Programma

Materie di Base

Il primo modulo intende fornire i “mattoni” necessari ad approcciare i problemi idrogeologici. Viene offerta una panoramica delle conoscenze che possono supportare gli studi idrogeologici da diversi punti di vista. Una specifica sezione è dedicata al processamento dei dati, finalizzato ad estrarre il loro contenuto informativo con la massima efficienza.

Le lezioni sono disponibili come registrazioni video con assistenza dal vivo su richiesta.

SEZIONE ARGOMENTO ORE DOCENTE
Materie di base Informatica di base 2 F. Lotti
Algebra lineare 4 G. De Filippis
Proprietà idrauliche dei suoli 2 L. Di Matteo
Idrogeochimica 4 A. Barbagli
Idrologia isotopica 2 M. Petitta
Microbiologia delle acque sotterranee 2 P. Pretto
Geofisica 2 A. Menghini
Indagini geotecniche 2 L. Di Matteo
Geologia strutturale 2 E. Guastaldi
Economia dell’ambiente 2 S. Leggio
Contesto normativo europeo 2 M. Sapiano
Analisi dei dati

Lavorare (bene) con i fogli di calcolo 2 F. Lotti
Statistica 8 E. Guastaldi
Geostatistica 8 E. Guastaldi
GIS 6 G. De Filippis
Database relazionali 4 A. Barbagli
Analisi delle serie temporali 2 I. Borsi
Applicazione dei metodi statistici 2 M. Meggiorin

Idrogeologia

Il secondo modulo spazia dai principi di base del flusso delle acque sotterranee in mezzi porosi, fino alle sue declinazioni in diversi contesti del mondo reale, tutti caratterizzati da differenti problematiche e approcci gestionali. Le lezioni sono disponibili come registrazioni video con assistenza dal vivo su richiesta.

SEZIONE ARGOMENTO ORE DOCENTE
Basi

Introduzione e bilancio idrogeologico 2 W. Dragoni
Le acque sotterranee 1 W. Dragoni
Applicazioni della legge di Darcy 2 W. Dragoni
Acquiferi I (acquiferi carbonatici) 3 M. Petitta
Aquiferi II (acquiferi alluvionali) 3 T. Bonomi
Aquiferi III (acquiferi vulcanici e cristallini) 3 V. Piscopo
Fiumi e sorgenti 4 M. Petitta
Prospezioni idrogeologiche 4 L. Mastrorillo
Pozzi I (costruzione ed efficienza) 4 V. Piscopo
Pozzi II (prove di emungimento) 4 V. Piscopo
Dal modello concettuale al modello numerico 3 T. Bonomi
Contaminazione Contesto normativo italiano 1 A. Di Gennaro
Origine e proprietà dei contaminanti (destino e trasporto) 4 M. Petrangeli Papini
Equazioni del trasporto 2 I. Borsi
Trasporto nel non saturo 2 I. Borsi
Bonifica sostenibile delle acque sotterranee e del mezzo poroso 4 M. Petrangeli Papini
Analisi del rischio

Modello concettuale 1 M. Falconi
Sorgenti di contaminazione 1 M. Falconi
Fattori di trasporto 1 M. Falconi
Parametri sito specifici 1 M. Falconi
Calcolo del rischio e delle CSR 1 M. Falconi
Applicazione a punti carburante 1 M. Falconi
Matrici aeriformi 1 M. Falconi
Software per AdR 1 M. Falconi
Idrogeologia costiera

