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8647-8
   

 
 Euro 44,00
 

 

 

IDROGEOLOGIA AMBIENTALE
V. Francani
 
2014
352 pagine
19,5x27 cm
brossura
Isbn 978-8808-18647-8

 

 Disponibilità: Ampia
 

La conoscenza dei temi ambientali può essere facilitata chiarendo le interconnessioni fra le nozioni di molte discipline. L’idrogeologia è una delle materie che esprime concetti ricorrenti in molti altri insegnamenti: l’idrologia per lo studio del dissesto idrogeologico, l’idraulica sotterranea per la modellazione matematica della circolazione idrica, la geotecnica per risolvere problemi di instabilità dei versanti, la tecnica delle fondazioni per i progetti di drenaggi, la chimica per il recupero della qualità delle acque, l’urbanistica per le necessità di approvvigionamento idrico dei centri abitati.

Questo testo raccogliere le nozioni idrogeologiche utili per rafforzare la comprensione dei sistemi ambientali e della loro gestione. La prima parte tratta della circolazione idrica sotterranea e introduce le grandezze fondamentali dell’idrogeologia, per poi affrontare le prove di terreno e laboratorio per accertarne i valori utili alla progettazione delle captazioni nelle pianure alluvionali. Nel terzo capitolo si descrive la circolazione idrica negli ammassi rocciosi e, nel quarto, in quelli carsici ai fini della ricerca e dello sfruttamento delle risorse, mentre la loro protezione dalle contaminazioni e il recupero della loro qualità vengono trattati nei due capitoli successivi. Il settimo capitolo riporta le nozioni essenziali sui dissesti idrogeologici, sotto il profilo dell’analisi delle interazioni fra i corsi d’acqua superficiali e sotterranei, mentre l’ultima parte è riservata alle nozioni idrogeologiche essenziali ai fini della modellazione matematica.

La trattazione è accompagnata da esempi ed esercizi esemplificativi interamente svolti che aiutano l’utilizzo e la messa in pratica delle nozioni esposte.

INDICE

  1. IDROGEOLOGIA GENERALE

    Vincenzo Francani

    1.1 Elementi di idrogeologia generale: la ripartizione delle acque sotterranee

    1.1.1 Gli acquiferi

    1.1.2 Il sistema acqua-aria-terreno

    1.1.3 Gli elementi fondamentali del bilancio idrico

    1.1.4 Il bilancio idrico dei suoli secondo Thornthwaite e Mather

    Esempio 1.1

    1.1.5 I principali parametri idrogeologici

    Esercizio 1.1

    1.2 Determinazione della permeabilità con prove di laboratorio

    1.3 Metodo con permeametri

    1.3.1 La portata specifica q e la portata unitaria della falda

    1.3.2 La porosità m, la porosità efficace me e la porosità cinematica

    1.3.3 La velocità di filtrazione o velocità reale u

    1.3.4 La portata Q della falda

    1.3.5 Il livello piezometrico H

    1.3.6 La trasmissività T

    1.3.7 Il coefficiente di immagazzinamento S

    1.3.8 I parametri idrogeologici dell’aquitard

    1.4 Distribuzione delle portate nelle strutture idrogeologiche

    1.4.1 Il regime stazionario

    1.4.2 Il regime transitorio

    1.5 Aspetti idrogeologici

    1.6 Movimenti delle acque sotterranee

    1.6.1 Le leggi della circolazione idrica sotterranea utilizzate per la ricerca delle acque

    1.6.2 Il calcolo dell’altezza piezometrica in falde cilindriche e radiali e le leggi dell’afflusso dell’acqua a pozzi e trincee

