Course Syllabus
Obiettivi
Fornire competenze circa: le caratteristiche di terreni e rocce che controllano l’immagazzinamento e circolazione di acqua nel sottosuolo, la stima della riserve idriche sotterranee e della risorsa idrica rinnovabile; i rapporti acque superficiali e profonde, la realizzazione di opere di presa e captazione, la caratterizzazione degli acquiferi con prove di portata per la determinazione dei parametri idraulici delle falde. La seconda parte del corso è mirata all'idrogeologia dei contaminanti, alla fisica del trasporto in acque sotterranee, prove di tracciamento, equazioni di trasporto e reazione, tecniche di misura e campionamento delle acque e dei contaminati, tecniche di messa in sicurezza, bonifica e disinquinamento
Contenuti sintetici
Lo studente apprenderà nozioni base ed avanzate di idrogeologia e idrogeologia applicata e dei contaminanti, nonché di monitoraggio, messa in sicurezza e bonifica.
Programma esteso
Idrogeologia generale:
Ciclo idrologico dell’acqua e circolazione in diversi ambienti geologici. Bilancio idrico: precipitazioni, temperature, evapotraspirazione reale e potenziale. Flusso idrico in condizioni sature ed insature in terreni, rocce porose e rocce fratturate. Porosità: origine e tipologie e ruolo nel flusso e nel trasporto. Ricostruzione ed interpretazione di superfici piezometriche e reticoli di flusso. Idrochimica: caratterizzazione chimico fisica delle acque sotterranee, residuo solido, solidi disciolti, conducibilità elettrica, bilancio ionico, distribuzione degli elementi principali, analisi e rappresentazione dei dati. Classificazione e analisi delle sorgenti, metodi captazione, analisi del regime e delle portate, curve di svuotamento. Progettazione e installazione di pozzi: la struttura dei pozzi, le modalità costruttive, le tecniche di manutenzione. Monitoraggio e interpretazione di test in pozzo e di pompaggio. Soluzioni per il flusso in condizioni stazionarie e transitorie per le diverse tipologie di acquifero. Prove in pozzo singolo. Slug tests. Processi multi-fluido. Pozzi immagine.
Idrogeologia applicata:
Campionamento in pozzo. Trasporto di soluti e migrazione di contaminanti in suoli saturi ed insaturi. Prove di tracciamento e caratterizzazione dei parametri idrodispersivi. Interazione tra matrice e soluti, coefficienti di distribuzione, coefficienti di ritardo. Composti organici ed inorganici nelle acque sotterranee. NAPL, caratteristiche chimico fisiche e modalità di migrazione. Contaminazione primaria e secondaria. Trasformazione, attenuazione e decadimento dei contaminanti. Biodegradazione: teoria, stime in sito e modelli. Opere per la messa in sicurezza e bonifica di siti contaminati. Analisi di rischio per la contaminazione di suoli e dell’acqua sotterranea. Normative di riferimento: legislazione regionale, nazionale e comunitaria in tema di acque sotterranee e superficiali.
Esercitazioni: costruzione di reti di flusso; soluzioni semplici del flusso idrico sotterraneo; interpretazione di test in pozzo.
Progettazione di attività di bonifica di siti contaminati.
Prerequisiti
È richiesta la conoscenza di base di Geologia Applicata, Metodi di indagine geologico tecnica, Fisica e Matematica
Modalità didattica
- Lezione frontale
- Laboratorio
- Esercitazioni
Materiale didattico
Copia di lezioni e materiale su sito e-learning
Periodo di erogazione dell'insegnamento
1à e 2° semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale
Orario di ricevimento
orario ufficio
Sustainable Development Goals
Aims
To provide advanced knowledge and modelling techniques for: the identification and characterization of aquifers in consolidated and unconsolidated materials, the laws that govern groundwater flow, the relationships between superficial water and groundwater, the design and construction of water wells and spring water collection, characterization of water wells and aquifers by pumping tests in steady and transient conditions. The second part of the course will provide knowledge to solve problems of well and spring protection, contaminant migration and solute transport; natural attenuation, design of sampling campaigns, groundwater remediation.
Contents
Students will learn basic knowledge on hydrogeology, applied and contaminant hydrogeology, treatment of contaminated sites
Detailed program
Fundamentals of hydrogeology
Hydrologic cycle and water circulation in different geological systems. Hydrogeological balance: rainfall, temperature, real and potential evapotraspiration. Porosity definitions and use. Fluid flow in saturated and unsaturated soil, porous rocks or jointed rocks. Reconstruction and interpretation of piezometric surfaces and flow nets. Classification and analysis of springs, spring discharge regime, evaluation of spring discharge dynamics using recession curves, Hydrochemistry: physical chemical properties of groundwaters, TDS, dissolved elements their origin and their effects, data representation, plotting and analysis. . Well design and installation, drilling and construction techniques, purging, maintenance, materials. Monitoring and interpretation of well hydraulic testing and pumping tests under steady state and transient conditions. Well sampling techniques and problmes, methods and materials, sampling campaigns. Applying site characterization to model development.
Applied hydrogeology
Solute transport and contaminant migration in saturated and unsaturated soils. Tracer tests and characterization of dipersivity. Multi-fluid processes. NAPLs, physical chemical characteristics and transport in the vadose and saturated zones. Primary or direct and secondary contamination processes. Interaction between soil matrix and solutes. Transformation, attenuation and decay processes of solutes. Biodegradation: theory, in situ estimation, and modelling. Organic and inorganic compounds in subsurface water. Treatments at contaminated sites and groundwater remediation methods and techniques.
Risk analysis for soil and water contamination. Reference legislation: regional, national and european laws for superficial and subsurface water.
Lab exercises: Flow net construction, simple solution of water flow in porous media, interpretation of well tests.
Design of a reclamation scheme for different contaminated sites.
Prerequisites
A base-level knowledge in engineering geology, site investigation, physics and mathematics is required
Teaching form
- Lessons
- Laboratory experiences and problem solving
Textbook and teaching resource
All the lectures are downloadable form the elearning website
Semester
1st and second semenster
Assessment method
Oral
