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LA GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE E DEL TERRITORIO NELL’AMBITO DELLA PIANIFICAZIONE DI AREA VASTA: L’ESEMPIO DELL’ACQUIFERO DELLA MONTAGNOLA SENESE
Full text linkL’acquifero della Montagnola Senese (conosciuto come “Luco”) codice regionale CIS 99MM030, è considerato un importante serbatoio idrico strategico della Toscana Meridionale.
Questo studio ha consentito l’approfondimento delle conoscenze per una migliore caratterizzazione geometrico-strutturale, idrodinamica e idrochimica dell’acquifero e restituisce i risultati di un lavoro che ha l’obiettivo di realizzare un modello concettuale e un primo approccio al modello numerico di flusso in regime permanente ai fini della valutazione e gestione delle risorse idriche sotterranee valutando anche la sua vulnerabilità all’inquinamento.
I nuovi dati relativi alla geometria dell’acquifero, costituito dalle formazioni carbonatiche del Calcare Cavernoso e della Breccia di Grotti, sono stati acquisiti attraverso sondaggi geoelettrici, tomografie geofisiche, stratigrafie di pozzi, una nuova perforazione profonda e confrontati con la cartografia geologica del continuum regionale.
Ciò ha permesso di valutare la sua estensione, affiorante e non, pari a circa 166,3 Km2 a fronte di un’area di alimentazione pari a circa 91,6 Km2. L’intero complesso idrogeologico permeabile risulta avere uno spessore medio di circa 178 m.
Per quanto riguarda la caratterizzazione idrodinamica dell’acquifero, necessaria alla descrizione dell’andamento spaziale e temporale della superficie piezometrica, si può affermare che, nonostante la disomogenea distribuzione spaziale dei punti di misura, sono state individuate due principali direzioni di flusso della falda idrica sotterranea: verso Sud (Piano di Rosia) e verso Nord-Ovest (Abbadia a Isola e Strove). Tale caratterizzazione sia dei flussi, sia dei parametrici idrodinamici, necessita di futuri approfondimenti con esecuzione di nuove indagini.
La valutazione della ricarica dell’acquifero è stata affrontata con due metodologie:
- La prima, una volta definita la superficie dell’aree di ricarica per infiltrazione, valutando indirettamente l’infiltrazione totale in relazione all’eccedenza idrica calcolata. Tale valutazione (dati medi del periodo 1967-2006) porta a stimare la ricarica media in oltre 21·106 m3/anno.
- La seconda, basata sulle escursioni dei livelli piezometrici di falda misurati (Marzo 2009-Gennaio 2010), individua una risorsa dinamica che, in virtù di una porosità efficace ne del 8% (da letteratura tale complesso è caratterizzato da ne tra 5-10%), può essere valutata in circa 8,1·106 m3/anno a cui andrebbero sommati i circa 12·106 m3/anno di acqua che attualmente vengono prelevati dall’acquifero per un ammontare complessivo della risorsa annua pari a circa 20·106 m3. Pur con tutti i limiti connessi a tale tipo di valutazione, i risultati ottenuti, con i due criteri, sono in pieno accordo tra loro.
Per quanto concerne la riserva idrica la sua valutazione è dell’ordine di 1,5·109 m3, vale a dire circa 100 volte superiore alla risorsa dinamica.
Infine, se confrontiamo le valutazioni della risorsa rinnovabile con l’attuale domanda d’acqua ad uso idropotabile si nota che a fronte di una ricarica media pari circa 21·106 m3, i consumi ammontano a circa 11,7·106 m3, risulta quindi teoricamente possibile un ulteriore utilizzo della falda ospitata nell’acquifero della Montagnola Senese.
Sulla base delle conoscenze acquisite è stato realizzato il modello concettuale dell’acquifero, base fondamentale della modellazione numerica. Il sistema acquifero è stato quindi rappresentato, per mezzo di un modello numerico tridimensionale ad elementi finiti (FEM), con l’utilizzo del codice numerico FEFLOW (Finite Element subsurface FLOW system), operando in regime permanente.
