[bernagozzi]

Escludendo le prove di portata con pozzo e piezometro, che rappresentano sicuramente le prove più affidabili per la determinazione della permeabilità in sito, potresti pensare a:

Prove in sondaggio tipo Lugeon o Lefranc
Sono molto utilizzate e forniscono valori abbastanza realistici. E’ bene però farne più di una, per evitare di prendere come significativo un valore che potrebbe essere influenzato da un disturbo locale o da un disturbo dovuto alla perforazione.

Prove con piezocono
Sono prove di dissipazione che valutano la permeabilità del materiale sulla base del tempo necessario per il raggiungimento di una condizione di equilibrio delle pressioni interstiziali. Occorre avere uno strumento ben tarato e affidabile, altrimenti si possono prendere degli abbagli.

Prelievo di campioni anche non indisturbati sui quali eseguire delle prove granulometriche (con determinazione di k utilizzando formule tipo Hazen)
Sono le prove meno costose e possono dare valori indicativi di riferimento. Sono comunque valori di permeabilità puntuali e per di più ricavati da correlazioni empiriche e quindi vanno presi con cautela

Prelievo di campioni indisturbati da sottoporre a prove di permeabilità in laboratorio (permeametro a carico costante o variabile)
Si tratta sempre di valori puntuali, ma in questo caso la determinazione della permeabilità è più diretta e quindi in linea di massima i valori che si ottengono sono più affidabili rispetto a quelli che si possono ottenere da correlazioni con la granulometria. Inoltre sul campione sottoposto a prova con permeametro è sempre possibile eseguire una granulometria ed avere quindi il doppio riscontro.

Queste ovviamente sono indicazioni di massima che vanno tarate sul sito specifico.
Magari con qualche informazione aggiuntiva (profondità della falda da p.c., tipo di terreno, scopo delle prove, ecc…) si può dare qualche suggerimento più preciso.

saluti!

[bernagozzi]

Dopo aver inserito la superficie topografica e la suberficie basale del modello di solito si procede definendo le caratteristiche idrogeologiche dei vari layer del modello (cioè la permeabilità nelle direzioni x, y e z e, se il modello deve girare anche in condizioni transitorie, anche lo specific storage e lo specific yield), le condizioni al contorno e l’eventuale ricarica.
Queste ovviamente sono indicazioni di massima che vanno poi calate sul singolo caso.
Nel vostro caso seguirei indicativamente questo schema
1) realizzazione di una carta idrogeologica dell’area oggetto di studio (che deve essere un po’ più ampia del corpo di frana che state esaminando). La carta deve riportare le permeabilità delle varie unità presenti e i rilievi dei livelli di falda dedotti da pozzi, piezometri, CPTU o altre prove disponibili per l’area in esame. Sulla carta devono anche essere riportate tutte le informazioni utili per la definizione delle condizioni al contorno, come ad esempio la presenza di corsi d’acqua, di zone di emungimento, di laghi o ristagni, ecc…
2) realizzazione di una sezione lungo la linea di massima pendenza che mostri la geometria dei corpi geologici nella terza dimensione.
Giunti a questo punto si tratta di definire le condizioni al contorno (trattandosi di una tesi, se si riesce a definire due condizioni a costant head con un po’ di ricarica da pioggia sul corpo di frana sarebbe forse la cosa più semplice) di definire le unità idrogeologiche (cercherei di ridurre al minimo il numero di queste unità) e la permeabilità (anche in questo caso cercherei di limitare l’analisi in condizioni stazionarie in modo da dover definire unicamente la permeabilità delle varie unità).
Se lo ritenete utile in un prossimo post potete anche allegare un jpeg della carta o della sezione.
Saluti

[bernagozzi]

