lezione 2 - Università Kore di ENNA

Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Gli schemi acquedo/s0ci e la s0ma dei fabbisogni idrici A.A. 2012 – 2013 Prof. Ing. Gabriele Freni 1
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Sommario
•  Generalità sugli acquedotti.
•  Elementi principali di un sistema acquedottistico.
•  Previsioni demografiche
•  Fabbisogni, consumi.
•  Dotazioni idriche: massime, minime.
•  Caratterizzazione dei consumi idrici e livelli di
soddisfacimento della domanda.
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Disposizioni in materia
di risorse idriche
•  La legge 5 aprile 1994 n. 36 (Galli) ha carattere specifico in
materia di risorse idriche
•  Ci si propone di riorganizzare il servizio idrico introducendo il
concetto di servizio idrico integrato, costituito dall’insieme
dei servizi pubblici di captazione, adduzione e distribuzione
dell’acqua per usi civili, di fognatura e di depurazione delle
acque reflue
•  Bisogna provvedere alla delimitazione degli ambiti territoriali
ottimali
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Definizione di acquedotto
Insieme delle opere necessarie per:
ü 
ü 
ü 
ü 
ü 
PRELEVARE
TRATTARE (eventualmente)
TRASFERIRE
IMMAGAZZINARE
DISTRIBUIRE
acqua potabile quale che sia la sua destinazione
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” ELEMENTI ESSENZIALI
Ø  Opera di Presa
Ø  Adduzione o Acquedotto Esterno
Ø  Serbatoio Cittadino
Ø  Condotta di Avvicinamento
Ø  Rete di Distribuzione
OPERA DI
PRESA
ADDUZIONE
SERBATOIO
CONDOTTA
AVV.
RETE
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” ELEMENTI
AGGIUNTIVI
Ø  Sollevamento
Ø  Impianto di Potabilizzazione
OPERA DI
PRESA
CONDOTTA
AVV.
SOLLEVAMENTO
ADDUZIONE
SERBATOIO
RETE
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” SISTEMA IDRICO
Opera di presa Serbatoio cittadino Nodi Acquedotto esterno o condotta di adduzione Condotta di avvicinamento Condotte secondarie Maglie Condotte principali Rete di distribuzione 7
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Definizione di
acquedotto
A seconda del tipo di utilizzatore distinguiamo
(DM LL. PP. 8/1/1997 n. 99)
• 
• 
• 
• 
• 
uso civile potabile
uso civile domestico non potabile
uso agricolo
uso produttivo
altri usi
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Definizione di
acquedotto
•  In ogni caso l’acquedotto deve consentire di distribuire
l’acqua con le caratteristiche di quantità e qualità e
con pressione idonee per l’utenza
•  Ciò significa che, a livello progettuale e quindi operativo, il
servizio di acquedotto potabile deve soddisfare le
esigenze degli utenti con un’erogazione “alla
domanda”.
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Progetto
Nella progettazione di un acquedotto, a servizio di un centro urbano,
risulta di estrema importanza la determinazione dei quantitativi d’acqua
necessari per soddisfare la domanda idrica che si avrà dopo un periodo
di 30-40 anni (durata tecnico – economica)
La previsione dei fabbisogni idrici futuri comporta due fasi di lavoro:
1.  stima della popolazione che dovrà essere servita in futuro
2. v alutazione del fabbisogno medio annuo per persona
(dotazione idrica pro capite)
Nel valutare i fabbisogni idrici bisogna tenere conto che essi dipendono
da numerosi fattori: il clima, il livello sociale ed economico, gli usi e le
abitudini della popolazione, ecc.
