Home GeoForum Forums Geologia & Professione Geologia & Professione portata ottimale e portata critica

Volevo sapere se in un pozzo che capta una falda in pressione confinata, facendo le prove di pompaggio ed interpretando i dati è possibile che la portata ottimale e quella critica abbiano valori molto simili.

Grazie

Ma non mi risponde nessuno?

E' estate e queste sono domande difficili....

Egregio Collega,

mi scusi se inizio con una nota "polemica", poi cercherò di darLe una risposta "più o meno sensata" in base alla mia personale esperienza.

Iniziamo con la nota "polemica": questa domanda (così come posta) nel suo insieme non ha senso. Spero che sia solo una Sua "curiosità tecnica" e non sia corpo, invece, di un lavoro che Le è stato commissionato: sarebbe imbarazzante parlare nello stesso forum di "diritto al minimo tariffario" e "dilettanti allo sbaraglio". Mi scusino, Lei ed i Colleghi che leggeranno, ma il caldo spesso fa brutti scherzi, anche ad un "moderato" come lo scrivente.

Ora la risposta "tecnica":

1) una falda confinata per definizione è una falda nella quale livello piezometrico è sempre maggiore o uguale(in quota) rispetto la quota del tetto dell'acquifero. Non ha senso parlare di una "falda confinata in pressione". O è "confinata" o è "non confinata". Comunque in gran parte delle equazioni di moto e relativi sviluppi per l'idraulica dei pozzi viene posta (per semplificare)l'ipotesi di falda confinata il cui spessore non varia al variare della quota piezometrica.
2)Portata critica ? esiste solo nei libri. Di divulgazione. Le relazioni che legano gli abbassamenti in pozzo alla portata tengono conto solo di perdite di carico in falda e perdite di carico nell'opera. Si scordi di poter veramente definire la resa di un acquifero usando la "portata critica". Entro i limiti di curva di funzionamento della pompa usata (prevalenze e portate della medesima) non è fisicamente possibile individuare una "portata critica" anche perchè l'equazione (qualsiasi sia il valore di n da attribuire al parametro CQ^n) non è una spezzata e non descrive di per se stessa nessun "ginocchio" semplicemente perchè non è facile beccare un valido punto di tangenza sia nel campo dei moti laminari (prevalenza del parametro BQ) sia, ed a maggior ragione, nel campo dei moti turbolenti (prevalenza del parametro CQ^n). Solo chi lavora al di fuori della curva della pompa riesce a "trovare" il fatidico "ginocchio". Sempre che prima non gli si bruci il motore. In genere le interpretazioni vengono eseguite tenedo conto di un range dove prevale l'effetto del moto "laminare" (parametro BQ) rispetto quello del moto turbolento (parametro CQ^n). L'esperienza insegna però che l'interpolante più attendibile è una cubica quindi è meglio sostituire il concetto piuttosto "didattico" di "portata critica" con il concetto più "ingegneristico" di "massimo valore di efficienza" per le portate richieste per l'opera. Data per efficienza il rapporto BQ/s effettivo con BQ ricavato, magari, da una prova di pompaggio a lunga durata o interpretando i dati di abbassamento/tempo ricavati durante la prova a gradini. Rispetto questo aspetto noi usiamo sempre trasduttori di pressione e data-logger e iniziamo a fissare (anche se in modo grossolano) una variazione di regime quando le curve (rette, su grafico semilog) dei singoli step cominciano nettamente a variare in pendenza. La stessa cosa può essere fatta con dati acquisiti manualmente ma i data-logger consentono una più immediata elaborazione e la possibilità di monitorare (se esistono) i piezometri circostanti senza impazzire e con l'impiego di un solo operatore (utilissimo modo per ripartire le ferie).
3) la portata "ottimale di esercizio", anche leggendo i testi divulagativi, è una funzione della portata critica (sempre che si riesca a fissarla) data da circa l'80% della Qcr. Vale a dire: per fare funzionare bene il pozzo (minimizzando le perdite di carico legate ai moti turbolenti) lavorate circa il 20% più bassi della portata critica.
In realtà questo ha senso solo se il pozzo lavora 7/24 (ad esempio un pozzo barriera) ma se il pozzo è in esercizio per fornire acqua in genere lavora fino al riempimento di vasche di accumulo e poi si ferma. In questo caso il valore di portata ottimale di esercizio è pleonastico: è importante invece, ancora, il valore di efficienza e la sua misura nel tempo per verificare lo stato dell'opera.

Nello scusarmi per l'inizio "burbero" e poco "simpatico" spero di aver risposto esaurientemente alla Sua domanda.

