1. POLITECNICO DI TORINO
I Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
Tesi di Laurea Triennale
La ricarica artificiale degli acquiferi
Relatori:
prof. Adriano Fiorucci
Candidato:
Gabriele Bertola
Marzo 2013

2. CHE COS’E’?
 Si tratta di veri e propri interventi d’ingegneria ambientale tesi a
superare problemi di carenza d’acqua per gli usi irrigui e
risparmio di risorse idriche pregiate da adibire ad usi più
importanti.
 Nel 2008, Reddy la definì come un sistema ingegneristico
progettato per introdurre e immagazzinare acqua al di sotto
della superficie.

3. OBBIETTIVI PRIMARI
 Alimentare gli acquiferi sfruttati dai pozzi per ristabilire il bilancio
tra acqua emunta e acqua ricaricata;
 Immagazzinare acqua negli acquiferi;
 Migliorare le qualità dell’acqua contenuta nell’acquifero;
 Ridurre l’ingressione dell’acqua salata negli acquiferi costieri
(cuneo salino);
 Ridurre la subsidenza;
 Aumentare la potenzialità idrica degli acquiferi;

4. LEGISLAZIONE
ITALIANA
DLgs 3 aprile 2006, n. 152 - Articolo 104 comma 1:
E' vietato lo scarico diretto nelle acque sotterranee e nel sottosuolo.
Decreto legislativo 16 marzo 2009, n. 30
Programmi di misure atti a prevenire e limitare scarichi ed
immissioni indirette nelle acque sotterranee.
Possono essere esclusi gli scarichi e le immissioni indirette di
inquinanti che sono il risultato degli interventi nelle acque superficiali
intesi, tra l'altro, a mitigare gli effetti di inondazioni e siccità e ai fini
della gestione delle acque.

5. EUROPEA
Già nella prima direttiva Europea del 17 dicembre 1979 concernente
la protezione delle acque sotterranee dall’inquinamento veniva citata
la ricarica artificiale.
Direttiva quadro sulle acque (WFD)
Articolo 11 paragrafo f:
È necessario ottenere un'autorizzazione preventiva per il
ravvenamento artificiale dei corpi sotterranei. L'acqua impiegata può
essere di qualunque provenienza superficiale o sotterranea, a
condizione che non venga compromessa la realizzazione degli
obiettivi ambientali fissati.

6. CASI STUDIO IN EUROPA
 La ricarica artificiale delle acque sotterranee in Olanda;
 Rivitalizzazione di un sistema di ricarica artificiale di un acquifero:
Il Mediana nella città di Niš, Serbia;
 Uso sicuro dell’acqua sotterranea e ripristino del bilancio idrico
attraverso una ricarica artificiale nella regione di Marchfeld, Austria.

7. OLANDA
I sistemi sono costruiti fondamentalmente per:
 Ristabilire il bilancio tra acqua emunta e acqua ricaricata,
 Limitare l’ingressione marina e l’avanzamento del cuneo salino.
total annual volume produced 1,1 billion m3
number of connections 7,35 milioni
percentage of households connected 99,8 %
percentage of metered connections 97 %
lenght of distribution infrastructure 116000 kms
annual volume produced via artificial recharge 180 milioni m3 (16,5 %)
annual volume produced from bank filtrate 60 milioni m3 (5,5 %)
annual volume directly produced from surface
water
150 milioni m3 (14 %)
annual volume produced from fresh groundwater 695 milioni m3 (64 %)
total number of staff employed 4900 (full time equivalents)

8. Parameter Unit
Raw
water
Pretreated water
Temperature oC 12,9 12,9
Acidity pH 8,1 7,8
Suspended matter mg/l 37 0,1
Chloride mg/l Cl 95 102
Oxygen mg/l O2 9,3 9,3
Nitrite mg/l NO2 0,073 0,011
Nitrate mg/l NO3 11,43 12,03
Orthophosphate mg/l P 0,09 <0,01
Total phosphate mg/l P 0,16 <0,01
Iron mg/l Fe 1,34 <0,01
Manganese mg/l Mn 0,09 <0,01
Arsenic μg/l As 2.1 <0,5
Barium μg/l Ba 77,7 56,4
Beryllium μg/l Be 0,06 <0,01
Cadmium μg/l Cd 0,17 <0,02
Mercury μg/l Hg 0,03 <0,02
Copper μg/l Cu 6 3,5
Lead μg/l Pb 5 <0,5
Zine μg/l Zn 27 <5,0
DOC mg/l C 3,5 2,5
E. Coli n/100 ml 288 13
Parameter Unit
Infiltrated
water
Abstracted
water
Acidity pH 7,8 7,9
Suspended
matter
mg/l 0,1 2,2
Chloride mg/l Cl 102 91
Oxygen mg/l O2 9,3 9,1
Nitrite mg/l NO2 0,011 0,072
Nitrate mg/l NO3 12,03 3,21
Orthophosphate mg/l P <0,01 0,03
Total phosphate mg/l P <0,01 0,05
Ammonium mg/l NH4 <0,02 0,11
Iron mg/l Fe <0,01 0,32
Manganese mg/l Mn <0,01 0,07
Arsenic μg/l As <0,5 2,7
Barium μg/l Ba 56,4 27,2
Beryllium μg/l Be <0,01 <0,01
Cadmium μg/l Cd <0,02 <0,02
Mercury μg/l Hg <0,02 <0,02
Copper μg/l Cu 3,5 <3
Lead μg/l Pb <0,5 <1
Zine μg/l Zn <5,0 <5,0
DOC mg/l C 2,5 2,8
E. Coli n/100 ml 13 23
SSRC n/100 ml 2 67
Enterococcus n/100 ml 3 11
Campylobacter n/100 ml 99