Acquiferi costieri 1 V. Post
Flusso delle acque sotterranee in ambienti costieri 2 V. Post
Aspetti connessi al monitoraggio 2 V. Post
Idrogeochimica 2 V. Post
Introduzione alla modellazione degli acquiferi costieri 1 V. Post
Problemi gestionali 1 V. Post
Geotermia Meccanismi di trasporto del calore 1 O. Pedchenko
Impianti geotermici a bassa entalpia (close loop) 2 O. Pedchenko
Impianti geotermici a bassa entalpia (open loop) 2 L. Vettorello
Acquiferi termali 2 V. Piscopo
Acque minerali Aspetti idrogeochimici e processi di mineralizzazione 2 S. Viaroli
Normativa Italiana per la produzione di acque minerali 1 S. Viaroli
Il caso di un acquifero mineralizzato 1 S. Viaroli
Idrogeologia mineraria Acquisizione e processamento di dati significativi 2 G. Nesipbekov
Controllo delle acque sotterranee e dewatering 1 G. Nesipbekov
Problemi di contaminazione collegati alle attività minerarie 1 G. Nesipbekov
Ingegneria civile Controllo delle acque sotterranee 2 M. Preene
Strade 2 V. Francani
Gallerie 2 V. Francani
Invasi 1 V. Francani
Gestione della risorsa idrica Utilizzo delle acque sotterranee nella gestione a scala di bacino 3 R. Rossetto
Gestione idrica in agricoltura 3 R. Rossetto
Misure di adattamento ai cambiamenti climatici: ricarica artificiale degli acquiferi 4 R. Rossetto
Captazioni idropotabili 2 L. Vettorello
Socio-Idrogeologia Introduzione 1 V. Re
Strumenti e tecniche di indagine 1 V. Re
Applicazioni pratiche e casi-studio 1 V. Re

Modellazione delle Acque Sotterranee

Il terzo modulo approccia la modellazione numerica a partire dalle basi attraverso l’utilizzo di diversi codici di calcolo tra cui MODFLOW, MT3DMS, MODPATH, SEAWAT. Lo sviluppo del modello sarà eseguito attraverso diverse Graphical User Interfaces (GUI): ModelMuse (interfaccia gratuita prodotta dall’USGS) e Groundwater Vistas (GW Vistas), interfaccia commerciale. Il corso che utilizza quest’ultima è tenuto da Daniel Feinstein (Università del Wisconsin e USGS). Il corso del dott. Feinstein non si limita a spiegare i comandi della GUI, ma include tutte le sfumature delle impostazioni del codice MODFLOW nelle sue varie versioni, dei relativi pacchetti e dei codici associati, coprendo quindi un programma fondamentale a prescindere dalla GUI che si intende utilizzare.

La sezione successiva è interamente dedicata alla calibrazione del modello e all’analisi dell’incertezza attraverso l’uso della suite PEST, spiegata dall’autore stesso del codice, John Doherty. Una vasta gamma di esercizi aiuta la comprensione di concetti a volte complessi, facendo uso sia delle GUI che dell’input diretto da riga di comando. Viene analizzato un caso reale situato nel nuovo quartiere di Milano, Santa Giulia, per dimostrare la calibrazione, l’analisi dell’incertezza e la sua applicazione al supporto decisionale.

Un’intera sezione indipendente è dedicata allo scripting Python, metodo all’avanguardia di modellazione che include i pacchetti FloPy e PyEMU spiegati da un team di esperti, tra cui gli sviluppatori stessi dei software, Jeremy White (INTERA, ex-USGS) e Mike Fienen (USGS). La sezione include un mini-corso di programmazione con Python tenuto da Iacopo Borsi (TEA Sistemi), per poi coprire l’intero processo modellistico, dall’elaborazione dei dati e costruzione del modello, alla calibrazione e analisi dell’incertezza. Il caso studio utilizzato per gli esercizi è lo stesso utilizzato nella precedente sezione. I codici coinvolti sono MODFLOW, MODPATH, PEST e PEST++.

Inoltre, è possibile attivare su richiesta una sezione dedicata FEFLOW e FePEST.

Tutte le lezioni sono disponibili come registrazioni video con assistenza dal vivo su richiesta.

SEZIONE ARGOMENTO ORE DOCENTE
Introduzione Dalle soluzioni analitiche a quelle numeriche 2 G. Bernagozzi
Come spiegare il modello ai non modellisti 1 F. Lotti
L’(in)utilità dei modelli nel supporto alle decisioni 1 J. Doherty
Costruzione del modello (ModelMuse) Modellazione del flusso 2 G. Bernagozzi
Modellazione del trasporto di massa 2 G. Bernagozzi
Modellazione del trasporto di calore 2 G. Bernagozzi
Costruzione del modello (GW Vistas)

