Dipartimento di Scienze della Terra

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1 Dipartimento di Scienze della Terra Giovedì 12 Aprile 2010 ore 15.00, Aula A Conferenze Marco Vannucchi e Dino Zinelli. Geostudi, Parma. POZZI PER ACQUA: AUTORIZZAZIONE E PROGETTAZIONE, PERFORAZIONE E MANUTENZIONE Dibattito Coordinato da Renzo Valloni, Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Parma.

2 Marco Vannucchi Dino Zinelli

3 PERFORAZIONE POZZI SONDAGGI Legislazione elementi, pratiche amministrative R.D. 11 dicembre 1933, n Approvazione del testo unico delle disposizioni di legge sulle acque e sugli impianti elettrici. Titolo I Capo I Art. 1 Sono pubbliche tutte le acque che abbiano od acquistino attitudine ad usi di pubblico generale interesse. Art. 5 Le acque pubbliche sono iscritte in elenchi su base provinciale. Il catasto di tali acque comprende: il luogo di presa e restituzione, l uso, la quantità, la superficie irrigata, il quantitativo di potenza nominale prodotta, il decreto di riconoscimento della concessione.

4 Art. 6 Le utenze di acqua pubblica si distinguono in due categorie, a seconda che abbiano per oggetto grandi o piccole derivazioni. b) per acqua potabile: 100 litri al minuto secondo (grande). Art. 7 Le domande per nuove concessioni e utilizzazioni, corredate dei progetti di massima delle opere, sono dirette al Ministero dei lavori pubblici e presentate all Ufficio del Genio Civile.

5 Titolo II Art. 93 Il proprietario di un fondo,, ha facoltà per gli usi domestici, di estrarre ed utilizzare liberamente,, le acque sotterranee del suo fondo. Sono compresi negli usi domestici l innaffiamento dei giardini ed orti inservienti direttamente il proprietario e l abbeveraggio del bestiame. Art. 95 Chi nei comprensori soggetti a tutela voglia procedere a ricerche di acque sotterranee, deve chiederne l autorizzazione all Ufficio del genio civile, corredando la domanda del piano di massima dell estrazione e dell utilizzazione che si propone di eseguire. Art. 98 L ingegnere capo dell Ufficio del genio civile può autorizzare l esecuzione di rilievi ed assaggi preliminari alla ricerca di acque sotterranee.

6 LEGGE 5 gennaio 1994 n. 36 DISPOSIZIONI IN MATERIA DI RISORSE IDRICHE Art. 1 comma 1 Tutte le acque superficiali e sotterranee, ancorché non estratte dal sottosuolo, sono pubbliche e costituiscono una risorsa che è salvaguardata e utilizzata secondo criteri di solidarietà. Art. 34 Fissava a tre anni dall entrata in vigore della Legge, il termine entro il quale chiedere il diritto al riconoscimento o alla concessione di acque che hanno assunto natura pubblica.

7 Obiettivi della Legge: 1. garantire un servizio idrico adeguato per qualità e quantità a tutta la popolazione; 2. garantire l attuazione del piano di bacino (Legge 183/89), ossia l utilizzo ambientalmente sostenibile delle risorse idriche; 3. favorire lo sviluppo dell industria dei servi idrici, ossia promuovere una gestione imprenditoriale (Art. 8 istituzione ATO). Obiettivi importanti da conseguire attraverso una serie di strategie: 1. assicurare la proprietà pubblica delle risorse idriche; 2. superare la frantumazione delle responsabilità, unificando all interno di ciascun ambito la titolarità del servizio idrico integrato; 3. superare la frammentazione gestionale, per mezzo di un aumento delle dimensioni medie dei soggetti gestori; 4. trasformazione dei meccanismi di finanziamento, da modelli esogeni verso modelli endogeni attraverso le tariffe.