I dati di input sono stati inseriti nel sistema attraverso l’assegnazione di condizioni ai limiti (Boundary Condition) di carico idraulico, di trasferimento di flussi, di emungimenti e delle proprietà dei materiali (Material Properties) come la permeabilità, la porosità e l’infiltrazione.
I risultati finali hanno permesso di stimare i quantitativi d’acqua presenti all’interno dell’acquifero in studio mettendo in risalto l’importanza e il ruolo che ricopre l’infiltrazione meteorica che riesce a bilanciare gli emungimenti e a mantenere in equilibrio tutto il sistema.
Data l’importanza strategica dell’acquifero, a completamento dello studio idrogeologico della Montagnola Senese, è stata effettuata anche la valutazione della sua vulnerabilità intrinseca all’inquinamento attraverso un metodo simiparametrico denominato SIPS.
Questa metodologia originale, riconducibile ad un SINTACS semplificato, ha consentito, attraverso la stima di quattro parametri base, di valutare la vulnerabilità intrinseca del corpo idrico sotterraneo che per il 75% risulta essere compresa tra elevata e medio alta.The Montagnola Senese aquifer (known as “Luco”) is an important and strategic water reserve in Southern Tuscany. With this study we have furthered our knowledge for the geometrical/structural, hydrodynamic and hydrochemical aquifer characterization and for the development of a conceptual model of it. In addition, this model provides the results of a work that aims to create a conceptual model and a first approach to the numerical model of flow in permanent regime for the evaluation and management of groundwater resources, while also assessing its vulnerability to pollution.
New aquifer geometry data, represented by carbonate formation of Calcare Cavernoso and Breccia di Grotti, were acquired through geoelectrical surveys, geophysical tomography, borehole stratigraphy, a new deep borehole and compared with the geological mapping of Regione Toscana Continuum Map.
This allowed to estimate the outcropping and non-outcropping aquifer extension (166,3 Km2), in respect of a feeding area of about 91,6 Km2. The entire permeable hydrogeological complex is found to have an average thickness of about 178 m.
With regard to the hydrodynamic characterisation of the aquifer, which is necessary to describe the spatial and temporal trend of the piezometric surface, it can be stated that, despite the uneven spatial distribution of the measurement points, two main directions of underground water flow have been identified: southward (Piano di Rosia) and northwestward (Abbadia a Isola and Strove). This characterization of flows and hydrodynamic parameters needs further investigation in the future.
The assessment of aquifer recharge was approached with two methodologies:
- First one, evaluating the total infiltration in relation to the calculated water surplus infiltration, once the recharge area has been defined. This assessment (average data from 1967-2006) leads to estimate an average aquifer recharge of over 21·106 m3/year.
- Second one, based on the excursion of the measured groundwater piezometric levels (March 2009-January 2010); it identifies a dynamic resource that, using an effective porosity (ne) of 8%, can be estimated at about 8,1·106 m3/year, to which should be added 12·106 m3/year of water that is currently withdrawn from the aquifer for a total amount of the annual hydric resource of about 20·106 m3.
Even with all the limitations associated with this type of evaluation, the results obtained, with the two criteria, are in complete agreement with each other. As far as the water reserve is concerned, it is evaluated at around 1.5 billion m3, that is to say about 100 times greater than the dynamic resource.
Comparing the renewable resource evaluations with current drinking water demand, we note that in the face of an average aquifer recharge of about 21·106 m3, water consumption is about 11,7·106 m3. Further utilisation of the aquifer hosted in the Montagnola Senese aquifer is therefore theoretically possible.
Based on the knowledge gained, the conceptual model of the aquifer was created. The aquifer system has been represented using a three-dimensional finite element numerical model (FEM), by using FEFLOW (Finite Element subsurface FLOW system) numerical code, operating in permanent regime.
