Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Ingegneria degli acquiferi

08BHXNF

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino

Mutua

06BHXMX

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 60
Esercitazioni in aula 20
Tutoraggio 40
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Sethi Rajandrea Professore Ordinario ICAR/03 60 25 0 0 12
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/03
ING-IND/30
6
2
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Ingegneria per l'ambiente e il territorio
2019/20
Il corso si propone di fornire le conoscenze necessarie per affrontare in maniera quantitativa le problematiche connesse al flusso delle risorse idriche sotterranee (acque di falda) e alla propagazione dei contaminanti nei sistemi acquiferi. Pertanto, dopo aver illustrato le proprietà fondamentali che definiscono la capacità di immagazzinamento, trasporto e rilascio dell'acqua negli acquiferi, vengono presentate le soluzioni analitiche dell'equazione di flusso, che costituiscono lo strumento per l'interpretazione delle prove sperimentali per caratterizzare il comportamento idrodinamico degli acquiferi e la capacità produttiva delle opere di captazione. Successivamente, a partire dalla classificazione chimico fisica-tossicologica dei contaminanti usualmente presenti nelle acque di falda, vengono analizzati i meccanismi di propagazione e illustrate le soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto di massa. L'ultima parte dell'insegnamento è dedicata alla caratterizzazione e bonifica degli acquiferi contaminati.
The course aims at providing basic and advanced quantitative knowledge related to groundwater flow and contaminant transport in aquifer systems. Topics include the description of fundamental properties related to storage, transport and water release in aquifer systems. Analytical solutions of the flow equations are analyzed and provided in order to derive hydrodynamic parameters of the aquifer system and well tests are described in order to derive well productivity and efficiency. In the second part of the course, the most important chemical and physical properties of the most common contaminants will be described therefore the transport mechanisms and the analytical solution of the contaminant transport equations will be given. The last part of the course will be dedicated to the characterization and remediation of contaminated aquifer systems.
Gli obiettivi consistono nel fornire all'allievo le conoscenze teoriche e pratiche relative all'ingegneria degli acquiferi, nello sviluppare le abilità di identificazione di un problema e di risolverlo con un approccio rigoroso e professionale. Al termine del corso si richiederà allo studente la capacità affrontare problemi relativi alla caratterizzazione dei sistemi acquiferi, al flusso delle acque di falda, alla propagazione dei contaminanti, alla bonifica degli acquiferi contaminati. Ai fini dell'autonomia di giudizio e della maturazione nello sviluppo della comunicazione tecnica si richiederà la redazione di relazioni tecniche di taglio professionale.
The course aims at providing theoretical and practical knowledge related to groundwater engineering and at developing specific skills to identify and tackle specific problems with a rigorous and professional approach. At the end of the course the student will be asked to deal with exercises related to the characterization of aquifers, to the flow of ground water, to the propagation of contaminants, to the reclamation of polluted aquifers. For the developement of autonomy and of technical communication skills, it will be required to implement professional technical reports.
Corsi ingegneristi di base e pacchetto Office.
Knowledge of basic engineering principles and of the Office package.
Nozioni di base: capacità di immagazzinamento e di rilascio, capacità di trasporto di un acquifero. Criteri di classificazione degli acquiferi. L'applicazione della legge di Darcy sul terreno, ricostruzione della superficie piezometrica. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale di flusso. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale di flusso per una geometria radialpiana: acquiferi confinati, semiconfinati e non confinati. Caratterizzazione di un acquifero: prove di falda in declino, prove di falda in risalita, slug test, altri metodi di determinazione dei parametri caratteristici di un acquifero. Capacità produttiva ed efficienza idraulica di un pozzo. Ottimizzazione della capacità produttiva di un sistema di approvvigionamento idrico. Vulnerabilità di un acquifero e rischio di inquinamento. Delimitazione delle aree di salvaguardia dei pozzi ad uso potabile. Classificazione chimica, fisica e tossicologica dei contaminanti presenti nelle acque sotterranee. Meccanismi di propagazione degli inquinanti in falda: advezione, dispersione idrodinamica, adsorbimento, decadimento radioattivo, biodegradazione, altri processi. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale del trasporto di massa. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale del trasporto di massa per soluti conservativi e per soluti reattivi. Propagazione delle sostanze non miscibili con l'acqua di falda. La normativa italiana in materia di messa in sicurezza, bonifica e ripristino ambientale di siti contaminati. Piano della caratterizzazione: metodologie di campionamento del mezzo saturo e non saturo. L'analisi di rischio sanitario ambientale. Bonifica e messa in sicurezza di acquiferi contaminati.
Fundamental properties: storage coefficient, hydraulic conductivity. Hydrodynamic behaviour of different aquifer systems. Darcy’s Law, piezometric reconstruction. Differential equation of flow in aquifer systems. Analitical solutions for radial geometry for confined, semi-confined, unconfined aquifers. Aquifer characterization by means of constant rate aquifer tests, recovery tests, slug tests, other methods. Well tests and determination of the well efficiency. Optimization of a water well system. Aquifer vulnerability and well head protection areas. Chemical, physical and toxicological characterization of the most common contaminants present in the subsurface. Phenomena of transport of contaminant in aquifer systems: advection, hydrodynamic dispersion, adsorption, radioactive decay, biodegradation, other processes. Partial differential equation of mass transport. Analytical solution for conservative and reactive tracers. Propagation of non-aqueous phase liquid contaminants. Characterization of contaminated sites: unsaturated and saturated zone sampling. Risk based corrective actions. Remediation of contaminated aquifers.
Il corso sarà strutturato in lezioni frontali, esercitazioni in aula. Le esercitazioni riguardano: Ricostruzione della piezometria di un'area. Previsione degli abbassamenti indotti dalla erogazione di un'opera di captazione. Interpretazione di una prova di falda a portata costante. Interpretazione di una prova di pozzo a gradini di portata. Interpretazione di prove di tracciamento. Risoluzione di problemi relativi alla propagazioni di contaminanti in falda. Applicazione della procedura di analisi di rischio sanitario ambientale. Dimensionamento di una barriera idraulica. Dimensionamento di una barriera reattiva permeabile a ferro zerovalente.
The course will be structured in lectures and classroom exercises. The exercises will cover: Reconstruction of the piezometry of an area. Forecast of the drawdowns induced by site activities work. Interpretation of a aquifer tests. Interpretation of a step drawdown well test. Interpretation of tracer tests. Solving problems related to the propagation of contaminants in aquifers. Application of the risk based corrective action (human health risk assessment procedure). Dimensioning of a hydraulic barrier. Design of a zero-valent permeable reactive barrier.
a) Testo di riferimento per il corso: A. Di Molfetta, R.Sethi Ingegneria degli Acquiferi, Springer, 2012. oppure: R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 ( https://tinyurl.com/yyvw67h7 ) b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione: P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. V.Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.
R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 ( https://tinyurl.com/yyvw67h7 ) or A. Di Molfetta, R.Sethi Ingegneria degli Acquiferi, Springer, 2012. Optional: P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. V.Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
La prova scritta è composta da 4 domande aperte e 5 brevi esercizi (max 3 punti a domanda). Durante la prova non potranno essere consultati appunti e/o libri di testo. Gli elaborati delle esercitazioni potranno essere consegnati durante il corso in due sottomissioni relative alla parte di flusso (max 2 punti) e di trasporto di inquinanti (max 2 punti. Oppure in un'unica soluzione dopo la fine del corso (max 3 punti totali).
Exam: Written test; Group essay;
The written test consists of 4 open questions and 5 short exercises (max 3 points each). During the test the use of notes and/or textbooks is not allowed. The exercises can be delivered during the course in two submissions related to the flow part (max 2 points) and transport of pollutants (max 2 points) or in a single solution after the end of the course (max 3 points total) .


© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
m@il