8 D.P.R. 18 febbraio 1999, n. 238 Regolamento recante norme per l attuazione di talune disposizioni della legge 5 gennaio 1994 n. 36, in materia di risorse idriche Pubblicato il 26 luglio 1999 Art. 1 commi 1,2 e 3 Disciplina l utilizzo delle acque piovane: non sono soggette a rilascio di licenza o concessione. Comma 4 Per le acque pubbliche non iscritte negli elenchi (PRGA 1963) può essere chiesto il riconoscimento o concessione preferenziale entro un anno dall entrata in vigore del regolamento. Clausola valida per Pozzi perforati prima del 10 agosto Termine che è stato, di volta in volta, prorogato sino al

9 Art. 1 Oggetto e finalità Il regolamento disciplina il procedimento per il rilascio dei titoli concessori relativi al prelievo di acque pubbliche, in applicazione alle disposizioni di legge: R.D. 11 dicembre 1933 n 1775 Legge 5 gennaio 1994 n. 36 DPR 18 febbraio 1999 n. 238 D.lgs 11 maggio 1999 n. 152 REGOLAMENTO REGIONALE 20 novembre 2001, n. 41 Regolamento per la disciplina del procedimento di concessione di acqua pubblica Art. 6 Domanda di concessione e modalità (riferimento anche art. 5) Comma 1 La domanda deve contenere: a) dati del richiedente b) oggetto della richiesta c) individuazione del corpo idrico (superficiale,sotterraneo,sorgente), ubicazione del punto di prelievo (località,estremi catastali e coordinate geografiche UTM) d) richiesta d autorizzazione alla perforazione (pozzo) e) uso della risorsa f) portata di prelievo (moduli o l/s), valore massimo e quello medio g) volume annuo di prelievo

10 Articolo 6 Comma 3 - art-6 prelievi acque sotterranee Allegati richiesti: a) relazione tecnica generale b) disegni delle opere (schema pozzo) c) studio idrogeologico generale sull assetto litostratigrafico e sulle caratteristiche delle falde (sezioni idrogeologiche) d) corografia CTR in scala 1:10.000, planimetria catastale 1:2.000 e) misuratore portata (contatore) Comma 5 art.6 Documentazione firmata da un tecnico provvisto dell abilitazione alla professione. Comma 6 art.6 Attestazione spese istruttoria.

11 Art. 7 Procedibilità della domanda Il servizio verifica la domanda e può richiedere integrazioni concedendo termine tra i giorni. Artt. 10,11 Pubblicazione, Osservazioni Il servizio richiede la pubblicazione della domanda sul BUR, le osservazioni e/o opposizioni devono pervenire entro 15 giorni dalla data di pubblicazione sul BUR. Art. 12 Pareri Pareri richiesti ed obbligatori: a) Autorità di Bacino (Art. 9) 40 giorni b) Provincia Se né ricorrono i presupposti anche: c) Enti Parco d) Magistrato per il Po (AIPO) e) AUSL (consumo umano od assimilato) f) Consorzi di bonifica (uso irriguo) g) ATO (consumo umano)

12 Art. 16 Autorizzazione alla perforazione di pozzi Comma 1-2 Il provvedimento stabilisce: a) punto (mappale catastale) di perforazione b) l esecuzione di eventuali assaggi preliminari c) modalità della perforazione,profondità massima e falde captate d) termine per la conclusione dei lavori (6 mesi) con possibilità di proroga (altri 6 mesi) e) cautele per prevenire effetti negativi sull equilibrio idrogeologico f) cautele per prevenire possibili inquinamenti (cementazioni) g) obbligo / prescrizioni alla installazione di piezometri, apparecchi per rilevare livelli di falda e consentire prelievi di campioni d acqua (rubinetti)

13 Comma 4-5 art.16 Entro 30 giorni dalla conclusione dei lavori si deve trasmette al Servizio una relazione integrativa finale con: a) l esatta ubicazione b) modalità esecutive,diametro, profondità raggiunta, quota filtri, protezione del pozzo c) stratigrafia dei terreni d) caratteristiche della pompa da installare e) tipo di falda f) per pozzi con portata superiore a 5 l/s, prova di portata con 4/5 gradini g) regime di movimento della falda captata (ove possibile), struttura idrogeologica interessata dal pozzo, schematizzata da sezioni (solitamente inserita nella relazione generale allegata alla domanda).