Premetto che non sono un esperto di filtri di depurazione, quindi ti risponderò unicamente basamdomi sulle regole che governano il flusso attraverso la sabbia, cioè le classiche formule alla base dell’idrogeologia.
Il problema mi sembra che sia assimilabile ad un classico caso di filtrazione piana. L’acqua cioè filtra attraverso il tubo riempito di sabbia, che ha una sezione regolare, per via della differenza di pressione (che si può tradurre in differenza di carico idraulico), presente alle estremità del tubo.
In queste condizioni la portata di filtrazione si può calcolare con la classica formula

Q=k * i * A

dove Q rappresenta la portata di filtrazione, k il coefficiente di permeabilità della sabbia, i il gradiente idraulico e A l’area della sezione interessata dalla filtrazione
il gradiente idraulico è il rapporto fra la perdita di carico fra le estremità del filtro e la lunghezza del filtro.
L’acqua viene spinta alla pressione di 4 kg/cmq. Se si converte questa pressione in metri di colonna d’acqua si ricava:
4 kg/cmq = 40 m di colonna d’acqua

(puoi fare la conversione online usando questo sito)

Visto che il filtro è lungo 0.5 metri si ottiene un gradiente idraulico

i = 40/0.5 = 80 [adimensionale in quanto è un rapporto fra due lunghezze]

L’area della sezione di filtrazione è 1 m^2 e quindi la portata attraverso il filtro la puoi calcolare con la formula

Q = k * 80 * 1 = 80 * k

Ora il problema è conoscere il valore di k, cioè la permeabilità della sabbia alla temperatura di 25 gradi. Questo dato nel problema non è fornito e quindi non saprei come procedere. La sabbia infatti non ha tutta la medesima permeabilità e quindi occorre sapere qual’è la permeabilità del tuo filtro.
Se per ipotesi la permeabilità fosse 2*10^-4 m/sec, la portata in uscita dal filtro sarebbe:

Q = 80 * 2 * 10^-4 = 0.016 m^3/sec, che equivarrebbero a 16 litri/sec.

A livello operativo comunque occorre considerare che questa portata è la portata nelle condizioni iniziali. A mano a mano che l’acqua filtra attraverso il filtro le impurità si accumulano all’interno della sabbia e quindi la portata nel tempo potrebbe diminuire.

Saluti!

[bernagozzi]

Una serie di formule per il tuo caso le puoi trovare in

CIRIA (1986), Control of groundwater for temporary works, Ciria Report n. 113, 1-87.

Saluti.

[bernagozzi]

Vi allego le videate catturate a schermo

Per impostare il tetto e la base dei layer utilizzando file surfer potete procedere in questo modo:
Per impostare ad esempio il top elevation del layer 1 posizionarsi con il cubo di navigazione (il cubo che si trova a sinistra nello schermo) in corrispondenza del layer 1, quindi selezionare
property -> top elevation -> import -> surfer

[attachment=1:3ap78d9g]step1.jpg[/attachment:3ap78d9g]

a questo punto si apre la seguente finestra di dialogo

[attachment=0:3ap78d9g]FinestraDialogo.jpg[/attachment:3ap78d9g]

Premere il pulsante Browse e selezionare il file surfer da usare come riferimento. Dopo aver selezionato il file le due celle della finestra “minimum interpolated value” e maximum interpolated value” assumeranno i valori del massimo e minimo valore interpolato dal file surfer selezionato.
A questo punto, se il file surfer è riferito alle coordinate della base map occorre spuntare la casella “Surfer file in site coordinates” (caso più comune), altrimenti lasciare la casella non spuntata.

Vi riporto a proposito la citazione esatta in inglese tratta dal manuale: “Site coordinates refer to the coordinates of the base map. Uncheck this option if the coordinates are model grid coordinates, with the origin being the lower left corner of the grid.”

