Studio alla scala di campo dei processi di trasporto in suoli irrigati con acque reflue

Il programma svolto dall’Unità di ricerca ha riguardato lo sviluppo e la verifica su base sperimentale di un approccio metodologico per lo studio a scala di campo dei processi di trasporto ed accumulo di soluti nel suolo. La caratteristica tipica dei processi di trasporto alla scala considerata è principalmente legata alla notevole variabilità spaziale delle proprietà idrologiche del mezzo poroso. In una prima fase, il programma si è articolato attraverso una intensa attività sperimentale finalizzata alla caratterizzazione della variabilità spaziale dei parametri idro-dispersivi che controllano i processi allo studio. Lungo un allineamento di 50m, sono stati selezionati siti di misura distanziati di 1 m in cui sono stati posizionati (a 30, 60 e 90 cm di profondità) tensiometri per il rilievo del potenziale di pressione e sonde riflettometriche per la misura del contenuto d'acqua nel suolo. Dopo un preliminare allagamento del sito in questione che ha portato la parte di suolo strumentata in condizioni di pseudo satuarazione, si è provveduto al monitoraggio del contenuto d'acqua e della tensione alle diverse profondità e per differenti tempi. Il rilievo delle variabili idrologiche è stato interrotto dopo due mesi, quando cioè non sono state più riscontrate sensibili variazioni di contenuto d'acqua e della tensione. A differenza della curva di ritenzione (rilevata direttamente in situ), la curva di conducibilità idraulica è stata determinata per ciascuna postazione di misura con il metodo del profilo istantaneo. Quindi si è provveduto a stimare i principali indicatori geostatistici che permettono di caratterizzare la variabilità spaziale sia della curva di ritenzione che di quella di conducibilità. Nella seconda fase dell'attività sperimentale, sullo stesso sito è stata delimitata una parcella (50m x 8m) dove è stata condotta una prova di trasporto di soluto inerte (KCl). Più precisamente, dopo aver raggiunto condizioni di moto permanente nel suolo mediante l'apporto di 15mm di pioggia al giorno, sono stati applicati 105 g/m^2 di KCl sotto forma di impulso, e successivamente si è continuato ad irrigare la parcella con la medesima intensità di pioggia imposta prima della somministrazione del sale. Si è proceduto quindi ad eseguire numerosi carotaggi (uno ogni metro) lungo otto diversi allineamenti (ciascuno corrispondente ad un prefissato tempo). Una volta trasportate in laboratorio, le carote sono state sezionate in campioni di altezza pari a 10 cm (e larghezza pari ad 15 cm) da ciascuno dei quali è strato poi estratto mediante filtrazione e successiva decantazione il contenuto liquido. L'eluato così ottentuo è stato titolato con un conduttimetro iono-specifico per la trasduzione del corrispondente valore di concentrazione. Son stati pertanto ricavati otto profili medi di concentrazione e per ciascuno di essi la relativa "fluttuazione" rispetto ai valori locali. Ciò ha consentito di quantificare il ruolo della variabilità spaziale delle proprietà idro-dispersive nella determinazione del processo di trasporto allo studio, nonchè di calibrare e verificare un modello stocastico di trasporto che era stato preliminarmente sviluppato presso l'Unità Operativa di Napoli.