APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo CNR-IMAA, Hydrogeosite Laboratory,

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1 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo CNR-IMAA, Hydrogeosite Laboratory, Italy enzo.rizzo@imaa.cnr.it Roma, 22 Settembre 2015 Sessione: IV - Geofisica, Fisica dell'ambiente

2 Groundwater Unsaturated Zone: Saturated Zone: Where all pores are completely filled with water. Phreatic Zone: Saturated zone below the water table Water in pendular saturation Water Table: where fluid pressure is equal to atmospheric pressure Capillary Fringe: Water is pulled above the water table by capilary suction APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

3 Groundwater contamination APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

4 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydrogeological parameters Darcy law Water content Saturation Permeameter Pumping Tests Slug Tests

5 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite The use of geophysical methods can be useful to get information complementing the classic measurements Pumping Tests Slug Tests Permeameter

6 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Metodi Geofisici Profonde Monitoraggio Passive Superficiali Caratterizzazione Attive

7 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite HYDROGEOPHYSICS: a new branch of Environmental Geophysics Relazioni dirette tra grandezze geofisiche e idrologiche Calibrazione di modelli idrologici sulla base di misure geofisiche Tecniche non invasive a supporto della caratterizzazione idrologica ed idrogeologica del sottosuolo

8 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite BIOGEOPHYSICS: a new branch of Environmental Geophysics (Atekwana and Slater, 2009) A rapidly evolving Earth science discipline concerned with the geophysical signature of (1)microbial cells themselves in the Earth, (2)the interaction between microorganism and subsurface geologic media, (3)alteration of the physical properties of geologic media as a result of microbial activity. Microbial growth, biofilms formation, and interaction with geology affect:  Electrical properties (ER, IP, SP);  Mechanical properties (seismic P and S waves)  magnetic properties MICROBIAL GROWTH CAN RESULT IN SIGNIFICANT CHANGES TO THE PHYSICAL PROPERTIES OF A POROUS MEDIUM

9 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydro-Geophysical parameters

10 METHODSTRUCTUREDYNAMICSCONTAMINATION DC resistivity method++ + Induced Polarization (IP)++ Self Potential (SP)++++ EM Methods++++ Ground Penetration Radar (GPR) +++ Magnetics++ 2D-3D DC-IP GPR GEOPHYSICAL TECHNIQUES APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

11 : The resistivity of many rocks is function of the resistivity of the pore fluids and the fractional porosity. Archie’s law provides to estimate fundamental hydrological properties like us porosity and volumetric content of water simply from resistivity data. Hydrogeophysics: Electrical resistivity measurements APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

12 Hydrogeophysics: Ground Penetrating Radar Topp Relationship (Topp et al., 1980)  = -5,3x10 -2 + 2,92x10 -2  - 5,5x10 -4  2 + 4,3x10 -6  3 CRIM Relationship (Mavko et al., 1998) k g = permettivity of matrix, k w permittivity of water, k a permittivity of gas Hanai-Bruggemann-Sen Relationship (Hanai, 1968) k p = permettività of pores, m 1 cementation of the grains, m 2 grains shape APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

13 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Principle Passive measurement at the ground surface of the electrical potential Non-polarisable electrodes Petiau Pb/PbCl2 Fig. from Ogilvy and Bogoslovsky, 1979) SP: Potenziale Spontaneo

14 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite  Gradients of chemical concentration (membrane potential)  Oxido-reduction effect Ore deposits (geobattery effect) Contaminant plume (electro-redox effect)  Groundwater flow Electrokinetic effect  Gradients of temperature Thermoelectrokinetic effect SP: Potenziale Spontaneo Electrodiffusion potential

15 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Geofisica Applicata: field trip

16 210 m 3 30 cm 3 1 m 3 1 cm 3 6 dm 3 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydrogeosite Laboratory

17 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydrogeosite Laboratory

18 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydrogeosite Laboratory

19 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Hydrogeosite Laboratory

20 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite The SP measurement was carried out using a multichannel system realized ad hoc and made up of a Keithley Instruments datalogger on which each nonpolarizable electrode was connected to the reference electrode placed in the area least influenced by the variation of the hydraulic head. Water Table Estimation Straface, S., E. Rizzo, and F. Chidichimo (2010), Estimation of hydraulic conductivity and water table map in a large- scale laboratory model by means of the self-potential method, J. Geophys. Res., 115, B06105, Water table estimation by SP SP trend measured in a channel (ch. 43) during the pumping test

21 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite The method used to estimate the water table of an aquifer is based on the geostatistical estimation algorithm: Kriging with External Drift, (KED) Z(x): distribution of a primary variable; Y(x): distribution of secondary variable x is a vector identifying the position of a point in the considered spatial domain KED is very useful when experimental data for the primary variable, Z(x), are not sufficient, but more data are available for the secondary variable, Y(x), which should be strongly correlated to the primary one, thus giving a good image of its underlying structure. Water table estimation by SP