Storia di MODFLOW 1 D. Feinstein
Introduzione a GW Vistas 7/8 1 D. Feinstein
MODFLOW-NWT Pozzi multi-nodo (pacchetto Multi-Node Well) 1 D. Feinstein
Pozzi multi-nodo (pacchetto Multi-Node Well) 1 D. Feinstein
Scambi acque superficiali-falda 1 D. Feinstein
MODPATH-5 e MODPATH-7 1 D. Feinstein
Trasporto di contaminanti con MT3DMS e MT3D-USGS 1 D. Feinstein
SEAWAT: Introduzione alla modellazione dell’intrusione salina 1 D. Feinstein
SEAWAT2005: trasporto di calore 1 D. Feinstein
MODFLOW6: nuove strategie 1 D. Feinstein
Calibrazione del modello ed Analisi dell’incertezza con PEST(++)

Introduzione del caso studio 4 F. Lotti
Introduzione a PEST 1 F. Lotti
Struttura dei file di input/output 1 G. Formentin
Stima dei parametri a zone 5 Doherty/Formentin/Lotti
Highly parameterized inversion con pilot points 5 Doherty/Formentin/Lotti
Analisi dell’incertezza 8 Doherty/Formentin/Lotti
La modellazione nel contesto decisionale 1 J. Doherty
Introduzione a PEST++ 1 J. White
Panoramica dei software partner dei modelli 2 J. Doherty
Esempi di applicazione 1 J. Doherty

Python

SEZIONE ARGOMENTO ORE DOCENTE
Basi del linguaggio Introduzione a Python come linguaggio di programmazione 1 I. Borsi
Elementi di base ed avanzati 1 I. Borsi
Analisi dell’abbassamento indotto dal pompaggio e calcolo dell’evapotraspirazione 1 I. Borsi
Utilizzo di Python/Pandas per gestire le serie temporali idrogeologiche 1 I. Borsi
Costruzione del modello con FloPy Prima di iniziare 1 R. Hugman
Un primo modello semplificato(stato stazionario) 2 R. Hugman
Un modello più complesso (regime transitorio) 3 R. Hugman
Strumenti avanzati: simulazione della ricarica con LUMPREM, trasporto di massa, densità variabile e particle tracking con MODPATH 2 R. Hugman
Impostazione del modello in casi complicati Geoprocessing ed impostazioni di MODFLOW 1 M. Fienen
Come infittire telescopicamente la griglia in un modello esistente 2 M. Fienen
Costruzione di una rete di SFR2 (streamflow-routing package) 2 M. Fienen
Calibrazione ed analisi dell’incertezza con PEST(++) Editare il file di controllo di PEST(++) usando PyEMU 1 White/Fienen
Collegare il modello a PEST(++) usando PstFrom in PyEMU 2 White/Fienen
Collegare il modello a PEST(++) usando PstFrom in PyEMU 1 White/Fienen
Analisi dell’incertezza con PESTPP-IES 2 J. White

FEFLOW

SEZIONE ARGOMENTO ORE DOCENTE
FEFLOW e FePEST
su richiesta
Modellazione del flusso 2 Formentin/Lotti
Modellazione del trasporto di massa 2 Formentin/Lotti
Modellazione del trasporto di calore 2 Formentin/Lotti
Stima dei parametri a zone (FePEST) 6 Formentin/Lotti
Highly parameterized inversion con pilot points (FePEST) 8 Formentin/Lotti
Utilizzo di Python con l’Interface Manager API 2 R. Hugman

Strategie Progettuali

Il quarto modulo è l’essenza della Scuola. L’intera conoscenza/esperienza acquisita nei precedenti moduli convergerà su diversi tipi di progetto. Ogni corso aiuterà a definire workflow e strategie progettuali mirate alla soluzione di problemi specifici. Gli esercizi saranno basati su casi reali ed il gruppo di lavoro collaborerà a sviluppare e completare il progetto come se si trattasse di una vera e propria attività lavorativa. L’approccio sarà quindi più simile ad uno stage aziendale che non un corso in senso stretto.

Le lezioni, svolte in remoto in simultanea, saranno comunque disponibili come registrazioni video. I singoli corsi saranno attivati in base ad un numero minimo di partecipanti. La durata del singolo corso è di massimo 4 giorni, distribuiti su 4 settimane.