14 Art. 17 Perforazioni finalizzate a controlli Per eseguire sondaggi finalizzati al controllo piezometrico o qualitativo dell acqua, o funzionale all abbassamento della falda freatica, occorre presentare al Servizio: a) relazione tecnica generale b) progetto di massima delle perforazioni c) cartografia per la loro localizzazione, CTR in scala 1: e planimetria catastale 1:2.000 Trascorsi 15 giorni dalla presentazione si può dare inizio ai lavori.

15 Artt. 18, 19 Rilascio disciplinare di concessione Il provvedimento è pubblicato sul BUR, il disciplinare contiene dati e prescrizioni (durata della concessione, portate, prelievi, canone, ecc.). Art. 24 Termine per la conclusione del procedimento Il termine per la conclusione del procedimento è fissato in 150 giorni, nel caso di varianti e cambio titolarità è di 60 giorni. Il termine è sospeso nel caso d istruttoria e/o di richiesta d integrazioni.

16 Art. 31 Varianti alla concessione Comma 1 Varianti sostanziali se relative a: a) cambio di destinazione d uso con aumento o modifica dell opera b) aumento del prelievo c) modifica delle opere o del luogo di presa che renda necessaria una nuova valutazione del contesto ambientale ed idraulico d) adeguamenti tecnologici, modifiche delle opere e/o degli impianti a servizio delle derivazioni

17 Art. 31 Varianti alla concessione Commi Varianti non sostanziali a) la riduzione del prelievo costituisce variante non sostanziale b) la sostituzione di un pozzo concesso obsoleto, con uno avente le stesse caratteristiche perforato nelle vicinanze, con chiusura del precedente Occorre presentare domanda (non soggette a pubblicazione e pareri) secondo quanto previsto dall Art. 6 allegando: a) attestazione del pagamento spese istruttoria b) relazione descrittiva delle modifiche che si vuole apportare Termine per la conclusione del procedimento 60 giorni (Art. 24)

18 Art. 36 Concessioni con procedura semplificata Comma 1 a) acque sotterranee, a qualsiasi uso, con volume annuo di m 3 e profondità di falda massima in 30 m. Artt. 37 e 38 Rilascio concessione preferenziale Può essere richiesta da coloro che alla data del 10 agosto 1999 prelevavano acque non iscritte negli elenchi delle acque pubbliche (DPR 238/99). Doveva essere presentata domanda entro la scadenza, la data ultima prevista è stata quella del 31dicembre Il Servizio predispone gli elenchi suddivisi per Comune, chiede pareri, pubblica gli elenchi all Albo Pretorio e stabilisce il canone. Il Servizio ai fini della procedibilità dell istanza chiede di produrre: a) attestazione di versamento spese istruttoria b) relazione tecnica generale c) disegni (se disponibili) d) corografia su CTR in scala 1:10.000, 1: e catastale 1:2.000 e) descrizione eventuale dei dispositivi di misurazione delle portate

19 PERFORAZIONE E CONDIZIONAMENTO Dino Zinelli Marco Vannucchi Dipartimento di Scienze della Terra dell Università degli Studi di Parma Aprile 2010

20 PERFORAZIONE A PERCUSSIONE PERCUSSIONE A SECCO PERCUSSIONE IDRAULICA PERCUSSIONE CON COLONNE DI MANOVRA O TUBAZIONE DI RIVESTIMENTO PROVVISORIA PERCUSSIONE CON TUBAZIONE DI RIVESTIMENTO DEFINITIVA O A INFISSIONE

21 PERCUSSIONE LA PERFORAZIONE A PERCUSSIONE E UN METODO CON IL QUALE IL FORO VIENE REALIZZATO FRANTUMANDO LA TERRA O LA ROCCIA SUL FONDO DEL FORO DI PREFORAZIONE, BATTENDOLA CON L UTENSILE DI PERFORAZIONE ED EVACUANDO IL MATERIALE SCAVATO FUORI DAL FORO.

