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Il veloce sviluppo delle tecnologie informatiche ha messo i ricercatori nelle condizioni ideali per poter sviluppare modelli numerici di calcolo e di previsione in quanto il loro costo di utilizzo risulta irrilevante rispetto ai vantaggi che possono fornire. I modelli relativi alle acque sotterranee sono rappresentazioni della realtà e possono essere strumenti previsionali per la gestione della risorsa idrica sotterranea.
I modelli numerici di flusso e trasporto per le acque sotterranee vengono molto spesso utilizzati per prevedere gli effetti a lungo termine di opere di messa in sicurezza o di bonifica di siti inquinati, dando una valutazione della loro efficacia e impedendo in tale modo di effettuare opere di intervento o di progettarle nuovamente nel caso la modellazione non dia risultati positivi.
In questo studio partendo dalla caratterizzazione della discarica di RSU de “Le Strillaie” localizzata nel comune di Grosseto (Capitolo 1), ci siamo proposti di valutare la distribuzione e la dispersione degli inquinanti provenienti dalla discarica stessa attraverso modelli numerici previsionali di flusso e di trasporto che hanno la funzione di rappresentare situazioni future, non ancora verificatesi, partendo da condizioni attuali.
In particolar modo l’obiettivo che vogliamo raggiungere è riuscire a prevedere quale sarà la diffusione dell’inquinamento della zona presa in esame, partendo da una situazione in cui l’intervento di bonifica della discarica, che dovrà in realtà essere effettuato da parte del comune di Grosseto negli anni a venire secondo i criteri del Decreto Ministeriale n. 471 del 22 ottobre 1999 (vedi Allegato A), sia già stato realizzato e considerando un periodo di simulazione di una decina di anni. L’applicazione di modelli numerici previsionali per questo scopo ci aiuterà a definire se in realtà la bonifica che sarà realizzata in futuro per la discarica, potrà consentire la riduzione e l’eliminazione dell’inquinamento una volta eliminata la fonte o se al contrario la situazione non varierà molto rispetto all’attuale e quindi l’opera di bonifica risulterà non adeguata.
Per raggiungere questi obiettivi una volta caratterizzato il sistema idrogeologico e quello geologico del sito in questione, siamo passati alla trattazione teorica dei modelli numerici per lo studio del flusso e del trasporto delle acque sotterranee (Capitolo 3) e abbiamo scelto fra quelli descritti, il modello che abbiamo ritenuto più opportuno sulla base dei dati a nostra disposizione. Il modello scelto per la simulazione del flusso è un modello tridimensionale a differenze finite chiamato Modflow (Capitolo 4) al quale abbiamo fatto seguire un modello di trasporto di inquinanti detto Mt3dms (Capitolo 5). Per semplificare notevolmente il lavoro di immissione dei dati di input e soprattutto per poter rappresentare graficamente i risultati ottenuti dalla modellazione, abbiamo utilizzato una interfaccia grafica (GMS 5.0) commerciale o ad utilizzo free come demo che però non permette di salvare i dati ottenuti, quindi abbiamo dovuto utilizzare una password richiesta direttamente alla casa fondatrice che aveva una validità di 30 giorni e che quindi abbiamo dovuto richiedere più volte su computer differenti.
Nonostante il vantaggio dell’utilizzo di tale interfaccia però abbiamo avuto molti problemi nell’implementazione dei modelli. Per modellizzare un’area è necessario infatti conoscere, nel miglior modo possibile, tutti gli elementi che intervengono nel sistema idrogeologico. Nel nostro caso purtroppo la mancanza di alcuni dati idrogeologici non rilevati nelle varie campagne di misura effettuate e che abbiamo dovuto ricercare nella letteratura o in studi pregressi fatti in prossimità del sito di studio, e la notevole variabilità di alcuni dati chimici, ha reso non pochi problemi in fase preliminare di acquisizione dei dati utili per la modellazione.
Per raggiungere l’obiettivi prefissati abbiamo eseguito la simulazione in due fasi diverse: nella prima abbiamo fatto girare i modelli per effettuare la calibrazione e nella seconda per simulare la situazione ipotizzando che la bonifica sia stata effettuata.
