la sua tesi “Modellazione numerica di una porzione dell’acquifero della Piana orientale

5 RIASSUNTO

La Pianura di Lucca è sede di un importante acquifero che, proprio per la sua conformazione idrogeologica, in seguito all’espansione sia civile che industriale è stato oggetto di un massiccio aumento dei prelievi in falda. Ciò ha portato, oltre ad una crisi idrica, a fenomeni di subsidenza generalizzata e alla formazione di cavità nei comuni di Porcari e Capannori. La modellazione numerica a differenze finite dei flussi in falda può risultare uno strumento efficace per la programmazione di opere di intervento atte a mitigare e a risolvere tali problematiche.

Questo lavoro è stato eseguito in collaborazione con la Dott.ssa Angela Sartelli che, con

la sua tesi “Modellazione numerica di una porzione dell’acquifero della Piana orientale

di Lucca: oscillazioni piezometriche recenti e scenari previsionali”, ha acquisito i dati

propedeutici alla modellazione, mentre lo scopo di questo studio è stato quello di

implementare e calibrare il modello numerico a differenze finite, attraverso l’utilizzo del

software Visual ModFlow 4.2

, e di definirne i parametri sensibili, ovvero quei dati che

maggiormente influiscono sull’evolversi della superficie piezometrica. Per

implementare il modello sono stati raccolti ed elaborati i seguenti dati: carte

topografiche per ricostruire la geomorfologia dell’area; dati stratigrafici e geologici; dati

delle caratteristiche idrogeologiche dell’acquifero; dati relativi alla situazione

idrografica; dati climatici; dati relativi ai quantitativi di acqua emunti; dati del livello

piezometrico mensile (Dicembre 2007 – Ottobre 2008) misurati in 97 pozzi censiti. I

dati geologici e idraulici dell’acquifero sono stati elaborati al fine di determinare un

modello geologico e idrogeologico concettuale dell’area in esame. Sono poi stati

valutati i quantitativi di pioggia precipitata mensilmente durante il periodo di

rilevamento e, in seguito all’elaborazione dei dati termometrici, sono stati valutati i

quantitativi di evapotraspirazione mensile. Successivamente il modello è stato calibrato

attraverso la variazione per tentativi di errore di alcuni parametri di input più incerti, in

modo da ottenere un errore minimo fra i livelli piezometrici calcolati dal modello e

quelli misurati durante il rilevamento. La calibrazione ha permesso di identificare i

parametri sensibili: quantitativi di ricarica meteorica ed estrazioni idriche per mezzo di

pozzi. Infine, è stato esaminato il bilancio idrogeologico del modello numerico, dal

quale si sono potute identificare le zone di maggiore ricarica e prelievo. Da ciò si è

potuto osservare che la risorsa idrica rinnovabile si sta esaurendo o addirittura viene

6 intaccata la riserva permanente a causa dei quantitativi eccessivi di pompaggi effettuati nella zona del Padule di Porcari

ABSTRACT

In the Lucca plain is located an important aquifer that has seen a massive increase of groundwater extraction for its geological conformation, following the civilian and industrial expansion. This has not only caused a groundwater crisis, but also subsidences and the formation of cavities in Porcari and Capannori area. Local administrations have tried to resolve these problems with no apparent results. The finite differences numerical modelling of groundwater flow is a powerful tool to initiate efficient intervention to mitigate these problems.

This work, performed in collaboration with Dr. Angela Sartelli who wrote

“Modellazione numerica di una porzione dell’acquifero della Piana orientale di Lucca:

oscillazioni piezometriche recenti e scenari previsionali”, and has collected

introductory data for modelling, while the purpose of this study was to build and calibrate a finite difference numerical model, by the utilization of Visual ModFlow 4.2

software, as well as define sensitive parameters, meaning the values that most determine water surface evolution. For model implementation we had to collect the following data:

topographic maps to draw the geomorphology of the area, stratigraphic and geological

data, hydrogeological properties of each lithology included in the volume in question,

weather data such as temperature and precipitations, information of water volume

pumped by wells and groundwater surface level measured per month (December 2007 -

October 2008) in 97 surveyed wells. The geological and hydraulic data of the aquifer

has been analyzed to define a geological and hydrogeological conceptual model of the

area. Then we have analyzed the amount of rain that fell monthly during the observation

period together with temperature data in order to define the exact quantities, in mm, of

evapotranspiration per month. Subsequently the model has been calibrated changing

some input parameters by error trial in order to reduce to a minimum the difference

between the groundwater surface level calculated by the software and the values

measured on the field. This calibration phase allowed to define a set of sensitive

parameters: meteoric recharge and water volume extracted by pumping wells. To

conclude, was examinating the hydrological balance of the numeric model from which

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we could define the major meteoric recharge areas and the zones where extraction by

pumping wells is greater. The results tell us that hydrogeological resource is running out

and even the reserve is damaged, caused by excessive pumping made in the Porcari

Padule area.