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CÈ ACQUA E ACQUA!!. Acqua pellicolare Acqua capillare Argilla A scala del mezzo poroso.

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Presentazione sul tema: "CÈ ACQUA E ACQUA!!. Acqua pellicolare Acqua capillare Argilla A scala del mezzo poroso."— Transcript della presentazione:

1 CÈ ACQUA E ACQUA!!

2 Acqua pellicolare Acqua capillare Argilla A scala del mezzo poroso

3 A scala dellacquifero Zona vadosa Piano campagna Frangia capillare Falda { { Tavola dacqua Zona satura Zona non satura

4 Stato energetico dellacqua u Energia potenziale (EP) – dellacqua dipende dalla elevazione: EP = mgz m è la massa dellacqua; g è laccelerazione di gravità; z è lelevazione dellacqua

5 u Energia cinetica (EC) EC = 1/2 m v 2 dove v è la velocità del fluido u Velocità dellacqua sotterranea è piccola, EC è trascurabile Stato energetico dellacqua

6 u Energia di pressione (EP) u La pressione idrostatica è dovuta al peso della colonna di fluido sovrastante il punto di misura (tratto filtrato) EP = mgy Stato energetico dellacqua

7 Carico idraulico = energia totale per peso unitario (peso = mg = Vg) mgz + mgy = h mg mg z + y = h z - carico di elevazione y - carico di pressione h ha unità di una lunghezza

8 Carico idraulico u Misura della energia per peso unitario della acqua contenuta entro il mezzo poroso

9 Piezometri u Tubi di piccolo diametro, aperti (filtrati) al fondo; misuratori di carico idraulico nella zona satura

10 Piezometro Tratto di misura Livello di riferimento per z (es. livello mare) z y h y=P/

11 Come misuriamo h? u Misurare elevazione a cui acqua risale in un pozzo o piezometro (ossservare il livello statico) sopra qualche livello di riferimento. u Tale elevazione è il carico relativo al mezzo che sta a contatto con il tratto filtrato del pozzo-piezometro.

12 Lidrogeologo usa un sondino (freatimetro) per misurare la profondità dellacqua entro il pozzo, a partire dal bocca-foro. La quota assoluta del bocca-foro va conosciuta.

13 Gradiente idraulico 20 m 380 m slm 400 m slm 410 m slm dh/dl = -0.5

14 ACQUIFERI E FALDE

15 Acquifero l Una unità geologica, satura, permeabile, in grado di trasmettere significative quantità di acqua in condizioni di gradiente idraulico naturale l K >10 -6 m/s l Sabbie/ghiaie, acquiferi fratturati, lave l Sistemi carsici

16 Acquicludo (fr. Aquiclude) l Unità geologica satura incapace di trasmettere acqua in modo significativo in condizioni di gradiente idraulico ordinario (unità poco permeabile) K < m/s

17 Acquitardo (fr. Aquitard) l Unità geologica che può trasmettere quantità di acqua significative per il sistema di flusso regionale ma non permeabile abbastanza per alimentare pozzi produttivi l K m/s

18 Acquifugo (fr. Aquifuge) l Assolutamente impermeabile e non trasmette acqua l PRIVO DI POROSITÁ (es. ROCCIA CRISTALLINA NON FRATTURATA E NON ALTERATA) l Raro, tutte le rocce comunque presentano una fratturazione minima l IMPERMEABILE ASSOLUTO NON ESISTE!!!!

19 Tipi di acquiferi §Libero: l Aperto verso la superficie l Limitato da tavola dacqua l Escursioni controllate da vari fattori naturali ed antropici l Naturali: precipitazioni, evapotraspirazione, livello acque superficiali l Artificiali: pompaggi, irrigazione, perdite idriche

20 Tavola dacqua Il più vicino alla superficie. Generalmente non usato come fonte di acqua potabile. Maggiore vulnerabilità per maggiore prossimità alla superficie ed a fonti inquinanti.