Input data have been entered into the system by assigning boundary conditions at the hydraulic loading, at the water outflows and to the material properties such as permeability, porosity and infiltration.
Final results made possible to estimate water quantities present in the aquifer, highlighting the importance and role played by meteoric infiltration in balancing the water outflows and keeping the system in balance.
Given its strategic importance, to complete the hydrogeological study of Montagnola Senese aquifer, an assessment of its intrinsic vulnerability to pollution was also carried out using a simiparametric method called SIPS.
This original methodology, which can be ascribable to a simplified SINTACS, made it possible, through the estimation of four basic parameters, to assess the intrinsic vulnerability of the groundwater aquifer, which is for 75% high to medium-high
Studio idrogeologico dell'acquifero del Luco (Toscana, Italy)
No full textQuesto articolo riporta i risultati di uno studio
idrogeologico preliminare effettuato nella Toscana centro
meridionale, in una porzione della Provincia di Siena. Lo
studio si è reso necessario in quanto l’acquifero presente
(denominato Luco) è considerato di importanza strategica
ai fini idropotabili ed è attualmente sfruttato con un
prelievo di circa 8÷10·106 m3/a.
A tal fine sono state analizzate ed interpretate varie
tipologie di dati (stratigrafie, sondaggi, S.E.V., campagne
piezometriche, dati idrodinamici e alcuni dati
idrogeochimici), che hanno permesso l’elaborazione di
cartografie tematiche: isopiezometriche, isobate e
isoconduttive.
L’acquifero, che è ospitato all’interno della
Formazione della Breccia di Grotti (Miocene), presenta
uno spessore saturo medio di circa 95 m e un volume di
circa 5.8·109 m3. Attribuendo una porosità efficace del
5÷10% si può stimare che nell’acquifero si trovi
immagazzinato un volume d’acqua pari a circa
350÷700·106 m3.
I risultati hanno consentito di definire un primo
modello concettuale dell’acquifero e una stima della
risorsa rinnovabile pari a 27,6·106 m3/a. Allo stesso
tempo, hanno evidenziato la necessità di incrementare i
punti d’acqua per definire più accuratamente l’andamento
della superficie piezometrica, nonché ulteriori valutazioni
idrodinamice ed una migliore conoscenza stratigrafica
nelle zone ancora poco indagate dell’acquifero soprattutto
nella parte sud ed ai suoi limiti
Water resources and main groundwater bodies in the Province of Siena in the framework of the land management plan [Le risorse idriche della Provincia di Siena e dei suoi principali acquiferi nell’ambito del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale (PTCP)]
Full text linkRiassunto: La gestione delle risorse idriche, soprattutto a fini idropotabili, non è più demandata ai singoli Comuni o a consorzi tra essi dato che la legislazione comunitaria europea, nazionale e regionale ha individuato Autorità ed Enti che, a vario titolo, perseguono lo stesso obbiettivo di gestione delle risorse idriche. Davanti ad un problema così strategico come è quello della gestione delle risorse idriche le amministrazioni locali della Toscana devono necessariamente contribuire a definire le strategie pianificatorie così come è nello spirito della Legge Regionale 65/2014. Questo studio trova quindi collocazione in ricerche che, nell’ambito della Pianificazione Territoriale, sono finalizzate a disciplinare la gestione delle risorse idriche alla scala provinciale.
L’area oggetto di indagine comprende il territorio dell’intera Provincia di Siena all’interno della quale, in occasione della redazione del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale (PTCP), abbiamo valutato le risorse idriche superficiali e sotterranee dell’intero territorio, con particolare riferimento a quelle relative agli acquiferi che, per la Regione Toscana, sono da ritenersi quelli più significativi (Corpi Idrici Significativi Sotterranei, CISS) e conseguentemente strategici, per la Provincia stessa.
