Modello tridimensionale per acquifero multistarto
P. Teatini, G. Gambolati
Dept. Mathematical Methods and Models for Scientific
Applications, University of Padova, Padova, Italy
INTRODUZIONE
Il campo di moto che si sviluppa in sistemi filtranti multistrato a seguito
di operazioni di estrazione, di variazioni di condizioni idrologiche
al contorno o di dati pluviometrici presenta particolari caratteristiche:
esso e' prevalentemente orizzontale negli acquiferi e verticale
negli aquitards.
Queste caratteristiche sono state ampiamente utilizzate nelle simulazioni
dei sistemi acquiferi multistrato con modelli numerici
basati su appropriate schematizzazioni matematiche. La validita' di tali ipotesi
sul campo di flusso e' stata confermata anche recentemente da
Fallou et al. (1992) che ne hanno verificato
la correttezza per sistemi multistrato in cui lo storage elastico degli
aquitards Ss sia inferiore a 0.03 .
Sono stati cosi' sviluppati alcuni modelli che, traendo vantaggio da
queste particolari caratteristiche del campo di moto, danno luogo a
strumenti di analisi definiti ''quasi-tridimensionali'', la cui dimensionalita'
e' sostanzialmente tridimensionale ma il cui costo e' quello di un modello
bidimensionale. A questo gruppo appartiene il modello ''quasi-tridimensionale
lineare'' proposto da Gambolati (1984), in cui, seguendo l'impostazione teorica fornita da
Herrera and Figueroa (1969), Herrera (1970),
Herrera and Rodarte (1973), si utilizza un sistema di equazioni
integro-differenziali con la presenza di integrali di convoluzione che tengono
conto dell'interscambio di massa tra gli strati sabbiosi e
quelli argillosi adiacenti (modelli accoppiati per sistema acquifero multistrato).
A partire da questo modello ''quasi-tridimensionale'', codificato nel
programma MAINFLW (Gambolati, 1984; Gambolati et al., 1986),
e' stato sviluppato un nuovo modello lineare che, pur mantenendo le stesse
caratteristiche di costo del
precedente, realizza la completa tridimensionalita'. Se il codice MAINFLW
permetteva infatti la sola simulazione di sistemi multistrato con acquiferi ed
aquitards di spessore costante e cioe' con superfici di separazione
fra gli strati parallele tra loro (lo spessore di ogni acquifero poteva tuttavia
essere non costante facendo variare le caratteristiche della trasmissivita'
orizzontale in al piu' 10 zone), un nuovo codice e' stato implementato per
simulare sistemi multistrato con
acquiferi ed aquitards a spessore effettivamente variabile e con caratteristiche
quindi di completa tridimensionalita'.
Il nuovo codice di calcolo, MAINFL1, permette l'analisi di moti stazionari
e transitori che si manifestano in sistemi multistrato eterogenei ed
anisotropi al piu' di 10 acquiferi ed 11 aquitards; consente
l'individuazione al piu' di 20 zone in cui lo spessore (e gli altri
parametri fisici di interesse) di ogni aquitard possono cambiare. La
variazione di spessore degli acquiferi e' ottenuta come nel modello iniziale
individuando 20 zone in cui la trasmissivita' orizzontale puo' essere diversa.
Le zone sono le stesse per tutti gli strati ma i valori delle
caratteristiche fisiche in ciascuna zona possono variare da uno strato all'altro.
Dopo aver brevemente richiamato la teoria del flusso in sistemi acquiferi
multistrato, il presente rapporto
descrive come MAINFL1 e' stato implementato a partire
da MAINFLW e come il nuovo codice sia stato tarato su sistemi acquiferi tristrato.
