Paniere Idrogeologia applicata risposte aperte

Formattazione del testo

K = Q / S *i i = h/L

K = Q*L / S*h = C*L /S*h*t = (1,2x10⁵)*80 / (π*25²)*500*30 = 0,33mm/sec = 3,3x10¯⁴ m/sec

21/7. Che cos'è il livello piezometrico o superficie piezometrica in una falda?

La superficie di separazione delle due zone si chiama superficie piezometrica o livello piezometrico o semplicemente piezometrica. La prima zona di saturazione è quella parte in cui tutti i vuoti sono saturi (parte inferiore dell'acquifero): questa zona corrisponde alla falda idrica. La seconda zona di aerazione è quella parte in cui sono presenti sia aria che acqua e si trova superiormente alla zona di saturazione.

21/8. Che differenza c'è fra falda libera e falda in pressione?

Gli acquiferi vengono classificati in: - Liberi (falda libera), quando sono limitati solo inferiormente da un substrato impermeabile e la falda in essi contenuta è libera di oscillare superiormente in funzione delle condizioni di alimentazione. La pressione interna

è molto simile alla pressione atmosferica. - In Pressione (falda imprigionata), quando sono limitatisia inferiormente che superiormente da strati impermeabili. In questi casi la pressione interna è superiore alla pressione atmosferica22/4. Che cosa stabilisce l'Equazione di continuità?

Equazione di continuità

In un acquifero a sezione variabile, dove la corrente idrica si muove in modo permanente, la portata è costante in qualsiasi sezione del flusso.

Q = S1*V1 = S2*V2 = costante

Portata: volume d'acqua che attraversa una sezione normale alla direzione di flusso nell'unità di tempo. E' espressa in m³/sec.

23/3. Che cosa stabilisce la legge di Darcy e come si esprime?

Definizione della Legge di Darcy: la Portata Q che defluisce attraverso un mezzo acquifero poroso, avente sezione retta A, è proporzionale alla perdita di carico i, secondo un coefficiente K che è legato alla natura del mezzo poroso stesso.

E' espressa dalla seguente relazione: Q= A*K*i Ciò significa che il passaggio dell'acqua attraverso lo spessore di sabbia, ha causato una perdita di carico i che si esprime nel seguente modo: i = (h1 - h2) / l La portata Q, misurata all'uscita dal cilindro sarà: Q = A*K*i = Q /A = K*i La grandezza Q/A ha le dimensioni di una velocità e in effetti rappresenta la velocità di deflusso dell'acqua nel mezzo attraversato v = K*i Tale relazione esprime il concetto che la velocità di deflusso è direttamente proporzionale al gradiente idraulico o perdita di carico i. 23/4. Che cos'è la trasmissività e come si esprime? Si definisce trasmissività il prodotto della permeabilità del mezzo acquifero per lo spessore h della falda, misurato dal substrato impermeabile fino alla quota della superficie piezometrica. È espressa T = K * H. La trasmissività di una roccia acquifera è espressa quindi dal

volume di acqua sotterranea che attraversa una sezione ortogonale rispetto alla direzione di deflusso delle acque, di larghezza unitaria e altezza pari allo spessore saturo dell'acquifero, nell'unità di tempo sotto un gradiente idraulico unitario, a 20°C. Nei calcoli idrogeologici spesso si tiene conto di questo parametro che esprime la capacità dell'acquifero a trasferire l'acqua. La trasmissività si può determinare direttamente attraverso prove di emungimento. Viene espressa in m²/sec.

Esercizio proposto

Calcolare il Gradiente Idraulico di una massa idrica (falda) in movimento in un mezzo poroso, fra due pozzi distanti fra loro 1.450m.

L'altezza piezometrica del primo pozzo è h1 = 115,30m

L'altezza piezometrica del secondo pozzo è h2 = 112,90m

Soluzione:

i = (h1 - h2) / l = (115,30-112,90)/ 1450 = 2,4/1450 = 0,00165 = 1,65‰

Il gradiente idraulico è rappresentato dalla pendenza della

superficie piezometrica prodotta dalle perdite di energia potenziale che l'acqua subisce per attrito con le pareti dei meati lungo la distanza l.24/6. Che cos'è una carta idrogeologica e quali informazioni fornisce? La carta idrogeologica o carta a curve isopiezometriche rappresenta la topografia della falda, con le quote espresse in metri rispetto al livello del mare (m s.l.m.). Si definisce una maglia dei punti d'acqua di una determinata zona, attraverso piezometri, pozzie sorgenti, nei quali si misurano le relative quote piezometriche sul livello del mare. Tutti i punti quotati sul terreno dovranno essere uniti a formare dei triangoli, sui cui lati verranno individuati i punti di passaggio delle linee equipotenziali. Unendo tutti i punti aventi uguale quota si ottengono le curve isopiezometriche. Per quanto riguarda l'interpretazione delle curve isopiezometriche si riconoscono: le direttrici di flusso della falda, sono le linee di massima pendenza; i versi di flusso, che indicano la direzione del movimento dell'acqua sotterranea; le zone di ricarica e di scarico della falda, che indicano rispettivamente le aree in cui l'acqua entra e esce dal sistema idrogeologico.flusso della falda, vanno dalle quote più alte a quelle più basse lungo le direttrici; gli sparti acquesotterranei, sono linee da cui le direttrici di flusso tendono a divergere (zone di “alimentazione”,meno permeabili, sitrovano a cavallo degli sparti acque sotterranei); gli assi di drenaggio preferenziale, sono linee di flusso principali versocui convergono direttrici di flusso secondarie (in genere più permeabili, sono zone di drenaggio preferenziale).24/7. Cosa indica la soggiacenza di una falda? La soggiacenza è la profondità del livello della falda dal piano campagna.25/4. Che cos'è il cono di depressione di un pozzo? Quando si inizia a prelevare acqua da un pozzo, la piezometrica inizia ad abbassarsi e si forma un cono di depressione chesi estende dal pozzo verso l'esterno.25/5. Qual è la differenza fra regime permanente e quasi permanente in un pozzo e quando si instaurano i dueregimi? In un pozzo il regime permanente si instaura quando la portata di prelievo è costante nel tempo e la piezometrica si stabilizza ad un certo livello. Il regime quasi permanente si instaura quando la portata di prelievo varia nel tempo, ma la piezometrica si mantiene approssimativamente costante.