22 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Distribution of drawdown induced by the pumping test obtained by KED using SP data and assuming that the spatial-correlation model of h was the same as that for φ. The method used to estimate the water table is Kriging with External Drift (KED) A first analysis of the drawdown distribution caused by the pumping test using only the borehole measurements was carried out. Water table estimation by SP

23 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Under the Dupuit’s assumption for a homogeneous unconfined aquifer, the hydraulic head h(r) at distance r from the pumping well, for steady radial flow, is [e.g., Todd, 1959] : Hydraulic Conductivity estimation by SP

24 Multiprobe parameter ERT equipment GPR equipment Experiment with a saline tracer test APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

25 Methodology_ Part 1/2 - T IME LAPSE C ROSS - HOLE E LECTRICAL R ESISTIVITY T OMOGRAPHIES (CHERT S ) High resolution monitoring of salt water flow in vadose and saturated zones Cross-borehole azimuthal dipole–dipole array Current and potential dipole separation (D) of 0.15 m up to 0.30 m Inversion software: R2 – Prof. Binley (Lancaster University) G ROUND P ENETRATING R ADAR A CQUISITIONS Reflection mode with survey wheel Surface acquisition with 400 and 900 MHz Analysis of attenuation energy to determine resistivity values of the sand and localize the tracer APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

26 Methodology_ Part 2/2 - M ULTIPARAMETER PROBES -Multi 340i WHW handheld meter for Ph and conductivity measurements in the instrumented piezometer during the experiment usually at time intervals of four hours - The HI 9828 probe allowed to analyse and record on internal memory measurement of dissolved oxygen, pH, ORP, conductivity and related parameters, temperature, atmospheric pressure, related on the outlet water - S IMULATION WITH C OMSOL M ULTIPHYSICS 4.3 Hydrogeophysical parameter of simulation Hydraulic permeability K4e-5[m/s] Porosity θ0.45[dimensionless] α van Genuchten (1980)0.22 [1/m] n van Genuchten (1980)1.81 [dimensionless] Bear coefficient9.2e-7[1/Pa] Dispersivity0.1[m] Diffusion coefficient1.5e-9[m^2/s] Residual porosity0.1[dimensionless] Tortuosity factor0.8 [dimensionless] -Finite elements model simulation -Richard’s equation to study flow in unsaturated conditions -Optimization theoretical parameters with CHERTs data APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

27 Methodologies and theoretic fundaments - CHERTs Archie’s Law Electrical Resistivity Tomography based on cross-borehole configurations (Binley et al., 2002; Kemna et al, 2002; Cassiani et al., 2006; Deiana et al., 2007) is widely used to study and monitor fluid-dynamics and contaminant flow in the subsurface in the vadose and saturated zone. Total Dissolved Solids (ppm) APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

28 Experiment phases Scenario n.1: In uncontaminated conditions resistivity maps are performed in order to investigate the electrical starting behaviour of the sand and provide the necessary information to calculate the formation factor and the TDS concentration (total dissolved solids). Reference ERTs between the boreholes A,B,C,D,E,F located as shown at the right acquired in uncontaminated conditions A cross-borehole azimuthal dipole–dipole array was adopted using a current and potential dipole separation (D) of 0.15 m up to 0.30 m according the scheme depicted in figure. Collection of measurements in the reciprocal configuration, which took approximately 180 minutes, permitted assessment of data errors (Binley et al., 2002a). flow direction APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

29 Experiment phases Scenario n.2: Contaminated sand by injection of ten litres of NaCl solution (concentration of 100 g/l) for ten days analysed to evaluate the reliability of the geophysical system built to study and observe the phenomena related to contamination processes in the subsoil in the saturated and unsaturated zones. ERT boreholes are an efficient tool to identify contaminant flow in the subsoil thanks its resolution and sensitivity The ERTs showed below represent the results obtained after 10 days from the starting of the test. In particular for the configuration AB. CD and EF are depicted respectively the resistivity and TDS maps achieved arranging Archie’s formula. RESISTIVITY MAPS TDS MAPS (after 10 days) flow direction APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

30 3D volume of TDS distribution achieved with ERT data in time lapse Day 0Day 10Day 20Day 30 Isosurfaces characterized by a concentration of 3 g/l V c =1.98 dm 3 V c =21.3 dm 3 V c =24.2 dm 3 V c =28.8 dm 3 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Isovolume characterized by a concentration of 30 g/l

31 3D volume of TDS distribution achieved with ERT data in time lapse 3D  F LUID F LOW  P OROUS M EDIA AND S ATURATED F LOW  R ICHARDS ’ E QUATION  T IME DEPENDING CONDITIONS 3D  C HIMICAL S PECIES T RASPORT  S OLUTE T RANSPORT  T IME DEPENDING CONDITIONS Hydrogeophysical parameter of simulation Hydraulic permeability K4e-5[m/s] Porosity θ0.45[dimensionless] α van Genuchten (1980)0.22 [1/m] n van Genuchten (1980)1.81 [dimensionless] Bear coefficient9.2e-7[1/Pa] Dispersivity0.1[m] Diffusion coefficient1.5e-9[m^2/s] Residual porosity0.1[dimensionless] Tortuosity factor0.8 [dimensionless] The fluid flow is simulated considering the Darcy’s velocity field and for a correct modelling the entire domain is discretized in 4276 tetrahedral mesh in a model mesh depending APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

