The riverbank filtration plant in S. Alessio (Lucca): monitoring and modeling activity within EU the FP7 MARSOL project

The riverbank filtration (RBF) scheme along the Serchio River, Lucca (Tuscany – Italy) allows abstraction of an overall amount of about 1 m3/s groundwater providing drinking water for about 300000 people of the coastal Tuscany (town of Lucca, Pisa and Livorno). Water is derived by means of an RBF scheme by a set of ten vertical wells inducing riverbank filtration into a high yield (10-2 m2/s transmissivity) sand and gravel aquifer including a downstream weir to raise river head and increasing water storage in the aquifer along the river reach. Within the framework of the MARSOL FPVII-ENV-2013 project, the Sant’Alessio well field will be used to demonstrate the sustainability, by a technical, social and market point of view, and the benefits of RBF managing versus the unmanaged option. The Serchio experimental site will involve merging existing and proved technologies, including continuous monitoring of several parameters and analytes and the development of dedicated software tools, to produce a Decision Support System (DSS) based on remote data acquisition and transmission and GIS physically-based fully distributed numerical modeling to continuously monitor and manage the well field, reducing also, prone to error, human operated activities. A set of sensors will be installed to monitor by a quantitative and qualitative point of view hydrologic variables in the river water, in the aquifer, the unsaturated zone and the wells. Data will be continuously acquired and remotely transmitted to a server where they will first be checked for consistency and then sent to a database for processing in a dedicated modelling environment included in the DSS and equipped with an alert system to inform water managers about the scheme performance and reaching limits of infiltration rates or water quality indices. The DSS along with the installed sensors, data transmission and storage tools will constitute a prototype whose potential market exploitation will be tested.

Lo schema di induzione della ricarica di subalveo (riverbank filtration, RBF) lungo il Fiume Serchio (Lucca) permette l’emungimento di circa 1 m3/s di acque sotterranee per fornire acqua potabile a circa 300000 persone della Toscana costiera (città di Lucca, Pisa e Livorno). L’acqua è derivata con uno schema RBF costituito da dieci pozzi verticali che inducono la filtrazione di subalveo in un acquifero altamente trasmissivo (10-2 m2/s) in sabbia e ghiaia e da una traversa in alveo a valle dei pozzi che provoca l’innalzamento del livello del fiume e quindi un aumento dell’immagazzinamento in falda lungo il tratto fluviale. Nell’ambito del progetto FPVII-ENV-2013 MARSOL, il campo pozzi di Sant’Alessio verrà utilizzato per dimostrare la sostenibilità ed i benefici della gestione di schemi RBF, da un punto di vista tecnico e socio-economico, contro l’opzione non gestita. Le attività presso il sito sperimentale includeranno l’integrazione di tecnologie robuste, tra cui il monitoraggio in continuo e lo sviluppo di strumenti software dedicati. Il fine è di produrre un sistema di supporto alle decisioni (DSS) basato sull'acquisizione e trasmissione dati in remoto, strumenti GIS e modellazione numerica, per il monitoraggio in continuo e lagestione del campo pozzi, riducendo operazioni manuali spesso soggette ad errore. Una serie di sensori verrà installata per monitorare da un punto di vista quantitativo e qualitativo le variabili idrologiche nelle acque superficiali e di falda, nella zona insatura ed in corrispondenza dei pozzi. I dati saranno acquisiti ogni 15 minuti, trasmessi in remoto ad un server, verificati e salvati in un database per l'elaborazione in un ambiente di modellazione dedicato incluso nel DSS. La procedura prevede inoltre un sistema di avviso per informare i gestori sul rendimento dell'impianto e sul raggiungimento di limiti relativi a tassi di infiltrazione o indici di qualità delle acque. Il DSS, il sistema di sensoristica, la trasmissione di dati e gli strumenti di archiviazione costituiranno nel loro insieme un prototipo di cui verrà analizzato il potenziale sfruttamento sul mercato.