Si è proceduto, quindi, da una parte a confrontare tale risorsa sotterranea con la domanda d’acqua complessiva del territorio provinciale al fine di valutare la sostenibilità delle attività connesse a tale domanda, dall’altra a individuare la pericolosità ed il rischio di inquinamento definendo le relative vulnerabilità per tutto il territorio provinciale; tali vulnerabilità sono state poi corredate da una serie di norme finalizzate ad indirizzare l’uso del territorio in maniera tale da minimizzare il rischio di inquinamento degli acquiferi ivi presenti.Abstract: The management of water resources, especially drinking water, is no longer the responsibility of single municipal councils or groups of councils because European Union, national and regional legislation created and appointed authorities and bodies for this purpose. Faced with a strategic problem such as the management of water resources, local government in Tuscany has the task of defining planning strategies in line with Regional law no. 65/2014. This study is part of research aimed at defining water management at province level in the framework of regional planning. The study area includes the whole Province of Siena, where we evaluated surface- and ground- water resources, during preparation of the land management plan (territorial coordination plan) of the province, with special attention to aquifers that the Regional government considers significant (Relevant Groundwater Bodies and therefore strategic for the Province. We compared the groundwater resources with the overall demand for water in the Province in order to assess the sustainability of activities determining that demand; we also evaluated the danger level and risk of contamination, defining the corresponding vulnerabilities for the whole Province. The vulnerabilities were matched with a series of rules aimed at regulating land use so as to minimise the risk of polluting groundwater
Individuazione del substrato impermeabile dell'acquifero della Montagnola Senese con l'ausilio di un sondaggio esplorativo
No full textIIl sondaggio profondo effettuato ha esaminato le varie
problematiche di ordine geologico – idrogeologico e ha
consente di esplorare la formazione acquifera della
montagnola senese.
Il Sondaggio profondo nel complesso litologico
dell’acquifero della Montagnola Senese, si prefiggeva due
obiettivi principali:
conoscere le caratteristiche idrogeologiche e
idrodinamiche dell’acquifero;
attraversare tutto il serbatoio acquifero del calcare
cavernoso fino al substrato per valutare il suo spessore.
Entrambi gli obiettivi sono stati sostanzialmente
raggiunti; il primo ha consentito di stimare, attraverso una
prova emungimento a portata costante in regime
transitorio, la Trasmissività T dell’acquifero sia in fase di
discesa che di risalita con un valore medio di circa
T = 3 x 10-3 m2/s.
Riguardo il secondo obiettivo, gli ultimi 30 metri di
perforazione testimoniano, attraverso l’analisi del
cuttings, la presenza di metacalcare (metemorfico).
La previsione era quella di raggiungere un substrato
particolarmente compatto così da poter rappresentare il
substrato (la base) dell’acquifero, in realtà la compattezza
della formazione metamorfica è poco diversa dal calcare
cavernoso e non consente di poter affermare con
sicurezza che è stata raggiunta la base dell’acquifero
della montagnola; di sicuro però si può dire che oltre i 235
m si ha un graduale cambio litologico e un aumento
importante del gradiente termico. L’aumento di
temperatura dell’acqua sia esso dovuto al solo flusso di
calore oppure derivante dall’arrivo nella falda suddetta di
fluidi geotermici a bassa entalpia provenienti
dall’acquifero geotermico regionale, porta comunque a
concludere che a tale profondità la falda di acqua dolce
attualmente sfruttata trova il suo naturale substrato.