22 PERCUSSIONE CON TUBAZIONE DI RIVESTIMENTO DEFINITIVA O A INFISSIONE Variante del metodo a percussione è il sistema ad infissione. Esso consiste nell infiggere nel sottosuolo, con l utilizzo della sonda /benna, o meglio ancora con l ausilio di una coppia di martinetti idraulici la colonna definitiva del pozzo, che rimarrà in opera costituendo il rivestimento del pozzo. I filtri vengono realizzati in opera inserendo nel pozzo, a quote stabilite in base a riscontri litologici, una strumentazione costituita da una serie di coltelli tagliatubi o di una strumentazione idraulica che può eseguire fori di diverso diametro.

23 Impianto a percussione

24 PERCUSSIONE CON COLONNE DI MANOVRA O TUBAZIONE DI RIVESTIMENTO PROVVISORIA IMPIANTI ED ATTREZZATURE SONDE SCALPELLI ALLARGATORI BENNE TUBI FILETTATI TUBI SALDATI TUBI A INNESTO RAPIDO

25 IMPIANTI DI PERFORAZIONE Morsa giracolonna

26 SONDE SONDA O CUCCHIAIA SONDA A PISTONI

27 BENNE MORDENTI

28 TUBAZIONI TUBI DI MANOVRA SALDATI DI TESTA

29 TUBAZIONI TUBI CON INNESTO RAPIDO

30 PERFORAZIONE A ROTAZIONE CON DISTRUZIONE DI NUCLEO Nel sistema a rotazione con distruzione di nucleo la batteria di aste, viene azionata da una tavola di rotazione, che fornisce allo scalpello tricono a rulli l energia necessaria all avanzamento frantumando la roccia incontrata; i detriti di perforazione sono portati in superficie da un fango di perforazione, solitamente costituito da argilla tipo bentonite.

31 Il fango riveste una funzione essenziale di rivestimento delle pareti del perforo, formando un pannello impermeabile a sostegno delle stesse, inoltre lubrifica e raffredda lo scalpello. Si distinguono due sistemi di perforazione a rotazione, che differiscono nella circolazione dei fanghi: A circolazione diretta A circolazione inversa.

32 PERFORAZIONE A ROTAZIONE CON CIRCOLAZIONE DIRETTA Il fango è iniettato in pressione direttamente sul fondo attraverso le aste di perforazione e risale, trasportando i detriti in superficie, nell intercapedine formata dalle aste ed il perforo. Questo sistema consente di raggiungere profondità elevate (derivando da tecniche di ricerca petrolifera) con buone velocità di avanzamento in tutti le litologie, con diametri di perforazione limitati ( mm) per pozzi per acqua

33 Schema impianto circolazione diretta

34 PERFORAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA 1. Scalpello 2. Batteria di perforazione 3. Testa di adduzione 4. Pompa centrifuga 5. Tubazione di scarico 6. Detriti

35 PERFORAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA Il fango è introdotto a gravità all interno dell intercapedine aste di perforazione e perforo e portato in superficie, con i detriti, attraverso le aste stesse; l energia necessaria a movimentare il sistema èfornita da un compressore che inietta aria in pressione al di sopra dello scalpello, attraverso tubicini di alimentazione sistemati al lati delle aste. La velocità di risalita del fluido di perforazione e relativamente più alta, consentendo migliori riscontri litologici dei terreni attraversati.

36 PERFORAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA Con questo sistema si realizzano pozzi di grosso diametro ( mm) per profondità medie, simili a quelle raggiunte con il metodo a percussione.