Cordialmente.

mi permtetto di dissentire: una falda contenuta in uno strato di ghiaia compreso tra due aquicludi di argilla, che lo "confinano" dalla superficie (cioè non è un acq. freatico) e la piezometrica è al di sotto del tetto delle ghiaie perchè le medesime non sono sature (cioè, non è in pressione perchè l'acqua non permea tutto l'intervallo) come lo definiamo?

expo 3001 hai dato una risposta troppo accademica non so se si è capito il concetto....complimenti comunque per l'esposizione sembra una lezione universitaria.

E' una falda freatica! La definizione di falda freatica non è "falda che non abbia orizzonti impermeabili nel non saturo", ma "falda con superficie superiore a pressione atmosferica". Altrimenti, tutte le falde libere in zone con suolo potente ed argillificato sarebbero falde confinate!!
Detto questo, la definizione di portata critica come punto in cui si nota un gomito nella curva portate-abbassamenti è un concetto un po' accademico, non sempre applicabile con sicurezzanella realtà, soprattutto in acquiferi liberi.
Ti conviene definire la portata critica come quella portata in cui il rendeimento scende sotto un valore prefissato (in genere 70%). Se ci pensi, è un concetto molto più pratico: se vuoi emungere di più, entro certi limiti puoi, ma il costo per m3 emunto aumenta.
La portata ottimale puoi vederla come quella che massimizza il rapporto portata emunta/costo di emunzione.

Egregi colleghi,
scusate se non rispondo per "quote" , semplicemente non sono abile con questo tipo di "marchingegno".

Quanto all'obiezione posta da anticlinale direi che Stefano ha risposto bene in mia vece. E' semplicemente una questione di definizioni e carichi idraulici. Se parliamo di falda confinata in idrogeologia non ci sono dubbi. E' una falda la cui superficie piezometrica (luogo dei punti nei quali pressione della falda e pressione atmosferica si equivalgono) è al di sopra del tetto "fisico" dell'acquifero. Una falda come quella descritta da anticlinale può episodicamente essere confinata o non confinata a seconda del carico idraulico ma la presenza di uno strato impermeabile a tetto dell'acquifero non è di per se stessa condizione sufficiente per il "confinamento", mentre è condizione per lo più necessaria. L'applicazione delle relazioni di moto da falda confinata ad una falda non confinata è consentita solo nei termini previsti dalla semplificazione di Dupuit. Ma non vorrei essere troppo "accademico". E mi fermo.

Mi piace molto il punto di vista di Stefano sul rapporto costo di emungimento/efficienza per definire la portata ottimale d'esercizio. Non è molto "tecnica" ma estremamente efficace. Non è applicabile nel caso di pozzi barriera per il contenimento dell'inquinamento ma sicuramente per pozzi produttivi è una definizione "pulita" e dotata di un certo "stile" (la classe non è acqua, o si ?). Laddove me ne capiterà l'occasione l'applicherò.

Mi scuso ancora con i colleghi per la vena accademica non voluta e per altro fuori luogo perchè io non sono un accademico. Ma dal momento che ho fatto dell'idrogeologia la mia specializzazione professionale qualche volta tendo a "trascendere" nell'esporre.

Cordialmente,

Molte volte in questo forum si è letto di quanto fosse diverso il metodo di approccio ai problemi dei geologi rispetto agli ingegneri, attribuendo ai geologi metodi più pragmatici e , molte volte, più basati sul senso pratico che non su formule complicate, spesso incomprensibili. Leggendo, però, le risposte finora date alla domanda di partenza fatta da Fossano Basso mi viene il dubbio che, questa volta, si sia perso un pò il senso del pratico.
Permettetemi, allora, qualche considerazione.

Non ha alcun senso parlare di portata ottimale e/o portata critica di un pozzo qualunque tipo esso sia, né definire queste portate come percentuali di non ben definiti parametri.

Quello che caratterizza un pozzo sono la “curva caratteristica” e/o la “portata specifica”.
La curva caratteristica è la curva che esprime la portata erogabile di un pozzo, ovviamente in condizioni di regime, in funzione della corrispondente depressione della superficie libera del pozzo stesso al disotto del livello preesistente nella falda indisturbata. Quindi, la curva caratteristica definisce il funzionamento del pozzo e fornisce la base per qualsiasi calcolo tecnico relativo, es. valutare la portata ritraibile e stabilire la potenza della pompa da applicare al pozzo. Il suo andamento è in relazione con la forma e le dimensioni del pozzo, con la natura della parete e del fondo e con i caratteri della falda acquifera entro la quale il pozzo è praticato.