La permanente si istaura quando il cono di depressione continuando ad estendersi raggiunge un bacino superficiale di grandi dimensioni e il livello all'interno del pozzo si stabilizza. Quando invece l'abbassamento del livello dell'acqua si stabilizza e le variazioni diventano non apprezzabili, significa che si è raggiunto un regime quasi permanente.

25/6. Che differenza c'è fra deflusso delle acque per moto laminare e turbolento e come si esprime la velocità dell'acqua nei due differenti moti?

Il moto laminare avviene in maniera regolare, i filetti idrici rimangono omogenei e possono essere semplicemente deviati dai granuli. La velocità del moto laminare può essere costante se il substrato impermeabile è leggermente inclinato, variabile se la pendenza è maggiore e irregolare. Quando la velocità dei filetti idrici aumenta oltre un determinato limite (velocità critica), i filetti idrici non sono

più regolari, compaiono dei vortici e il moto dell'acqua diventa turbolento. Da numerose esperienze di laboratorio, confermate nella pratica comune, si è constatato che: - quando il moto è laminare, la velocità dell'acqua è direttamente proporzionale alla pendenza (cadente piezometrica o gradiente idraulico); - quando il moto è turbolento, la velocità dell'acqua è proporzionale alla radice quadrata della cadente o gradiente idraulico. Pertanto nei due casi sono valide le seguenti relazioni: - V = K * i per il moto laminare - V = K * √i per il moto turbolento In base alla legge di Darcy, la velocità V si può ricavare nel seguente modo: Q = A * K * i Ma essendo V = K * i Q = A * V e quindi V = Q/A26/3. Che differenza c'è fra Bacino idrografico e Bacino Idrogeologico? Un bacino idrografico è una porzione di territorio, che a causa della sua conformazione orografica, raccoglie le

acquesuperficiali (meteoriche o derivanti dallo scioglimento di ghiacciai e nevai) e le convoglia verso un’area topograficamentedepressa (limite verticale). Nel solco d’impluvio può formarsi un fiume, un lago o un’area paludosa. Il bacinoidrogeologico,invece, oltre alle acque superficiali, raccoglie anche le acque sotterranee che possono provenire da zoneesterne al bacino idrografico superficiale. E’ delimitato da uno spartiacque sotterraneo o freatico. Per tale motivo i suoilimiti possono non coincidere con i limiti del bacino idrografico sovrastante. I bacini idrogeologici sono studiati per mezzodei principi della geologia strutturale dell’area, utilizzando traccianti, indagini geofisiche e test di perforazione.

27/4. Cosa si intende per Riserve Idriche del sottosuolo e come si suddividono?Le riserve idriche, rappresentano il volume d’acqua gravifica non rinnovabile contenuta nel sottosuolo. Si tratta di un‘eccedenza di acqua rispetto

alla potenzialità idrica sotterranea media che risulta dal bacino idrografico. Si differenziano in riserve permanenti e riserve regolatrici. 27/5.

Che cosa si intende per Risorse Idriche del sottosuolo? Le Risorse idriche rappresentano il volume di acqua gravifica rinnovabile del sottosuolo, teoricamente sfruttabile senza che questo alteri l'equilibrio del ciclo idrogeologico naturale e indipendente da quanto sia economicamente conveniente il loro sfruttamento. 28/4.

Cosa sono e dove si localizzano le Sorgenti? Si può definire sorgente un punto o una zona ristretta della superficie terrestre in corrispondenza della quale si osserva l'avvenuta a giorno di acque sotterranee, dovuta a cause naturali, connesse alla conformazione idrogeologica del territorio. Come detto l'affioramento di acqua in superficie può dare origine a un insieme di scaturigini ravvicinate () oppure avere e proprie, ad esempio localizzate in corrispondenza di incisioni topografiche.

Quest'ultimo caso la responsabilità dell'emergenza della falda è dovuta all'abbassamento della superficie topografica per fenomeni erosivi, che causano l'affioramento delle acque.

29/3. Cosa esprimono le Curve di esaurimento?

In diagrammi Tempi/Portate le curve di esaurimento esprimono lo svuotamento progressivo di una falda, quando è nulla o trascurabile la componente degli apporti idrici, quindi non vi è ricarica della sorgente. Le curve di esaurimento in regime non influenzato corrispondono al tratto di idrogramma annuo della sorgente compreso fra il suo massimo e il suo minimo valore di portata e rappresentano lo svuotamento progressivo dell'acquifero durante il periodo in cui è nullo o trascurabile l'effetto della ricarica a causa della scarsità delle piogge (stagione secca). In tale lasso di tempo l'acquifero restituisce lentamente la quantità d'acqua immagazzinata durante la stagione.

piovosa. L'equazione che meglio esprime la curva di esaurimento è la formula di Maillet: Qt = Q0 * e, che può essere anche espressa come: log Qt = logQ0 - (α * log e) * t, dove:

• Qt = portata della falda al