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” DEFINIZIONI
Ø  Consumo Idrico Pro Capite
Quantitativo d’acqua fruito da ogni utente
Ø  Fabbisogno Idrico Pro Capite
Quantitativo d’acqua di cui necessita da ogni utente
Ø  Dotazione Idrica Pro Capite
Fabbisogno complessivo d’acqua per tutti gli usi,
compresi gli sprechi e le perdite
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” SCHEMA DEI
CONSUMI CIVILI
Schema dei consumi civili
Volume prodotto
Perdite acquedotto esterno
Volume immesso in rete
Volume fatturato
Consumi domestici
Volume non fatturato
Consumi collettivi
Consumi pubblici
Perdite reali
Perdite apparenti
Consumi commerciali
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” DEFINIZIONE DELLE
PERDITE
Consumi
Autorizzati
Fatturati
Consumi
Autorizzati
Consumi
Autorizzati
non Fatturati
Perdite
Apparenti
Volume
Immesso in
Rete
Consumi Misurati e
Fatturati
Consumi non Misurati e
Fatturati
Consumi Misurati e non
Fatturati
Consumi non Misurati e
non Fatturati
Consumi non Autorizzati
Errori di Misura
Perdite nella rete di
adduzione e di
distribuzione
Perdite
Perdite
Fisiche
Acqua Fatturata
Acqua non
Fatturata
Perdite negli
allacciamenti fino al
contatore di misura
Perdite e sfiori di troppo
pieno nei serbatoi,
perdite nelle operazioni
di manutenzione
(IWA – Water Losses Task Force, 2000)
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Previsioni
demografiche
•  Il dimensionamento delle opere deve essere fatto per un
numero di abitanti pari al massimo raggiungibile nel periodo
di vita utile dell’acquedotto (30-40 anni)
•  La previsione dello sviluppo demografico può essere fatta
utilizzando i rilevamenti fatti dall’anagrafe o in occasione di
censimenti
•  A partire da tali dati può essere determinata, con il metodo
dei minimi quadrati, una legge di regressione
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Previsioni
demografiche
Le leggi di crescita demografica utilizzabili sono diverse:
•  Legge di crescita lineare:
Nn = No + mn
dove Nn è la popolazione prevista nell’anno n-esimo, No quella al
primo anno del periodo utilizzato
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Previsioni
demografiche
•  Legge dell’interesse composto : Nn=No(1+τ)n
τ  è il tasso di crescita annua. Può essere stimato come limite
dei tassi di crescita annui così calcolati
Ni e Ni-1 :abitanti rilevati agli anni i ed i-1
ni :
intervallo di anni intercorso tra la coppia di valori
τi =
1 N i − N i −1
ni
N i −1
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Previsioni
demografiche
•  Legge di crescita esponenziale: Nn= No eKn
No e K sono ricavati dalla regressione dei logaritmi dei dati diaponibili
•  Legge di crescita logistica:
Nn =
N s − N i −1
1 + ae −bn
Dove a e b sono due cost.
Ns è la popolazione di saturazione
( per n infinito)
Popolazione fluttuante: la previsione si può fare a partire dalla stima
attuale, verificando i possibili aumenti legati ad attività turistiche
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Dotazione
E’ la quantità di acqua assegnata all’utente al lordo delle
perdite (litri/ab/giorno)
Fissata la dotazione, la portata complessiva dell’acquedotto si ricava
da:
DxP
Q =
1.000 x 86.400
⎡ m 3 ⎤
⎢
⎥
s
⎣
⎦
Dove D è la dotazione (l/ab/g) e P la popolazione
La dotazione varia in relazione al periodo di tempo cui si riferisce
(annua, mensile, giornaliera) per effetto della variazione dei fabbisogni
nel tempo
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Dotazione
Le dotazioni individuali nel giorno di massimo consumo
Il P.R.G.A (D.M. 16 marzo 1967) ha assunto i seguenti valori
delle dotazioni:
case
pop.
pop.
pop.
pop.
pop.
sparse
fino a 5.000 ab.
da 5.000 a 10.000 ab.
da 10.000 a 50.000 ab.
da 50.000 a 100.000 ab.
