Referente: Dott. Enrico Guastaldi [PhD, MSc, Laurea in Scienze Geologiche], e-mail: guastaldi@unisi.it

  

Il Laboratorio si è sviluppato a partire dal 2004 con l'obiettivo di svolgere ricerca applicata in campo idrologico ed idrogeologico, avvalendosi dei moderni strumenti per l'analisi spaziale dei dati territoriali e per la modellazione idrologica ed idrogeologica.

Il Laboratorio si occupa di studi idrogeologici, di idrogeologia applicata e quantitativa, di modellistica idrologica ed idrogeologica. Con queste competenze partecipa alle linee di ricerca del CG che vanno dalla Gestione delle Risorse Idriche, agli Studi per il Disinquinamento delle Acque Sotterranee, alla Modellazione del Flusso e del Trasporto dei Contaminanti, alla Geostatistica Ambientale. Infatti, nei recenti progetti di ricerca e nelle tesi sviluppate presso il laboratorio si effettuano studi e ricerche scientifiche nei seguenti campi di applicazione:

 

Gestione delle risorse idriche

L'acquisizione di conoscenze sempre più approfondite sulla costituzione e composizione degli acquiferi sotterranei sono tra i compiti principali cui l'idrogeologia e l'idrogeologia applicata devono condurre: tali informazioni sono indispensabili per una corretta pianificazione della gestione delle risorse idriche, un bene che attualmente è sottoposto a processi di impoverimento qualitativo e quantitativo

Modellazione del flusso e del trasporto dei contaminanti

I modelli del flusso sono applicati per studi a scala locale e regionale del campo di moto, delle variazioni del carico idraulico causate da cambiamenti nelle portate o della ricarica; variazioni del carico nei pressi di campi pozzi, in sistemi di contenimento delle acque sotterranee (dewatering), pozzi di iniezione e per studi sull’interazione tra acque sotterranee ed acque superficiali. I modelli per il trasporto di soluti sono invece correntemente applicati per studi sulle intrusioni saline, movimenti di percolato in discarica, pennacchi di contaminazione in aree soggette a bonifica, movimento di radionuclidi, di pesticidi nei coltivi e per altre tipologie di inquinamento delle acque sotterranee.

Inquinamento delle acque sotterranee

Le proprietà geochimiche delle acque sotterranee dipendono da diversi fattori tra cui la natura delle precipitazioni e delle acque di ricarica, e la composizione e struttura del substrato che vanno ad influenzare sia la composizione che il loro moto o flusso delle acque nel sottosuolo. Tale qualità decade quando prodotti estranei vanno ad alterare la loro composizione naturale o quando le sostanze presenti superano determinati valori: si parla di inquinamento delle acque quando gli elementi in esse disciolti superano i limiti riportati nelle tabelle di riferimento allegate alla normativa vigente. Il laboratorio si avvale dei più moderni strumenti di analisi per caratterizzare lo stato qualitativo delle acque sotterranee.

Vulnerabilità degli acquiferi all'inquinamento

Le acque sotterranee costituiscono oltre l'80% delle risorse idropotabili disponibili in Italia e la loro tutela è tra le priorità espresse dalla recente normativa in materia di risorse idriche. Negli ultimi anni sono state proposte diverse definizioni di vulnerabilità intrinseca o naturale di un acquifero. Tra tutti il metodo S.I.N.T.A.C.S. comporta un esame esteso a tutto il territorio della situazione di vulnerabilità dei sistemi acquiferi esistenti con lo scopo di realizzare documenti di base del processo di pianificazione e/o ripianificazione della corretta utilizzazione delle risorse idriche a livello territoriale. Il Laboratorio si avvale delle tecniche e degli strumenti di analisi spaziale per la produzione della cartografia della vulnerabilità intrinseca, anche in zone carsiche come ad esempio nei bacini del carrarese nel nord della Toscana.

Studi per il disinquinamento delle acque sotterranee

Nel panorama delle bonifiche vengono utilizzati prevalentemente dei sistemi di trattamento delle falde idriche inquinate molto onerosi ed invasi. Negli ultimi anni il Laboratorio di è occupato di varie metodologie per attuare gli interventi ed il monitoraggio, da quelle classiche sino a sistema a costi sostenibili, che non altera le naturali condizioni di deflusso idrico sotterrano, evitando così di interferire con le attività produttive presenti nell’area, e privilegiando i punti d’acqua già esistenti.

