Prima di fare i modelli...
La prima parte della Scuola è una sorta di “cassetta degli attrezzi del modellista” che, insieme a libri di testo e articoli scientifici, può fornire parte delle basi che è necessario avere prima di addentrarsi nella modellazione numerica. Sebbene i contenuti proposti spazino su discipline anche molto diverse tra loro, i contenuti non potranno mai essere esaustivi – altri argomenti specifici possono essere aggiunti su richiesta. Tutti i corsi sono registrati e immediatamente disponibili sulla piattaforma e-learning. L’importanza di tornare ai concetti di base della geologia, dell’idrogeologia e della matematica è sicuramente chiara, ma sarà ancora più chiara durante le esercitazioni pratiche di modellazione numerica. Infatti questa sezione, sebbene collocata “prima della modellazione”, è pensata per essere compagna di viaggio durante tutta la Scuola. Il frequentare un corso piuttosto che un altro è una scelta soggettiva, funzione degli interessi e del background personale di chi segue.
Modellazione delle Acque Sotterranee
La sezione centrale della Scuola è dedicata alla modellazione idrogeologica, partendo dai concetti di base fino ad arrivare alle tecniche più avanzate di analisi dell’incertezza. Le lezioni sono svolte principalmente dal vivo e sono divise in tre moduli.
Il primo modulo include l’elaborazione statistica dei dati, l’applicazione di tecniche geostatistiche ed introduce le basi della modellazione numerica con MODFLOW 6 partendo da zero. Lo scopo è fornire i “mattoni” necessari per affrontare i problemi idrogeologici in termini numerici ed estrarre al meglio le informazioni contenute nei dati. Nel modulo si forniscono inoltre dei “suggerimenti informatici”, parte fondamentale di qualsiasi processo di modellazione, tanto quanto le basi di idrogeologia.
Nel secondo modulo si approccia la costruzione di modelli più complessi, basati su casi studio reali. Le interfacce grafiche di MODFLOW utilizzate negli esercizi sono Groundwater Vistas e ModelMuse, interfaccia gratuita rilasciata dall’USGS, in associazione con PEST(++). Il corso che utilizza GW Vistas è tenuto da Daniel Feinstein, docente che approfondisce numerosi aspetti del codice MODFLOW, così come altri codici correlati, spiegando in dettaglio le sfumature e le impostazioni consigliate per i diversi packages. La teoria alla base dell'”history matching” (o calibrazione) è introdotta da John Doherty, l’autore del codice PEST. A fine modulo sono proposti due corsi, uno con ModelMuse e uno con GW Vistas, nei quali si affronterà un problema reale da discutere insieme, concettualizzare e affrontare attraverso il processo di modellazione numerica.
L’ultimo modulo è completamente dedicato alla calibrazione e analisi dell’incertezza spiegate da John Doherty. Gli algoritmi applicati fanno parte degli approcci più recenti e innovativi sviluppati nella suite di programmi PEST e PEST++ e gratuitamente disponibili presso i relativi siti. Un’ampia serie di esercizi aiuta la comprensione di concetti a volte complessi, facendo uso sia delle GUI che dell’input da riga di comando. A conclusione del modulo, viene analizzato insieme ai partecipanti un caso reale, per applicare le tecniche di assimilazione dei dati, l’analisi dell’incertezza e comprendere i risvolti della modellazione utilizzata come supporto delle decisioni.
Modellazione con Python
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), Mike Fienen (USGS) e Rui Hugman (GMDSI). 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. I codici coinvolti sono MODFLOW 6, MODPATH, PEST e PEST++. Agli studenti viene fornito un repository GitHub con i file di dati e gli eseguibili necessari. Questi includono anche un Jupyter Notebook con le istruzioni da seguire insieme alle video-lezioni.
