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Gli acquiferi montani rappresentano una risorsa strategica per le popolazioni che vivono in queste
zone. Infatti, la loro corretta gestione è fortemente condizionata da periodi di elevato stress
idrico legati al comparto turistico. Quindi, al fine di ottimizzare il loro sfruttamento, è importante
eseguire un’accurata caratterizzazione idrogeologica di questi sistemi. Solitamente, a causa della
mancanza di risorse economiche, tali strutture idrogeologiche sono indagate con un livello di dettaglio
molto basso, con una ridotta o totale assenza di indagini dirette come sondaggi geognostici,
che consentirebbero di ricavare informazioni utili per la caratterizzazione idrogeologica del corpo
acquifero. Generalmente si utilizzano metodi che, tramite lo studio dell’idrogramma sorgivo, o meglio
del solo tratto di svuotamento, permettono di ricavare informazioni sui parametri idrogeologici
e sulle modalità di risposta della sorgente in relazione agli input infiltrativi derivanti dagli agenti
esterni.
Intento di questo lavoro è l’applicazione di tecniche di time series analysis basate sia sul dominio di
tempo che di frequenza, al fine di acquisire informazioni idrogeologiche mediante lo studio dell’intero
idrogramma sorgivo, non limitando, quindi, l’indagine all’analisi del solo tratto di svuotamento.
L’utilizzo di tali tecniche infatti permette di discriminare le componenti di flusso proprie del sistema
indagato e capire come esso si rapporti con gli agenti esterni, tale risultato non è raggiungibile con
lo studio del solo tratto di svuotamento.
L’applicazione di tecniche di time series analysis sul caso studio della sorgente Mascognaz, ubicata
nella parte N-E della Regione Autonoma Valle d’Aosta, ha permesso di ricavare informazioni su
quale sia l’effetto degli agenti esterni sulla sorgente indagata, oltre che di discriminare i fenomeni
di flusso che la caratterizzano, evidenziando la prevalenza di componenti di flusso di base-flow,
proprie di un sistema assimilabile ad un mezzo poroso.
Parole chiave: sorgenti montane, time series analysis, mezzi porosi, Valle d’Aosta, monitoraggio
sorgenti.
Springs monitoring data analysis with a frequency and time domain approach: the
case study of Mascognaz spring (Aosta Valley)
Aquifers in mountain areas are a strategic
resource for people who live there. In fact, their proper management is strongly influenced by periods
of high water stress, linked to tourism activity. In order to optimize future water management,
it is fundamental to understand hydrogeological characteristics of these systems. Due to the lack of
economic resources, these hydrogeological systems are investigated with a very low level of detail. In
fact, usually, there are very few borehole permitting hydrogeological characterization of groundwater
systems. In great part, therefore, studies on the functioning and hydrodynamics of aquifers have
been based on analyzing the hydrograph behavior (depletion and/or recession) or on the complete
hydrograph, corresponding to an identifiable rainfall event.
The aim of this paper is to apply time series analysis in time and frequency domain, in order to
enable the study of the whole hydrographs of mountain springs and their relationship with the input
function (precipitation essentially). This approach is opposed to many other methods that limit the
analysis at the recession or another part of the hydrograph.
The application of these techniques to the case study of Mascognaz spring, located in the North-
Western Alps in the Aosta Valley Region (Italy), helped to obtain useful information about the effects of external phenomena on the spring’s hydrograph. Moreover, the applications of time series
analysis permits to establish the flow type, that characterizes the spring. In this case study, the prevalence
of components of flow base-flow is highlighted and the underground system shows similar
characteristics of a porous medium.
Keywords: mountain spring, time series analysis, porous media, Aosta Valley, spring monitoring.
Analyse des données dérivantes de la télésurveillance des sources à travers une méthode
dans le domaine de temps et de fréquence : le cas étude de la source de
Mascognaz (Vallée d’Aoste)
Les aquifères dans les zones de montagne sont une ressource en
eau stratégique pour les gens qui y vivent. Pour optimiser leur gestion dans le futur, il est essentiel
de comprendre les systèmes hydrogéologiques d’un point de vue géologique et hydrogéologique.
Dans ces aquifères, il y a souvent très peu de puits qui permettent l’observation hydrogéologique.
Par conséquent, les études sur le fonctionnement et l’hydrodynamique des aquifères ont été basées
sur l’analyse de l’hydrogramme (épuisement et / ou de récession) ou sur l’hydrogramme complet
correspondant à un événement pluvieux.
Afin de compenser cette manque de données, un analyse du système caractérisant l’aquifère a été
faite dans le temps et dans le domaine fréquentiel. Le but de cette étude est d’appliquer ces méthodes,
généralement appliquées dans les systèmes karstiques, aux petites sources de montagne
fournies par aquifères poreux et peu profonds.
Les applications de ces analyses permettent l’étude de l’ensemble des hydrogrammes des sources
de montagne et leur relation avec la fonction d’entrée (précipitations, essentiellement), par opposition
à des nombreuses autres méthodes qui utilisent uniquement la partie correspondante à
la récession ou une autre partie de l’hydrogramme. La méthodologie proposée traite la série au
niveau du temps et de la fréquence, et permet donc de différencier périodes courtes et longues
de précipitations et le débit, ce qui est impossible par déconvolution ou la simple visualisation de
l’hydrogramme unitaire, ou avec toute autre méthode qui ne font pas de discrimination la variation
spectrale.
L’application de cette méthode à six sources de montagne, situé dans les Alpes du Nord-Ouest de
l’Italie, dans la Région Vallée d’Aoste, a servi à tester la validité de ces outils dans les systèmes poreux
et peu profondes. Cette analyse offre critères quantifiables et objectifs pour la différenciation
et la comparaison des systèmes aquifères.
Mots-clés: sources de montagne, analyse des séries chronologiques, milieux poreux.
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Amanzio Giampiero, Marchionatti Federico, Lavy Muriel, Ghione Raffaella, De Maio Marina - Analisi dei dati di monitoraggio delle sorgenti mediante un approccio in dominio di tempo e frequenza: il caso studio della sorgente Mascognaz (Valle d’Aosta)