SEZIONE CORSO DOCENTE
Contaminazione Barriere idrauliche – calibrazione delle concentrazioni attraverso particle tracking Formentin/Lotti
Barriere reattive Formentin/Lotti
Groundwater Circulating Wells (GCW) Lotti/Formentin/Petrangeli Papini
Applicazione avanzata di MT3D-USGS per il trasporto di contaminanti: contaminazione diffusa da nitrati di origine agricola, degradazione del benzene, tecniche di bonifica per il TCE Feinstein/Lotti/Formentin
Flusso a densità variabile Intrusione salina in acquiferi costieri e piccole isole Post/Lotti/Formentin
Geotermia Impianti geotermici a bassa entalpia Lotti/Formentin
Borehole-Heat-Exchangers con FEFLOW Lotti/Formentin
Gestione degli acquiferi termali Lotti/Formentin
Idrogeologia mineraria Progettazione di miniere a cielo aperto (open-pit), dal dewatering alla valutazione degli impatti Lotti/Formentin
Ingegneria civile Dewatering e barrieramento al servizio delle costruzioni Lotti/Bernagozzi
Valutazione dell’impatto di centrali idroelettriche ad acqua fluente Lotti/Formentin
Gestione della risorsa idrica Zone di protezione delle captazioni idropotabili in Italia Vettorello/Lotti/Formentin
Supporto decisionale basato sulla gestione del rischio per la protezione delle captazioni idropotabili: proposta di un approccio standardizzato applicato ad un caso reale Fienen/Lotti/Formentin
Gestione delle acque sotterranee in ambiente agricolo con interazioni acque sotterranee-superficiali Lotti/Formentin
Ottimizzazione della gestione della risorsa idrica con il pacchetto MODFLOW GWM Feinstein/Lotti/Formentin
Ottimizzazione della gestione della risorsa idrica con an White/Lotti/Formentin
Flusso nel non saturo Simulazione del flusso nel mezzo insaturo, ricarica della falda ed esfiltrazione in superficie con il pacchetto MODFLOW UZF Feinstein/Lotti/Formentin

Workshop

Il Workshop in presenza (7 giorni) è incentrato sulle indagini di campo che saranno effettuate direttamente dai partecipanti, divisi in uno o più gruppi di lavoro in base al numero. I dati acquisiti su campo saranno processati da ciascun gruppo in modo indipendente e sarà poi implementata una strategia di modellazione. I risultati ottenuti dalle diverse squadre saranno comparati e discussi. Ogni lavoro sarà sottoposto alle verifiche ed alle procedure d’approvazione di progetti idrogeologici reali da parte degli enti, che saranno invitati a partecipare alla giornata finale del Workshop.

Il Workshop sarà tenuto presso strutture ricettive della Tuscia convenzionate con SYMPLE.

ATTIVITA’ GIORNO
Indagini di campo Misure piezometriche e di portata fluviale 1-2
Prova di emungimento 2-3
Elaborazione dati e formulazione del modello concettuale Calcolo del bilancio, stima delle proprietà dell’acquifero, costruzione della carta piezometrica 4
Modellazione numerica Costruzione del modello 5-6
Calibrazione del modello
Analisi dell’incertezza
Presentazione agli Enti Presentazione, valutazione e approvazione (?) dei risultati del modello 7

Corso per Decisori Ambientali

Il corso si svolgerà in italiano e sarà svolto in un’unica giornata in presenza. I destinatari sono i funzionari degli Enti pubblici (Amministrazioni Comunali, Provinciali, Regionali, Enti di Controllo Ambientale, ARPA, ISPRA, Commissione VIA, ecc.) che nell’ambito di percorsi autorizzativi e di controllo si trovino a valutare progetti corredati da modelli numerici idrogeologici. La sede (o le sedi) presso cui si svolgerà il corso sarà comunicata per tempo.

I partecipanti saranno inoltre invitati a partecipare all’ultima giornata di discussione del Modulo 5 (Workshop), dove potranno confrontarsi con i modellisti simulando il processo di valutazione e approvazione di un modello numerico.

Corso per Decisori

ARGOMENTI ORE
Introduzione 0.5
Applicazioni dei modelli numerici 1
Costruzione di un modello numerico: dati oggettivi e scelte soggettive del modellista 1
Output di un modello: cosa non è in grado di dirci 1.5
Come valutare la bontà, onestà e affidabilità di un modello 2
Limiti dei modelli e come utilizzarli in modo consapevole 1
Supporto dei modelli nel processo decisionale: possono davvero essere utili? 1

Workshop

ARGOMENTI ORE
Presentazione, valutazione e approvazione (?) dei risultati del modello costruito durante le giornate del Workshop (Modulo 5) 5