32 Results of model and determination of hydrogeological parameters Comparing real and calculated results of TDS, we could optimize the hydraulic permeability, porosity and the tortuosity factor of the sand-box investigated. For this reason, the geophysical techniques can represent an effective aid to constrain the mathematical model based only on theoretical parameters. Model results after 20 days after the infiltration Vertical time concentration slicesIsosurfaces APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

33 Comparison of real and model results Cross plot of total dissolved solids (TDS) estimated by the CHERTs and by the mathematical simulation in the transect A-B TDS (mg/l) estimated via CHERTs TDS (mg/l) estimated via numerical simulation DayR 2 _ABR 2 _CDR 2 _EF 10.6600.5230.865 40.9070.903n.d. 70.7200.812n.d. 100.6970.960n.d. 130.9360.9330.667 160.8050.7750.589 190.7920.9800.561 220.7650.9240.558 250.8790.9230.731 280.8680.8940.769 310.8540.8350.766 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

34 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Studio e analisi del comportamento fisico-chimico di una soluzione salina tipo NaCl all’interno di una colonna riempita di sabbia. 9 elettrodi impolarizzabili (Ag/ClAg) Concentrazione NaCl: 5,85 g/l; 0,95g/l e 0,26 g/l. Carico idraulico costante (70cm). Self potential monitoring of a controlled saline tracer test

35 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite The advance of the plume is seen by the SP signals

36 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Salt concentration obtained by the SP signals

37 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Simulazione del flusso in colonna eseguita con COMSOL Multiphysics.Curve di concentrazione estrapolate dal modello. C 0 = 5,85 g/l Comparison of Comsol and SP results

38 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Comparison of Comsol and SP results C 0 = 0,95 g/lC 0 = 0,26 g/l

39 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Contamination Oil contamination: sand box

40 Experiment set-up with pumping from the bottom of 2000 ml of diesel and geometrical characteristics of test site Scenario 2 (SC2): Sand-box is filled by a natural silicic sand rich of quartz coming from Maranello (Italy), with grain size ranged from 0.15 to 1.2 mm and a characteristic diameter (d30) equal to 0.3 mm. The non-compacted sand had a total porosity of about 0.37 as determined from dry and water-saturated weighting. A hydraulic conductivity of 4.51 ± 0.23 10 -4 m/s has been obtained by means of a constant head permeameter tests. 2 GHz antenna couplet to SIR-3000 GPR Source of contamination Discharge point Diesel (2000 ml) Recharge tank Peristaltic pump (0.025 ml/min) Experiment 1 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

41 Water saturated sand-box (Phase1) Transient condition after infiltration of diesel (Phase 2:) After 6 days by contamination phenomenon (Phase 3) Radargram Phase 1 Radargram Phase 3 Top Bottom 10 cm Longitudinal acquisition Top Bottom Experimental phases 41 Experiment 1 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

42 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Phase 1 – before infiltration of diesel

43 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Contamination Oil contamination: sand box

44 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Contamination Oil contamination: sand box

45 APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite Contamination Oil contamination: sand box

46 ABCDEF flow direction inlet outlet phreatic level APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

47 Recharge tank Piezometeric control Discharge tank Georesistivimeter Syscal Pro Outlet point (0.02 ml/min) Remote control via PC Sand-box investigated APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

48 Uncontaminated conditions A B C D E F flow direction Contaminated conditions (1 day after the spillage) A B C D E F Increase of resistivity values in the A-B and C-D transects APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

49 AFTER 10 DAYS After contamination with LNAPL AFTER 51 DAYS AFTER 21 DAYS flow direction ACE B D F ACE B DF ACE B DF ACE B DF AFTER 70 DAYS flow direction APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

50 MEAN RESISTIVITY RATIO TEMPORAL VARIATION Then ERTs reveal a continuos decrease in resistivity values that results in the occurrence of a conductivity behaviour after 180 days from the spillage. Then ERTs reveal a temporal decrease in resistivity values that results in the occurrence of a conductivity behaviour after 18 days from the spillage. Results from electrical measurements reveal a bulk resistivity increase in the early period after the contamination, due to NAPL presence, as expected. APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

51 What means from geochemical point of view? Which is the influence of biological activity? What play an important role in altering geophysical properties of contaminated sediments? APPLICAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO NEL CAMPO DELL'IDROGEOLOGIA: METODI ELETTRICI ATTIVI E PASSIVI Enzo Rizzo, CNR-IMAA, Laboratorio Hydrogeosite

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