TECNICHE DI MITIGAZIONE DEL FENOMENO DI INTRUSIONE SALINA: MODELLAZIONE NUMERICA E FISICA

L’intrusione salina costituisce una delle principali criticità per gli acquiferi costieri, nei quali l’avanzamento dell’acqua marina può compromettere la qualità e la disponibilità delle risorse idriche sotterranee. Il fenomeno è controllato dall’interazione tra le condizioni idrauliche dell’acquifero, le proprietà del mezzo poroso, i processi di trasporto e le variazioni della ricarica, e può essere ulteriormente accentuato da condizioni di siccità e da un intenso sfruttamento della falda. Il presente lavoro di tesi analizza il fenomeno mediante l’integrazione tra modellazione fisica di laboratorio e modellazione numerica, con l’obiettivo di sviluppare e calibrare un modello in grado di riprodurre l’evoluzione del cuneo salino osservata sperimentalmente. Le simulazioni sono state condotte mediante il codice SUTRA, considerando un mezzo poroso eterogeneo e una configurazione sperimentale riconducibile al problema anisotropo-dispersivo descritto da Abarca. La validazione del modello è stata effettuata attraverso il confronto tra le distribuzioni numeriche di concentrazione e le immagini acquisite durante le prove di laboratorio, considerando in particolare la posizione del piede del cuneo, la geometria dell’interfaccia e l’estensione della zona di transizione tra acqua dolce e acqua salata. Particolare attenzione è stata dedicata alla calibrazione delle dispersività longitudinale e trasversale, valutandone l’influenza sulla configurazione del cuneo mediante un’analisi di sensibilità. I risultati hanno mostrato una complessiva buona corrispondenza tra modello numerico e modello fisico, evidenziando al contempo l’importanza dell’eterogeneità della conducibilità idraulica nella definizione del campo di moto e dei percorsi preferenziali di flusso. Le discrepanze residue tra risultati numerici e sperimentali suggeriscono inoltre che una maggiore risoluzione spaziale del dominio possa migliorare la rappresentazione delle variazioni locali di pressione e velocità. Una seconda fase dello studio ha riguardato la simulazione di una condizione di siccità associata all’applicazione di una ricarica artificiale di acqua dolce come possibile strategia di mitigazione dell’intrusione salina. A tale scopo sono state implementate nel modello condizioni al contorno variabili nel tempo, in modo da riprodurre direttamente l’andamento transitorio del livello idrico osservato durante la prova sperimentale. I risultati mostrano che la ricarica artificiale può contribuire a ridurre la velocità di avanzamento del cuneo e a modificare localmente la configurazione dell’interfaccia, pur con un’efficacia dipendente dalle caratteristiche idrauliche del sistema e dalle modalità di applicazione. Nel complesso, il lavoro evidenzia le potenzialità dell’impiego congiunto di sperimentazione e modellazione numerica per lo studio dell’intrusione salina e delle possibili strategie di mitigazione. Il modello sviluppato costituisce una base per ulteriori approfondimenti, finalizzati sia al miglioramento della rappresentazione dei processi di flusso e trasporto sia all’analisi di configurazioni e condizioni operative più complesse.