Percepiamo una tendenza nello studio e nella pratica dell’idrologia delle acque sotterranee. Vediamo una scienza che sta emergendo dalle sue radici geologiche e dalle sue prime applicazioni idrauliche in una vera e propria scienza ambientale. Vediamo una scienza che sta diventando più interdisciplinare e di maggiore importanza nelle attività dell’uomo.

Questo libro è la nostra risposta a queste tendenze percepite. Abbiamo cercato di creare un testo adatto allo studio delle acque sotterranee in questa fase di iniziale. Abbiamo fatto un tentativo consapevole di integrare geologia e idrologia, fisica e chimica, scienza e ingegneria in misura maggiore rispetto a quanto fatto in passato.

Questo libro è stato progettato per essere usato come testo nei corsi introduttivi sulle acque sotterrane, ovvero nei corsi universitari di base o specialistici, nell’ambito delle scienze geologiche, ingegneria geologica o nel curriculum di ingegneria civile. Il testo contiene molto più materiale di quello che può essere coperto in un corso della durata semestrale. La nostra intenzione è quella di fornire un’ampia copertura di argomenti relativi alle acque sotterranee in modo da consentire ai docenti di utilizzare capitoli selezionati o segmenti di capitoli come base per un insegnamento semestrale. Il materiale rimanente può servire come base per un corso di laurea con maggiore specializzazione o come materiale per un corso di specialistico. Riconosciamo che l’approccio interdisciplinare può creare delle difficoltà per gli studenti con basi solo nelle scienze della terra, ma siamo convinti che i benefici dell’approccio superino di gran lunga i costi dello sforzo aggiuntivo richiesto.

Lo studio delle acque sotterranee a livello introduttivo richiede la comprensione di molti dei principi di base di geologia, fisica, chimica e matematica. Questo testo è progettato per gli studenti che hanno una conoscenza di questi argomenti al livello normalmente coperto dai corsi universitari di base. Una ulteriore conoscenza di questi temi è, ovviamente, auspicabile. Il calcolo elementare è usato frequentemente in molti dei capitoli. Sebbene la conoscenza di argomenti di calcolo più avanzato sia sicuramente una risorsa per gli studenti che desiderano seguire argomenti specialistici sulle acque sotterranee, ci auguriamo che per gli studenti senza questo backgroundquesto testo funga da fondamento per la comprensione dei principi fisici di base del flusso idrico sotterraneo. Le equazioni differenziali sono state usate con parsimonia, ma sono incluse dove riteniamo essenziale il loro uso. Il significato fisico delle equazioni e le loro condizioni al contorno è ritenuto fondamentale. Per evitare interruzioni matematiche nella continuità della presentazione dei concetti fisici, le derivazioni dettagliate e i metodi di soluzione sono limitati alle appendici.

Fino a poco tempo fa, i corsi relativi alle acque sotterranee a livello universitario erano normalmente visti solo in termini geologici e idraulici. In risposta alla crescente importanza della qualità delle acque sotterranee naturali e della contaminazione delle acque sotterranee da parte dell’uomo, abbiamo incluso tre capitoli di enfasi principalmente chimica. Assumiamo che il lettore abbia familiarità con i simboli chimici e possa scrivere e bilanciare equazioni per reazioni chimiche inorganiche. Su questa base, descriviamo i principi fondamentali della chimica fisica che sono necessari per una copertura introduttiva degli aspetti geochimici dell’ambiente sotterraneo. Gli studenti che desiderano un trattamento più avanzato di questi argomenti avrebbero bisogno di una formazione in termodinamica ad un livello oltre lo scopo di questo testo.

Sebbene abbiamo cercato di fornire un’ampia copertura interdisciplinare dei principi delle acque sotterranee, non siamo stati in grado di includere informazioni dettagliate sugli aspetti tecnici di tali argomenti, come la progettazione e l’installazione, il funzionamento di pompe, i metodi di campionamento delle acque sotterranee, le procedure per l’analisi chimica delle acque sotterranee e i test di parametrizzazione e consolidamento. I principi di queste pratiche tecniche importanti sono discusse nel testo, ma gli aspetti operativi devono essere ricavati dai numerosi manuali e documenti tecnici citati nel testo.

Ringraziamenti

Il testo è stato rivisto nella sua interezza da Pat Domenico, Eugene Simpson e Dave Stephenson. I loro commenti e suggerimenti ci hanno aiutato immensamente ad arrivare alla struttura finale. Siamo anche in debito con Bill Back, Lee Clayton, Shlomo Neuman, Eric Reardon e Leslie Smith, che hanno fornito preziose recensioni di parti del libro. Inoltre, abbiamo richiesto e ricevuto aiuto su singole sezioni da Bob Gillham, Gerry Grisak, Bill Mathews, Dave McCoy, Steve Moran, Nari Narasimhan, Frank Patton, John Pickens, Doug Piteau, Joe Poland, Dan Reynolds e Warren Wood. Inoltre, non abbiamo parole per esprimere l’importanza fondamentale dei nostri rapporti di lunga data con Paul Witherspoon e Bob Farvolden.

Infine, siamo in debito nei confronti di molti laureati e studenti universitari in idrologia delle acque sotterranee di U.B.C. e Waterloo che hanno identificato i difetti nella presentazione e che hanno fatto da cavie per i problemi (presentati nel libro).

ALLAN FREEZE
Vancouver, British Columbia

JOHN A. CHERRY
Waterloo, Ontario