Saluti

[bernagozzi]

Il passaggio fra Unità Lugeon e coefficiente di permeabilità è definito da un fattore di conversione che, per permeabilità espresse in metri/sec, usualmente viene stimato in 10^-7. Come giustamente osservato da Fuffo alcuni autori suggeriscono valori lievemente differenti.
Anch’io mi sono posto un analogo problema, cioè da dove derivasse questo valore, e ho trovato questa spiegazione, che mi sembra convincente.
Il valore deriva dall’applicazione della formula:

k=Q/(F x h)

dove Q corrisponde alla portata infiltrata, h all’altezza di carico idraulico e F rappresenta un fattore di forma che dipende dalla geometria della camera di dispersione.

1 UL corrisponde alla portata di 1 litro al minuto su un tratto di un metro ad una pressione di iniezione di 10 atm quindi, sostituendo nella formula, se la lunghezza del tratto di prova è 1 metro si ottiene:

Fattore di conversione = (0.001/60) x (1/(100 * F))

[Nota: 0.001/60 rappresenta la portata di un litro/min trasformata in m^3/sec]

Se la lunghezza L del tratto di prova è maggiore di un metro la formula diviene

Fattore di conversione = (0.001/60) x (L/(100 * F))

Operativamente quindi:
1) si calcola F dalle tabelle di Hvorslev (1951) e Wilkinson (1969) che ad esempio si possono trovare riportate in Cestari F. (1990);
2) calcolato F si ricava il fattore di conversione;
3) si trasformano i valori delle prove da UL a permeabilità con la relazione:

k (m/sec) = (Valore in U.L.) x Fattore di conversione

Se si fanno alcune prove si vede che, per diametri e lunghezze usuali, il valore del Fattore di conversione calcolato in questo modo risulta circa 10^-7.

Riferimenti
Cestari F. (1990), Prove Geotecniche in sito, Geo-Graph S.n.c., Via Turati 5/M 20090 Segrate

[bernagozzi]

La scelta delle coordinate (site o model) deve essere fatta sulla base del tipo di dati di input del file surfer.
Ora vi rispondo on modo un po’ approssimativo in quanto al momento non ho il software sotto mano. Domani mattina vi stampo la videata e la allego al post.
In linea di massima comunque ci sono due possibilità
1) se in fase di impostazione i valori di x, y e rotation non sono stati modificati (cioè se tutti e tre sono uguali a 0), allora le coordinate modello sono identiche alle coordinate del sito;
2) se i valori x, y e/o rotation sono stati modificati allora il modello è traslato (se rotation è 0) o rototraslato (se anche rotation è diverso da 0) rispetto alle coordinate del sito.
Nel caso 2 il programma in fase di importazione di dati, come ad esempio nel caso di importazione di un file surfer, chiede se i dati che si stanno importando sono in coordinate “modello” o in coordinate “sito”. Quasi sempre la rototraslazione della griglia del modello si fa perchè è necessario importare delle informazioni che sono riferite a coordinate geografiche e di conseguenza quasi sempre (e penso che questo sia il vostro caso), occorre selezionare l’opzione “site coordinate”. Facendo in questo modo, in pratica, il Modflow prende i dati del surfer, li rototrasla e li posiziona sulla griglia in modo corretto.
Domani cerco di stamparvi una videata della scheda di immissione, in modo da rendere più chiaro il tutto.
Saluti!

[bernagozzi]

Per eseguire questa georeferenziazione occorre ruotare e traslare la griglia del Modflow in modo da rendere uniformi le coordinate.
Da un punto di vista operativo la procedura può essere differente in funzione dell’interfaccia utilizzata.
Se usate Groundwater Vistas, è sufficiente impostare la coordinata dell’origine della griglia (guardando la griglia dall’alto è la coordinata dell’angolo in basso a sinistra) e la rotazione degli assi rispetto alla verticale. Queste operazioni si possono eseguire in fase di impostazione del modello tramite la finestra di dialogo (vedi figura)

[attachment=0:toj23vau]coordinate-modflow.jpg[/attachment:toj23vau]

In basso si vedono i tre campi x, y e Rotation che consentono di impostare i parametri.

