17 Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012) © Sapienza Università Editrice www.ijege.uniroma1.it DOI: 10.4408/IJEGE.2012-02.O-02 loriS COLOMBO (*) , martino CANTONE (*) , luca ALBERTI (*) & vincenzo FRANCANI (*) (*) Politecnico di Milano - D.I.I.A.R - Piazza Leonardo da Vinci, 32 - 20133 Milano, Italy. Tel ++39(2)23996664/3 E-mail: loris.colombo@polimi.it, martino.cantone@polimi.it, luca.alberti@polimi.it, vincenzo.francani@polimi.it SOLUZIONI ANALITICHE PER LA DETERMINAZIONE DELLO SPARTIACqUE PIEZOMETRICO DELLA ZONA DI CATTURA DI UNA BARRIERA DI POZZI ANALYTICAL SOLUTIONS fOR MULTIWELL HYDRAULIC BARRIER CAPTURE ZONE DEfINING RIASSUNTO Come noto, le barriere di pozzi spesso vengono sottodimensiona- te, riducendone gravemente l’effcacia. E’ opportuno quindi disporre di un metodo speditivo per delineare lo spartiacque piezometrico del- la zona di cattura anche per geometrie non lineari dei pozzi, in modo da favorire una effcace progettazione di questo importante strumento operativo. Lo studio descrive un metodo analitico - grafco che può essere usato per progettare una barriera le cui dimensioni (in parti- colare l’ampiezza del fronte di richiamo all’altezza dei pozzi), siano suffcienti per il contenimento dell’inquinante. La funzionalità del metodo grafco è stata validata e supportata confrontando le curve di cattura con un codice numerico esistente, quale Modfow. Parole chiave: barriere idrauliche, punti di stagnazione, fronte di cattura, soluzioni analitiche, modellazione numerica INTRODUZIONE La progettazione di una barriera idraulica per il risanamento di un acquifero deve tenere conto di diversi fattori affnché la sua resa sia ottimale, ed esistono a tal proposito delle disposizioni e regolamenta- zioni ben precise per il monitoraggio e le caratteristiche peculiari di progetto (ad es. beretta et alii, 1992 e 2003) . Javandel (1986) propose un metodo di ottimizzazione che consi- steva nell’intercettazione totale della massa inquinante senza estrarre acqua non contaminata, mediante la disposizione geometrica lineare di più pozzi, dimostrando così che possono esistere non solo delle distan- ze ottimali fra i pozzi dell’allineamento ma anche che i fronti di cattura aumentano sensibilmente all’aumentare del numero dei pozzi. La mo- dellazione della zona di cattura, defnita come l’area situata all’interno dello spartiacque piezometrico che separa il fusso intercettato dalla linea dei pozzi e quello che invece continua a fuire verso valle (SHan, 1999) dipende non solo dalla geometria ma anche dalla struttura idro- geologica in cui la barriera viene inserita (tumliSon et alii, 2006). La presente nota vuole, utilizzando un metodo analitico confrontato e supportato da una modellazione numerica, mostrare come, disalline- ando i pozzi, si abbia una sovrapposizione maggiore dei fronti singoli di ciascun pozzo. A parità di portata Q estratta e a parità del fronte di richiamo, si può ottenere una maggiore copertura con pozzi non allineati ABSTRACT As it is well-known, the groundwater wells are often incorrectly located, reducing the hydraulic barrier effectiveness. A quick method for delineating the capture curve also for non co-linear geometry of a wells barrier is thus required. Therefore this paper deals with a non linear location of wells, as a solution of this problem developing an analytical-graphical method to design a barrier whose dimensions (particularly the capture zone width near the wells) are fair sized for the containment of pollution plumes. The suitability of graphical method is validated and supported by a comparison between analyti- cal computed curve capture and numerical one, as solutions reached by Modfow code. Key word: Analytical solutions, numerical modeling, stagnation points, cap- ture curve INTRODUCTION The project of a co-linear extraction wells used to contain subsur- face contaminant migration must consider several different variables in order to have an optimal performance. For this purpose, there are some relationships and standard operating procedures to well-defne the project characteristics and the monitoring activities (as an exam- ple beretta et alii. 1992, and Beretta et alii, 2003). Javandel (1986) developed an optimization method of the spac- ing between wells and of discharge rates, using pumping wells placed on a line orthogonal to the regional fow. The Author calculated also the shape of a capture curve, i.e. the line that includes the water fow- ing into the well (SHan 1999), that depends not only on the arrange- ment of wells but also on the hydrogeological structure of the aquifer where the wells are located (tumliSon et alii. 2006). In this paper it is shown that, using an analytical method com- pared with a numerical solution, with a non linear position of wells, it can be obtained a greater superposition than a singular wells cap- ture zones as shown by Javandel (1986). With the same pumping rate Q and the same width of the fow cross-section F, it is possible to protect a wider area with non-aligned wells. In general, numerical methods are usually required to handle problems with complex con- ditions such as heterogeneity, transient fow and a huge number of