Modellizzazione numerica del sistema acquifero della pianura compresa tra il Fiume Ombrone e Talamone

Com’è noto, le falde sotterranee rappresentano, in molte zone della Toscana Meridionale, cospicui invasi naturali ed assumono un’importanza fondamentale in molte aree, dove le acque superficiali non possono essere raccolte in quantità sufficiente. Il settore di studio occupa la zona di collegamento tra le pianure alluvionali dei fiumi Ombrone e Albegna, con un’estensione longitudinale di circa 20 Km, confinato ad Ovest dai Monti dell’Uccellina e ad Est da rilievi collinari, coprendo una superficie di circa 65 Km². L’area ha un carattere prettamente agricolo, pertanto i fabbisogni idrici sono legati quasi esclusivamente all’utilizzo in questo settore.
Per la gestione e la pianificazione delle risorse idriche sotterranee è importante valutare la loro disponibilità nel tempo e nello spazio. Per effettuare tale previsione è necessario l’uso di modelli di simulazione che permettano di valutare la disponibilità in funzione del sistema idrogeologico in esame e di attuare delle previsioni sullo stato delle risorse potenziali e di proporre una corretta gestione.
Lo scopo di questa tesi è stato quello di cercare di ricostruire un modello numerico del sistema acquifero presente nella zona, partendo da un inquadramento dell’area e da una raccolta e strutturazione di vari dati indispensabili per la ricostruzione di uno schema concettuale del sistema idrogeologico. Per modellizzare un’area è necessario conoscere, nel miglior modo possibile, tutti gli elementi che intervengono nel sistema, che è analizzato come un sistema aperto, in cui il trasferimento di massa è rappresentato dagli afflussi e dai deflussi idrici, sia naturali che antropici. La ricostruzione di questo modello concettuale del sistema idrogeologico è il passo più importante per l’applicazione del modello matematico e per ottenere risultati attendibili. Infatti il «modello matematico» di un sistema idrologico non è la realtà, ma bensì la realizzazione di una rappresentazione schematica («schema astratto») del sistema reale creata appositamente per studiare gli effetti dei complessi meccanismi che hanno luogo nel sistema stesso; il livello di dettaglio di questa schematizzazione è influenzato dalle specifiche conoscenze che si hanno sulla struttura e sul comportamento del sistema nei vari aspetti, ma anche dalla tipologia della problematica e degli scopi per cui il modello viene impiegato. È stato necessario quindi interpretare la zona per poter giungere a quella “rappresentazione semplificata della realtà” essenziale per la realizzazione pratica del modello. Una volta realizzato, il modello è stato confrontato con la realtà, passaggio indispensabile per testarne la bontà; a tale scopo è stata fatta una verifica sia per ciò che riguarda la geometria del sistema (confrontando le sezioni idrogeologiche reali con quelle realizzate dal software) che per i carichi idraulici (confrontando le carte delle isopiezometriche reali con quelle ottenute dalla simulazione).
È bene ricordare comunque che un modello matematico consiste nell'insieme delle relazioni (algebriche, differenziali ed integrali) che rappresentano il comportamento del sistema e che descrivono i legami funzionali esistenti tra le varie componenti, le opportune condizioni ai limiti e iniziali, nonché i vincoli esterni; esso è da considerarsi essenzialmente uno strumento a disposizione per l'analisi dei problemi di pianificazione dell'uso e di gestione del sistema idrologico in esame e come tale deve essere utilizzato in modo appropriato senza trascenderne i limiti e le capacità proprie