Se state usando una versione differente di interfaccia grafica (es. Visual Modflow o altro) e avete difficoltà nell’eseguire questa operazione potete sempre procedere in modo inverso, cioè ruotate e traslate le vostre informazioni geografiche in modo che tutto sia riferito ad una griglia con il punto 0,0 in basso a sinistra e con orientazione verticale.

Ovviamente, qualunque strada decidiate di prendere, prima di procedere con il modello fate una verifica importando uno o due punti e controllando che cadano nella posizione giusta.

Saluti

[bernagozzi]

Il calcolo dipende molto dai dati di input che hai a disposizione. Di solito per la pioggia si hanno a disposizione i mm di pioggia giornalieri, cioè i mm di pioggia complessivi caduti in un determinato giorno.
Il dato di ingresso cioè è del tipo:

1 gennaio 2000: 0
2 gennaio 2000: 3.5
3 gennaio 2000: 23.4
4 gennaio 2000: 0
ecc…
che significa che il giorno 1 gennaio non è piovuto, il giorno 2 gennaio sono caduti complessivamente 3.5 mm di pioggia, il giorno 3 gennaio sono caduti complessivamente 23.4 mm di pioggia e il 4 gennaio non è piovuto.
Se devi esaminare una serie di dati di 10 anni (esempio dal 2000 al 2009) avrai a disposizione complessivamente 365 x 10 = 3650 dati
Per calcolare la pioggia media annua puoi procedere in questo modo:
Calcoli il totale della pioggia per ogni anno di monitoraggio, cioè sommi tutta la pioggia caduta dal 1 gennaio 2000 al 31 dicembre 2000 e calcoli la pioggia totale del 2000 e così via per tutti gli anni.
A questo punto hai una tabella del tipo
2000: 965 mm
2001: 845 mm
2002: 1345 mm
ecc…

La pioggia media annua nel periodo di monitoraggio la puoi calcolare facendo una media dei 10 valori

Per la pioggia mensile puoi procedere in modo analogo. Per il mese di gennaio ad esempio sommerai tutta la pioggia caduta dal 1 gennaio al 31 gennaio di ogni anno ed avrai una tabella del tipo

gennaio 2000: 80 mm
gennaio 2001: 102 mm
gennaio 2002: 56 mm
ecc…

La pioggia media nel mese di gennaio nel periodo di monitoraggio la puoi calcolare come la media dei 10 valori.

Per quello che riguarda la temperatura il problema è più complesso perchè non è detto che la temperatura media di un determinato giorno sia uguale alla media fra la massima e la minima rilevata in quel giorno.
La cosa migliore sarebbe individuare una stazione con la registrazione della temperatura media, dato che di solito è disponibile.

Saluti

[bernagozzi]

Se non è possibile individuare intervalli differenti per caratteristiche litologiche, probabilmente la cosa migliore è considerare tutta la successione attraversta come un’unica unità con permeabilità variabile da … a ….
Di solito le formazioni torbiditiche, costituite da alternanze di livelli con caratteristiche differenti che si alternano in modo ritmico, sono anche anisotrope. La permeabilità valutata nella direzione parallela alla stratificazione è di norma differente dalla permeabilità calcolata nella direzione perpendicolare.
Nel tuo caso è ragionevole supporre che la rete di fratture con la persistenza e la continuità maggiore si trovi in corrispondenza degli intervalli arenacei che pertanto risultano più permeabili rispetto agli intervalli marnosi.
In teoria, conoscendo la permeabilità media dei livelli arenacei e la permeabilità media dei livelli marnosi, sarebbe possibile calcolare la permeabilità della formazione nella direzione parallela e perpebdicolare alla stratificazione.
Nella pratica è molto difficile valutare separatamente la permeabilità dei livelli arenacei e marnosi. In ogni caso, però, l’aspetto dell’anisotropia andrebbe segnalato.