21 FALDA LIBERA IN ACQUIFERO LIBERO

22 Flusso controllato da gravità in falda libera

23 Acquifero sospeso – Falda sospesa Falda freatica Falda sospesa Lente di argilla Acquicludo Falda freatica: prima falda libera non sospesa che si incontra dalla superficie

24 P.C. FALDE SOSPESE

25 FALDA LIBERA E SOSPESA

26 Acquiferi in pressione §Confinato o Imprigionato: l Fra 2 acquicludi l Condizione di acqua in pressione per cui il livello piezometrico risale al di sopra del tetto dellacquifero l Non esiste tavola dacqua

27 Superficie piezometrica Confinato sabbia argilla

28 ACQUIFERO CONFINATO

29 Acquifero libero e confinato

30 ACQUIFERI IN PRESSIONE: CONFINATI O SEMI-CONFINATI (leaky aquifers)

31 T = P + e (stress efficace) Se T non cambia, dP = -d e Pompaggio riduce pressione del fluido.

32 Compressibilità del mezzo poroso, Compressibilità del mezzo poroso, = -db/b d e Argilla x m Sabbia x m Ghiaia-Roccia fratturata x m Roccia integra x m b = spessore del mezzo

33 Compressibilità del fluido, Compressibilità del fluido, = -dV w /V w dP V W = volume del fluido Acqua x m

34 Immagazzinamento specifico Limmagazzinamento specifico (Specific storage, S s ) è il volume di acqua rilasciata o presa in immagazzinamento da un volume unitario di mezzo poroso per cambiamento unitario di carico di pressione [L -1 ]. S s = f *g( + n ) dove f *g w è peso specifico dellacqua [FL -3 ]; è la compressibilità della matrice porosa [F -1 L 2 ]; è la compressibilità del fluido [F -1 L 2 ]; e n è la porosità. Il coefficiente di immagazzinamento S (Storativity) è il prodotto adimensionale dellimmagazzinamento specifico per lo spessore dellacquifero.

35 Meccanismi di rilascio dellacqua da un acquifero confinato soggetto a pompaggio Acquifero rimane saturo! Espansione del fluido per riduzione della pressione (riduzione di P); in funzione di β. Riduzione di n (porosità) per aumento di e (stress efficace); in funzione di

36 Specific Yield, S y Termine di immagazzinamento valido solo per acquifero libero. La tavola dacqua si abbassa e vi è drenaggio dei pori efficaci. S y >> S s Il coefficiente di immagazzinamento complessivo per un acquifero libero S = S y + b S s

37 Ricordiamo che: = -dV w /V w dP dV w = - V w dP = - n V T dP = - n f g dy (per un volume unitario). = n f g per abbassamento unitario di y. (y=carico di pressione)

38 Ricordiamo che: = -db/b = -dV T /V T d e -dV T = dV w = V T d e = V T (-dP) = (-dP) (per un volume unitario). = - f g (dy) = f g per abbassamento unitario di y. d e

39 Somma delle 2 componenti = Immagazzinamento Specifico, S s S s = n f g + f g = f g ( n +

40 Parametri idrodinamici dellacquifero Trasmissività (idraulica) (T = Kb) è il prodotto della conducibilità idraulica e dello spessore dellacquifero Coefficiente di immagazzinamento (S = S s b) per acquifero confinato è il prodotto dellimmagazzinamento specifico e dello spessore dellacquifero (S = S y +S s b) per acquifero libero

41 Domande S s è definibile in un acquifero libero? Quanto vale S y in un acquifero confinato? T varia nel tempo in un acquifero libero o confinato? Perchè? Il cono di depressione di un pozzo è più esteso per acquifero libero o confinato? Perchè?

42 Domande Acqua di gravità, capillare, pellicolare, igroscopica Insaturo, frangia capillare, zona satura Carico idraulico e sue componenti

43 Domande Acquifero è concetto assoluto o relativo? Esempio di acquitardi o acquicludi Falda in pressione è libera o confinata? Cosa è un pozzo artesiano? Drenanza?


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