37 Scalpelli

38 CONDIZIONAMENTO DEI POZZI Il completamento di un pozzo comprende l inserimento del rivestimento definitivo, la tubazione cieca e i filtri, il drenaggio e la cementazione. Generalmente si usano tubi in acciaio al carbonio fabbricati mediante trafilatura (tipo Mannesman), saldati a nastro o elicoidale, catramati o zincati. La giunzione tra i tubi è realizzata mediante saldatura testa testa (su biselli) o con vite e manicotti filettati. Per pozzi ad uso consumo umano si utilizzano tubazioni in acciaio Inox AISI 304 o in PVC certificati ai sensi del D.M. 174/2004. I diametri sono scelti in funzione della portata del pozzo e della pompa; per evitare eccessive perdite di carico è consigliabile che il diametro interno sia almeno maggiore di 50 mm del massimo ingombro della pompa.

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40 FILTRI I filtri si distinguono a seconda della forma dell apertura: Rettangolare disposte in orizzontale lungo il tratto di tubazione (luce da 0,5 a 3,0 mm); A ponte, realizzate per punzonatura sulla tubazione, offrono resistenza meccanica superiore (luce più utilizzata 1,5 mm); A spirale continua con rete (Johnson), con luce minima da 0,25 mm, particolarmente indicati per acquiferi in sabbie fini; Fresate direttamente sulla tubazione in PVC con luce prestabilita. Le fenestrature devono essere distribuite omogeneamente sulla colonna filtrante, il rapporto superficie aperta/superficie totale può variare tra il 10% e il 20%.

41 TIPOLOGIE FILTRI

42 FILTRI IN PVC

43 DRENAGGIO Per dreno si intende il materiale sciolto che viene inserito nel vano anulare tra la parete del perforo e la colonna filtrante, allo scopo di limitare il richiamo di parti fini nel pozzo nella fase di pompaggio, evitando l uso di filtri con luce molto ridotta. Il materiale consigliato ècostituito da ghiaietto vagliato e lavato siliceo (limita i fenomeni di incrostazione del ghiaietto calcareo), delle dimensioni scelte in base alla natura dell acquifero e dei filtri installati. Per ottenere un sistema efficace di drenaggio lo spessore può variare da 8 15 cm.

44 CEMENTAZIONI Con il termine cementazioni si intende le operazioni fondamentali che comportano l isolamento dei vari livelli acquiferi intercettati dal pozzo, sia rispetto alla superficie che fra loro stessi. Il ripristino dei livelli impermeabili attraversati consente di non indurre alcuna modificazione all ambiente circostante, garantendo la tutela qualitativa dei vari acquiferi. I materiali comunemente utilizzati per la cementazione di testata sono: la boiacca di cemento 3.25 addizionata con una percentuale minima (4 6%) di bentonite (compactonite) con funzione di antiritiro. Mentre per realizzare garantire isolamenti efficienti tra i vari acquiferi intercettati si utilizza argilla disidratata con alto potere rigonfiante tipo compactonite in sferette.

45 SVILUPPO DEI POZZI Lo sviluppo di un pozzo ha come obiettivo l eliminazione dei detriti di perforazione, delle parti più fini dell acquifero e di rimuovere il pannello di bentonite (nel caso sia stata utilizzata) in modo tale da migliorare la permeabilità in corrispondenza dei filtri, aumentando l efficienza del pozzo, utilizzando le seguenti tecniche: pistonaggio, pompaggio, jetting, air lift.

46 SVILUPPO DEI POZZI Pistonaggio, si utilizza un pistone con guarnizione semplice o doppia in gomma, muovendolo in alternanza in corrispondenza dei filtri. Con questo modo alternato dell acqua nel pozzo si rimuovono le parti fini dalle grossolane, che vengono estratte con l utilizzo di un pompaggio (contemporaneo al pistonaggio o successivo con pompa).