[bernagozzi]

L’idea che proponi quindi sarebbe del tipo di quella schematizzata nelle due figure sottostanti, dove in grigio vengono indicati i muri e il solaio della cantina, in verdolino la pavimentazione della cantina e in giallo le trincee drenanti.

[attachment=2:3mgcyolb]pianta.jpg[/attachment:3mgcyolb]

[attachment=1:3mgcyolb]profilo.jpg[/attachment:3mgcyolb]

All’interno delle trincee drenanti verrebbero alloggiati dei tubi collegati poi allo scarico.

Un sistema di questo tipo potrebbe funzionare in quanto l’acqua che risale dal pavimento dovrebbe esere intercettata a quota più bassa dalle trincee drenanti poi, dopo essere stata raccolta da un pozzetto, sarebbe pompata verso la fogna.
Un problema potrebbe però essere la natura del terreno al di sotto del solaio della cantina. Se infatti sotto la cantina è presente un vespaio o comunque uno spessore di materiale artificiale o naturale ad elevata permeabilità l’intervento dovrebbe riuscire bene. Se però al di sotto del solaio è presente un terreno a scarsa permeabilità caratterizzato magari da zone più sabbiose e zone più limose l’intervento potrebbe in parte perdere di efficacia e non garantire un drenaggio perfetto. Molto probabilmente non ci saranno più i 50 cm di acqua ma chiazze, piccoli ristagni o zone ad elevata umidità potrebbero comunque rimanere.

Una alternativa, se praticabile senza compromettere la stabilità dell’edificio, potrebbe essere quella riportata nello schema seguente

[attachment=0:3mgcyolb]materasso_drenante.jpg[/attachment:3mgcyolb]

Demolire il solaio e creare un materasso di materiale drenante (ghiaia) al di sotto della cantina, inserire all’inerno di questo materasso drenante i tubi di drenaggio e fare scaricare i tubi nel pozzetto di raccolta. In pratica cioè si tratterebbe di sostituire le trincee con un materasso drenante e garantire in questo modo il drenaggio su tutta la superficie del pavimento della cantina.

Questo ovviamente vale se l’acqua risale dal pavimento. Se la cantina è interrata al di sotto di un versante è anche possibile che l’acqua filtri dal muro rivolto verso monte, e in questo caso intervenire sul pavimento potrebbe non risolvere il problema. E’ quindi importante anche valutare questo aspetto, cioè la provenienza delle venute d’acqua.
Saluti

[bernagozzi]

Per quello che riguarda il rapporto fra RQD e permeabilità dedotta da prove Lugeon ho notato spesso anch’io una mancanza di correlazione.
Non è detto cioè che gli intervalli con RQD inferiore siano caratterizzati da una permeabilità maggiore, o almeno questo non emerge chiaramente dalle prove.
In alcuni casi abbiamo provato a fare una analisi più dettagliata, andando a verificare la distribuzione delle fratture nei tratti interessati dalle prove.
Abbiamo provato a dividere le discontinuità intercettate dal sondaggio in discontinuità dovute a laminazione (ad esempio giunti di strato o interfacce dovute a variazioni nella granulometria dei sedimenti) e in discontinuità dovute a fratturazione e abbiamo provato ad individuare una relazione fra la densità della fratturazione e il valore di permeabilità dedotto dalle prove Lugeon. Anche in questo caso però, non è stato possibile individuare alcuna relazione soddisfacente.
La motivazione probabilmente si può ricercare nel fatto che la spaziatura di una discontinuità è solo uno dei parametri che governa la permeabilità in ammassi fratturati. L’apertura, la continuità il riempimento e il grado di connessione fra le discontinuità non sono rilevabili semplicemente dall’esame di una carota di sondaggio e probabilmente è per questo che si fa fatica ad individuare una relazione fra fratturazione e permeabilità e quindi anche fra RQD e permeabilità.
Questa almeno è l’idea che mi sono fatto.
Ritengo che in fase di analisi di prove Lugeon debba comunque essere fatta una comparazione fra permeabilità e RQD, senza però aspettarsi necessariamente che questa comparazione porti ad una relazione definita fra i due parametri.

