A1. Modello a Celle: MODIR

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
MODIDR - Modello idrologico a parametri distribuiti.
Il modello è in grado di modellare i processi della parte insatura del suolo e della parte satura finalizzati alla determinazione della risorsa superficiale. In particolare: infiltrazione, evapotraspirazione, percolazione, deflusso superficiale, deflusso ipodermico, deflusso profondo.
Il modello descrive i processi fisici a livello della singola cella, di ridotte dimensioni rispetto a quelle del bacino, quindi opera una convoluzione dei singoli contributi al fine di ricostruire il deflusso complessivo del bacino. Il modello simula il deflusso su periodi dal giornaliero al mensile. L’individuazione del bacino afferente avviene in modalità automatica una volta individuata la sezione di chiusura.

Moduli che compongono il modello numerico
MODIDR è un modello distribuito per l’analisi della risposta idrologica dei bacini idrografici, su scala temporale giornaliera e mensile. Allo stato attuale tale modello risulta sviluppato per un utilizzo da parte di professionisti specializzati. Il modello è finalizzato alla modellazione del bilancio della risorsa idrica superficiale, in modo da consentire, dati gli afflussi, la ricostruzione dei deflussi relativi ad un determinato bacino idrografico.
Il modello è a parametri distribuiti: si basa cioè di una rappresentazione a griglia (ovvero, raster) del territorio e delle grandezze di interesse idrologico, con celle quadrate di dimensione di circa 250x250 m.
La rappresentazione distribuita su una griglia di grandezze e fenomeni consente la riproduzione efficace delle caratteristiche di variabilità proprie dei processi idrologici. Data la distribuzione spaziale di tale fenomeni, risulta particolarmente vantaggioso effettuare i calcoli di bilancio a livello di singola cella elementare e quindi valutare la risposta idrologica dell’intero bacino tenendo conto della variabilità delle condizioni al contorno e delle caratteristiche idrologiche e morfologiche.
Anche se i valori medi riferiti alla singola cella possono scostarsi sensibilmente, nell’ottica puntuale, dal valore reale, una rappresentazione distribuita consente di riprodurre efficacemente non solo il comportamento medio a livello di bacino, ma anche la varianza delle diverse grandezze in gioco nel bilancio idrico. In questo risiede la potenzialità maggiore dell’approccio distribuito, e da qui deriva la sempre crescente popolarità, in campo idrologico, dei modelli che utilizzano basi di dati in formato raster.
In particolare, il modello in questione prevede il calcolo per ciascuna cella del bilancio idrico legato alla capacità di ritenzione del suolo, e la traslazione alla sezione di chiusura del bacino analizzato tramite un processo che tiene conto della scabrezza di versanti e alveo.
Il modello richiede come dati di input alcune grandezze idrometeorologiche, tra cui i valori giornalieri o mensili di precipitazione e di temperatura; e la base di dati raster riferita alle caratteristiche geomorfologiche, litologiche, pedologiche, di uso del suolo.
L’ambiente in cui tali dati vengono archiviati è strutturato secondo le modalità già lungamente sperimentate per i sistemi di gestione dei dati idrometeorologici: si prevede una struttura gerarchica, bacino - sottobacino - stazione di misura; il modello è in grado di interfacciarsi direttamente con l’archivio, selezionando automaticamente il bacino a monte della sezione di chiusura prescelta, individuando le stazioni pluviometriche e termometriche localizzate nell’area del bacino o nelle zone direttamente limitrofe, riconoscendo la presenza o meno dei dati alla risoluzione temporale prescelta, estraendo tali dati per ricostruire mappe di precipitazione e temperatura da utilizzare come input nel modello di bilancio idrologico.

B1. Modello Vettoriale Quantitativo: IRAS

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
IRAS - Interactive River Aquifer Simulation
IRAS è un modello vettoriale quantitativo di simulazione dei deflussi idrici, dei volumi immagazzinati, della produzione idroenergetica. L’applicabilità di IRAS riveste particolare importanza nella valutazione delle prestazioni e dell’impatto di diverse alternative progettuali.