Tale aspetto presenta comunque dei margini di incertezza
che dovranno essere tenuti in considerazione per i
progetti futuri di studio di questo importante acquifero
The alluvial aquifer of the river Roja in Ventimiglia Numerical flow modelling in temporary regime and instructions concerning transportation
No full textThe aquifer modelled in this study is approximately 3 km
long and 450-600 m wide and is hosted in Quaternary alluvial and
detrital sediments that crop out to the north of Ventimiglia (Liguria,
Italy), covering about 2 km2 at the confluence of the Roia river and
the Bevera torrent. The aquifer is of strategic regional and crossborder
importance, providing drinking water to part of Liguria and
the French coast. Starting from a conceptual model of the aquifer,
numerical transient regime flow and solute transport models were
developed. The two watercourses, and especially the Roia, were
found to play a key role in this aquifer system. Analysis of the overall
water budget and those of the various sectors showed that exchange
of water between the watercourses and the aquifer compensated the
volumes pumped from the wells
Studio per la definizione del bilancio idrico del bacino transfrontaliero del fiume Roja
Full text linkL'area indagata è il bacino idrografico del Fiume Roja (670 km2) situato nella Regione Liguria (Italy) e nel distretto francese delle Alpi Marittime; l’indagine è stata eseguita in adempimento del D.Lgs. 152/2006 ed è inserita nel Progetto della Comunità Europea Interreg IIIA Alcotra “Eurobassin - Piano di bacino transfrontaliero del Fiume Roja”. Scopo dello studio è la valutazione delle risorse idriche complessive del bacino e della loro ripartizione in superficiali e sotterranee con riferimento all’anno idrologico medio 1969-1998.
I risultati del bilancio idrico mostrano che la risorsa idrica potenzialmente utilizzabile alla foce è pari a 372 x 106 di m3/anno; la somma della risorsa totale interna con l'apporto sotterraneo esterno fornisce la risorsa rinnovabile totale naturale, che è risultata pari a 504 x 106 m3/anno.
Lo studio ha anche evidenziato che l’importanza strategica del bacino giustifica la progettazione e la programmazione di un sistema integrato italo-francese di rilevamento finalizzato ad incrementare le conoscenze su usi e spostamenti dei quantitativi d’acqua, per commisurare i consumi alle effettive disponibilità della risorsa rinnovabile, ed a realizzare un’adeguata distribuzione delle stazioni pluvio-termometriche, oggi disomogenea ed insufficiente per valutazioni di maggior dettaglio.The investigated drainage basin of the River Roja lies in the Liguria Region of Italy and in the French Maritime Alps ; the study was completed within the context of the European Community Project Interreg IIIA Alcotra “Eurobassin - Piano di bacino transfrontaliero del Fiume Roja”. The study aimed to estimate the total water resource in
the basin and its surface and ground water distribution and referring to the average hydrological year 1969-1998. Water budget results indicate that the potential water resource at the mouth is equal to 372 x 106 m3/year; the sum of the total internal resource and the external input of groundwater yields the total renewable natural resource, which is equal to 504 x 106 m3/year. Findings suggest that the strategic importance of the basin is such that an integrated Italian-French monitoring system must be planned and implemented
S.I.P.S.: Sistema parametrico semplificato per la valutazione della vulnerabilità degli acquiferiall'inquinamento alla scala di area vasta
Full text linkPer la rappresentazione cartografica della vulnerabilità intrinseca degli acquiferi all’inquinamento della Provincia di Siena è stato messo a punto un nuovo sistema parametrico semplificato.
Il sistema è contraddistinto con l’acronimo S.I.P.S. dalle iniziali dei quattro parametri presi in considerazione per valutare la vulnerabilità intrinseca del primo acquifero: Soggiacenza, Infiltrazione, Permeabilità, acclività della Superficie topografica.
Questa nuova applicazione prende spunto dal già ben noto e collaudato S.I.N.T.A.C.S. (Civita e De Maio, 1997) e ne rappresenta una nuova lettura e semplificazione.
