Ipotesi modellistiche e modello

La modellazione matematica e numerica sviluppata è stata incentrata sulla descrizione dei processi che coinvolgono l’ acquifero principale della Pianura Apuana costituito dalle ghiaie di conoide e alluvionali deposte dai corsi d’acqua che scendono dalle Apuane. La falda libera è distribuita praticamente su tutta l’area della pianura, ed è ospitata nelle ghiaie continentali nella fascia interna e pedemontana, e nelle sabbie marine per quanto evidenzia alti piezometrici nell’area Nord ed in tutta l’area montuosa-collinare che delimita la pianura, con valori massimi dell’ordine di 40 m s.l.m... Nella fascia mediana della pianura, la piezometria è invece fortemente influenzata dalla distribuzione dei pompaggi: le maggiori depressioni piezometriche si realizzano infatti in corrispondenza delle aree industriali di Massa e Carrara, dove, in alcune aree, il carico piezometrico si attesta anche al di sotto del livello del mare.

Il modello sviluppato di flusso di tipo bidimensionale al fine di fornire un'adeguata descrizione spazialmente distribuita dei flussi di falda in un mezzo poroso. In questa fase, non si è ritenuto necessario introdurre una completa descrizione tridimensionale del sistema acquifero in esame, in relazione agli scopi del lavoro, ai tempi disponibili per il completamento dello studio e alla densità informativa disponibile, con particolare riferimento alle informazioni lito-stratigrafiche. Dai dati a disposizione non è infatti possibile desumere un quadro conoscitivo completo della geometria del sistema acquifero, che consenta la creazione di un modello geo-strutturale di dettaglio, con la suddivisione in livelli produttivi ed impermeabili; è quindi da escludersi, al momento, una trattazione tridimensionale. Le semplificazioni adottate, considerando il sistema in esame come un acquifero monostrato, sono state introdotte per consentire al modello di produrre risultati in tempi di elaborazione contenuti, e per ottenere una buona taratura con i dati esistenti; questo comporta che la modellazione fornisca risposte semplificate, ma tuttavia affidabili negli ordini di grandezza.

Nel caso della Pianura Apuana, inoltre, la semplificazione del modello concettuale consistente nel considerare l’acquifero come monostrato può essere sicuramente accettata per l’acquifero delle sabbie marine. L’acquifero delle ghiaie alluvionali può invece contenere dei livelli impermeabili: scendendo verso il litorale, i depositi ciottolosi di conoide s’immergono al di sotto di un complesso di sedimenti marini, che possiedono una copertura alluvionale limo-sabbiosa di qualche metro di spessore, al cui interno si possono trovare livelli di ghiaia ma anche depositi torbosi (Pranzini, 2004).

Il problema maggiore per poter impostare un modello tridimensionale consiste, tuttavia, nella quasi totale assenza di dati relativi ai parametri idrogeologici (trasmissività, permeabilità e coefficiente di immagazzinamento specifico) derivati da prove di concerne la fascia costiera. Tale falda è molto produttiva essendo caratterizzata da elevata permeabilità e notevole spessore. Questa è largamente

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sfruttata mediante pozzi che, pur attingendo, in alcuni casi, dalle falde confinate, sono fenestrati anche in corrispondenza di quella freatica, per cui il livello in essi misurato può corrispondere all’equilibrio dinamico fra due o più livelli acquiferi (Pranzini, 2004).

Le ghiaie presentano poche intercalazioni di materiale fine nella parte alta dei conoidi, mentre sottili lenti di limo sabbioso si trovano ai lati e nella parte distale.

Questo potente corpo sedimentario è un acquifero a buona permeabilità e, per il suo spessore, dotato di elevata trasmissività. Si tratta di un acquifero libero nella fascia interna, dove le ghiaie giungono fino in superficie. L’assetto piezometrico dell’acquifero emungimento e nella quantificazione degli emungimenti effettivamente in corso.

Il modello idrologico di flusso implementato calcola la piezometria della falda nell'area di pianura. Le simulazioni del modello sono in regime permanente; esse hanno lo scopo di permettere il confronto tra le simulazioni di differenti scenari conseguenti ad ipotesi di mutate condizioni al contorno (nuovi prelievi, riduzione dei prelievi esistenti, etc.), ferme restando le condizioni climatiche e la distribuzione dei prelievi di una configurazione prestabilita (stato “zero”). Il carattere permanente del flusso consente quindi la definizione di uno stato “medio” e non permette di ricostruire adeguatamente la fluttuazione stagionale delle condizioni della falda, per altro non indispensabile a livello di studio di fattibilità e comunque strettamente legata alla peculiarità del periodo di monitoraggio. Per la calibrazione del modello di flusso in regime transitorio sarebbe necessario poter disporre di campagne piezometriche di dettaglio con cadenza mensile per almeno un anno, e della distribuzione dei prelievi nell’arco dell’anno idrologico di taratura. Al momento, per molti punti di prelievo (in particolare ad uso irriguo e/o domestico), esistono difficoltà anche nel determinare con esattezza una portata media annua.

Nell'acquifero principale sono state individuate, sulla base dei dati disponibili, delle macro unità, omogenee per quanto riguarda i parametri idrogeologici (conducibilità idraulica, trasmissività, spessore, etc.). L'introduzione nella trattazione numerica di tutte le eterogeneità che competono ad una formazione geologica così vasta e varia viene rimandata, mediante anche l’ausilio di ulteriori e mirate indagini di campo, ad una trattazione di dettaglio da svolgersi eventualmente a supporto dell'attività di progettazione esecutiva degli interventi, attraverso una adeguata modellazione tridimensionale del dominio di interesse, che permetta di tener conto delle anisotropie del terreno, anche in senso verticale.

Nella modellazione relativa all’acquifero principale non è stato introdotto esplicitamente il flusso verticale dovuto all'infiltrazione delle precipitazioni nel terreno, ipotizzando, nella formulazione bidimensionale, scambi suolo-atmosfera nulli. L’inserimento nel modello di flusso degli apporti di ricarica, tecnicamente certamente realizzabile, avrebbe richiesto un'adeguata descrizione delle caratteristiche d'uso del suolo e delle tipologie pedologiche superficiali attraverso una trattazione di dettaglio spazialmente distribuita e tempi di modellazione molto più lunghi. Inoltre si sottolinea che, data l’elevata trasmissività e le caratteristiche dell’acquifero oggetto di studio, si ritengono certamente dominanti nella definizione dell’assetto freatimetrico i forti gradienti sub-superficiali presenti.

La modellazione, seppur semplificata, risulta coerente con la fisica del sistema. Alla luce di tali osservazioni, evidenzio come i valori di portate medie giornaliere da emungere non debbano essere considerati in senso assoluto o come valori progettuali delle opere. La modellazione del flusso in falda si pone come obiettivo quello di offrire un’indicazione di quali interventi siano fattibili ai fini del confinamento degli inquinamenti presenti.

Non essendo in ogni caso esaustivi questi modelli, dovranno essere previste ulteriori indagini ed approfondimenti per supportare studi finalizzati alla progettazione.

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5.1.2 Dominio di calcolo, calibrazione del modello e ricostruzione