9. SERBIA
Il maggior miglioramento della qualità
dell’acqua avviene grazie ad alcuni processi
fisici e biochimici che si manifestano
durante la percolazione attraverso
l’acquifero. Si registrano diminuzioni delle
concentrazioni di:
 Nitrati
 Ione ammonio dominante
 Fosfati e ferro
 Grassi totali e oli, pretrattamento e
percolazione: 75 %

11. Per verificare l’efficienza della purificazione basta confrontare i valori medi di
KMnO4 (indice del contenuto organico) contenuti nel fiume Nišava e
nell’acqua estratta dai pozzi di presa (M. Dimkić et al., 2007).
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
Nišava Filters Mediana Mediana Discharge to
KMnO4(mg/l)
October/November 1996
certification test results
January 1999 - March 2002
routine monitoring results
MPC - maximum permited
concentration
Effectiveness of
percolation through
the aquifer
MPC

12. AUSTRIA
- Costruzione di una serie di
canali, al fine di unire i
fiumi dove il rischio di
tracimazione è maggiore.
- Risultati:
 Aree in prossimità dei
fiumi coinvolti più sicure;
 Quantificazione e gestione
dell’acqua che si infiltra
nel sottosuolo.

13. Variazione della qualità dell’acqua lungo il percorso di flusso nell’impianto pilota
(W.Neudorfer, H. Weyermayr 2007)
Parameter Unit Marchfeldkanal After filtration After soil passage
Turbidity NTU 9,9 3,3 0,4 - 0,7
Suspended matter mg/l 12,0 2,8 1,0
E.coli per 100 ml 15 - 2000 1 - 10 0 - 2

14. La concentrazione di nitrati (NO3) nell’acquifero scende da 100 mg/l a meno
di 20 mg/l in prossimità dell’impianto di infiltrazione, e a circa 45 mg/l ad 1
km di distanza (W.Neudorfer, H. Weyermayr 2007)
20
40
60
80
100
120
140
0
365
731
1096
1461
1826
2192
2557
2922
time (d)
Nitrateconcentration(mg/l)
drinking water limit
ground water limit
EM57
EM71

15. LA RICARICA ARTIFICIALE IN FRIULI
VENEZIA GIULIA

16. SCHEMA DELL’IMPIANTO DI RAVVENAMENTO

17. CARGNACCO
MERETO
CARPENETO
343026
42.6 m.s.l.m.m.
103 m.s.l.m.m.
61
52
44
65 m.s.l.m.m.
45
35
30
9.52m
4.17 m
2.25 m
QUADRO IDROGEOLOGICO ED AMBIENTALE

18. QUALITÀ DELLE ACQUE ADDOTTE

20. Istogramma relativo al
contenuto microbiologico
nelle acque del Ledra-
Tagliamento, nelle acque di
ravvenamento e in quelle
delle risorgive (fonte: Civita,
2005)

21. SOLUZIONI POSSIBILI
 Sostituzione dei sistemi di ricarica diretta con dei sistemi di ricarica
indiretta (superficiale);
 Riutilizzo dell’acqua delle risorgive per usi irrigui.
Un continuo ravvenamento dell’acquifero con acqua di buona qualità
dovrebbe comunque, a lungo andare, migliorare la qualità delle acque
sotterranee almeno in prossimità dei pozzi di resa. Quindi, nel caso si
volessero utilizzare tali acque ad uso potabile sarebbe necessario:
 Un incremento dei processi di pretrattamento;
 Trattamenti finali delle acque affioranti dalle risorgive;
 Prelievi in prossimità dei pozzi di resa.

22. CONCLUSIONI GENERALI
 Incremento di un fenomeno naturale già in atto;
 Notevole miglioramento della qualità dell’acqua sotterranea nel
momento in cui viene immessa acqua fluviale di buona qualità in
un acquifero;
 Calcolato un adeguato tempo di residenza e distanza di
percorrenza, si assicura un effettiva purificazione grazie alla
percolazione dell’acqua attraverso il mezzo poroso;
 Mitigazione degli effetti delle tracimazioni anche per trarne
vantaggi a favore degli acquiferi;
Ogni situazione è comunque differente e necessita quindi di uno
studio approfondito (prove in laboratorio e costruzione di impianti
pilota).