Moduli che compongono il modello numerico
Dal punto di vista informatico IRAS non è composto da moduli. La parte centrale di simulazione è però in grado di attivare le diverse funzioni richieste in dipendenza dei dati inseriti per descrivere la struttura e le modalità di gestione del sistema. Il modello registra su files le informazioni relative alla configurazione del sistema (struttura + gestione) per successivi runs di simulazione; tali files non sono disponibili in chiaro (gli sviluppatori si dichiarano però disposti a realizzare, su richiesta, versioni particolari del modello per rispondere ad esigenze particolari per quanto riguara l'input e l'output).

Figura 1. Fase di implementazione e calibrazione di IRAS. Successivamente, le nuove informazioni di tipo 1 e 2 vengono inserite al livello B e le nuove informazioni di tipo 3 vengono inserite al livello C.

C1. Modello Vettoriale di Qualita': QUAL2E

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
QUAL2E -Enhanced Stream Water Quality Model
Qual2E rappresenta un facile e versatile modello di qualità delle acque nei canali a pelo libero. Simula fino a 15 elementi indice della qualità delle acque in un sistema di canali facendo uso, attraverso il metodo risolutivo alle differenze finite, delle equazioni di reazione e del trasporto convettivo e dispersivo.
I 15 componenti costitutivi simulabili sono: DO (Ossigeno disciolto); BOD (Biochemical Oxygen Demand); temperatura; alghe (clorofilla a); azoto organico; ammoniaca; nitriti; nitrati; fosforo organico; fosforo disciolto; coliformi; un costituente non conservativo; tre Costituenti conservativi arbitrari.
Ogni canale viene diviso in elementi computazionali di cui viene fatto un bilancio in termini di portata, di temperatura e di concentrazione. La massa viene persa o acquistata dall’elemento computazionale attraverso fenomeni di trasporto, di rilascio o prelievi da fonti esterne o attraverso processi interni quali il rilascio di massa da parte di sorgenti bentoniche o attraverso processi di trasformazione biochimica.

Moduli che compongono il modello numerico
Il programma simula le variazioni delle condizioni di flusso in termini idraulici nei canali attraverso l’analisi di una successione di stati di moto permanente. Il calcolo idraulico del flusso della velocità della sezione liquida e del tirante risultano la base per il calcolo dei flussi di massa e di calore attraverso gli elementi computazionali. I bilanci di massa determinano le concentrazioni dei costituenti conservativi minerali, dei batteri coliformi, e di costituenti non conservativi. In aggiunta a tali materiali legati al flusso, i processi includono nel bilancio di massa le trasformazioni subite dai nutrienti, le produzioni algali, i consumi bentonici e carbonacei, la riaerazione atmosferica e gli effetti di questi processi sulla concentrazione dell’ossigeno disciolto. Il modello fa uso della Clorofilla-a come indicatore di biomassa planctonica ovvero come indicatore della presenza di alghe. Il ciclo dell’azoto è diviso i quattro componenti: azoto organico, ammoniaca, nitriti e nitrati. Alla stessa maniera anche il ciclo del fosforo viene suddiviso in fosforo organico dovuto p.es. alla demolizione parziale della biomassa planctonica e fosforo disciolto quali p.es gli ortofosfati. Si assume che i meccanismi di trasporto, convezione e dispersione avvengano significativamente solo lungo l’asse dei canali nella direzione del flusso. Idraulicamente il modello è limitato alla simulazione di periodi di tempo durante i quali il flusso di portata e i carichi di inquinanti immessi nei canali risultano costanti.
Qual2E-UNCAS rappresenta una ulteriore aggiunta al modello per permettere l’analisi di sensibilità sulla simulazione stazionaria della qualità dell’acqua. I metodi implementati sono tre:

D1₁ Modello di Restituzione. Inquinamento di origine diffusa Urbano: UPSIM

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
UPSIM - Modello di sumalazione del comportamento di una rete di drenaggio urbano al fine di valutare i carichi inquinanti che vi transitano.
Il modello UPSIM simulerà il comportamento dei bacini schematizzandoli nel loro complesso, senza quindi scendere nel dettaglio di ogni singolo condotto o manufatto. In tal modo, una volta tarato, esso risulterà di applicazione particolarmente semplice ed immediata.
Nella pagina seguente è indicato lo schema a blocchi del modello:

Moduli che compongono il modello numerico
Il modello si compone di due moduli:

D2₁ Modello di Restituzione. Inquinamento Agricolo di origine diffusa: SWRRBWQ

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
SWRRBWQ - Simulator for Water Resources in Rural Basins - Water Quality
(Simulatore per risorse idriche in bacini rurali - qualità dell’acqua)
Il programma concernente la qualità dell’acqua dei bacini (SWRRBWQ) è stato elaborato per simulare il trasporto idrologico, di sedimenti, nutrienti e pesticidi in un bacino idrografico rurale complesso e di ampie dimensioni. Il modello opera su scala temporale continua e consente di suddividere i bacini in considerazione delle differenze dei suoli, dell’uso del terreno, delle precipitazioni ecc..
SWRRBWQ presenta cinque componenti fondamentali: tempo meteorologico, idrologia, sedimentazione nutrienti e pesticidi. I processi considerati includono il deflusso superficiale, il flusso di ritorno, la percolazione l’evapotraspirazione, le perdite di trasmissione, la capacità (storage) in piccoli laghi e serbatoi, la sedimentazione e la crescita delle colture.

Moduli che compongono il modello numerico
Il modello SWRRB è utilizzato nell’ambito del progetto Aquarium per il calcolo del carico di nutrienti ed eventualmente di pesticidi proveniente dai bacini agricoli. Il vettore degli inquinanti è rappresentato dal deflusso calcolato in base alle informazioni meteorologiche ed alle caratteristiche del bacino in alcuni moduli del programma che non possono quindi essere disattivati anche se il progetto Aquarium prevede che i deflussi siano simulati mediante il Modello a celle. La loro disattivazione comporterebbe l’automatica esclusione dei moduli dedicati al trasporto dei nutrienti e dei pesticidi.
I moduli che compongono il programma sono:

I moduli in corsivo e sottolineati sono opzionali rispetto alle funzionalità base previste in Aquarium cui deve rispondere il modello e possono quindi essere esclusi senza impedire l’esecuzione del programma. Per questo non vengono esaminati in dettaglio né a livello di descrizione del modulo né a livello di dati numerici necessari. In particolare:

	il modulo (j) per il trasporto dei nutrienti e dei pesticidi - trasporto dei pesticidi è escluso quando non si prevedono somministrazioni di pesticidi durante tutta la durata della simulazione e non siano presenti residui sul fogliame o nel terreno all’inizio della simulazione;
	il modulo (k) per la valutazione della qualità dell’acqua dei laghi è escluso quando non è presente un lago nella sezione di chiusura del bacino oppure quando l’utente non sia interessato alla valutazione della risposta del lago al carico inquinante proveniente dall’immissario.

Tutti gli altri moduli sono da intendersi indispensabili al funzionamento del programma e devono quindi ricevere i dati necessari al loro funzionamento. L’interfaccia grafica avverte l’utente nel caso in cui non siano stati inseriti alcuni dati necessari alla simulazione o se uno o più dati escono dall’intervallo di variazione accettabile per la grandezza di riferimento.

La Figura 1 mostra l’interconnessione esistente fra i moduli. È da ricordare che il modulo per la valutazione della qualità delle acque dei laghi è attivato solo quando la sezione di chiusura del bacino coincide con un lago naturale o un serbatoio. In questo caso è spesso richiesta la valutazione della risposta dello specchio lacustre ai carichi inquinanti riversati dalle acque del ciclo idrologico e dai sedimenti trasportati dall’immissario.

