GROUNDWATER FIELD EXPERIENCES IN POROUS AND FISSURED MEDIA

Since groundwater has been considered a "clean" resource, it has been mainly used for human purposes for a long time. This resource has gradually deteriorated and its use for human supply has now become very difficult. To face problems related to the qualitative impoverishment of groundwater scientists and researchers are involved in evaluating sophisticated methods and new technologies able to forecast pollutant movements to clean up contaminated aquifers (Masciopinto et al., 1990; Troisi, 1989). It is widely known that groundwater pollution depends on what happens on the ground surface. Pollutant (solute) generally dissolves into water (soIvent) and leaches through the underlying layers, reaching the water body. The filtering medium plays a very important role for the development of the physical, chemical and biological mechanisms. The evaluation of the parameters related to these phenomena is a very interesting item for researchers because the significant parameters are depending by the solid matrix. The measurement technique can not always be the same, but it has to be performed by considering the filtering medium (Troisi et al., 1992). It is well known from the literature that these parameters are often measured through indirect methods and the scheme generally is: a conceptual method is chosen as a reference, constitutive equations of the phenomenon are found, observed physical quantities are then measured, thus finally obtaining the parameters. Much of the research in recent years has been devoted to develop mathematical model based on physical transport processes in heterogeneous porous aquifers, particularly with respect to the treatment of field scale dispersion. Common to most of the new approaches is that macroscopic dispersion is produced by the spatial variability of the hydraulic properties (Le. Gelhar et al, 1979; Gelhar & Axness, 1983; Molz et al., 1983; Dagan, 1984; Wheatcraft & Tyler, 1988). Besides few researchers have directed their studies to chemical eterogeneities (Bellin et al., 1993; Bosma et aL, 1993). The possibility of using continuous equivalent models in fractured systems is discussed, Le., by Hsieh et al. (1985a, 1985b), Marsily (1985), Shapiro (1987), Cacas et al. (1987), Neumann (1988). These models can be deterministic or stochastic and can consider the dual porosity conceptualization. Discrete fracture network models have been developed and tested, Le., by Long et al. (1982), Schwartz et al. (1983), Andersonn (1984) Smith & Schwartz (1980) and Long & Billaux (1987), and have become increasingly powerful. This paper has not pretensions to completely review all the current approaches to describe transport in heterogeneous aquifers, but it will report a series of experiences of in-situ tests as in fissured as in porous media.

Le acque sotterranee sono state considerate a lungo una risorsa "pulita", per cui sono state usate principalmente per scopi umani. Questa risorsa si e deteriorata nel tempo creando difficolta per il suo utilizzo potabile. Per fronteggiare questi problemi, molti ricercatori hanno studiato metodi sofisticati per prevedere 10 spargimento degli inquinanti e individuare tecnologie nuove per riportare le caratteristiche di qualita degli acquiferi contaminati a livelli che ne consentano l'utilizzo potabile (ad. es. Masciopinto et al., 1990; Troisi, 1989). E' ben noto che l'inquinamento delle acque sotterranee dipende da quelIo che accade sul suolo. Una sostanza inquinante (soluto) generalmente sí dissalve in acqua (solvente) e percola attraverso gli strati via via piu profondi del terreno raggiungendo il corpo idrico sotterraneo. Il mezzo filtrante assume l'importante mola di sostegno per 10 sviluppo dei meccanismi fisici, chimici e biologici che sono alla base dei fenomeni di trasporto advettivo, di diffusione e dispersione, di interazione, di degradazione e di decadimento (Bear, 1979). La determinazione dei parametri associati a questi meccanismi eun terna molto interessante per gli studiosi, in quanto dipendenti dal sisterna idrico considerato; per cui le tecniche di misura usate non possono essere sempre identiche, ma devono essere funzione del mezzo attraversato (Troisi et al., 1992). E' ben noto dalla letteratura che questi parametri sono spesso misurati attraverso metodi indiretti che, in genere, si sviluppano attraverso le seguenti fasi: scelta di un modelIo concettuale di riferimento; definizione delle equazioni rappresentative del fenomeno; misurazione diretta di alcune quantita fisiche; determinazione dei parametri in oggetto. Negli ultimi anni buona parte delle ricerche sono state dedicate alla sviluppo di modelli matematici basati sui processi fisici del trasporto in acquiferi porosi eterogenei, con particolare riguardo al trattamento della scala di variabilita della conducíbilita idraulica e della dispersione. Comune alla maggior parte di questi studi e il concetto che la macro-dispersione eprodotta dalIa variabilita spaziale delle proprieta idrauliche (i.e. Gelhar et al., 1979; Gelhar & Axness, 1983; Molz et al., 1983; Dagan, 1984; Wheatcraft & Tyler, 1988). Altri ricercatori hanno indirizzato i loro studi alla valutazione delle eterogeneita chimiche (Bellin et al., 1993; Bosma et al., 1993). Per quanto riguarda i sistemi fratturati alcuni ricercatori, tra cui Hsieh et al. (l985a, 1985b), Marsily (1985), Shapiro (1987), Cacas et al. (1987), Neumann (1988), hanno discusso la possibilita di usare modelli continui, equivalenti a sistemi porasi, basati su schemi concettuali deterministici o stocastici che possono incorporare la doppia porasita. Modelli discreti con fratture interconnesse sono stati sviluppati e testati, tra gli altri, da Long et al. (1982), Schwartz et al. (1983), Andersonn (1984) Smith & Schwartz (1980) e Long & Billaux (1987), assumendo una crescente affidabilita. Questa relazione non ha la pretesa di essere una rassegna di tutti gli approcci correnti per descrivere il trasporto in acquiferi eterogenei, ma riporta un serie di applicazioni delle metodologie sopra accennate a prove di campo realizzate in sistemi porosi e fessurati.