Water Table Multi-Scaling Aquifer Data: An Integrated Groundwater Management Approach

Preliminary results are presented of the experimental investigation conducted within the MUlti-Scaling Aquifer (MUSA) project concerning, through an integrated approach, the management and characterisation of the underground aquifer prevailing within the Ecotekne Campus of the University of Salento. The latter is represented by a Miocene aquifer characterised by a considerable structural complexity with strong heterogeneity typical of fractured porous media involving various measurement scales, with respect to which a correct validation of hydraulic conductivity is of fundamental importance. MUSA is a test project in which the EUropean Maritime & Enviromental Research (EUMER) and High Performance Computing (HPC) laboratories of the University of Salento and the CNR with the section of the Institute of Atmospheric and Cli-mate Science (ISAC) are respectively involved. The core of MUSA is the acquisition of measurement data of the underground water table through the use of special HC-SR04 ultrasonic detection sensors managed by means of ARDUINO-Type acquisition boards integrated with Data-Loggers and positioned directly inside wells.

Nel presente lavoro si riportano i risultati preliminari dell'indagine sperimentale condotta all'interno del Campus Ecotekne dell'Università del Salento, nell'ambito del progetto MUlti-Scaling Acquifer (MUSA) volto alla gestione e la caratterizzazione della falda sotterranea attraverso un approccio integrato. La falda è caratterizzata da un acquifero miocenico avente una notevole complessità strutturale con forte eterogeneità tipica dei mezzi porosi fratturati che coinvolgono varie scale di misura, rispetto alle quali una corretta validazione della conducibilità idraulica risulta di fondamentale importanza. MUSA è un progetto pilota che vede coinvolti i laboratori EUropean Maritime & Enviromental Research (EUMER) e High Performance Computing (HPC) dell'Università del Salento e il CNR con la sezione di Lecce dell'Istituto di Scienza dell'Atmosfera e del Clima (ISAC). Core di MUSA è l'acquisizione dei dati di misura del livello di falda sotterranea (Water Table) attraverso l'uso di particolari sensori di rilevamento ad ultrasuoni HC-SR04 gestiti mediante schede di acquisizione ARDUINO-Type integrate con DataLogger e posizionate direttamente all'interno di pozzi. Lo schema di acquisizione dati prevede un processo di campio-namento in continuo del livello idrico misurato nel pozzo pilota denominato "Benessere", ubicato all'interno dell'area del Complesso Ecotekne dell'Università del Salento e censito all'anagrafe del Genio Civile. L'installazione posizionata a partire dal luglio del 2021 ha permesso di acquisire, tra settembre, ottobre e novembre dello stesso anno, tre mesi di registrazione del livello idrico ad altissima risoluzione temporale di 30 secondi. Il processo di campionamento ha visto operanti due schede ARDUINO - UNO R3 dotate di microprocessore Atmel Atmega328P e collegate a un DataLogger RTC- DS3231. Il sistema così costituito è stato gestito mediante apposito software di programmazione IDE, attraverso cui sono stati controllati tutti i moduli componenti e i due sensori ad ultrasuoni. L'operazione di post-processing dei dati campionati è stata effettuata mediante il software Mathematica e l'utilizzo delle tecniche di filtraggio basate sulla trasformata di Fourier veloce (FFT) e sulla media mobile. Quest'ultimo sviluppo ha permesso di definire l'intervallo ottimale di campionamento pari a circa 30 minuti e di confrontarlo con i sistemi classici di misura mediante rotella metrica in un intervallo temporale su scala giornaliera.