Descrizione del modulo "Stato quali-quantitativo dei corpi idrici sotterranei e interazione con i corpi idrici superficiali (TA.P04.005.012)"

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  • Descrizione del modulo "Stato quali-quantitativo dei corpi idrici sotterranei e interazione con i corpi idrici superficiali (TA.P04.005.012)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • La valutazione dello stato dei corpi idrici sotterranei, sia dal punto di vista della qualità delle acque che della quantità, è un elemento di interesse sia per chi si occupa di gestione e distribuzione (Gestori idrici, ATO), sia per chi effettua attività di monitoraggio qualitativo e quantitativo (ARPA, Regioni, Provincie), sia per chi gestisce le situazioni di crisi (Protezione Civile). La previsione dell'impatto delle attività antropiche sulle acque interne, a medio e lungo periodo, permette di valutare la disponibilità di risorse di qualità adeguata per gli usi e programmare interventi al fine del mantenimento o raggiungimento del buono stato di qualità richiesto dalla normativa europea. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Fenomeni di interazione fra zona satura ed insatura: dal processo di infiltrazione delle acqua meteoriche con relativa quantificazione delle componenti al bilancio idrico, fino alla percolazione in falda, includendo le dinamiche di transporto di inquinanti e loro processi reattivi. Modelli matematici per l'ottimizzazione della gestione delle risorse idriche: dall'arrivo in falda al deflusso verso i corpi idrici superficiali: scenari di gestione delle risorse, di trasporto e degradazione dei contaminanti, l'interazione acqua-roccia, l'interazione con le acque superficiali, per prevedere l'evoluzione sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo dell'acqua. Criteri e metodi per la valutazione dei livelli di fondo delle sostanze di origine naturale e dei trend quali-quantitativi delle acque sotterranee: al fine di valutare lo stato di contaminazione di un corpo idrico rispetto alla normativa vigente, assume importanza rilevante la caratterizzazione dei livelli di fondo naturali dei corpi idrici sotterranei. Emerge la necessità di procedure consolidate che solo un'accurata valutazione basata su campionamenti, elaborazioni e sperimentazione con criteri scientifici può fornire. (literal)
Competenze
  • Monitoraggio della matrice liquida e delle componenti inorganiche e organiche. Uso di strumenti di tipo geostatistico per il trattamento di dati distribuiti nello spazio e di serie temporali. Modelli numerici deterministici per la simulazione a scala locale e regionale del flusso idrico e del trasporto nelle zone sature e insature. Modelli concettuali fisicamente basati per la stime dei termini di scambio idrico del suolo ed in particolare per la stima tempo-variante dell'infiltrazione efficace su scala vasta. Modelli concettuali dei sistemi idrogeologici, modellazione dell'interazione superficiale - sotterraneo. Valutazione dello stato qualitativo e quantitativo di un corpo idrico sotterraneo. Elaborazione, gestione ed analisi di dati geografici; interfacce fra modelli matematici e BD georeferenziate. Studio dei processi che influenzano la mobilizzazione di inquinanti inorganici in falda e corpi idrici superficiali. Meccanismi di mobilizzazione di inquinanti in tracce nell'interfaccia acqua/solido ed interazione con la falda aquifera. Equilibri termodinamici nelle acque sotterranee. Quantificazione in tracce, speciazione di contaminanti organici ed inorganici. (literal)
Tecnologie
  • Modelli matematici fenomenologici di flusso e trasporto. Spazializzazione dei dati puntuali con tecniche geostatistiche, determinazione dell'incertezza. Analisi statistica e tecniche esplorative per l'analisi dei dati idrologicici ed idrochimici. Modelli per la speciazione e simulazione di equilibri chimici (PHREEQC,JCHESS. Banche dati GIS. Tools che integrano le banche dati e i modelli matematici e/o che automatizzano procedure complesse che coinvolgono la matrice territoriale. (literal)
Obiettivi
  • Sistemi di supporto alle decisioni per l'individuazione delle misure da adottare alle varie scale territoriali. Metodologie e criteri per : - la caratterizzazione dei corpi idrici sotterranei - la valutazione dello stato qualitativo e quantitativo - la valutazione delle interazioni tra acque superficiali e sotterranee - dei processi biogeochimici che sottendono alla qualità delle acque sotterranee - la definizione dei livelli di fondo e dei valori soglia per le sostanze potenzialmente nocive per la salute umana e per l'ambiente Tramite l'uso dei modelli (anche commerciali) si vogliono definire : - procedure e linee guida di intervento emergenziali a seguito di contaminazioni di tipo accidentale - modellistica reattiva di flusso e trasporto in presenza di biodegradazione - modellazione degli equilibri termodinamici. (literal)
Stato dell'arte
  • I processi che sottendono all'infiltrazione delle acque dalla superficie attraverso l'insaturo fino alla falda, pur noti nelle linee principali, presentano ancora molti lati da esplorare, dalla determinazione dei parametri fenomenologici ed il loro significato fisico fino all'interazione dell'acqua con la matrice solida e biologica. La validità di modelli matematici, idrogeologici e geochimici, è ampiamente riconosciuta. Molto resta da approfondire invece rispetto alla loro applicazione in relazione agli obiettivi e alla scala spaziale e temporale dei fenomeni in esame, così come la loro integrazione con le banche dati GIS, che permette di creare strumenti gestionali e previsionali efficaci. Rimangono aperte inoltre molte problematiche legate alla rappresentatività dei dati di input e delle risposte dei modelli rispetto alla scala spaziale e temporale dei fenomeni in esame. Gli approcci metodologici per la determinazione dei valori di fondo seguono generalmente metodi statistici. Tuttavia non esiste una procedura consolidata di analisi del dato ed anche gli aspetti operativi relativi al campionamento delle acque possono giovarsi di un update metodologico. (literal)
Tecniche di indagine
  • Tecniche di campionamento di matrici acquose e solide; tecniche di analisi in situ (pH, EC; Ossigeno disciolto, Potenziale redox, determinazione spettrofotometrica durezza, sulfuri,… , speciazione su cartucce o resine scambiatrici; Caratterizzazione chimico-fisica di un campione di acqua e di suolo in laboratorio mediante l'utilizzo di Assorbimento atomico con fornetto di grafite e generazione di idruri (HG-/ GF-AAS), Spettrometria al plasma con rivelatore ad emissione e massa (ICP-OES e MS), Generazione di idruri con rivelatore a fluorescenza (HG-AFS), cromatografia ionica (CI), Spettrometria UV-VIS; tecniche di digestione di suoli e sedimenti mediante microonde ad alta T e pressione, procedura di estrazioni sequenziali su solidi; misura del carbonio organico, azoto e fosforo su matrici solide, determinazione di granulometria; tecniche di speciazione mediante uso di resine scambiatrici e generazione di idruri. Cromatografia ionica per la determinazione degli anioni nelle acque sotterranee. Misure idrometriche: determinazione della portata di corsi d'acqua e sorgenti con idromulinello, misure freatimetriche. (literal)
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