47 SVILUPPO DEI POZZI Pompaggio, si opera con pompa sommersa nel pozzo, con portate da 30% a 40% superiori alla portata d esercizio. Un più efficace intervento si ottiene operando con diverse accensioni e spegnimento della pompa. Pompaggio prolungato è opportuno effettuarlo prima delle prove di portata.

48 SVILUPPO DEI POZZI Air lift (aria compressa), si inietta aria in pressione (6 12 Bar) al di sotto del livello dell acqua, causando la diminuzione della densità della colonna aria + acqua, con richiamo di acqua dalla falda ed il conseguente scarico intermittente (effetto pompaggio).

49 SVILUPPO DEI POZZI Jetting tool (lavaggio con ugelli), si opera con una strumentazione simile al pistonaggio ma dotata radialmente di ugelli applicata ad una batteria d aste, si inietta acqua in corrispondenza dei filtri in pressione (6 12 Bar) in modo tale da rimuovere parti fini in corrispondenza dei filtri (sistema utilizzato anche per il recupero della efficienza dei pozzi)

50 SVILUPPO AD ARIA COMPRESSA

51 Dott.Geol.Marco Vannucchi Dott.Geol.D.Zinelli

52 SEGNALI DI DETERIORAMENTO DELL OPERA DI EMUNGIMENTO Riduzione di portata Anomalo abbassamento livello dinamico Trasporto solido con problemi alla pompa....

53 VIDEOISPEZIONE telecamera a colori ad alta definizione ; illuminazione con led ad alta luminosità, con possibilità di luci supplementari per pozzi con diametri superiori ai 250 mm; obiettivo basculante a ± 100 e rotazione 360 ; misurazione in continuo della profondità e visione, su monitor, in tempo reale della ripresa in atto, con restituzione di DVD della ripresa.

54 INCROSTAZIONI RIVESTIMENTO 1

55 ROTTURE RIVESTIMENTO 1

56 ROTTURE RIVESTIMENTO 2

57 ROTTURE RIVESTIMENTO 3

58 ROTTURE RIVESTIMENTO 4

59 INCROSTAZIONE FILTRI

60 MANUTENZIONE DEI POZZI SPAZZOLATURA JETTING TOOL PISTONAGGIO TRATTAMENTI CHIMICI CONTROLAVAGGIO TRATTAMENTO CON ANIDRIDE CARBONICA HYDROPULS

61 SPAZZOLATURA

62 JETTING TOOL

63 PISTONAGGIO PISTONAGGIO CON AIR LIFT

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65 CO2 + H2O = H2CO3

66 liquido gas liquido solido solido gas

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68 0 PORTATA L/sec A BBA SSA M ENTO m t 6 8 DOPO 10 PRIMA 12

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72 HYDROPULS Caratteristiche e vantaggi del sistema Hydropuls semplice, rapido ed economico. sistema di minimo ingombro applicabile anche in pozzi di difficile accesso o con manufatti fuori terra spesso utilizzabile direttamente, con la pompa titolare installata immediata rimessa in servizio al termine del trattamento velocità di emissione degli impulsi sino a circa milli secondi la frequenza degli impulsi può essere variata a piacere rendendo il trattamento più intenso oppure più delicato l intensità della pressione di uscita può essere variata da 20 a 100 bar adeguandola alle caratteristiche costruttive del pozzo Applicabile a pozzi di diametro superiore a 90 mm a qualsiasi profondità Nessun rischio ecologico, nessuna immissione di sostanze estranee nel pozzo. Utilizzabile in pozzi costruiti con tubazioni in acciaio, PVC, HDPE Altamente efficace su tutti i tipi di filtri: a ponte, passanti, a spirale continua, microfessurati, porosi, etc.

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77 RIPARAZIONE LOCALIZZATA DI TUBAZIONI MEDIANTE APPLICAZIONE DI CASING-PATCH

78 L ATTREZZATURA

79 LA POSA IN OPERA

80 IDROREAMER

81 IDROREAMER