    1.6.3 Il caso del substrato inclinato

    Esercizio 1.2

    1.7 Cartografia idrogeologica degli acquiferi

    Esercizio 1.3

    1.7.1 L’utilizzo delle carte a isopieze

    1.7.2 Le carte piezometriche

    Esercizio 1.4: lettura della carta piezometrica

    1.8 Analisi geologica delle pianure alluvionali

    1.8.1 Le sezioni idrogeologiche

    1.8.2 La struttura di una pianura alluvionale

    1.8.3 La litologia dei depositi alluvionali

    1.8.4 La serie idrogeologica

    1.8.5 Gli effetti della circolazione idrica nei depositi alluvionali antichi: erosione sotterranea

    1.8.6 La fase di costruzione delle sezioni

    1.8.7 Le reti di flusso

    Esercizio 1.5

    Esercizio 1.6

    1.8.8 L’analisi della morfologia della superficie piezometrica

    Esercizi proposti

    Bibliografia

  2. PRELIEVI E DRENAGGI

    Vincenzo Francani

    2.1 Gestione dei prelievi e dei drenaggi

    2.1.1 Lo schema tecnico di un pozzo

    2.1.2 La fase di realizzazione

    2.1.3 Il completamento del pozzo

    2.1.4 Lo sviluppo del pozzo

    2.1.5 L’utilizzo dei pozzi per la valutazione dei parametri idrogeologici dell’acquifero: la conducibilità idraulica

    2.1.6 Le prove da campo puntuali: metodo Lefranc

    2.2 Prove di pompaggio in regime permanente

    2.2.1 L’afflusso alla trincea

    Esercizio 2.1, Esercizio 2.2

    Esercizio 2.3, Esercizio 2.4, Esercizio 2.5

    Esercizio 2.6, Esercizio 2.7

    Esercizio 2.8, Esercizio 2.9, Esercizio 2.10

    2.3 Prove di pompaggio in transitorio

    2.3.1 La soluzione di Theis

    Esercizio 2.11

    2.3.2 L’approssimazione logaritmica di Jacob

    2.3.3 Il metodo di Neumann

    2.4 Metodi per stimare la portata ottimale: la prova a gradini

    2.5 Caratteristiche costruttive del pozzo influenti sulla valutazione dei parametri idrogeologici dell’acquifero

    2.5.1 La velocità critica

    Esercizio 2.12

    2.6 Pompaggio nei sistemi acquiferi reali: il principio di sovrapposizione degli effetti

    Esercizio 2.13

    2.7 Drenaggio

    2.7.1 Il sistema di drenaggio agricolo: basi concettuali

    2.7.2 Il dimensionamento dei sistemi drenanti orizzontali profondi

    2.7.3 Il drenaggio in regime stazionario

    2.7.4 Il drenaggio in regime transitorio

    2.8 Well Points 97

    Esercizi proposti

    Bibliografia

  3. CIRCOLAZIONE IDRICA NEI MEZZI FESSURATI

    Laura Scesi, Paola Gattinoni

    3.1 Elementi peculiari 

    3.2 Parametri caratteristici del reticolo fessurativo

    3.2.1 L’orientazione

    3.2.2 Il grado di fratturazione

    3.2.3 La persistenza e interconnessione delle discontinuità

    3.2.4 Apertura, rugosità e riempimento

    3.3 Caratterizzazione idraulica del mezzo

    3.3.1 La permeabilità lungo una singola frattura

    3.3.2 La permeabilità lungo un sistema di fratture

    3.3.3 La permeabilità equivalente

    3.4 Prove di permeabilità in sito

    3.4.1 Le prove Lugeon

    3.4.2 Le prove idrauliche in acquiferi a doppia porosità

    3.4.3 Le prove idrauliche in acquiferi anisotropi

    3.4.4 I metodi idrogeochimici 

    3.5 Direzione di flusso preferenziale nei mezzi fessurati

    3.6 Definizione del modello concettuale

    Bibliografia

  4. IDROGEOLOGIA DEI SISTEMI CARSICI

    Vincenzo Francani

    4.1 Studio della circolazione nelle aree montuose

    4.2 Ricostruzione della circolazione idrica nelle aree montuose

    4.3 Prospezioni geognostiche

    4.4 Modello della circolazione carsica

    4.5 Sequenza delle fasi di studio dei sistemi carsici

    4.6 Ricostruzione della circolazione idrica nella zona satura

    4.6.1 Le peculiarità dell’idrogeologia carsica: coesistenza di circolazione nella matrice, nelle discontinuità primarie e in quelle di dissoluzione (canali) 148

    4.7 Riserve idriche

    4.7.1 L’idrodinamica dei sistemi carsici

    Esempio applicativo

    4.8 Applicazioni pratiche dell’analisi del coefficiente di esaurimento

    4.8.1 La previsione della portata delle sorgenti in periodi di carenza idrica

    4.8.2 Ricostruzione della circolazione carsica di un massiccio carbonatico fratturato nelle Prealpi Lombarde 160

    4.8.3 Studio idrogeologico di un massiccio carsico con circolazione nella zona satura assimilabile a quella di un acquifero poroso (valle del fiume Tirino, Massiccio del Gran Sasso)