Il modello S.I.P.S. si basa sullo stesso principio di altri modelli già ampiamente diffusi e applicati:
1. Vengono selezionati i parametri mediante i quali si intende valutare la vulnerabilità degli acquiferi all’inquinamento, tenendo ben in conto l’effettiva tipologia, frequenza e validità delle informazioni di base necessarie esistenti ed ottenibili nel territorio di interesse;
2. A ciascun parametro selezionato, suddiviso per intervalli di valori e/o tipologie dichiarate, viene attribuito un punteggio crescente in funzione dell’importanza che esso assume nella valutazione complessiva finale;
3. I punteggi ottenuti per ciascun parametro possono essere sommati tra loro o incrociati in una matrice o ancora, moltiplicati per stringhe di pesi che descrivano la situazione idrogeologica e/o d’impatto, enfatizzando in misura diversa l’azione e l’importanza dei vari parametri.
Questo metodo rappresenta quindi un ottimo compromesso fra il metodo GNDCI-CNR (zonazione per aree omogenee) e la metodologia strettamente parametrica S.I.N.T.A.C.S quando la valutazione della vulnerabilità viene effettuata con finalità strategiche e pianificatorie, per grandi aree, con una non uniformità della distribuzione di dati idrogeologici come può essere un territorio provinciale.In order to map the intrinsic vulnerability to pollution of the aquifers in the province of Siena, a new parametric system has been elaborated distinguished by the acronym S.I.P.S. given by the initials of the four parameters considered in the evaluation of the intrinsic vulnerability of the first aquifer: Depth to water, Infiltration, Permeability,
Slope. This new application is inspired by the well known SINTACS of which it represents a new simplified interpretation. The S.I.P.S. model is based on the same principal as others: each parameter chosen, divided into intervals of values, is given an increasing number of points according to its importance in the overall final evaluation; the points obtained for each parameter can be summed together or crossed in a matrix, or even multiplied by a string of weights that describe the hydrogeological situation and/or situation of impact, distinctly emphasizing the action and importance of the various parameters
Sperimentazione del metodo Sinmap per la valutazione della stabilità potenziale dei versanti
Full text linkL’articolo è un estratto di una tesi di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche redatta presso il Dipartimento SFTA dell’Università di Siena, riguardante la sperimentazione di un metodo per la valutazione della stabilità potenziale dei versanti, che è
stata elaborata all’interno del territorio comunale di Radicofani in provincia di Siena. Con questo lavoro è stato possibile ricavare, a livello sperimentale, una carta della stabilità potenziale dei versanti, in grado di definire aree più o meno tendenti al dissesto. Tale carta è
stata realizzata attraverso l’utilizzo del metodo SINMAP, software in ambiente ArcGis reperibile in rete (scaricabile gratuitamente da http://hydrology.usu.edu/sinmap2/). La scelta di questo metodo è dovuta alle innovazioni che esso presenta per il
calcolo della stabilità dei versanti su larga scala rispetto ai modelli classici (es. metodo Amadesi).
Tale metodologia è stata precedentemente utilizzata per il PTCP di Siena e nello studio per lo sviluppo di nuovi criteri tecnici e normativi per il riordino del vincolo idrogeologico da parte della Regione Friuli Venezia Giulia. In entrambi i casi, il metodo SINMAP ha permesso di identificare le zone di innesco dei possibili scivolamenti superficiali. In particolare relativamente ai parametri di input, pur essendo un
metodo che si applica nello studio della stabilità su area vasta, sono presi in considerazione parametri come la coesione (Cu), l’angolo di attrito (φ) e il peso di volume (ρs), utilizzati solitamente nei metodi per lo studio della stabilità su un singolo pendio, tali parametri sono definibili dall’operatore entro un range di valori massimi e minimi, in modo oggettivo a differenza dei metodi classici, dove l’assegnazione dei pesi è spesso soggettiva. Viene inoltre utilizzato il parametro T/R, dove T è la Trasmissività e R sono le piogge efficaci. L’applicazione di tale metodo ha permesso di effettuare una verifica della stabilità dei versanti, calibrando con le frane attive e i calanchi
realmente cartografati nella carta geomorfologica del territorio comunale i parametri precedentemente riportati, in modo da poter mettere in evidenza le zone soggette a instabilità, che ancora non si sono manifestate
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