La potenzialità di un acquifero è fortemente influenzata dalla porosità primaria, derivante dai meccanismi di generazione della roccia, e dalla porosità secondaria di una roccia, dovuta alle azioni esterne di vario genere a cui la roccia è sottoposta dopo la formazione, come per esempio carsismo e stress tettonici. Essendo la Scaglia Rossa un acquifero calcareo, la potenzialità è data da una porosità secondaria dovuta a vaste reti di fratturazioni, peculiarità degli acquiferi carbonatici della successione Umbro-Marchigiana. La comprensione della circolazione idrica in questi mezzi è alquanto complicata ma fondamentale da un punto di vista sia idrogeologico che geologico-ingegneristico. Infatti, dal punto di vista ingegneristico sapere come una roccia, o ammasso roccioso, si comporta durante il passaggio di acqua è utile non solo nel gestire la risorsa idrica, ma anche a valutare eventuali rischi idrogeologici o problemi riguardante il comportamento geo-meccanico. I metodi per valutare la permeabilità, o conducibilità idraulica di acquiferi fratturati sono ben testati ma prevedono dei costi e delle limitazioni gestionali non ignorabili, mentre metodi per l’analisi in laboratorio sono difficilmente utilizzati in questo campo. Analisi su rocce di dimensioni contenute per la caratterizzazione degli acquiferi non sono molto comuni, dato che diminuendo le dimensioni dell’oggetto quest’ultimo rischia di non essere più rappresentativo per l’intera formazione. Perciò in questo caso si è cercato di studiare il comportamento dell’acqua durante il passaggio nell’acquifero combinando un’analisi delle discontinuità e prove in laboratorio su carotaggi appartenenti alla formazione della Scaglia Rossa, anche effettuando prove batch per la caratterizzazione idrochimica e successiva analisi a cromatografia anionica. Le varie discontinuità sono state analizzate attraverso la creazione di modelli 3D in digitale utilizzando tecniche fotogrammetriche, per poi quantificare l’intensità di fratturazione attraverso l’utilizzo del parametro P21. Prove idrauliche al permeametro a pareti flessibili hanno determinato la conducibilità idraulica per campione e i risultati sono stati valutati in base all’analisi di fratturazione. I risultati hanno definito in dettaglio la conducibilità idraulica di tipologie di discontinuità diverse, confermando risultati presenti in letteratura e aprendo alla possibilità di eventuali utilizzi futuri accompagnati da indagini a larga scala per poter ottenere valutazioni più complete e applicabili in diversi casi.
The potential of an aquifer is strongly influenced by the primary porosity, which refers to the initial void spaces within the rock matrix that were formed during its deposition or lithification, and by the secondary porosity of a rock, due to the external actions of various kinds to which the rock is subjected after formation, such as karst processes and tectonic deformation. Since the Scaglia Rossa formation (Umbria-Marche stratigraphic succession) is a calcareous-marly aquifer with varied percentage of marls, the groundwater flow potential is given by a secondary porosity due to fracturing, peculiarities of the carbonate aquifers of the Umbria-Marche succession. Understanding the water circulation in these media is quite complicated but fundamental from both a hydrogeological and geological-engineering point of view. Methods for assessing the permeability, or hydraulic conductivity of fractured aquifers are well tested but have costs and management limitations that cannot be ignored, while laboratory analysis methods are rarely used in this field. Analysis of small-sized rocks for the characterization of aquifers is not very common, since by decreasing the size of the object, it risks not being representative for the entire formation. Therefore, in this case, an attempt was made to study the behaviour of water during its passage through the aquifer by combining an analysis of the discontinuities and laboratory tests
Fracture analysis and flexible wall permeameter test to assess fractures hydraulic conductivity in the Scaglia Rossa formation (Marche Region, central Italy)
RAPAZZETTI, MATTEO
2023/2024
Abstract
La potenzialità di un acquifero è fortemente influenzata dalla porosità primaria, derivante dai meccanismi di generazione della roccia, e dalla porosità secondaria di una roccia, dovuta alle azioni esterne di vario genere a cui la roccia è sottoposta dopo la formazione, come per esempio carsismo e stress tettonici. Essendo la Scaglia Rossa un acquifero calcareo, la potenzialità è data da una porosità secondaria dovuta a vaste reti di fratturazioni, peculiarità degli acquiferi carbonatici della successione Umbro-Marchigiana. La comprensione della circolazione idrica in questi mezzi è alquanto complicata ma fondamentale da un punto di vista sia idrogeologico che geologico-ingegneristico. Infatti, dal punto di vista ingegneristico sapere come una roccia, o ammasso roccioso, si comporta durante il passaggio di acqua è utile non solo nel gestire la risorsa idrica, ma anche a valutare eventuali rischi idrogeologici o problemi riguardante il comportamento geo-meccanico. I metodi per valutare la permeabilità, o conducibilità idraulica di acquiferi fratturati sono ben testati ma prevedono dei costi e delle limitazioni gestionali non ignorabili, mentre metodi per l’analisi in laboratorio sono difficilmente utilizzati in questo campo. Analisi su rocce di dimensioni contenute per la caratterizzazione degli acquiferi non sono molto comuni, dato che diminuendo le dimensioni dell’oggetto quest’ultimo rischia di non essere più rappresentativo per l’intera formazione. Perciò in questo caso si è cercato di studiare il comportamento dell’acqua durante il passaggio nell’acquifero combinando un’analisi delle discontinuità e prove in laboratorio su carotaggi appartenenti alla formazione della Scaglia Rossa, anche effettuando prove batch per la caratterizzazione idrochimica e successiva analisi a cromatografia anionica. Le varie discontinuità sono state analizzate attraverso la creazione di modelli 3D in digitale utilizzando tecniche fotogrammetriche, per poi quantificare l’intensità di fratturazione attraverso l’utilizzo del parametro P21. Prove idrauliche al permeametro a pareti flessibili hanno determinato la conducibilità idraulica per campione e i risultati sono stati valutati in base all’analisi di fratturazione. I risultati hanno definito in dettaglio la conducibilità idraulica di tipologie di discontinuità diverse, confermando risultati presenti in letteratura e aprendo alla possibilità di eventuali utilizzi futuri accompagnati da indagini a larga scala per poter ottenere valutazioni più complete e applicabili in diversi casi.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.12075/18252