Modellazione idrogeologica

I modelli numerici idrogeologici costituiscono uno strumento ormai irrinunciabile negli studi idrogeologici. Attraverso la modellazione è possibile parametrizzare il modello geologico del suolo rispetto alla circolazione idrica, così come effettuare previsioni sul comportamento del sistema in seguito a sollecitazioni naturali ed antropiche.

L’utilizzo di tali modelli può essere applicato in diversi campi:

  • caratterizzazione e bonifica dei siti contaminati;
  • barriere idrauliche – sistemi pump and treat;
  • barriere permeabili reattive;
  • delimitazione dell’area di ricarica delle sorgenti;
  • delimitazione della zona di cattura dei pozzi;
  • dimensionamento di impianti geotermici a circuito aperto e chiuso;
  • definizione della portata di emungimento sostenibile dei pozzi;
  • studio delle interferenze pozzo-sorgente, pozzo-pozzo, pozzo-acque superficiali;
  • analisi di rischio sanitario-ambientale comparto acque (tier 3 e di supporto a tier 2);
  • valutazione dell’impatto sulle acque sotterranee di cave, miniere, discariche;
  • in generale, supporto alla gestione della risorsa idrica.

Un buon modello idrogeologico presuppone una approfondita conoscenza del sito da simulare. Questa parte dallo studio critico degli elaborati tecnici esistenti, associato ad uno o più sopralluoghi mirati alla definizione aggiornata delle condizioni al contorno, oltre ché del campo di flusso in condizioni statiche e dinamiche. Segue la creazione del data-base in ambiente GIS e la preparazione degli strati informativi necessari all’implementazione del modello di simulazione tridimensionale.

I metodi utilizzati dai modellisti di Kataclima comprendono sia codici alle differenze finite (Modflow) che agli elementi finiti (Feflow), disponibili in diverse interfacce grafiche, e simulano:

  • flusso delle acque sotterranee;
  • trasporto conservativo di contaminanti;
  • trasporto reattivo di contaminanti;
  • trasporto di calore;
  • interfaccia acqua dolce-acqua salata;
  • interazione acque sotterranee-acque superficiali.

Il modello creato in base ai parametri di input viene sottoposto ad un rigoroso processo di calibrazione che prevede l’utilizzo di tecniche a complessità crescente:

  • calibrazione iniziale “trial&error”;
  • calibrazione automatica con PEST (parametri di output distribuiti in aree omogenee);
  • calibrazione automatica con PEST (utilizzo di Pilot Points; i parametri di output variano gradualmente);
  • analisi di sensitività e controllo sulla correlazione tra i parametri calibrati;
  • analisi dell’incertezza associata alla previsione tramite simulazioni Montecarlo.

 

Ma la vera potenza della modellazione numerica risiede nella capacità di supportare la modellazione concettuale, testando, confutando e proponendo ipotesi di funzionamento. Tale capacità, sebbene spesso ignorata, è unica nel suo genere e consente di:

  • direzionare le indagini di campo;
  • dimensionare il grado di complessità necessario nella costruzione del modello numerico;
  • definire gli aspetti del modello concettuale fondamentali ai fini delle previsioni;
  • individuare i punti deboli del modello concettuale;
  • migliorare la comprensione del sistema fisico, risparmiando tempo e risorse.

Tale approccio è stato ideato e sviluppato da Kataclima e prende il nome di Numerically Enhanced Conceptual Modelling (NECoM).

 

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