Benedetti Paolo e C. S.n.c.

via Moretton, 20/A, 33056 Palazzolo dallo Stella (Ud) -Italy-

Indagini e misure idrogeologiche


Torna al menù home page


5a.Misure idrodinamiche delle falde
5a1.Misure di direzione e velocità delle falde idriche inquinate
mediante indagini geofisiche di superficie (profondità massima -50 m)
5a2.Misure profonde di direzione e velocità delle falde mediante
correntometro termico (profondità massima -300 m)

5b.Prospezioni geofisiche di superficie(sondaggi geoelettrici e polarizzazione indotta, tomografia sezioni geoelettriche, sismica riflessione - rifrazione, georadar)

5c.Prospezioni geofisiche in pozzo(Logs : gamma naturale, resistività 16'' ,40'' e 64'', resistenza, potenziali spontanei, caliper, resistività e temperatura fluido)

5d.Logs chimico - fisici per determinare la qualità dell'acque, individuare profondità e le superfici filtranti in pozzi esistenti a profondità massima -700 m( logs : pressione, temperatura, ph, redox, conducibilità e salinità, ossigeno disciolto)

5e.Prove di permeabilità


5a.Misure idrodinamiche delle falde

La misura di direzione e velocità della falda con l'iniezione in pozzo di sostanze traccianti, richiede l'esatta conoscenza della direzione di scorrimento della falda acquifera o la terebrazione di un array di pozzi per l'intercettazione del plume. La misura rapida ed economica della direzione e velocità di scorrimento delle acque sotterranee è una reale esigenza operativa richiesta dai tecnici che devono verificare la possibile presenza e l'evoluzione temporale degli inquinamenti in falda.
Le misure con traccianti richiedono comunque giorni o mesi di analisi, in funzione della permeabilità delle formazioni geologiche interessate dalle perforazioni e sono molto costose per l'elevato numero di pozzi impiegati.

Torna all'indice di questa pagina


5a1.Misure di direzione e velocità delle falde idriche inquinate mediante indagini geofisiche di superficie (profondità massima 50 m)


Work

Immagine-Image

Torna all'indice di questa pagina


5a2.Misure profonde di direzione e velocità delle falde mediante correntometro termico (profondità massima 300 m)


A)IMPIEGO DEL CORRENTOMETRO TERMICO PER LA MISURA IN POZZO DELLA DIREZIONE E VELOCITA' DI SCORRIMENTO DELLE ACQUE DI FALDA :


L'utilizzo di un pozzo singolo riduce notevolmente la scelta operativa a disposizione del tecnico, qualora si voglia determinare congiuntamente la velocità e la direzione di scorrimento.

L'impiego di metodi geofisici, con l'iniezione in pozzo di volumi d'acqua a diversa conducibilità, e l'analisi della loro migrazione con misure in superficie delle variazioni di resistività, prodotte dalle masse perturbanti, è fortemente limitato dalla profondità massima della falda, dalla eventuale presenza di orizzonti argillosi conduttivi, e dai volumi d'acqua di contrasto che possono produrre direzioni di scorrimento anomale.

L'iniezione di sostanze radioattive in pozzo singolo permette l'individuazione della velocità di scorrimento e la direzione con l'impiego di un sensore collimato. Questa tecnica di misura tuttavia, è difficilmente utilizzabile, per la normativa che limita fortemente l'immissione di sostanze radioattive in falda e per le difficoltà operative collegate al trasporto e all'utilizzo di tali sostanze.

Per superare tutte le difficoltà sopra esposte è stato realizzato un correntometro termico che può essere utilizzato nei pozzi preesistenti, per determinare in profondità la direzione e la velocità di scorrimento della falda.

Il correntometro termico, caratterizzato da un limitato ingombro e da una facile e rapida esecuzione delle misure, consente ad esempio la verifica dell'ubicazione dei pozzi di monitoraggio delle discariche, se correttamente ubicati lungo la reale direzione di scorrimento della falda.

In caso di inquinamento, la misura della direzione e della velocità di scorrimento della falda con il correntometro termico in pozzi preesistenti, permette la determinazione dei tempi di arrivo delle sostanze inquinanti e la verifica del loro possibile impatto con le opere acquedottistiche.

L'utilizzo del correntometro termico, non richiede la perforazione di array di pozzi di analisi o la conoscenza preliminare dell'andamento della superficie piezometrica o dei parametri idraulici dell'acquifero.

Il correntometro termico è essenzialmente costituito dall'unità remota di misura che viene calata in pozzo, e dall'unità di superficie interfacciata a un lap top computer.

Nell'unità remota, posizionata in pozzo in corrispondenza della falda, un elemento riscaldante stabilizzato crea un'anomalia termica, che viene rilevata da un array di 12 sensori di temperatura.

Il movimento dell'acqua della falda, provoca una deformazione e migrazione dell'anomalia termica, che viene rilevata con misure differenziali di temperatura su coppie contrapposte di sensori.

L'ampiezza del valore differenziale di temperatura misurata, è funzione della velocità, mentre la direzione è ricavata dall'orientamento dei sensori interessati dalla perturbazione termica rispetto al Nord magnetico, rilevato con una bussola elettronica fluxgate.