Per i pozzi artesiani, la portata è proporzionale alla depressione e indipendente dalla profondità del pozzo. Si definisce la portata max. teoricamente erogabile dal pozzo, la portata che si avrebbe qualora si potesse deprimere fino al fondo, d = H , dove “d” è la depressione del pozzo rispetto alle condizioni statiche e “H” è la profondità del pozzo.

Per pozzi freatici, con pareti totalmente permeabili e fondo sullo strato impermeabile, la curva caratteristica è un arco di parabola con asse verticale e vertice nel punto di ascissa d = H
Spesso anziché la portata max. la cui misura presenta sempre qualche difficoltà, si preferisce evidenziare la “portata specifica” o “rendimento del pozzo”, intendendo con ciò la portata che il pozzo fornisce per d = 1, cioè con depressione unitaria, sempre, ovviamente, in condizioni di regime.
Tutto il resto, almeno per quanto riguarda i pozzi, è pleonastico, come dice il nostro amico EXPO_3001.

Per maggiori e più dettagliati chiarimenti vedasi :
Giulio de Marchi – IDRAULICA – edizioni HOEPLI
Ettore Scimeni – COMPENDIO DI IDRAULICA – edizioni CEDAM

Saluti / Ridolfi

Leggo e rileggo l'intervento del collega Ridolfi e francamente, pur essendo aperto a tutte le "novità" in campo geologico, rimango un poco "spiazzato". Non che ne voglia fare una questione di principio. Neanche che ne abbia da guadagnare da "dispute" accademiche. Ma mi piace capire le cose.
In primo luogo (è sempre il caldo, perdonatemi) che ha a che fare l'introduzione sulla visione del mondo ingegneristica e geologica con il fatto in se ? Se trattasi di problemi d'ingegnaria idraulica si affrontano con taglio ingegneristico. O applichiamo le regole del rilevamento geologico descrittivo a tutto il mondo ? Ogni disciplina ha il suo taglio, il suo compendio e il suo lessico. Per quanto riguarda la terminologia è da circa quindici anni che le dizioni ARTESIANO e FREATICO sono in disuso. Sostituite dalle più attinenti "confinato" e "non confinato".
In una falda non confinata l'emungimento avviene per svuotamento fisico dell'acquifero. Da qui la resa di un acquifero non confinato coincidente con la porosità efficace. In una falda confinata l'emungimento avviene per "compressione dello scheletro solido" e la "resa dell'acquifero" coincide con un parametro che è il "coefficiente d'immagazzinamento" (tre o quattro ordini di grandezza più piccolo della porosità efficace).
L'abbassamento in pozzo dipende (principalmente) da due termini: l'abbassamento dell'acquifero e le perdite di carico dell'opera. La curva caratteristica di un pozzo in falda confinata è uguale, concettualmente a quella di un pozzo in falda non confinata e NON SEGUE alcun ramo di parabola essendo formato in un grafico Q-s o s/Q - Q. Per altro nessuna relazione idraulica ha una legge parabolica, semmai logaritmica o esponenziale nel termine n (incognita) della relazione s = BQ + CQ^n.
Quindi ? Quindi mi sono perso nelle definizioni del collega. Ma non voglio presuntuosamente darmi una medaglia di onniscenza. Sarebbe interessante invece vedere qualche grafico e qualche interpretazione ricavata dalle considerazioni teoriche che il collega presenta. Il mio indirizzo e-mail è di pubblico dominio e se Lei volesse inviarmi un file pdf o jpg con relativa spiega mi piacerebbe capirci di più.

In tema bibliografico potrei suggerire:
Driscoll - Groundwater and Wells - Johnson screens;
Cerbini - Il manuale delle acque sotterranee- Geograph;
Chiesa - Pozzi per acqua - Hoepli (datato)
Jacob Bear: Groundwater flow modeling (non ricordo la casa editrice ma dovrebbe essere McGraw & Hill).
Altra letteratura l'ho in casa e se d'interesse posso dedicare qualche minuto del mio tempo a "riesumarla".
Comunque dovrebbe esserci qualcosa in rete anche del Walter Dragoni che ha affrontato il discorso delle prove di pompaggio a gradini per la definifinizione dei parametri idraulici.
A proposito: non so Dragoni ma Cerbini (Il manuale delle acque sotterranee) è (oltre che l'ottimo editore della rivista Acque sotterranee) SICURAMENTE un GEOLOGO con notevole senso pratico.
Cordialmente