La successione torbiditica interessata dalla prova è uniforme per rapporto arenaria/marna? E’ cioè possibile individuare intervalli francamente arenacei e intervalli francamente marnosi o e meglio considerare il tutto come un insieme omogeneo con un rapporto arenaria/marna abbastanza costante?
Questo potrebbe essere importante per valutare l’opportunità o meno di suddividere la successione attraversata in uno o più intervalli omogenei per caratteristiche idrogeologiche.
Saluti!

[bernagozzi]

Come ti dicevo esiste una tecnica pe condensare l’umidità direttamente dall’atmosfera sfruttando la differenza di temperatura fra il giorno e la notte.

Alcune informazioni le puoi trovare a questo indirizzo. In particolare ti consiglio di guardare la sezione “stagni di rugiada”, che illustra un metodo per la realizzazione di uno stagno per condensare l’umidità dell’aria.
Saluti!

[bernagozzi]

Le sorgenti di vetta si formano in prossimità delle vette dei cronali montuosi, specialmente in presenza di rocce fortemente fratturate. Sono di solito di modesta portata e l’alimentazione avviene per condensazione del vapore acqueo contenuto nell’aria. L’aria, con il suo carico naturale di umidità, entra all’interno della rete di fratture dell’ammasso roccioso. Se all’interno delle fratture la temperatura è inferiore, in presenza di elevata umidità si può verificare una condensazione dell’acqua atmosferica e di conseguenza la formazione di una piccola sorgente.
Anni fa vidi alcune pagine molto interessanti in Internet che mostravano come fare per creare “artificialmente” un fenomeno di questo tipo.
In ogni caso occorre precisare che la portata che puoi ottenere è comunque modesta e dipende molto dalle condizioni atmosferiche mediamente presenti nel sito.
Se c’è bassa escursione termica fra giorno e notte e se l’aria è molto secca alora il metodo è inapplicabile.
Saluti

[bernagozzi]

Il fenomeno che descrivi pare abbastanza strano in quanto se nel corso d’acqua scorre acqua e se questa viene intercettata dal tubo, l’acqua dovrebbe anche attraversare questo tubo e uscire dall’altra parte. Se non capita così, e se escludi che il tubo sia intasato, l’unica spiegazione che mi viene in mente è che il tubo sia in leggera contropendenza, cioè che l’estremità di valle sia lievemente più alta dell’estremità di monte. Puoi fare una semplice verifica con una livella, in quanto a occhio difficilmente puoi rendertene conto.
Se il tubo è inclinato verso valle, allora se l’estremità di monte intercetta acqua questa deve defluire dal tubo, a prescindere dalla natura e dalla provenienza di quest’acqua.
Per quello che riguarda la capacità di un torrente di autoregolarsi, mi sentirei di escluderlo. E’ vero che ragionando a dimensioni globali il mare rappresenta il livello di base di qualunque sistema fluviale (che prima o poi raggiunge il mare e più in basso di quel livello non può andare), però alla scala del torrente di montagna l’effetto del mare può essere tranquillamente trascurato. Quindi penso piuttosto che i torrenti si seccano o vadano in piena in funzione del regime delle precipitazioni e delle caratteristiche geologiche e morfologiche del loro bacino di alimentazione.
Le sorgenti a loro volta sono alimentate dalla pioggia e quindi anche in questo caso non si può pensre ad un circuito chiuso del tipo sorgente -> torrente -> fiume -> mare -> sorgente -> … in quanto il passaggio fra “mare” e “sorgente” avviene per tutto il processo di “evaporazione, condensazione e precipitazione atmosferica” che non ha alcun rapporto con il torrente specifico che drena le acque di quella determinata sorgente.
Saluti

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