Transitorio (RT) 6.4.1 Determinazione delle condizioni iniziali (CI) 6.5 Analisi di sensibilità
7. MODELLO NUMERICO DELL'ACQUIFERO DI MONTE ASPRA - MONTE COSCERNO 7.1 Dati idrologici e climatici 7.1.1 Misure di portata 1991-1993 7.1.2 Dati idrometrici del periodo 1927-1935 7.1.3 Afflussi, infiltrazione efficace 7.1.4 Quote piezometriche 7.1.5 Parametri idrodinamici (T,S) 7.2 Modello concettuale di riferimento 7.2.1 Descrizione degli acquiferi 7.3 Descrizione del modello numerico 7.3.1 Descrizione degli strati numerici 7.4 Simulazioni in regime permanente 7.4.1 Piezometrie calcolate 7.4.2 Portate calcolate, drainance calcolata, bilanci 7.5 Simulazioni in regime transitorio (1992-1993) 7.5.1 Valutazione del coefficiente d'immagazzinamento 7.5.2 Influenza delle condizioni iniziali 7.5.3 Valutazione della trasmissività 7.5.4 Effetti della variazione di T sulla variazione di portata, immagazzinamento e potenziali 7.5.5 Confronto col regime di portata del Nera fra le quote 345 e 242 m, periodo marzo 1992-luglio 1993 7.6 Simulazioni in regime transitorio (1927-1935) 7.6.1 Portata del sistema 7.6.2 Risultati della simulazione 7.6.3 Portata calcolata (anni 1927, 1929) 7.6.4 Portata calcolata (anni 1933, 1934,1935) 7.7 Conclusioni
8. MODELLO NUMERICO DELL'ACQUIFERO DI TRIPONZO 8.1 Dati idrologici e climatici 8.1.1 Misure di portata 1991-1993 8.1.2 Afflusso, infiltrazione efficace 8.2 Modello concettuale di riferimento 8.3 Descrizione del modello numerico 8.4 Simulazione in regime permanente 8.4.1 Portate calcolate, drainance calcolata, bilanci 8.5 Simulazioni in regime transitorio (1991-1993) 8.5.1 Valutazione delle condizioni iniziali 8.5.2 Valutazione del coefficiente d'immagazzinamento 8.5.3 Valutazione della trasmissività 8.5.4 Confronto col regime delle portate misurate fra le quote 393 e 345 m 8.6 Conclusioni
9. APPLICAZIONE DEL MODELLO NUMERICO: IPOTESI DI GESTIONE DELL' ACQUIFERO DI MONTE COSCERNO 9.1 Parametri della simulazione 9.2 Simulazione del regime naturale 9.3 Ipotesi di prelievo: 3000 l/s 9.3.1 Variazione dei potenziali idraulici 9.3.2 Portata simulata delle sorgenti 9.3.3 Bilancio complessivo per il trentennio 9.4 Ipotesi di prelievo: 900 l/s 9.4.1 Variazione dei potenziali idraulici 9.4.2 Portata simulata delle sorgenti 9.4.3 Bilancio complessivo per il trentennio 9.5 Conclusioni 192 10. SINTESI E CONCLUSIONI 10.1 Sintesi 10.2 Conclusioni e discussione dei risultati
BIBLIOGRAFIA
ALLEGATI
All.1 - Schema idrogeologico dell'area compresa fra la valle del Campiano e Torre Orsina (Tavola fuori testo) All.2 - Calcolo della precipitazione efficace mensile per l'acquifero di Monte Coscemo All.3 - Reticolo di maglie per i modelli numerici realizzati, dettaglio della numerazione
GLOSSARIO
ABBREVIAZIONI PIÙ FREQUENTEMENTE USATE NEL TESTO
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