superiore a 100.000 ab
80 l/ab*g
120 l/ab*g
150 l/ab*g
200 l/ab*g
250 l/ab*g
300 l/ab*g
Il DPCM 4 marzo 1996 Disposizioni in materia di risorse idriche
fissa in 150 l/ab*g la dotazione minima
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Variazione delle
dotazioni
Il consumo giornaliero varia nel corso dell’anno;
possiamo quindi definire:
Qgmax
portata massima giornaliera (come media oraria)
Qgm
portata media giornaliera
Qmmi
portata media mensile del mese i-esimo
Qam
portata media annua
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Variazione delle
dotazioni
Rapporto fra le portate medie mensili e la media annua
Km
Mese
Km
Mese
Km
Gennaio
0,85
Luglio
1,25
Febbraio
0,85
Agosto
1,25
Marzo
Aprile
Maggio
Giugno
0,90
0,90
1,00
1,15
Settembre
Ottobre
Novembre
Dicembre
1,10
1,00
0,90
0,85
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Variazione delle
dotazioni
Rapporto fra la portata media giornaliera e portata media mensile Kg
Kg = Qgm/Qmm = 1,10 – 1,25
Il valore è riferito al mese di massimo consumo; il valore minore vale
per i centri più grandi
Rapporto fra la portata massima giornaliera e portata media
giornaliera Kh
Kh = Qgmax/Qgm = 1,32 – 1,56
Anche in questo caso i valori più piccoli valgono per i centri più grandi
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Variazione delle
dotazioni
Si può anche utilizzare la formula di Gibbs
Kb =
5
1
−3 6
(P x10 )
Dove P è la popolazione
La dotazione è riferita di solito al giorno di massimo consumo;
essa è legata alla media annua dall’espressione:
Dmax = Km Kg Kh Dma
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Caratterizzazione dei
consumi
Gli acquedotti vanno dimensionati sulla base del
fabbisogno idrico che deve essere soddisfatto
(litri /ab/giorno)
Se il fabbisogno è pienamente soddisfatto, esso
coincide col consumo
Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” CLASSIFICAZIONE
DELLE UTENZE
ü  Utenze delle abitazioni private
Usi domestici dell’acqua (alimentazione, cucina, pulizia personale,
lavaggio biancheria, pulizia della casa ecc.) e altri usi, innaffiamento
di piante ornamentali e di giardini privati, lavaggio auto, lavaggio
locali e spazi condominiali, piscine private o condominiali
ü  Utenze di edifici pubblici e di istituti collettivi pubblici e
privati Scuole, ospedali, ospizi, banche, cliniche, macelli pubblici,
caserme, prigioni, istituti religiosi, orfanotrofi, uffici pubblici e privati,
autorimesse
ü  Utenze per servizi pubblici vari
Lavaggio ed innaffiamento strade, lavaggio fogne, servizio
antincendio, impianti ferroviari, impianti portuali, mercati, mattatoi,
impianti sportivi, innaffiamento verde pubblico, fontane pubbliche,
servizi igienici pubblici, lavaggio serbatoi e rete di distribuzione
acquedotto
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” CLASSIFICAZIONE
DELLE UTENZE
ü  Utenze commerciali e turistiche
Alberghi, pensioni, camping, ristoranti, bar, self-service, negozi,
esercizi commerciali in genere
ü  Utenze artigianali e industriali
Piccole industrie e attività artigianali inserite nel tessuto urbano e
servite dall’acquedotto civile (lavanderie, officine meccaniche, lavaggi
auto, stazioni di servizio, piccole industrie alimentari, laboratori vari),
con consumi sia per uso domestico degli addetti che per i processi di
lavorazione, raffreddamento ecc.
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Caratterizzazione dei
consumi
I consumi (o fabbisogni) specifici
(Frega 1989)
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Caratterizzazione dei
consumi
I consumi specifici
(Zoccoli 1981)
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Caratterizzazione dei
consumi
I consumi specifici
(Zoccoli 1981)
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” CONSUMI DOMESTICI
Percentuale dei consumi domestici
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” CONSUMI CIVILI
Studi sulla dotazione idrica
RAPPORTO SUI CONSUMI IDROPOTABILI IN
ITALIA SUL FINIRE DEGLI ANNI 80
P. Lamberti, M. Maiolo, M.R. Mazzola, P. Veltri
DOTAZIONE LORDA:
Cl = 200 + α Cl + β Cl
200 l/ab/d: dotazione domestica
α: rapporto fra la dotazione collettiva e quella lorda
β: rapporto fra le perdite e la dotazione lorda
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Facoltà di Ingegneria, Architettura e delle Scienze Motorie Università di Enna “Kore” Caratterizzazione dei
consumi
Rapporto sui consumi idropotabili in Italia sul finire
degli anni ‘80 (ISTAT), 1994