    4.9 Aspetti applicativi

    4.9.1 La previsione degli afflussi idrici in galleria con circolazione diffusa

    4.9.2 L’afflusso in galleria in regime permanente

    Bibliografia

    Soluzioni degli esempi

  5. IL RISANAMENTO DEI TERRENI E DELLE ACQUE SOTTERRANEE

    Vincenzo Francani

    5.1 Cenni di idrochimica

    5.1.1 I parametri fisici

    5.1.2 I parametri chimici

    5.1.3 Evoluzione della composizione chimica

    5.1.4 Facies idrochimica

    5.1.5 La contaminazione da acque marine

    5.1.6 Le indagini geologiche

    5.1.7 Considerazioni generali sull’impiego di traccianti

    5.2 Studio dello sviluppo delle contaminazioni

    5.2.1 I meccanismi di propagazione

    5.2.2 La forma dell’inquinamento

    5.3 Elementi fondamentali della propagazione nel non saturo

    5.3.1 L’infiltrazione delle acque nei terreni superficiali

    Esempi ed esercizi proposti

    5.4 Caratterizzazione della dinamica degli inquinamenti

    5.4.1 I limiti e la posizione del nucleo inquinante

    5.4.2 Il grado di evoluzione dell’inquinamento

    5.4.3 La determinazione dei parametri dinamici 

    5.4.4 La durata dell’inquinamento

    5.4.5 L’estensione massima raggiungibile

    5.4.6 La determinazione della velocità di propagazione

    5.4.7 Il calcolo del trasporto di massa

    5.5 Attenuazione della contaminazione

    Procedura proposta

    5.6 Redazione degli studi per la bonifica di suoli e acque sotterranee

    5.6.1 L’accertamento dei valori di fondo

    5.7 Contenuti del progetto di bonifica

    5.7.1 Ricerca delle fonti di inquinamento

    5.7.2 L’indagine idrochimica

    5.7.3 L’indagine idrogeologica

    5.7.4 Gli studi geologici per gli interventi di bonifica

    5.7.5 Le opere di disinquinamento con estrazione di acqua (sistemi pump & treat)

    5.7.6 Il procedimento per l’ubicazione dei pozzi di estrazione delle acque

    5.7.7 Le barriere con pozzi incompleti

    5.7.8 Il migliore utilizzo della barriera idraulica

    5.7.9 Le trincee e dreni orizzontali

    5.7.10 Gli interventi che prevedono iniezione di acqua

    5.7.11 Gli studi geologici per la decontaminazione mediante lavaggio in sito

    5.7.12 Gli interventi fisico-chimici e biologici

    5.7.13 Le tecnologie che riguardano la zona insatura

    5.7.14 Le tecnologie che riguardano la zona satura

    5.7.15 Gli interventi di bonifica delle acque di falda

    5.7.16 Le opere di sbarramento

    5.7.17 Gli interventi di copertura superficiale

    5.7.18 I diaframmi

    5.8 Proprietà degli inquinamenti multifase

    5.8.1 Gli aspetti operativi: velocità dello spostamento degli idrocarburi

    5.8.2 Spessore apparente e spessore reale di LNAPL

    Bibliografia

  6. PROTEZIONE DELLE ACQUE SOTTERRANEE

    Vincenzo Francani, Paola Gattinoni

    6.1 Monitoraggio degli acquiferi

    6.2 Carte di vulnerabilità degli acquiferi

    6.3 Delimitazione delle zone di salvaguardia

    6.3.1 La delimitazione delle zone di salvaguardia per i pozzi degli acquiferi alluvionali

    6.3.2 La delimitazione delle zone di salvaguardia per le sorgenti negli acquiferi carsici e fratturati

    Bibliografia

  7. STUDI PER IL CONTROLLO DELLA DINAMICA FLUVIALE

    Vincenzo Francani

    7.1 Generalità sulle cause dei dissesti dei bacini montani

    7.1.1 L’erosione lungo i versanti e i corsi d’acqua

    7.2 Dinamica degli alvei

    7.2.1 Erosione, trasporto e sedimentazione dei materiali in alveo

    7.2.2 Il bilancio del trasporto solido.

    7.2.3 Incidenza degli apporti dai versanti sulla dinamica degli alvei

    7.2.4 Le conseguenze degli squilibri del bilancio

    7.2.5 Altri fenomeni che favoriscono il franamento delle sponde

    7.3 Dissesti dovuti a instabilità diffusa dei versanti e delle sponde

    7.3.1 L’instabilità dei versanti

    7.3.2 Frane spondali e apporti di detrito per frana

    7.3.3 L’erosione sotterranea delle ripe (piping)

    7.4 Rilevamento geologico della fascia fluviale per la previsione delle esondazioni e dei dissesti

    7.5 Tecniche di intervento e monitoraggio

    7.6 Esempio di utilizzo di un modello analitico per la progettazione di un dreno orizzontale per la difesa spondale

    Bibliografia

  8. CENNI ALLA MODELLAZIONE NUMERICA DEGLI ACQUIFERI

    Paola Gattinoni, Luca Alberti

    8.1 Principi fondamentali

    8.2 Dal modello concettuale al modello matematico

    8.3 Implementazione e calibrazione di un modello

    8.4 Esempi di modellazione numerica dei mezzi continui

    8.4.1 Gli acquiferi in materiali alluvionali

    8.4.2 Gli acquiferi in ammassi rocciosi

    8.5 Esempi di modelli discreti

    8.6 Esempi di modelli a doppia porosità/permeabilità

    Bibliografia

    Indice analitico

Esempi ed esercizi sono tutti a cura di Loris Colombo

 
 
 
 
 

 

 

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