La misura della direzione e della velocità di scorrimento delle falde con il correntometro termico, ha richiesto lo sviluppo di circuiti elettronici particolarmente sofisticati a bassa deriva nel tempo, per rendere significativa la misura della temperatura con una risoluzione di 0,001° C.

L'unità remota posizionata in falda trasmette in superficie con un interfaccia seriale RS 485 le informazioni digitalizzate, relative alle differenze di temperature misurate e all'orientamento dell'array dei sensori di temperatura, rispetto al Nord magnetico.

In superficie l'unità di conversione RS 485 - RS 232 permette l'interfacciamento del correntometro termico ad un lap top computer.

Il programma di acquisizione dati, sviluppato sotto sistema M/DOS, permette la completa programmabilità del numero delle letture sulle coppie di sensori, dei cicli di letture prima e dopo il riscaldamento, del tempo di attivazione dell'elemento centrale riscaldante e la stampa dei valori misurati per ciclo o per coppia di sensori per la loro analisi dettagliata e per la determinazione della direzione e della velocità di scorrimento della falda acquifera analizzata.

B)CARATTERISTICHE ELETTRONICHE :

Elemento riscaldante

Potenza out: 5 WATT

Stabilità: 5,5 : 6,5 Watt = + 0,1


Bussola fluxgate

Range: 0° - 360°

Precisione: + 0,5°


Unità conversione A/D: risoluzione + 15 bit

Velocità acquisizione: 10 letture/sec.

Precisione: + 0,005 FS

Fondo scala: + 100,00 mV

Risoluzione: 10 microvolt


Sensori differenziali temperatura

Range: -5° C + 38° C

Fattore conversione 20,00 mV = 1,000° C

Stabilità Vref sensori: + 2PPM/°C

Risoluzione: 0,0005° C


20 microvolt = 0,001° C
Non linearità sensori prima calibrazione: + 0,035° C


C)IMMAGINI DEL CORRENTOMETRO TERMICO :


Di seguito sono riportate 4 immagini del correntometro termico visto da varie angolazioni e con riportate le dimensioni reali:

Immagini


Torna all'indice di questa pagina



5b.Prospezioni geofisiche di superficie(sondaggi geoelettrici e polarizzazione indotta, tomografia sezioni geoelettriche, sismica riflessione - rifrazione, georadar)


A)SONDAGGI ELETTRICI VERTICALI (S.E.V.) :

L'indagine geoelettrica è stata realizzata per consentire una adeguata conoscenza a grande scala delle caratteristiche generali geologico-geofisiche dei depositi costituenti il sottosuolo e per individuare nel dettaglio le aree più favorevoli per l'approvvigionamento idrico mediante l' eventuale terebrazione di pozzi di produzione

I sondaggi elettrici sono metodiche di indagine geofisica che permettono, con l'interpretazione dei valori fisici acquisiti, la ricostruzione della distribuzione in profondità delle formazioni geologiche caratterizzate da determinati valori della resistività (rho) .

Le misurazioni di campagna sono state effettuate con un georesistivimetro utilizzando il dispositivo quadripolare di Schlumberger, mantenendo fisso il centro del quadripolo ed immettendo corrente I (Ampere) nel terreno tramite i due elettrodi elettrizzanti A e B ed misurando la differenza di potenziale dV con gli elettrodi di misura M ed N .

Si procede alle successive misure di resistività aumentando la distanza dei due elettrodi A e B dal cento del quadripolo, fino ad un massimo di AB/2=422 m.

Con tale sistema è possibile, conosciere le variazioni di resistività alle diverse profondità, in quanto con l'aumentare di AB aumenta la possibilità d'indagine in profondità .

Le massime aperture elettrodiche raggiunte (AB/2=422 m) hanno permesso una analisi dei valori di resistività del basamento Miocenico prequaternario (la cui potenza complessiva è indicata dalla letteratura tecnica attorno agli 800 m), tale basamento è caratterizzato dalla presenza della falda freatica.

Riguardo alla facies Miocenica si può associare un intervallo di resistività da 300 a 600 ohm x metro, la taratura di S.E.V. è stata resa possibile grazie alla conoscenza delle stratigrafie dei pozzi P1 e P2.



EsempioSev

Torna all'indice di questa pagina


5c.Prospezioni geofisiche in pozzo(Logs : gamma naturale, resistività 16'' ,40'' e 64'', resistenza, potenziali spontanei, caliper, resistività e temperatura fluido)

Di seguito sono riportati gli otto grafici ottenuti da una prospezione geofisica in pozzo. Si riporta anche l'affiancamento della gamma naturale con al r64 dove si notano le risposte antitettiche di queste due letture.
Viene anche riportato un disegno raffigurante la statigrafia con accanto i vari logs.

