Definizione delle proprietà idrauliche locali di un acquifero dall'analisi di test con traccianti: confronto tra ensemble Kalman filter ed ensemble smoother

La naturale eterogeneità che caratterizza gli acquiferi è determinante nel trasporto di soluti, per essere la variabilità spaziale della conducibilità idraulica K il principale fattore che controlla i processi di trasporto a scala locale e regionale. L’analisi di test con traccianti, ampliamente utilizzata per caratterizzare la complessa distribuzione spaziale di K, può giovarsi negli ultimi anni dei recenti sviluppi dei metodi geofisici, quale ad esempio la Tomografia Elettrica Resistiva (ERT). L’uso dei metodi geofisici, che non forniscono un’informazione diretta riguardo la conducibilità, è tuttavia vincolato alla necessità di definire un legame tra le misure geofisiche e le proprietà idrauliche. Seguendo un approccio che accoppia un modello lagrangiano di trasporto con una tecnica di assimilazione dati basata sulla teoria del filtro di Kalman, la distribuzione della conducibilità idraulica può essere valutata assimilando misure di concentrazione note a diversi istanti di tempo. Scopo di questo lavoro è confrontare le prestazioni di due diverse tecniche di assimilazione dati, l’Ensemble Kalman Filter (EnKF) e l’Ensemble Smoother (ES), nel ricavare una stima del campo di K. La differenza principale tra le due tecniche riguarda la sequenzialità del processo. Nell’EnKF la distribuzione spaziale di K è corretta ricorsivamente ad ogni istante in cui le misure di concentrazione sono disponibili, mentre nell’ES tali misure vengono assimilate simultaneamente in un unico passo, potendo quindi fornire una stima diretta e “off line” del campo di K, senza la necessità di integrare il modello di assimilazione dati all’interno del codice di trasporto. Vengono inoltre investigati gli effetti relativi alla mancanza di gaussianità nelle variabili del modello.