Figura 1. Struttura generale del programma SWRRBWQ

Dal punto di vista fisico i processi simulati sono i deflussi superficiale e profondo, la percolazione, l’evapotraspirazione, le perdite per infiltrazione, l’immagazzinamento in laghi e serbatoi (laminazione), il trasporto dei sedimenti e la crescita delle colture nonché il trasporto dei nutrienti e dei pesticidi. La crescita delle colture è simulata con l’obiettivo di calcolare l’assorbimento dei nutrienti per effetto della presenza delle colture. Il modello è orientato alla valutazione dei carichi di inquinanti che arrivano ai corsi d’acqua per effetto dell’inquinamento diffuso di origine agricola. L’intervallo di riferimento per il calcolo è il giorno e quindi tutti i dati avranno cadenza temporale minima di 1 giorno. Per questa sua caratteristica il modello fornisce dati sicuramente attendibili per cadenze temporali pari o maggiori a quindici giorni mentre i risultati sono da valutare con attenzione se la cadenza temporale è inferiore (per inciso si ricordano le finalità di governo - e non di gestione - del sistema Aquarium).

E1₁ Modello acque sotterranee - Singolo pozzo: WELL

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
WELL - Modello analitico per l’interpretazione dei test di emungimento per la determinazione dell’efficienza idraulica dei pozzi, a scala di singolo pozzo.
Well è un programma per l’interpretazione dei test di emungimento, in particolare per la determinazione di alcuni dei principali parametri idrodinamici (trasmissività e coefficiente di immagazzinamento) di falde confinate, semiconfinate e non confinate.
Le numerose metodologie di calcolo proposte dal programma permettono di selezionare i metodi più appropriati per il tipo di acquifero e per il tipo di prova effettuata.
Well dispone di numerosi metodi per l’interpretazione di prove eseguite in condizioni di regime transitorio e con portata costante mentre sono implementati solo alcuni metodi per prove in casi di regime stazionario. Il programma determina i parametri caratteristici dell’acquifero sia attraverso interpretazioni analitiche dirette che mediante l’interpolazione automatica ed il riconoscimento delle condizioni di best fitting sui principali abachi.
Well consente anche di interpretare le prove a gradini con l’equazione di Rorabaugh al fine di determinare l’efficienza idraulica dei pozzi.
L’output delle elaborazioni è costituito da grafici interpretativi.

E2₁ Modello acque sotterranee - Campo pozzi: WINFLOW

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
WINFLOW - Modello analitico simulante il flusso idrodinamico bidimensionale in regime stazionario e transitorio, a scala di campo pozzi.
Il modello descrive il campo di flusso tramite la visualizzazione delle linee piezometriche e di flusso consentendo anche di effettuare il calcolo del percorso compiuto da alcune particelle introdotte dall’utente all’interno del dominio spaziale di studio (particle tracking) allo scopo di studiarne il tragitto.
Il modello calcola nuovamente i risultati ogni qualvolta sono introdotte nuove sollecitazioni. Le linee di flusso e il tracciamento delle particelle è calcolato e visualizzato ogni qualvolta si inseriscono nel modello nuovi pozzi o altri componenti.

Moduli che compongono il modello numerico
Il modello WinFlow, progettato da Doug Rumbaugh, è un modello analitico che simula il flusso idrodinamico bidimensionale in regime stazionario o transitorio. Il modulo simulante il flusso in regime stazionario o transitorio utilizza la funzione analitica sviluppata da Strack (1989) mentre per il regime transitorio sono adottate le equazioni sviluppate da Theis (1935) e Hantush e Jacob (1955) rispettivamente per acquiferi confinati e semiconfinati.
In entrambi i casi è applicato il principio di sovrapposizione degli effetti al fine di simulare la presenza nel dominio di studio di molteplici elementi di sollecitazione (pozzi, laghi,…).
Il modulo relativo al regime stazionario consente di simulare le condizioni di flusso bidimensionale, in acquiferi confinati o non confinati, provocato dalle seguenti sollecitazioni:

Il modulo per il regime transitorio simula le medesime sollecitazioni, ad eccezione della ricarica, ma su acquiferi confinati o semiconfinati.
All’interno del modello è possibile importare mappe in formato DXF (elaboratori grafici quali AUTOCAD o similari) o realizzate da altri modelli quali QuickFlow o ModelCad, al fine di rappresentare geograficamente l’area di studio.
Gli output prodotti dal modello possono essere gestiti all’interno di Print Manager di Windows e possono essere esportati in molteplici formati quali, ad esempio, SURFER, Geosoft, Spyglass, Windows Mwtafiles e Autocad.DXF o compatibili.

E2₂ Modello acque sotterranee - Campo pozzi: WINTRAN

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
WINTRAN - Modello analitico simulante il flusso idrodinamico bidimensionale in regime stazionario e numerico agli elementi finiti per la modellazione del trasporto di soluto in falda, a scala di campo pozzi.
Il modello descrive il campo di flusso attraverso la visualizzazione delle linee piezometriche e di flusso e consente anche di effettuare il calcolo del percorso compiuto da alcune particelle introdotte dall’utente all’interno del dominio spaziale di studio (particle tracking), allo scopo di studiarne il tragitto.
Il modello calcola nuovamente i risultati ogni qualvolta sono introdotte nuove sollecitazioni. Le linee di flusso e il tracciamento delle particelle è calcolato e visualizzato ogni qualvolta si inseriscono nel modello nuovi pozzi o altri componenti.

Moduli che compongono il modello numerico
Il modello WinTran è finalizzato alla simulazione (in regime stazionario) del flusso e del trasporto di soluti (inquinanti) all’interno di un sistema acquifero freatico o confinato.
Per quanto riguarda la modellizzazione del flusso, WinTran applica le medesime formule analitiche utilizzate dal modello WinFlow per il regime stazionario mentre, per il trasporto, utilizza una tecnica numerica agli elementi finiti realizzando automaticamente la discretizzazione (gli elementi), cosicché l’utente risulta in grado di utilizzare il modello anche nel caso non sia a conoscenza di alcuna tecnica numerica.
La magliatura regolare prodotta coincide con la griglia di riferimento che WinTran utilizza per il tracciamento delle linee equipotenziali.
Durante l’elaborazione sono visualizzate alcune informazioni diagnostiche utili al fine di valutare e correggere potenziali problemi numerici a cui il modello può andare incontro (bilancio di massa, numero di Peclet e numero di Courant).
La massa di inquinante può essere iniettata o emunta da pozzi, laghi, linee sorgenti o drenanti (linee sink); è anche possibile introdurre nel modello degli elementi a concentrazione costante. WinTran permette di simulare gli effetti dovuti alla dispersione e reazioni quali l’adsorbimento lineare e il decadimento radioattivo del primo ordine; quest ultimo può essere interpretato anche come fenomeno di degradazione biologica di composti organici semplicemente sostituendo il coefficiente di degradazione al tempo di dimezzamento del contaminante radioattivo.
Il modello descrive il campo di flusso attraverso la visualizzazione delle linee piezometriche e di flusso e consente anche di effettuare il calcolo del percorso compiuto da alcune particelle introdotte dall’utente all’interno del dominio spaziale di studio (particle tracking), allo scopo di studiarne il tragitto.
All’interno del modello è possibile importare mappe in formato DXF (elaboratori grafici quali AUTOCAD o similari) o realizzate da altri modelli quali QuickFlow o ModelCad, al fine di rappresentare geograficamente l’area di studio.
Gli output prodotti dal modello possono essere gestiti all’interno di Print Manager di Windows e possono essere esportati in molteplici formati quali, ad esempio, SURFER, Geosoft, Spyglass, Windows Metafiles e Autocad.DXF o compatibili.

