Modellazione numerica di un sistema acquifero contaminato interessato da fenomeni mareali = Numerical modeling of polluted groundwater affected by tidal phenomena

Lo studio condotto durante il presente lavoro di tesi ha analizzato le modalità di propagazione in falda di due contaminazioni generate all'interno di un’industria sita in Francia, nei pressi di un meandro del fiume Senna, a circa un centinaio di chilometri dalla foce. Le contaminazioni generate in sito sono caratterizzate dalla presenza di idrocarburi totali e benzene: i primi sono tossici al di sopra di una certa soglia di concentrazione, mentre il benzene è una sostanza sia tossica che cancerogena; risulta, dunque, di fondamentale importanza progettare un sistema di contenimento delle contaminazioni presenti. A tal proposito, il progetto ha l’obiettivo di sfruttare la presenza di due pozzi di estrazione già realizzati in sito e ottimizzare la portata emunta in essi al fine di catturare il plume inquinante e rispettare la CSC dei due inquinanti lungo il perimetro dell’azienda (riportate nella Tabella 2, Allegato 5 del Titolo V, Parte Quarta del D. Lgs. 152/2006). Il caso studiato risulta particolarmente interessante, in quanto i livelli idrici dell’acquifero sottostante il sito industriale sono influenzati da fenomeni di marea che risalgono il fiume, provocando delle forti variazioni nel livello delle acque della Senna, con oscillazioni di circa 2 metri ogni 6 ore. L’elaborato è strutturato in cinque capitoli, dove nei primi due si espongono, da un punto di vista teorico, i criteri alla base della modellazione numerica di un sistema acquifero: in particolare, nel primo capitolo vengono descritti gli elementi fondamentali che caratterizzano un modello matematico e vengono illustrate le principali classificazioni riguardanti i modelli, mentre nel corso del secondo capitolo si descrivono i principali step della modellazione numerica. I restanti tre capitoli descrivono il caso studio analizzato. Innanzitutto, viene fornita una descrizione del contesto idrogeologico in cui si colloca l’industria e dei contaminanti presenti in sito e viene analizzato, in maniera dettagliata, l’effetto della marea sul livello del fiume e dell’acquifero. Una volta chiarite le principali caratteristiche idrodinamiche dell’acquifero mediante lo sviluppo del modello concettuale, si è passati alla costruzione del modello numerico attraverso la definizione e la discretizzazione del dominio, l’assegnazione delle condizioni al contorno e la stima iniziale dei parametri idrodinamici, la cui distribuzione all'interno del dominio è stata ottimizzata mediante il successivo processo di calibrazione del modello. A partire dal modello di flusso calibrato, è stato realizzato il modello di trasporto per fornire una risposta alle richieste presentate dall'azienda committente: è stato appurato che la portata estratta in condizioni di esercizio, per soddisfare le esigenze idriche delle attività aziendali, non è sufficiente a garantire la completa cattura del carico inquinante; sono state stimate la portata minima che deve essere estratta dai due pozzi al fine di contenere il plume e la durata massima di un’eventuale stop dei pozzi per guasto o manutenzione.