Esempi

Gamma nautrale


Caliper


Pratico


Fluid Resistivity


Idroc


Temperatura


Potenziale Spontaneo


16 inch Normal resistivity


64 inch Normal resistivity


R64 e Gamma nautrale


Torna all'indice di questa pagina


5d.Logs chimico - fisici per determinare la qualità dell'acque, individuare profondità e le superfici filtranti in pozzi esistenti a profondità massima -700 m( logs : pressione, temperatura, ph, redox, conducibilità e salinità, ossigeno disciolto)


A)MODALITA' D'UTILIZZO DELLA SONDA :

I sensori utilizzati nella sonda hanno tempi di risposta estramamente bassi : 50 ms (per i parametri fisici) e 3 s (per i parametri chimici).
I sensori, inoltre, sono provvisti di sistemi antifouling integrati che consentono stabilità di misura molto elevata in funzione del tempo.
Il sensore di temperatura, che provvede anche alla compensazione dei rimanenti sensori,oltre ad avere un tempo di risposta estremamente basso (50 ms), presenta accuratezza (0.01°C) e risoluzione (0.004°C) molto elevate.

La sonda può eseguire le misura con varie metodologie, tra le quali le più significative sono :

-acquisizione di dati in tempo reale e trattamento di dati in tempo reale utilizzando un personal compiuter portatile;

-acquisizione di dati temporizzata, che consente l'acquisizione e la memorizzazione delle misure a tempo in modo automatico con un intervallo di misura programmabile da 1 secondo a 24 ore.

La memoria, provvista di batteria tampone, è in grado di memorizzare fino a 1500 linee di acquisizione (stringhe), ciascuna delle quali e contrassegnata da data e ora.
La sonda dialoga in telemetria ASK (4800 baud) con il Modulo Portatile Superficiale mediante un cavo monoconduttore armato, che provvede anche al sostegno meccanico della sonda.
Con un personal IBM compatibile è possibile gestire tutte le funzionelità della sonda, consentendo di : programmare i cicli di misura, scaricare i dati menorizzati e calibrare i sensori.

Utilizzando un particolare software si riesce a vistalizzare in tempo reale i dati acquisiti in forma grafica.
I dati possono essere acquisiti in vari modi: manuale(acqusiti dall'operatore), lineare(in funzione all'aumento/diminuzione della pressione idrostatica) o programmato (in funzione del tempo).

B)SENSORI UTILIZZATI :

pressione : 0...1500 dbar, risoluzione 0.1 dbar
temperatura : -1...+49°C, risoluzione 0.004°C
conducibilità : 0...62 mS/cm, risoluzione 0.004 mS/cm
ossigeno : 0...50 ppm, risoluzione 0.01 ppm
ph : 0...14 pH, risoluzione 0.01 pH
redox : -1000...1000 mV, risoluzione 1 mV

C)IMMAGINI :

Le immagini raffigurano la sonda utilizzata e una prova effetuata in campagna.

Immagine-Image Immagine-Image

Di seguito sono riportati due esempi di letture reali. Nel primo si può vedere bene cone lavora il filtro a 405 m e si può osservare il grafico amplificato nella sacla delle ordinate, sono riportati anche alcuni valori letti in formato ascii.Nel Secondo si nota chiaramente come lavora il filtro a 200 m.

Esempio.1
Esempio.2

D)SPECIFICHE ELETTRONICHE :

La sonda al suo interno possiede un microcontrollore 80180 a 8bit, una memoria (per l'allocarione dell'codice operativo) di 32 kbyte EPROM, una memoria sram di 32 kbyte, un convertitore A/D 14 bit ad approssimazioni succesive e un multiplexer con 8 ingressi analogici.

Torna all'indice di questa pagina


5e.Prove di permeabilità


PROVE DI PERMEABILITA' "LE FRANC"

Nei fori di sondaggio le prove di permeabilità di tipo "Le Franc" (dette anche prove puntuali) per terreni sciolti caratterizzati da un coefficiente di permeabilità K di ordine superiore o uguale a 10-3 - 10-4 cm/sec.
Sono state eseguite in foro di sondaggio, sopra falda, a carico idraulico variabile, operando nella seguente maniera:
-creazione di una cavità filtrante di geometria ben definita con minimo disturbo del terreno circostante;
-creazione di condizioni di moto laminato dell'acqua immessa, secondo gli schemi di flusso, per quanto possibile aderenti ai modelli teorici (aumento del livello della falda acquifera);
-misura in funzione del tempo dei livelli man mano decrescenti.
In pratica si è alzata la scarpa della colonna di sondaggio di 0,5 m. e si è riempita l'intera colonna di acqua fino al piano di campagna e si è proceduto alle misurazioni nei sondaggi 2, 6, 9, 10, 13 in numero di tre per ogni foro.
Gli allegati diagrammi visualizzano l'andamento delle varie profondita' di prova.

formula


K = coefficiente di permeabilità
R = raggio della sezione della prova
A = costante geometrica
t2 - t1 = tempo necessario affinché l'acqua scenda dal livello più alto al livello più basso dell'acqua
h1 = livello più basso
h2 = livello più alto

Grado di permeabilità misurato sull'intera area.
K = 10-3 : 10-4 cm./sec.

Valore medio-basso, indica un buon drenaggio.

Torna all'indice di questa pagina