E3₁ Modello acque sotterranee - Bacino idrogeologico: MODFLOW

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
MODFLOW - Modello alle differenze finite simulante il flusso tridimensionale in un sistema acquifero, in regime stazionario e transitorio.
Il modello dispone di una comoda interfaccia utente denominata Visual MODFLOW in grado di funzionare in ambiente Windows ovvero in ambiente DOS. L’interfaccia è stata realizzata al fine di incrementare la produttività del modello e, nel contempo, diminuire la tipica complessità richiesta per la creazione di un modello tridimensionale simulante il flusso delle acque sotterranee e il trasporto di contaminante in esse contenuto.
Quando si apre o si crea un nuovo modello (tramite il relativo menù a tendina) l’utente potrà agire sui vari moduli al fine di creare o modificare i parametri di input del modello, avviare la simulazione e visualizzarne i risultati (tramite planimetrie o sezioni).

Moduli che compongono il modello numerico
Il programma MODFLOW (Mc Donald and Harbaugh, 1988) è un modello alle differenze finite che simula il flusso dell’acqua sotterranea in geometria spaziale.
Il MODFLOW, scritto in Fortran 77, ha una struttura modulare consistente in un programma principale e una serie di sottoprogrammi indipendenti; ogni modulo tratta di uno specifico carattere del sistema idrologico che si vuole simulare, oppure un particolare metodo di risoluzione del sistema d’equazioni che descrivono il flusso.
Il flusso dell’acqua sotterranea all’interno del sistema idrogeologico è simulato utilizzando un approccio alle differenze finite di tipo "blocco centrato".
Il tempo di simulazione è suddiviso in "stress period" (intervallo di tempo in cui i parametri di "stress" esterni vengono ritenuti costanti). Gli stress period, a loro volta, sono suddivisi in "time steps" la cui ampiezza segue solitamente una progressione di tipo geometrico.

Il modello numerico è in grado di simulare tre tipi di condizioni al contorno:

Il suo funzionamento richiede la disponibilità di:

dati che definiscono la struttura fisica del bacino (cartografia, geologia, piezometria, tipologia idraulica dell’acquifero e parametri idrogeologici);

dati che descrivono le sollecitazioni idrogeologiche (scambio di flusso idrico fra acquifero e domini idrologici adiacenti attraverso le sezioni laterali che confinano con il modello, infiltrazione delle acque di precipitazione e/o irrigazione, evapotraspirazione; scambio di flusso fra l’acquifero superficiale e i corsi d’acqua attraverso l’alveo, emergenze idriche naturali (sorgenti risorgive), emungimenti di acqua da pozzi).

Il modello MODFLOW è compatibile con diversi codici di simulazione del trasporto di inquinanti, quale ad esempio il modello MT3D.

Processore "VISUAL MODFLOW"
La versione "VISUAL MODFLOW" permette di utilizzare il modello MODFLOW operando attraverso un’interfaccia grafica, ed è per questo molto più immediata e semplice da gestire rispetto alla versione base di MODFLOW.
Utilizzando il Visual Modflow è possibile costruire una modellizzazione del sistema idrico sotterraneo, inserendo tutti i parametri necessari alla caratterizzazione idrogeologica, e procedere alla simulazione del flusso grazie agli algoritmi di calcolo propri di MODFLOW. La compatibilità con il modello di trasporto MT3D è pienamente mantenuta ed, anzi, incrementata; l’interfaccia grafica consente infatti di gestire anche tutti i pacchetti del modello MT3D e di inserire i dati fondamentali per la caratterizzazione idrodispersiva degli acquiferi.
Nel seguito verranno descritti sinteticamente i gruppi principali che costituiscono i menu per l’inserimento dei dati in ingresso, per la scelta degli algoritmi di calcolo e per la visualizzazione dei risultati.

E3₂ Modello acque sotterranee - Bacino idrogeologico: MT3D

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
MT3D - Modello numerico alle differenze finite simulante il trasporto di un soluto nel sistema acquifero, in regime stazionario e transitorio.
Il modello di trasporto MT3D (C.Zheng, Papadopulos & Associates Inc.) è un modello che consente di simulare, in presenza di diverse tipologie di condizioni al contorno e sorgenti o drenaggi esterni e per un singolo inquinante, i cambiamenti di concentrazione che avvengono nell’acquifero considerando i fenomeni di advezione, dispersione ed alcune semplici reazioni fisico-chimiche di adsorbimento e fenomeni di decadimento radioattivo e/o biologico.
Il modello dispone della medesima interfaccia utente utilizzata dal modello MODFLOW: Visual MODFLOW, pertanto, per la descrizione generale del preporocessore si rimanda alla scheda relativa al modello MODFLOW.

Moduli che compongono il modello numerico
MT3D utilizza una struttura modulare simile a quella implementata in MODFLOW. Il modello, infatti, consiste in un programma principale (Main) ed un elevato numero di sottoprogrammi indipendenti tra di loro (subroutines) chiamati moduli, raggruppati in una serie di pacchetti (packages).
Ognuno di questi pacchetti è funzionale alla risoluzione di un singolo aspetto della simulazione del trasporto di inquinante in falda.
L’MT3D necessita l’utilizzo integrato di un modello tridimensionale di flusso alle differenze finite in modo tale da possedere, come parametro di input, il campo di distribuzione del flusso idrico relativo a ciascuna cella della discretizzazione spaziale.
La somiglianza nella struttura modulistica tra MT3D e MODFLOW è, quindi, intesa a facilitare l’uso del modello di trasporto in congiunzione con MODFLOW. I carichi idraulici ed i flussi intercorrenti tra le varie celle sono calcolati per ciascun time step dal modello di flusso e successivamente utilizzati dal modello di trasporto.
Anche la struttura dei files di input richiesta dal modello MT3D è simile a quella del modello di flusso MODFLOW ma tutto ciò non impedisce l’utilizzo di MT3D da parte di utenti di altri modelli tridimensionali di flusso idrodinamico.
MT3D utilizza la medesima discretizzazione spaziale del modello tridimensionale alle differenze finite MODFLOW. Anche in questo modello, quindi, i parametri idraulici ed idrodispersivi (dispersività, conducibilità idraulica, porosità, ...) sono assunti costanti all’interno dello spazio occupato da ciascuna cella.
Il modello di trasporto MT3D utilizza la discretizzazione temporale fornita dal modello di flusso ad esso collegato. L’ampiezza dei time steps usati per la risoluzione dell’equazione di flusso risulta essere, però, troppo ampia per la risoluzione dei termini di trasporto quindi il modello MT3D suddivide ancora i time steps in sottomultipli di tempo denominati "transport steps" durante i quali i carichi idraulici sono ritenuti costanti. La lunghezza di ciascuno di questi transport steps può essere esplicitamente specificata come parametro di input oppure è automaticamente calcolata dal modello tramite l’ausilio di una procedura automatizzata.
Il modulo di Input permette all’utente di inserire graficamente e in maniera molto intuitiva tutti i parametri di input necessari per la definizione del modello tridimensionale di trasporto. Il menu di input costituisce il blocco fondamentale per sviluppare il modello MT3D, ed è suddiviso in più sottomenù disposti in maniera tale da guidare l’utente attraverso i vari steps richiesti per la realizzazione del modello numerico.
I sottomenù del modulo di Input sono i seguenti:

Il modulo di Run permette all’utente di modificare tutti i parametri cosiddetti "run specific" quali, ad esempio, il tipo di regime della simulazione (stazionario o transitorio), i valori di concentrazione iniziali, i parametri degli algoritmi di simulazione, i controlli dell’output ed altro ancora.
In analogia con il modulo precedente esso è suddiviso in più sottomenù:

Il programma, inoltre, è fornito di un esempio applicativo, con relativo manuale, in grado di esemplificare nel dettaglio i vari comandi di Visual MODFLOW.

Descrizione sintetica del modello numerico
Nome del modello:
PRIME
Secondo quanto emerso dalla riunione della Direzione Tecnica di Progetto del 28 Maggio 1998, il modello Prelievi-Utenze è un modello che opera fuori linea, in grado di definire le tabelle dei fabbisogni (intesi come domanda di risorsa idrica per un determinato tipo di utenza) e consumi (intesi come parte di fabbisogno che viene prelevato e perso definitivamente dal sistema idrico).
Quindi Prelievi-Utenze non viene utilizzato ad ogni simulazione, ma solo in fase di taratura. I risultati andranno a costituire una parte del database di AQUARIUM da cui attingerà il modello IRAS per definire la domanda nei diversi nodi. La struttura di quest’ultimo non consente, in una singola simulazione, di definire una variabilità del comportamento nei nodi di anno in anno, ma solo all’interno di periodi di simulazione in cui l’anno è diviso. Le tabelle quindi definiranno l’andamento temporale della domanda nel generico anno di simulazione.
Nel seguente paragrafo viene indicata la struttura di massima di un modello in grado di simulare il comportamento di un sistema costituito da prelievi di risorsa idrica finalizzati al soddisfacimento di una domanda, alle scale risolte dal modello integrato di gestione del ciclo dell’acqua, da realizzare nell’ambito del progetto AQUARIUM. Tale schema costituisce la base di partenza per lo studio di integrabilità nel modello IRAS, prescelto come modello vettoriale di acque superficiali da inserire nel sistema integrato.

Introduzione

Con il termine "modello integrato" è intesa la gestione unitaria dei modelli relativi alle acque superficiali. L’operazione di integrazione si esplica attraverso la condivisione dei dati e l’organizzazione delle informazioni in uscita da ogni modello per renderle disponibili in ingresso agli altri modelli. L’integrazione è limitata ai seguenti modelli:

Nel seguito è fornito per ogni modello il quadro generale del flusso dei dati in ingresso ed in uscita evidenziando per quelli in ingresso la provenienza e per quelli in uscita la destinazione. Fra tutti i dati in uscita sono evidenziati solamente quelli che costituiscono l’ingresso di un altro modello. Ogni modello è scomposto in moduli corrispondenti ad una sequenza di operazioni distinte da quelle degli altri moduli e che producono alcuni risultati indipendenti. In questa fase non è indicato il flusso dei dati fra moduli appartenenti allo stesso modello che è invece riportata nelle schede di dettaglio del documento: Analisi di dettaglio (dati e funzioni)-Modelli Numerici.
Per ogni modello è descritto, mediante un diagramma a blocchi, il percorso dei dati che rivestono interesse per il modello integrato. In particolare sono evidenziati i dati in ingresso provenienti da altri modelli di Aquarium o dal database, mentre per i dati in uscita sono indicati tra parentesi i modelli che possono fare uso del dato.
I dati in ingresso sono classificati secondo le seguenti categorie:

Nel diagramma di flusso i dati sono raggruppati a seconda della loro appartenenza ad una delle tre categorie appena descritte assegnando ad ognuna di esse un simbolo diverso (si veda la legenda della Figura 1). All’interno del simbolo è riportata la numerazione della tabella che nel documento: Analisi di Dettaglio (dati e funzioni)- Modelli Numerici, descrive il gruppo di dati in ingresso a cui il simbolo fa riferimento. Nel diagramma di flusso è anche riportato il legame esistente fra i moduli evidenziando con il termine sotto-modulo un blocco di funzioni che possono essere disattivate mantenendo l’operatività del modello. È questo il caso, ad esempio, del sotto-modulo fognature miste appartenente al modello Upsim il quale viene attivato solamente in presenza di un sistema che raccoglie congiuntamente nella rete di drenaggio le acque bianche e le acque nere. In presenza di un sistema di raccolta separato il modello si applica alla fognatura bianca e quindi il sotto-modulo fognature miste viene disattivato e i dati descritti nella Tabella 9 non vengono inseriti.