La prima fase simula gli anni 2002 e 2003 di cui abbiamo i dati misurati nelle varie campagne di monitoraggio sia dei livelli piezometri che delle analisi chimiche degli inquinanti, ed è utilizzata proprio per calibrare il modello alla realtà attuale con lo scopo di rendere il più possibile confrontabili le risposte del modello numerico rispetto a quanto osservato sul terreno. La seconda fase simula la situazione per i successivi 10 anni partendo da una condizione in cui è stata effettuata la bonifica e confrontandola con una situazione in cui invece non è stato portato a termine l’intervento.
Nonostante i limiti incontrati il risultato dell’applicazione previsionale dei modelli è riuscita a dare conferma delle ipotesi fatte sull’intervento di bonifica nel capitolo della caratterizzazione in cui si dichiarava le perplessità della sua riuscita.
Infatti attraverso il confronto delle mappe di concentrazione calcolate per una situazione in cui è stata simulata la bonifica e una in cui non siamo intervenuti si potrebbe dire che l’intervento di bonifica fatto in questo modo non porti in realtà ad un grande miglioramento delle condizioni e che quindi non valga la pena affrontare dei costi onerosi per fare l’intervento quando poi la sua efficacia è minima.
Questo risultato ci porta a dire che la simulazione modellistica, pur nelle difficoltà di implementazione incontrate e nei limiti precedentemente discussi, conferma quello che in realtà abbiamo presupposto nel capitolo 3. Infatti dall’analisi del Modello concettuale definitivo del sito, e in particolare dalle considerazioni sulle concentrazioni delle specie chimiche rilevate dall’analisi sul percolato, avevamo premesso che in realtà l’ambito soggetto all’intervento non fosse così inquinato o almeno lo fosse meno di altre zone della discarica, e che quindi la bonifica di tale zona potesse non risultare efficace ai fini dell’eliminazione dell’inquinamento. Una spiegazione ulteriore della mancanza di efficacia della bonifica si può ritrovare anche dalle conclusioni ricavate dal modello concettuale definitivo sulla idrologia della zona. In questa sezione infatti abbiamo visto come la falda da noi esaminata in realtà sia quasi suborizzontale, avendo un gradiente idraulico (con un massimo di 1*10-3 e un minimo di 6*10-4) e una velocità (massima di 31,5 cm/anno e minima di 19 cm/anno) molto bassi. Per questo motivo anche con una bonifica, l’inquinamento difficilmente potrà diminuire e attenuarsi naturalmente perché tenderà a restare più o meno costante e nell’intorno dell’area considerata.
Per cercare di migliorare i risultati della modellazione suggeriamo comunque di infittire il numero di campionamenti nel tempo sia delle acque di falda che del percolato, così da avere informazioni maggiori su cambiamenti delle condizioni ogni mese per rendere l’implementazione del modello migliore e così anche la calibrazione avendo a disposizione un maggior numero di dati osservati. Inoltre suggeriamo di effettuare delle prove di portata e di aumentare anche il numero dei campionamenti effettuati spazialmente andando a considerare anche zone più lontane dalla discarica per ottenere delle informazioni maggiori a livello più regionale sui livelli piezometrici, sulle analisi chimiche, sugli emungimenti superficiali che sicuramente influenzano l’andamento della falda, sulle ricariche, sul canale San Rocco quali il livello del pelo dell’acqua e la profondità del canale stesso.
Questo studio sulla modellazione del flusso e del trasporto per il caso concreto della discarica de “Le Strillaie “ di Grosseto, dà l’idea dell’importanza che possono avere i modelli previsionali per valutare l’efficacia di un intervento di bonifica di una zona sul lungo tempo e a tale scopo possono essere utilizzati per riuscire ad evitare ,se è il caso, dei costi che potrebbero essere inutili, e evidenzia inoltre quanto sia operazione delicata l’allestimento di un modello numerico e quanto l’accuratezza nella definizione dei suoi parametri di base sia direttamente proporzionale ai potenziali successi interpretativi che possano scaturire.