Geologia Ambientale

La Geologia Ambientale è un settore multidisciplinare delle scienze applicate, strettamente in relazione con la geologia applicata. Nello studio della Geologia Ambientale vengono coinvolte le interazioni tra l’uomo e l’ambiente geologico, incluse la biosfera, la litosfera, l’idrosfera e parte dell’atmosfera. Quindi, in pratica, l’interesse è riferito sia al suolo (le cui funzioni vanno dalla nutrizione delle piante alla regimazione dei flussi idrici), sia al sottosuolo (le cui funzioni comprendono parte di quelle del suolo, oltre ad essere sede di risorse idriche, minerarie, etc.). In tal senso, il Laboratorio si occupa di vari aspetti dell’ambiente, utilizzando un ampio ventaglio di tecniche per la definizione della rischio e della pericolosità idrogeologica e ambientale.

Geostatistica Ambientale

La Geostatistica è nata nell'ambito delle scienze legate al suolo come la pedologia e l'agronomia sebbene negli anni '60 del secolo scorso sia stata portata alla ribalta come metodologia applicata all'industria mineraria. Le applicazioni geostatistiche in campo ambientale e territoriale sono oggi molto comuni. il Laboratorio si avvale dei più avanzati strumenti di calcolo statistico-spaziali per effettuare stime e simulazioni di superfici continue o volumi continui a partire da campionamenti posizionati in determinati punti dello spazio, all'interno di vari progetti di ricerca.

 

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Eventi

VMOD 2 - Applied Groundwater Flow and Solute Transport Modeling
Schlumberger Water Services Training Course
Theory and Application using MODFLOW, MODPATH, MT3D, SEAWAT and WinPEST

Centro di GeoTecnologie, San Giovanni Valdarno (AR), dal 21 al 25 febbraio 2010:

Il training course Applied Groundwater Modeling è stato concepito da Schlumbeger per introdurre professionisti nel settore della ingegneria e geologia ambientale, fornendo le basi teoriche dei codici di calcolo numerico MODFLOW, MODPATH, ZoneBudget and MT3D/RT3D. Durante il corso saranno illustrati casi pratici con esercizi di modellazione idrogeologica del flusso delle acque di falda e del trasporto dei contaminanti in soluzione utilizzando il software Visual MODFLOW Premium. Il corso fornirà le conoscenze necessarie per l’implementazione di un modello numerico idrogeologico a partire dalla ricostruzione del modello concettuale, la definizione dei pacchetti appropiati per la simulazione dei limiti idrogeologici e i metodi per la ricostruzione delle geometrie delle unità idrogeologiche. Il corso prevede l’alternarsi di lezioni teoriche ad esercitazioni pratiche con case study, verranno inoltre affrontati i processi di calibrazione automatica mediante il codice WinPEST per la stima e la valutazione della qualità dei parametri del modello.

 

 

Descrizione del corso (PDF)

               

Per maggiori informazioni consultare la pagina web http://www.aquasearch.it/aquasearch.php?breve24 o contattare il dott. Andrea Carloni (carloni@unisi.it - 055.9119422).

 

• 1° FORUM SUL MONITORAGGIO QUANTITATIVO DELLA RISORSA IDRICA - Centro di GeoTecnologie, San Giovanni Valdarno (AR), 8-10/10/2008:

Il 1° Forum sul monitoraggio quantitativo della Risorsa Idrica è rivolto agli esperti e tecnici del settore che quotidianamente sono chiamati a svolgere il delicato quanto oneroso compito di misura delle portate dei corsi d’acqua italiani. Esso si svolge in tre giornate così articolate: un giorno di presentazioni formali da parte degli utilizzatori della tecnologia acustica Doppler ADP e ADV per le acque interne, e un secondo e terzo giorno “sul campo” dedicati all’esecuzione di misure e alla discussione dei risultati.

 

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• Advanced Numerical Modeling of Flow and Transport in Soils and Aquifers (ANMFT)  - 07/04 - 19/04/2008

The main goal of this course is to provide students (with a basic knowledge of numerical modelling) with a rigorous methodology in applying groundwater and solute transport models through lectures, in class exercises, and case study demonstrations. The finite element method will be introduced through theoretical lesson along with the use of linear and non-linear solver in solving saturated and unsaturated problems, in porous and fractured medium, and in density dependent flow.

• Workshop Calibration, Sensitivity Analysis and Uncertainty Evaluation of Groundwater Models - 1 - 5 Luglio 2007

We begin with a field investigation to show how the methods to be taught can be used to understand and describe a groundwater model. We then review calibration concepts, introduce inversion theory, and briefly describe the input, output and special topics associated with UCODE_2005 and PEST. Soon we move to hands-on exercises that proceed through the steps commonly required in model development so that attendees are exposed to many of the features of UCODE_2005: