POLITECNICO DI BARI Stima dei volumi di acque di prima pioggia e

POLITECNICO DI BARI
I FACOLTÀ DI INGEGNERIA
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA CIVILE
TESI DI LAUREA
in
COSTRUZIONI IDRAULICHE
Stima dei volumi di
acque di prima pioggia e
modalità di accumulo
Relatore:
Chiar.mo Prof. Antonio CASTORANI
Correlatore:
Ing. Gabriella BALACCO
Laureando:
Antimo Adriano CARRIERI
ANNO ACCADEMICO 2010/2011
INDICE
1 INTRODUZIONE .................................................................….......... 1
1.1 L’inquinamento antropico .....................................................................
1
1.2 Le precipitazioni ....................................................................................
3
1.3 Drenaggio urbano e acque di dilavamento ............................................
5
1.4 Le acque di prima pioggia .....................................................................
8
2 NORMATIVE VIGENTI ................................................................... 10
2.1 La normativa nazionale (D.Lgs 152/2006) ............................................ 10
2.2 Le normative regionali ........................................................................... 13
2.2.1 Normativa della regione Puglia ..................................................... 14
2.2.1.1 Campo di applicazione .........................................................
14
2.2.1.2 Altre definizioni ...................................................................
19
2.2.1.3 Disciplina delle autorizzazioni delle acque meteoriche
di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne…..............
19
2.2.1.4 Indirizzi provenienti dalla normativa vigente……………… 20
2.2.1.5 Prescrizioni tecniche ............................................................. 21
2.2.1.6 L’impianto di trattamento………………………………….. 22
3 CARICO INQUINANTE DELLE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA
E SISTEMI BMP (Best Management Practices) .............................. 24
3.1 Sostanze inquinanti presenti nelle acque di prima pioggia .................... 24
3.1.1 Il traffico veicolare ........................................................................ 31
3.1.2 L’atmosfera ...................................................................................
33
3.1.3 Le superfici a tetto ......................................................................... 34
3.1.4 Carico inquinante delle acque di prima pioggia ............................ 36
3.2 Riduzione del carico inquinante e della portata da trattare
attraverso sistemi BMP ........................................................................
40
3.2.1 Pulizia periodica stradale ..............................................................
40
I
3.2.2 Incidenza delle superfici impermeabili .........................................
43
3.2.3 Riutilizzo delle acque dei tetti per usi non pregiati ....................... 49
3.2.3.1 Esempio applicativo .............................................................
51
4 SISTEMI DIVISIONALI E DISPOSITIVI AD ESSI ATTINENTI 81
4.1 Sistemi di drenaggio fognario …............................................................ 81
4.1.1 Reti di fognatura a sistema unitario o misto…............................... 83
4.1.2 Reti di fognatura a sistema separato…........................................... 85
4.1.3 Confronto tra i due sistemi………………………………………. 87
4.2 Interventi strutturali e non strutturali…………………………………..
91
4.3 Dispositivi divisionali e di accumulo ....................................................
93
4.3.1 Pozzetto di by-pass ........................................................................ 93
4.3.2 Scaricatori di piena...….................................................................. 96
4.3.3 Vasca di accumulo delle acque di prima pioggia .......................... 106
4.3.3.1 Valutazione del volume della vasca col metodo dell’altezza
di prima pioggia .................................................................... 110
4.3.3.2 Valutazione del volume della vasca col metodo del tempo
di corrivazione .....................................................................
111
4.3.3.3 Dimensionamento e caratteristiche costruttive delle vasche
di prima pioggia……………………………………………. 113
4.3.3.4 Modalità di svuotamento della vasca .................................... 115
4.3.3.5 Posa in opera e manutenzione della vasca di prima pioggia
118
4.3.4 Impianti divisionali e di trattamento per piccole superfici ............ 124
5 TECNOLOGIE INNOVATIVE ......................................................... 126
5.1 Premessa ................................................................................................
126
5.2 Serbatoi in lamiera ondulata ..................................................................
126
5.2.1 Descrizione del manufatto ............................................................. 127
5.2.2 Sistema di assemblaggio e funzionamento ...................................
129
5.2.3 Posa in opera .................................................................................
130
5.2.4 Calcolo della resistenza a compressione ....................................... 132
II
5.2.5 Vantaggi di utilizzo ....................................................................... 134
5.2.6 Utilizzo per le vasche di prima pioggia………………………….. 134
5.3 Sistema Stormfilter® ............................................................................. 135
5.3.1 Funzionamento del manufatto ....................................................... 135
5.3.2 Le cartucce ....................................................................................
137
5.3.3 Gli elementi costituenti i filtri ....................................................... 139
5.3.4 Sistema Drain-Down ..................................................................... 141
5.3.5 Manutenzione dell’impianto .........................................................
143
5.3.6 Esempio di applicazione progettuale ............................................
144
5.4 Sistema a filtri (Filter System)………...................................................
148
6 APPLICAZIONE PROGETTUALE ................................................. 151
6.1 Premessa ................................................................................................
151
6.2 Progetto di fogna nera ............................................................................ 151
6.2.1 Analisi della popolazione .............................................................. 151
6.2.2 Posizionamento delle condotte ...................................................... 154
6.2.3 Criterio progettuale .......................................................................
155
6.2.4 Risultati di progetto ....................................................................... 156
6.2.5 Scarico delle acque di prima pioggia direttamente in fogna nera .
159
6.3 Progetto di fogna bianca ........................................................................
162
6.3.1 Curva di possibilità climatica .......................................................
162
6.3.2 Analisi della superficie da servire ................................................. 166
6.3.3 Criterio progettuale .......................................................................
168
6.3.4 Risultati di progetto ....................................................................... 170
6.4 Progetto del sistema divisionale e di accumulo delle acque di
prima pioggia ......................................................................................... 171
6.4.1 Pianta del sistema .......................................................................... 174
6.4.2 Sezione A-A del sistema ...............................................................
175
6.4.3 Sezione B-B del sistema ................................................................ 176
7 CONCLUSIONI .................................................................................. 177
III
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................... 183
LINKOGRAFIA ...................................................................................... 185
IV
Introduzione
Capitolo 1
INTRODUZIONE
1.1 L’inquinamento antropico
Il progressivo e intenso processo di urbanizzazione, che il territorio ha subito negli
anni più recenti, comporta che una quantità sempre maggiore di acqua meteorica,
anziché infiltrarsi nel terreno, scorra sulle superfici impermeabili o semiimpermeabili delle urbanizzazioni e vada ad alimentare direttamente i corpi idrici
superficiali, trascinando con sé le sostanze inquinanti incontrate lungo il percorso.
Fra le principali fonti di inquinamento delle acque meteoriche di ruscellamento in
ambiente urbano vanno annoverate:
-
le sostanze di cui la precipitazione si carica attraversando l’atmosfera durante
gli eventi meteorici;
-
le particelle, in genere molto piccole ( < 60 µm) depositate in tempo asciutto
sulle superfici del suolo e dei tetti
(deposizione atmosferica in tempo
asciutto );
-
i rifiuti solidi e liquidi, costituiti da spazzatura, deiezioni animali,
sversamenti accidentali di sostanze contaminanti, presenti, per le più svariate
cause, sulle superfici dilavate;
-
le emissioni del traffico veicolare consistenti in prodotti di combustione,
residui dell’usura di pneumatici, lubrificanti, particelle derivanti dai consumi
dei ferodi;
-
i prodotti della corrosione di coperture e accessori (canali di gronda e tubi
pluviali ) in lamiera metallica;
-
i prodotti di erosione generati dalla pioggia battente sulle pavimentazioni
stradali, sui tetti e sul suolo a verde.
1
Introduzione
Durante il ruscellamento, le acque di pioggia si arricchiscono quindi di varie
sostanze inquinanti: solidi sospesi, sostanze organiche, nutrienti quali azoto e
fosforo), metalli pesanti, idrocarburi, ecc.
L’entità e la tipologia del carico inquinante veicolato dipendono dall’uso delle
superfici dilavate, dall’intensità del traffico veicolare, dalla frequenza ed efficacia
della pulizia delle strade, della durata del tempo secco antecedente l’evento
meteorico e dalle caratteristiche della precipitazione (intensità, altezza totale).
La letteratura scientifica internazionale presenta ormai un’abbondante casistica di
determinazioni della qualità delle acque meteoriche di dilavamento in varie
situazioni, ma la maggior parte dei dati si riferisce a situazioni urbanistiche e
climatiche assai diverse da quelle italiane. A partire dagli anni ’90, anche in Italia
alcuni bacini sperimentali sono stati attrezzati per campionare, e quindi analizzare
in laboratorio, le acque meteoriche di dilavamento di alcuni tipi di superfici.
Le aree urbane metropolitane con le loro attività diversificate, gli insediamenti
industriali e le infrastrutture per i servizi dei trasporti, costituiscono ambienti molto
complessi che generano rilevanti impatti inquinanti al suolo e ai corpi idrici
superficiali e sotterranei.
Le aree urbane, pur essendo in genere dotate di estese infrastrutture dedicate alla
raccolta, al confinamento e al trattamento di reflui da sorgenti puntuali e diffuse,
spesso presentano ampie zone in cui le emissioni e gli scarichi non sono intercettati
e si disperdono direttamente nell’ambiente generando impatti sui recettori finali.
La mancata filtrazione delle acque fa perdere al suolo una delle sue funzioni
principali cioè quella di scambio tra lo strato più basso dell’atmosfera ed il
sottosuolo.
Ciò in parte protegge le falde ma favorisce il dilavamento delle superfici e il
trascinamento (a volte anche la concentrazione ) di inquinanti che confluiscono e
impattano soprattutto sulle acque superficiali.
È intuibile che nel corso di un evento piovoso molto prolungato, specialmente dopo
un periodo di assenza di precipitazioni, i primi apporti che dilavano le superfici più
2
Introduzione
o meno impermeabili generano acque reflue più concentrate in inquinanti degli
apporti successivi, per cui è diventato usuale distinguere varie tipologie di piogge e
concentrare l’attenzione sulle cosiddette “acque di prima pioggia” che hanno così
assunto il carattere di un fenomeno tipico delle aree fortemente urbanizzate.
1.2 Le precipitazioni
L’urbanizzazione dei suoli, sembra influire sul regime pluviometrico attraverso
l’incremento del tasso di particolato in atmosfera che da luogo a nuclei di
condensazione ( favorendo la formazione delle goccioline d’acqua nelle nubi );
inoltre il processo è favorito dall’aumento del calore proveniente dalle superfici
ruvide (roughness sublayer) che porta all’incremento della turbolenza e delle
correnti convettive alle quali si aggiunge il vapor d’acqua emesso dalle fonti di
calore antropogenico.
Quindi gli aumenti delle piogge, misurate nelle zone sottovento alle aree urbane ,
variano solitamente tra il 5% e il 15% delle precipitazione annue totali (con
incremento più accentuato nei mesi invernali ) mentre la frequenza dei temporali è
generalmente più alta dove più elevato è l’inquinamento atmosferico (G. Risotti
2007).
Ogni trasformazione di suolo da uso naturale ad uso artificiale con la sua
asportazione e/o copertura permanente, deve responsabilizzarsi nei confronti
dell’ambiente, inteso come “habitat” abiotico (acqua, aria e suolo) di tutte le risorse
indispensabili a garantire la vita di tutte le specie biotiche (animali e vegetali,
semplici o complesse). Pertanto ogni alterazione irreversibile, operata su ciascuna
componente ambientale (biotica ed abiotica), dovrebbe accompagnarsi ad un serio
processo di valutazione della necessità e della sostenibilità dell’intervento (P. Pilieri
2008).
Quindi il regime delle precipitazioni (frequenza, durata, intensità) assume caratteri
peculiari nell’atmosfera delle aree urbane. Da uno studio (APAT - Dipartimento
Stato dell’Ambiente e Metrologia ambientale, Servizio Gestione Modulo Nazionale
3
Introduzione
SINAnet, www.areeurbane.apat.it) è emerso che negli ultimi decenni l’intensa
attività antropica ha causato sostanziali alterazioni. Queste alterazioni, che
influiscono direttamente sugli impatti provocati dalle acque di prima pioggia,
afferiscono a due differenti aspetti:
maggiore piovosità nelle città rispetto alle circostanti aree rurali;
maggior numero di eventi piovosi violenti negli ambienti urbani, dove è
più probabile che le piogge assumano carattere di rovescio o nubifragio
(con un‘intensità di pioggia maggiore rispettivamente di 10 mm/h e 30
mm/h).
È particolarmente negativo il secondo aspetto di tale alterazione, che può essere
inquadrato in un contesto più generale di cambiamenti climatici che interessano
tutto il territorio nazionale e che sono probabilmente dovuti al crescente livello di
inquinamento atmosferico.
In definitiva si è constatato che negli ultimi anni in tutto il paese è aumentata la
frequenza di eventi piovosi di breve durata e forte intensità.
A causa dell’aumento della piovosità media nelle aree urbane, le reazioni chimiche
dell’NO2 e del SO2, due dei più comuni inquinanti atmosferici di origine antropica,
originati essenzialmente dalla combustione degli idrocarburi, generano con il
vapore acqueo e con l’aiuto dei raggi solari, microscopiche particelle (del diametro
di appena qualche micron) di acido solforico (H2SO4), acido nitrico (H2NO4) e
relativi sali (nitrati e solfati). Tali sostanze, fortemente igroscopiche, fungono da
ideali nuclei di condensazione intorno ad ognuno dei quali si aggregano facilmente
miliardi di molecole di vapore acqueo dell’atmosfera, generando le microscopiche
goccioline (30-60 micron di diametro) che formano le nubi. Pertanto al di sopra
delle città la formazione delle nubi è più facile che altrove e ciò determina il fatto
che sulle aree urbane piove di più che nelle adiacenti zone rurali nella misura del 515 % (APAT, 2006).
Tali indagini condotte dall’APAT, hanno dimostrato che la percentuale di giorni
con piogge violente è cresciuta negli anni recenti in tutte le principali metropoli
4
Introduzione
italiane: 380% a Milano, 250% a Bari, 220% a Napoli, 200% a Roma, 190% a
Bologna e Torino, 150% a Palermo.Tutto ciò è avvenuto nonostante la diminuzione,
soprattutto in estate, del numero totale di episodi piovosi in tutta la penisola. In
conclusione, nelle città italiane, in estate piove meno rispetto al passato ma, quando
piove, spesso si rischia il nubifragio ed i violenti acquazzoni cittadini sono, a loro
volta, responsabili dei sempre più frequenti allagamenti di strade, scantinati e
sottopassi perché il suolo urbano è caratterizzato, rispetto alle aree rurali, da una
minore
capacità
di
assorbimento
delle
acque
piovane
causata
dall’impermeabilizzazione delle superfici, e quindi da un più intenso scorrimento
superficiale (run-off), caratteristiche che influiscono negativamente sugli impatti
provocati dalle acque di prima pioggia nelle aree urbane.
1.3 Drenaggio urbano e acque di dilavamento
La corretta disciplina delle acque reflue urbane rappresenta uno dei punti cardine
delle politiche di salvaguardia dell’ambiente e, più in generale, della qualità della
vita nei territori urbanizzati .
Nella pratica, il controllo dell’impatto quali-quantitativo delle acque meteoriche è
complesso per la continua evoluzione delle realtà urbane e per l’interazione di
fattori tecnico-ingegneristici, politici, sociali, urbanistici ed economici.
La progressiva espansione delle aree urbanizzate verificatasi negli ultimi decenni, e
il corrispondente incremento delle aree impermeabili, ha provocato una forte
riduzione della ricarica delle falde idriche e notevoli aumenti delle portate al colmo
e dei volumi di piena, spesso incompatibili con la capacità delle reti di drenaggio
esistenti e dei corsi d’acqua ricettori.
Questo ultimo aspetto è particolarmente rilevante nelle aree di espansione che
recapitano in sistemi fognari esistenti, dimensionati senza tener conto dei nuovi
apporti. Lo sviluppo urbanistico e il forte incremento del traffico veicolare hanno
poi aumentato il grado di contaminazione delle acque pluviali di dilavamento,
peggiorando le caratteristiche qualitative dei corpi idrici ricettori. Per conseguire
5
Introduzione
l’obiettivo di un buon livello di protezione idraulica e ambientale del territorio sono
essenziali sia un’attenta pianificazione urbanistica sia una corretta gestione delle
acque meteoriche di dilavamento delle aree urbanizzate.
In sede di pianificazione urbanistica bisogna privilegiare, ove possibile, le soluzioni
atte a ridurre “a monte” le portate meteoriche circolanti nelle reti di drenaggio,
siano esse unitarie o separate, prevedendo una raccolta separata delle acque
meteoriche non suscettibili di apprezzabile contaminazione, quali ad esempio quelle
dei tetti, e il loro smaltimento in loco tramite sistemi di infiltrazione nel suolo:
trincee drenanti e bacini di infiltrazione, efficaci in terreni a elevata permeabilità e
con falda lontana dal piano campagna.
La gestione delle acque meteoriche di dilavamento non può prescindere da quella
delle acque reflue e deve avvalersi dei mezzi che in maniera concorde la comunità
scientifica considera decisivi per il controllo quantitativo e qualitativo degli
scarichi: gli invasi (in rete e fuori rete) e la gestione in tempo reale dei sistemi di
drenaggio urbano.
Gli invasi, opportunamente dimensionati, permettono di conseguire i citati obiettivi:
- le vasche volano (o di laminazione) consentono di contenere la portata in uscita
entro il valore massimo accettabile nel ricettore per il più critico evento meteorico
di assegnato tempo di ritorno ( protezione idraulica );
- le vasche di prima pioggia consentono di intercettare ed escludere dallo scarico
una notevole percentuale degli inquinanti veicolati dalle acque meteoriche
(protezione ambientale).
Infine, la gestione delle acque meteoriche di dilavamento deve essere affrontata
mediante un approccio integrato che tenga conto dell’impatto complessivo prodotto
dagli scarichi del sistema di drenaggio urbano e dell’impianto di trattamento sul
corpo idrico ricettore.
Indipendentemente dalla tipologia di sistema di drenaggio utilizzata ( unitario o
separato ), le acque meteoriche, indicate con il termine di “acque bianche”,
venivano tradizionalmente ritenute pulite, o quantomeno non particolarmente
6
Introduzione
inquinate per il corpo idrico ricettore tanto da essere assoggettate ad un trattamento
per la depurazione a monte dello scarico nel suddetto corpo idrico.
Pertanto nei sistemi di drenaggio urbano di tipo separato, dove sono divise in due
corpi indipendenti le acque reflue da quelle meteoriche, notiamo che lo scarico delle
acque bianche nel corpo idrico superficiale, avviene senza alcun trattamento, o al
più a seguito di un semplice pre-trattamento costituito da una grigliatura grossolana
per rimuovere gli eventuali rifiuti solidi trasportati dalle acque.
Nel caso di sistemi di drenaggio urbano di tipo unitario (costituiti da un’unica rete
per lo smaltimento delle acque reflue e meteoriche) lo scarico delle acque bianche
avviene in corrispondenza di opportuni scaricatori di piena al superamento di
prefissate soglie di portata ( generalmente pari a circa 3-5 volte la portata nera
media di tempo asciutto ).
Tuttavia, il recepimento delle direttive emanate dalla Comunità Europea (Dir.
271/91) e della conseguente normativa nazionale (D.L. 152/06) impone un
ripensamento di tale approccio gestionale e delle relative implicazioni tecniche e
tecnologiche.
L’inquinamento delle acque di prima pioggia è infatti ormai riconosciuto come una
delle principali cause del deterioramento della qualità dei corpi idrici ricettori, e le
norme richiedono oggi che tali acque siano depurate, prima dello scarico, al pari
delle acque reflue.
Le acque meteoriche vengono infatti considerate acque di dilavamento nel caso in
cui il processo di scorrimento superficiale sui versanti elementari del bacino
idrografico naturale o artificiale di raccolta comporti la risospensione e il trasporto
di sostanze inquinanti che si siano depositate sulle superfici stesse nei periodi
compresi tra un evento meteorico e il successivo. In tal senso si può affermare che
praticamente tutte le acque meteoriche raccolte da sistemi di drenaggio urbano o da
reti di scolo di aree antropizzate siano da considerarsi acque di dilavamento.
7
Introduzione
1.4 Le acque di prima pioggia
Durante gli eventi piovosi l’acqua meteorica di scorrimento determina il
dilavamento delle superfici urbane, causando il trasporto in fognatura di sostanze
inquinanti, tra le quali, principalmente, solidi sedimentabili (organici e/o
inorganici), elementi nutritivi, batteri, oli, grassi e metalli pesanti (Cu, Zn, Cd, etc.).
Tale situazione comporta pertanto l’immissione di un picco di concentrazione degli
inquinanti nel corpo idrico ricettore.
Tale fenomeno è ormai riconosciuto come una delle maggiori cause di alterazione
della qualità dei corpi idrici ricettori. Esso, con particolare riferimento ai primi
minuti
di
un
evento
meteorico,
prende
il
nome
di
"first
flush".
Le acque di prima pioggia possono essere definite come (Legge Regionale n. 62 del
27
maggio
1985
della
Regione
Lombardia):
"quelle corrispondenti per ogni evento meteorico ad una precipitazione di 5 mm
uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete di
drenaggio. Ai fini del calcolo delle portate, si stabilisce che tale valore si verifichi
in 15 minuti; i coefficienti di afflusso della rete si assumono pari ad 1 per le
superfici coperte, lastricate e impermeabilizzate, e a 0.3 per quelle permeabili di
qualsiasi tipo, escludendo dal computo le superfici coltivate".
Le acque di prima pioggia quindi costituiscono soltanto una porzione della totalità
delle acque di dilavamento, corrispondenti al periodo di tempo in cui l’efficacia di
rimozione e trasporto degli inquinanti è elevata rispetto alla corrispondente portata
idrica. La definizione in termini rigorosi di tale processo non è univoca pertanto le
normative ad oggi emanate hanno tentato di sintetizzare tali definizioni attraverso
l’imposizione di un valore minimo di altezza di precipitazione (e quindi di volume
delle acque meteoriche nota l’estensione del bacino di pertinenza) da avviare al
trattamento. In linea teorica il dilavamento operato dalle acque meteoriche verrebbe
a cessare nel momento in cui l’intera disponibilità di sostanze inquinanti presente
sulle aree interessate si dovesse esaurire.
8
Introduzione
Il resto dell’evento meteorico, non operando più alcun trasporto di inquinante verso
la rete di raccolta e di smaltimento delle acque, potrebbe essere considerato
“pulito”, ovvero non richiedere alcun trattamento prima dello scarico in corpo idrico
ricettore. Gli studi disponibili in letteratura sembrano tuttavia dimostrare che gli
eventi meteorici non siano quasi mai in grado di movimentare l’intera massa di
inquinante disponibile sulle superfici dilavate.
Non necessariamente tuttavia, il tasso di dilavamento operato dall’evento meteorico
nelle sue fasi successive comporta livelli di inquinamento delle acque tali da
interferire pesantemente con la qualità del corpo idrico ricettore, e le concentrazioni
delle varie sostanze inquinanti possono diminuire notevolmente con il procedere
dell’evento meteorico .
Le problematiche progettuali associate al trattamento delle acque di prima pioggia
assumono aspetti leggermente diversi a seconda della tipologia del bacino di
raccolta delle acque e delle attività antropiche svolte sull’area in esame.
In particolare, è conveniente separare la trattazione relativa alle superfici urbane
generiche da quella relativa a specifici insediamenti produttivi o infrastrutture e
servizi turistico/commerciali presenti sul territorio. In generale, ad esempio, mentre
nel primo caso è necessario prevedere il trattamento delle sole acque di prima
pioggia, gli insediamenti produttivi sono spesso caratterizzati da livelli di
dilavamento tali da richiedere il trattamento anche delle “acque di seconda
pioggia”, ovvero acque che risultano meno inquinate di quelle di prima pioggia, ma
che necessitano comunque di un dato trattamento prima di essere scaricate nel corpo
idrico ricettore. Il “runoff” proveniente dalle aree al servizio di insediamenti
produttivi contiene una concentrazione di inquinanti che può arrivare fino a 600
volte quella riscontrata in aree urbane.
9
Normative vigenti
Capitolo 2
NORMATIVE VIGENTI
2.1 La normativa nazionale ( D.Lgs 152/2006 )
Il Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n.152 “Disposizioni sulla tutela delle acque
dall’inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il
trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla
protezione delle acque dall’inquinamento provocato da nitrati provenienti da fonti
agricole”, modificato ed integrato ai sensi del D.Lgs.18 agosto 2000, n. 258,
definisce la disciplina generale per la tutela delle acque superficiali, marine e
sotterranee. Con l’emanazione del D.Lgs. 152 del 1999, il legislatore regionale si
occupa per la prima volta del problema degli impatti relativi alle acque di prima
pioggia ( Art. 39, comma 1). Tale decreto poneva come obiettivo strategico quello
di conseguire un buono stato ecologico per tutti i corpi idrici entro il 2016 ( Art. 4,
comma 4) termine che è stato anticipato al 31 dicembre 2012 nel successivo
aggiornamento del 2006 (Art.116). Inoltre viene delegato alle Regioni la disciplina
delle acque meteoriche di dilavamento ai fini della prevenzione di rischi idraulici e
ambientali.
Successivamente la direttiva 2000/60/CE del 23 ottobre 2000, che istituisce un
quadro per l’azione comunitaria in materia di acque, ha introdotto ulteriori
importanti innovazioni all’apparato normativo esistente.
Le acque meteoriche, come tali, in generale, sono assoggettate alla normativa nel
momento in cui sono raccolte, convogliate e quindi portate allo scarico. A tale
proposito l’Art. 28, comma 1, recita:“Tutti gli scarichi sono disciplinati in funzione
del rispetto degli obiettivi di qualità dei corpi idrici e devono comunque rispettare i
valori limite di emissione previsti nell’allegato 5.” Inoltre secondo l’Art. 2, comma
1, lettera bb) viene definito scarico :”qualsiasi immissione diretta tramite condotta
10
Normative vigenti
di acque reflue liquide, semiliquide e comunque convogliabili nelle acque
superficiali, sul suolo, nel sottosuolo e in rete fognaria, indipendentemente dalla
loro natura inquinante, anche sottoposte a preventivo trattamento di depurazione.”
Quindi le acque meteoriche sono intese come entità isolate rispetto alle altre
tipologie di acque reflue e sono escluse dalla prescrizione dell’Art. 28,comma 1. Di
ciò si trova conferma nell’Art.39 del D. Lgs 152/99 che demanda alle Regioni la
disciplina sulle acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia .Ai fini
della prevenzione di rischi idraulici ed ambientali, le Regioni disciplinano:
a) le forme di controllo degli scarichi di acque meteoriche di dilavamento
provenienti da reti fognarie separate;
b) i casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque meteoriche di
dilavamento, effettuate tramite altre condotte separate, siano sottoposte a particolari
prescrizioni, ivi compresa l’eventuale autorizzazione.
Le Regioni (previo parere del Ministero dell’Ambiente) disciplinino i casi in cui
può essere richiesto che le acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne
siano convogliate e opportunamente trattate in impianti di depurazione per
particolari casi nei quali, in relazione alle attività svolte, vi sia il rischio di
dilavamento da superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose o di sostanze
che creano pregiudizio per il raggiungimento degli obiettivi di qualità dei corpi
idrici . Resta comunque vietato lo scarico o l’immissione diretta di acque
meteoriche in corpi idrici sotterranei.
Inoltre l’Art.113 del D. Lgs. 152/2006 sancisce alcuni criteri e principi generali che
devono essere rispettati dal legislatore regionale a cui il legislatore nazionale ha
rinviato la disciplina puntuale e specifica delle acque meteoriche e di quelle di
prima pioggia.
L’Art. 74 del d. Lgs 152/2006 distingue le acque meteoriche dalle “Acque reflue
industriali”, definite come “qualsiasi tipo di acque reflue scaricate da edifici od
installazioni in cui si svolgono attività commerciali o di produzione di beni, diverse
dalle acque reflue domestiche e dalle acque meteoriche di dilavamento,
11
Normative vigenti
intendendosi per tali anche quelle venute in contatto con sostanze o materiali,
anche inquinanti, non connessi con le attività esercitate nello stabilimento”.
La legge 192 del 2004, comma 3 ter dell’Art. 1, stabilisce che sono considerate
superfici impermeabili non adibite allo svolgimento di attività produttive le strade
pubbliche e private, i piazzali di sosta e di movimentazione di automezzi, parcheggi
e similari, anche di aree industriali, dove non vengono svolte attività che possono
oggettivamente comportare il rischio di trascinamento di sostanze pericolose o di
sostanze in grado di determinare effettivi pregiudizi ambientali.
Si precisa altresì che il D.Lgs. 16 gennaio 2008, n.4, modificativo ed integrativo del
D.Lgs. 152/2006, introduce una definizione di scarico più simile a quella contenuta
nel D.Lgs. 152/99, ma più dettagliata, considerando come tale, qualsiasi immissione
effettuata esclusivamente tramite un sistema stabile di collettamento che collega
senza soluzione di continuità il ciclo di produzione del refluo con il corpo ricettore.
12
Normative vigenti
2.2 Le normative regionali
La disciplina regionale in materia di acque di prima pioggia è stata sviluppata
nell’ambito di alcuni Piani di Tutela delle Acque delle Regioni Puglia, Emilia
Romagna, Piemonte e Lombardia. Si ricorda che non tutte le Regioni hanno trattato
l’argomento nell’ambito dei propri PTA.
Il Piano di Tutela delle Acque è lo strumento tecnico e programmatico attraverso
cui realizzare gli obiettivi di tutela quali-quantitativa previsti dall'art. 121 del D.Lgs.
152/06. Il piano consente alla regione di classificare le acque superficiali e
sotterranee e fissa gli obiettivi e le misure di intervento per la riqualificazione delle
acque superficiali e sotterranee classificate.
Esso costituisce uno specifico piano di settore ed è articolato secondo i contenuti
elencati nel succitato articolo, nonché secondo le specifiche indicate nella parte B
dell'Allegato 4 alla parte terza del D.Lgs. medesimo che prevedono:
descrizione generale delle caratteristiche del bacino idrografico sia per le
acque superficiali che sotterranee con rappresentazione cartografica;
sintesi delle pressioni e degli impatti significativi esercitati dall'attività
antropica sullo stato delle acque superficiali e sotterranee;
elenco e rappresentazione cartografica delle aree sensibili e vulnerabili;
mappa delle reti di monitoraggio istituite ai sensi dell'art. 120 e dell'allegato
1 alla parte terza del suddetto decreto e loro rappresentazione cartografica;
elenco degli obiettivi di qualità;
sintesi dei programmi di misure adottate;
sintesi dei risultati dell'analisi economica;
sintesi dell'analisi integrata dei diversi fattori che concorrono a determinare
lo stato di qualità ambientale dei corpi idrici;
relazione sugli eventuali ulteriori programmi o piani più dettagliati adottati
per determinati sottobacini.
13
Normative vigenti
2.2.1 Normativa della regione Puglia
Gli atti di recepimento del d. Lgs. 152/06 da parte della Regione Puglia sono:
Il Piano Direttore approvato con Decreto Commissariale n. 191 del m13
giugno 2002, a stralcio del Piano di Tutela delle Acque;
Il Decreto Commissariale n.282 del 21 Novembre 2003.
2.2.1.1
Campo di applicazione
Il Piano Direttore, approvato con il decreto n.191/CD/A del 13 giugno 2002, parte
da una approfondita e dettagliata analisi territoriale, dallo stato delle risorse idriche
regionali e dalle problematiche connesse alla salvaguardia delle stesse e delinea gli
indirizzi per lo sviluppo delle azioni da intraprendere nel settore fognariodepurativo finalizzati ad assicurare la migliore tutela igienico-sanitaria ed
ambientale. Il Piano, sviluppato con la consulenza scientifica del Prof. Gianfranco
Boari, in sintesi definisce “ i criteri per la disciplina delle acque meteoriche di
prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne , di cui all’art.39 del D. Lgs. 152/99
come novellato dal D. Lgs. 258/2000” individuando (per mero errore)
esclusivamente le sostanze contenute nella Tab.3 del d. lgs. 152/99 e non già quelle
della Tab. 3 A e 5 dello stesso decreto legislativo.
Successivamente il Decreto Commissariale
n. 282 del 21 novembre 2003 ha
disciplinato le autorizzazioni delle acque meteoriche di prima pioggia e di lavaggio
di aree esterne pertanto le misure che si sono conseguentemente adottate riguardano
l’adeguamento degli scarichi delle acque meteoriche .
In seguito il D.Lgs 152/2006 introduce un’estensione del concetto di scarico, e
quindi delle relative prescrizioni, a qualsiasi immissione, a prescindere dalla
presenza di condotta e dalle modalità di immissione; a tale proposito l’art.74,
comma 1, lettera ff) definisce scarico: “qualsiasi immissione di acque reflue in
acque superficiali, sul suolo, nel sottosuolo e in rete fognaria, indipendentemente
14
Normative vigenti
dalla loro natura inquinante, anche sottoposte a preventivo trattamento di
depurazione”.
Gli atti di recepimento del D.Lgs. 152/2006 da parte della Regione Puglia sono
contenuti nel Piano di Tutela delle Acque definito e predisposto con Decreto
Commissariale n.209 del 19 dicembre 2005, adottato con Delibera di Giunta n.883
del 19 giugno 2007, e approvato in Consiglio Regionale il 20 Ottobre 2009.
Il Piano di tutela delle acque a sua volta:
definisce le misure per la riduzione dell’inquinamento degli scarichi da fonte
puntuale, con riferimento agli scarichi di acque meteoriche, ai sensi del titolo
III, capo III del D.Lgs. 152/2006;
puntualizza e, in alcuni casi riformula definizioni e prescrizioni contenute
nel Piano Direttore.
Nel Piano di Tutela si ridefiniscono pertanto le “acque di prima pioggia” come “ le
prime acque meteoriche di dilavamento relative ad ogni evento meteorico
preceduto da almeno 48 h di tempo asciutto, per una altezza di precipitazione
uniformemente distribuita :
di 5 mm per superfici scolanti aventi estensione, valutata al netto delle aree
a verde e delle coperture non carrabili, inferiore o uguale a 10.000 mq;
compresa tra 2,5 e 5 mm per superfici di estensione maggiore di 10.000 mq,
valutate al netto delle aree a verde e delle coperture non carrabili, in
funzione dell’estensione dello stesso bacino correlata ai tempi di accesso
alla vasca di raccolta.”
Questa modifica nella definizione delle acque di prima pioggia è giustificata dal
punto di vista teorico in quanto i primi millimetri di pioggia caduti sulle zone più
distanti del bacino scolante rispetto alla sezione di chiusura, nel loro percorso verso
la stessa, si mescolano alle acque di dilavamento successive abbattutesi sulle zone
più prossime alla sezione e, di conseguenza, aumenta la diluizione e diminuisce la
concentrazione di inquinanti.
15
Normative vigenti
Mentre nel Piano Direttore si definisce “stabilimento industriale qualsiasi
stabilimento nel quale si svolgono attività commerciali o industriali che
comportano la produzione, la trasformazione ovvero l’utilizzazione delle sostanze
di cui alla tab. 3 dell’allegato 5 al D.Lgs. 258/2000”, nel Piano di Tutela per lo
“stabilimento industriale” vengono introdotte le seguenti specificazioni che
riguardano:
le aree calcolate al netto delle coperture non carrabili e delle aree a verde,
aventi una superficie superiore a 2.000 mq costituenti pertinenze di edifici ed
installazioni in cui si svolgono le seguenti attività:
-
Industria petrolifera;
-
Trattamento e/o rivestimento dei metalli;
-
Concia e tintura delle pelli e del cuoio;
-
Produzione della pasta carta, della carta e del cartone;
-
Produzione di pneumatici;
-
Aziende tessili che eseguono stampa, tintura e fissaggio di fibre
tessili;
-
Aree intermodali;
-
Autofficine;
-
Carrozzerie;
-
Depositi di rifiuti, centro di raccolta e/o trasformazione degli stessi;
-
Depositi di rottami;
-
Depositi di veicoli destinati alla demolizione.
le superfici scolanti destinate al carico e alla distribuzione dei carburanti ed
operazioni di vendita delle stazioni di servizio per autoveicoli;
le superfici scolanti specificamente destinate al deposito, al carico, allo
scarico, al travaso delle sostanze di cui alle Tabelle 3/A e 5 dell’allegato 5
al D.Lgs. 152/06.
Vengono riportate qui di seguito le tabelle 3/A e 5 del D.Lgs.152/06.
16
Normative vigenti
Industrie dove si producono, estraggono, fabbricano, raffinano e trattano le
seguenti sostanze:
Cadmio
Estrazione dello zinco, raffinazione del piombo e dello zinco, industria dei
metalli non ferrosi e del cadmio metallico
Mercurio (settore dell’elettrolisi dei cloruri alcalini)
Industrie dei metalli non ferrosi
Stabilimenti di ricupero del mercurio
Estrazione e raffinazione di metalli non ferrosi
Stabilimenti di trattamento dei rifiuti tossici contenenti mercurio
Esaclorocicloesano (HCH)
DDT
Pentaclorofenolo (PCP)
Aldrin, dieldrin, endrin, isodrin
Esaclorobenzene (HCB)
Esaclorobutadiene
Cloroformio
Tetracloruro di carbonio
1,2 dicloroetano (EDC)
Tricloroetilene
Triclorobenzene (TCB)
Percloroetilene (PER)
Tabella 2.1 Stralcio Tabella 3/A dell’Allegato 5 del D.Lgs. 152/2006
17
Normative vigenti
Sostanze
Arsenico
Cadmio
Cromo totale
Cromo esavalente
Mercurio
Nichel
Piombo
Rame
Selenio
Zinco
Fenoli
Oli minerali persistenti e idrocarburi di origine petrolifera persistente
Solventi organici aromatici
Solventi organici azotati
Composti organici alogenati (compresi i pesticidi clorurati)
Pesticidi fosforati
Composti organici dello stagno
Sostanze classificate contemporaneamente “cancerogene” (R45) e “pericolose per
l’ambiente acquatico” (R50 e 51/53) ai sensi del decreto legislativo 3 febbraio 1997, n.52,
e successive modifiche
Tabella 2.2 Stralcio Tabella 5 dell’Allegato 5 del D.Lgs. 152/2006
18
Normative vigenti
2.2.1.2
Altre definizioni
Si intende per:
-
Acque meteoriche di dilavamento: le acque di pioggia che precipitano
sull’intera superficie impermeabilizzata scolante afferente allo scarico o
all’immissione;
-
Acque di lavaggio: le acque utilizzate per operazioni di lavaggio di aree
esterne impermeabilizzate artificialmente e suscettibili di veicolare sostanze
pericolose o che comunque possono creare pregiudizio per l'ambiente;
-
Immissione: rilascio delle acque meteoriche di dilavamento e di lavaggio
delle aree esterne, raccolte con altre condotte (canalette, grondaie), sul suolo,
negli strati superficiali del sottosuolo, nelle acque superficiali e marine,
nonché nella pubblica fognatura.
2.2.1.3
Disciplina delle autorizzazioni delle acque meteoriche di prima
pioggia e di lavaggio delle aree esterne
E’ attribuita alla provincia la competenza al rilascio delle autorizzazioni agli
scarichi e alle immissioni sul suolo, negli strati superficiali del sottosuolo, nelle
acque superficiali e marine, mentre è attribuita all’ente gestore la competenza al
rilascio delle autorizzazioni alle immissioni nelle fognature separate pluviali e
miste.
Il titolare dello scarico di acque meteoriche di dilavamento proveniente da rete
fognaria separata di cui all’Art.39, comma 1, lettera a), è tenuto a chiedere
all’Autorità competente apposita autorizzazione al fine dell’attivazione dello
scarico.
Il titolare dell’immissione delle acque meteoriche di dilavamento di cui all’art.39,
comma 1, lettera b, riveniente da coperture, canalette, grondaie, superfici esterne di
insediamenti destinati alla residenza o ai servizi, strade, piste, rampe e piazzali sulle
quali si effettua il transito, la sosta e il parcheggio di mezzi di qualsiasi tipo ,
19
Normative vigenti
nonché la movimentazione e il deposito di materiali e di sostanze non pericolose,
localizzate in aree sprovviste di reti fognarie separate se dilava:
1) da superfici di raccolta inferiori a 2000 mq., è tenuto ad inviare apposita
comunicazione all’Autorità competente documentando le modalità di
raccolta, di trattamento e di smaltimento delle acque meteoriche; l’Autorità
competente, nel termine di 90 giorni potrà imporre eventuali prescrizioni.
2) da superfici di raccolta superiori a 2000 mq., è tenuto a richiedere all’autorità
competente apposita autorizzazione al fine dell’attivazione dell’immissione.
Il titolare dello scarico di acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne che
dilavano dalle pertinenze di stabilimenti industriali, nonché da strade e piazzali
destinati alla movimentazione e deposito di mezzi e di materiali, che possono dar
luogo al rilascio di sostanze di cui alle tabelle 3/A e 5 del D.Llgs n. 152/1999 e s.m.
e i. , dopo trattamento depurativo in loco, è tenuto a richiedere all’Autorità
competente apposita autorizzazione al fine della attivazione dello scarico.
2.2.1.4
Indirizzi provenienti dalla normativa vigente
Piazzali non pericolosi
Le acque di prima pioggia derivanti dagli scarichi di acque meteoriche di
dilavamento di superfici esterne di insediamenti destinati alla residenza o ai servizi,
strade, piste, rampe e piazzali sulle quali si effettua il transito, la sosta e il
parcheggio di mezzi di qualsiasi tipo, nonché la movimentazione ed il deposito di
materiali e di sostanze non pericolose, devono essere sottoposti prima del loro
smaltimento:
-
in corpi idrici ricettori: trattamento di grigliatura e dissabbiatura e
eventuale disoleazione su richiesta dell’Autorità competente in
funzione della pericolosità e dell’estenzione delle superfici di raccolta
-
in altra fognatura separata: rilascio diretto.
20
Normative vigenti
Piazzali pericolosi
Le acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne che dilavano dalle
pertinenze di stabilimenti industriali, di cui alla definizione del Piano di Tutela delle
Acque, devono essere raccolte in vasche a tenuta stagna e sottoposte:
-
a trattamento depurativo appropriato in loco tale da conseguire il
rispetto dei limiti di emissione previsti allo scarico di cui alle tabelle 3
e 4 dell’allegato 5 alla parte III del D.Lgs. 152/2006, rispettivamente
per immissioni in fogna e acque superficiali e per scarico sul suolo;
-
ad avviamento a impianto di trattamento gestito da terzi;
-
a scarico nella fognatura nera, previa verifica dell’idoneità
dell’impianto di depurazione a ricevere e trattare tali acque sia dal
punto di vista qualitativo che quantitativo, secondo modalità, tempi e
oneri imposti dall’ente gestore della fognatura.
Le acque di dilavamento successive a quelle di prima pioggia, che dilavano dalle
pertinenze di stabilimenti industriali, di cui alla definizione del Piano di Tutela
delle acque, e che non recapitano in fognatura, devono essere sottoposte:
-
2.2.1.5
a trattamento di grigliatura, disoleazione, dissabbiatura.
Prescrizioni tecniche
La progettazione e la realizzazione dei manufatti destinati alla grigliatura, alla
dissabbiatura ed alla disoleazione delle acque di dilavamento, ovvero alla raccolta
delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne, devono prevedere e
garantire:
-
il trattamento o la raccolta di volumi di acqua relativi alla portata di piena
calcolata con un tempo di ritorno non inferiore a 5 anni;
-
la tenuta stagna, la resistenza statica ed alle spinte del terreno;
-
la sicurezza per le operazioni di controllo e di svuotamento periodico;
-
la non interferenza con i manufatti esistenti.
21
Normative vigenti
L'Autorità competente, in relazione al rischio potenziale che possano verificarsi
sversamenti accidentali di sostanze pericolose nell'area scolante, può prescrivere
l'adozione di sistemi di intercettazione, di facile e tempestiva attivazione, che
impediscano lo smaltimento sul suolo e negli strati superficiali del sottosuolo delle
sostanze suddette.
2.2.1.6
L’impianto di trattamento
Dimensioni dei piazzali
Avendo a che fare con impianti tipo a servizio di piazzali costituenti pertinenze di
edifici o installazioni in cui si svolgono attività che possono dar luogo a rilascio di
sostanze pericolose e non pericolose, si considerano piazzali di dimensioni standard
ovvero: 10.000 mq; 8.000mq; 6.000mq; 4.000mq; 2.000mq; 1.500mq; 1.000mq;
500mq; 300mq .
La progettazione degli impianti per i diversi piazzali si basa su criteri e
procedimenti
identici,
variando
solamente
dall’uno
all’altro
i
dati
di
dimensionamento.
Dati di dimensionamento:generalità
Per dimensionare i componenti dell’impianto è necessario calcolare la portata in
ingresso. Poiché trattasi di impianti a sevizio di piazzali tipo, non è possibile far
riferimento a condizioni pluviometriche locali da cui derivare l’entità del deflusso
con dato tempo di ritorno.
E’ possibile però legare il proporzionamento al contesto climatico pugliese
ponendosi nella situazione più gravosa, in modo da garantire il corretto
funzionamento dell’impianto qualunque che sia la localizzazione all’interno del
territorio regionale.
L’individuazione delle condizioni pluviometriche più gravose con dato tempo di
ritorno, ovvero delle caratteristiche pluviometriche dell’evento di progetto, si basa
sull’analisi regionale delle piogge massime annuali di durata compresa tra 1 ora e 1
giorno ( Progetto Va.Pi.), effettuata per tutto il territorio della Puglia.
22
Normative vigenti
Calcolo della portata
Si adotta una ipotesi semplificativa che consiste nel valutare l’intensità di pioggia di
progetto in corrispondenza della minima durata di pioggia per cui sono definite le
curve di possibilità climatica dell’analisi regionale, cioè 1 ora.
Per le sei zone pluviometriche omogenee della Puglia si è calcolata l’altezza di
pioggia media di durata pari a 1 ora, ottenendo:
ZONA
1
2
3
4
5
6
h1 (mm )
28,66
22,23
25,325
24,7
28,2
33,7
Al fine di porsi nella situazione più gravosa, tra i sei valori si è scelto quello più
elevato (zona 6). Tale valore viene moltiplicato per il fattore di crescita K T
corrispondente a un tempo di ritorno di 5 anni. Dividendo per il tempo di pioggia,
ovvero per 1 ora , si è ottenuta l’intensità di pioggia di progetto con tale tempo di
ritorno.
Dimensionamento sedimentatori e disoleatori
La norma UNI EN 858-2 fornisce una guida per la scelta delle dimensioni nominali
degli impianti che servono a separare idrocarburi di origine minerale delle acque
reflue.
Tra gli scopi dell’installazione di impianti di tal genere la norma riporta proprio il
trattamento dell’acqua piovana contaminata da olio (deflusso superficiale)
proveniente da aree impermeabili, per esempio parcheggi per auto, strade, aree di
stabilimenti.
Come componenti dell’impianto di trattamento viene adottato un sedimentatore, un
separatore Classe I e una colonna di campionamento; tale combinazione di elementi
è indicata con la sigla SIP. Per il dimensionamento del separatore SIP si è proceduto
prima alla definizione delle caratteristiche del disoleatore e poi a quelle del
sedimentatore poiché queste ultime dipendono dalla dimensione nominale del
disoleatore.
23
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Capitolo 3
CARICO INQUINANTE DELLE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA
E SISTEMI BMP (Best Management Practices)
3.1 Sostanze inquinanti presenti nelle acque di prima pioggia
Le acque di prima pioggia sono costituite dalle acque di scorrimento superficiale
defluite nei primi istanti di un evento di precipitazione e caratterizzate da elevate
concentrazioni di sostanze inquinanti, spesso addirittura superiori a quelle registrate
negli stessi reflui in condizioni ordinarie.
A seguito degli eventi di precipitazione le acque meteoriche operano il dilavamento
delle superfici urbane asfaltate causando il trasporto in fognatura di sostanze
inquinanti tra le quali, principalmente, solidi sedimentabili (organici o inorganici),
sostanze disciolte, colloidali e sospese, elementi nutritivi, batteri, oli, grassi e
metalli pesanti. Tale fenomeno è noto con il nome di first flush.
L’inquinamento provocato dalle acque di scorrimento superficiale delle aree
urbanizzate è ormai riconosciuto come una delle maggiori cause dell’alterazione
della qualità dei corpi idrici ricettori.
In generale, la superficie stradale rappresenta la causa principale che influenza la
quantità e la qualità delle acque di scolo e ciò è dovuto al fatto che:
-
per precipitazioni con basse intensità, le superfici stradali rappresentano un
significativo contributo di acqua di ruscellamento;
-
molti degli inquinanti trasportati dalle acque di scorrimento sono imputabili al
traffico veicolare o ad attività antropiche connesse.
Oltre al traffico veicolare si possono identificare ulteriori sorgenti significative quali
polveri o altre sostanze che si depositano sulle superfici stradali o a tetto durante i
periodi di tempo asciutto, e sostanze dilavate dall’atmosfera durante gli eventi di
24
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
precipitazione. Quindi una parte rilevante del carico inquinante delle acque di
pioggia proviene dall’atmosfera, le cui caratteristiche di inquinamento sono a loro
volta funzione delle emissioni gassose industriali e civili, del traffico veicolare e
delle particelle trasportate dagli agenti atmosferici.
In particolare il carico inquinante di origine atmosferica riguarda principalmente i
composti disciolti ( solidi disciolti, cloruri, sodio ).
Recentemente è stato dimostrato come anche il dilavamento delle superfici a tetto
rappresenti una fonte di inquinamento considerevole: la presenza di elevate
concentrazioni di metalli pesanti in forma disciolta, in particolare Zn, Cd, Cu e Pb,
nelle acque di scolo provenienti dalle superfici a tetto sono imputabili alla
corrosione di superfici metalliche utilizzate come materiale di copertura e per la
realizzazione di grondaie ed infissi.
La difficoltà principale risiede nel fatto che la qualità delle acque di prima pioggia,
per la natura dei processi che regolano il dilavamento degli inquinanti dalle
superfici urbane, risulta fortemente dipendente dalla specificità del sito in esame ed
in particolare dalle caratteristiche idrologiche, climatiche e morfologiche dell’area
drenata. L’individuazione delle portate che necessitano di captazione e trattamento è
quindi vincolata ad un’accurata caratterizzazione delle acque di prima pioggia in
termini quali-quantitativi nel sito di intervento.
Per comprendere come la qualità delle acque di prima pioggia sia fortemente
condizionata dalla diversa tipologia di superficie, si riportano nelle seguenti tabelle,
i risultati di uno studio condotto da Bannerman (1993). In tale studio sono state
evidenziate le categorie d’uso del suolo ( residenziale, commerciale e industriale ) e
per ognuna di esse sono state esaminate le sorgenti che, dilavate dalla pioggia,
determinano elevate concentrazioni di inquinanti quali: strade con diversa intensità
di traffico, superfici a tetto, aree verdi.
25
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
AREA RESIDENZIALE
Inquinante
Solidi totali [mg/l]
Solidi sospesi [mg/l]
Fosforo totale [mg/l]
Cadmio totale [µg/l]
Cromo totale [µg/l]
Rame totale [µg/l]
Piombo totale [µg/l]
Zinco totale [µg/l]
Strade a
traffico
intenso
796
662
1,31
0,80
5
24
33
220
Strade a
traffico
medio
493
326
1,07
1,40
12
56
55
339
Strade a
traffico
minore
*
*
*
*
*
*
*
*
Strade a
traffico
locale
306
173
1,16
0,50
2
17
17
107
Aree
verdi
600
397
2,67
**
**
13
**
59
Tetti Parcheggi
91
27
0,15
**
*
15
21
149
*
*
*
*
*
*
*
*
AREA COMMERCIALE
Inquinante
Solidi totali [mg/l]
Solidi sospesi [mg/l]
Fosforo totale [mg/l]
Cadmio totale [µg/l]
Cromo totale [µg/l]
Rame totale [µg/l]
Piombo totale [µg/l]
Zinco totale [µg/l]
Strade a
traffico
intenso
*
*
*
*
*
*
*
*
Strade a
traffico
medio
493
326
1,07
1,40
12
56
55
339
Strade a
traffico
minore
373
232
0,47
1,80
16
46
50
508
Strade a
traffico
locale
*
*
*
*
*
*
*
*
Aree
verdi
*
*
*
*
*
*
*
*
Tetti Parcheggi
112
15
0,20
**
**
9
9
330
127
58
0,19
0,60
5
15
22
178
Tetti
Parcheggi
78
41
0,11
**
**
6
8
1155
531
312
0,39
1
12
41
38
304
AREA INDUSTRIALE
Inquinante
Solidi totali [mg/l]
Solidi sospesi [mg/l]
Fosforo totale [mg/l]
Cadmio totale [µg/l]
Cromo totale [µg/l]
Rame totale [µg/l]
Piombo totale [µg/l]
Zinco totale [µg/l]
*
Strade a
traffico
intenso
*
*
*
*
*
*
*
*
Strade a
traffico
medio
958
763
1,50
3,30
15
76
86
479
Strade a
traffico
minore
373
232
0,47
1,80
16
46
50
508
Aree
verdi
879
690
0,94
2,50
23
74
60
575
Strade a
traffico
locale
*
*
*
*
*
*
*
*
sorgente non presente nella categoria d’uso del suolo considerata;
** dati insufficienti.
Tabella 3.1 Concentrazioni medie di inquinanti registrate a Medison (Wisconsin)
secondo l’indagine condotta da Bannerman nei mesi di maggio-giugno 1991.
26
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
In definitiva possiamo dire che il carico inquinante, movimentato dai fenomeni di
dilavamento, è influenzato dalla qualità dell’atmosfera, dall’uso del suolo, dalla
composizione e dalle condizioni della superficie stradale.
Si possono distinguere in ambiente antropizzato due tipologie di sorgenti
inquinanti:sorgenti puntuali, come piazzali di siti produttivi, o sorgenti diffuse,
come le strade ed i tetti che costituiscono un’elevata percentuale della copertura dei
bacini urbani. In particolare, l’origine delle sostanze depositate sulle superfici delle
aree antropizzate è quanto mai varia in quanto dipendente da:
attività domestiche quotidiane (discariche abusive, deposizioni fecali di animali,
grassi, tensioattivi);
attività collegate al traffico veicolare (idrocarburi, sottoprodotti della
combustione dei carburanti, metalli rilasciati in seguito a fenomeni di
corrosione, usura dei pneumatici);
attività riguardanti siti in costruzione (polveri, solidi sedimentabili derivanti da
fenomeni erosivi);
attività svolte in siti produttivi (demolizioni auto, distributori di carburante,
autolavaggi);
Durante i periodi di tempo secco ( assenza di precipitazioni ) tali sostanze
inquinanti si accumulano sulla superficie dei bacini di drenaggio e il fenomeno è
attenuato solamente per effetto della rimozione naturale dovuta al traffico veicolare
o al vento, oppure dalla rimozione diretta operata dai mezzi di pulizia delle strade.
Tuttavia, la mancanza di una definizione univoca in termini quantitativi del
fenomeno del first flush, comporta un’ oggettiva difficoltà nella caratterizzazione
delle acque di prima pioggia, sulla base dei parametri tecnicamente rappresentativi.
La mancata caratterizzazione e determinazione dei volumi interessati da tale
fenomeno, rende particolarmente difficoltoso il corretto dimensionamento delle
strutture atte all’adeguato contenimento e trattamento.
Nell’ambito della gestione dei sistemi di drenaggio urbano, l’interesse della ricerca
si è pertanto indirizzato, in primo luogo, alla caratterizzazione delle acque di prima
27
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
pioggia e successivamente ai possibili interventi (compatibili con i sistemi di
drenaggio esistenti) per mitigarne l’impatto sui corpi idrici ricettori.
In questo ambito negli ultimi decenni si sono susseguiti una serie di studi volti
all’analisi dei processi di accumulo e trasporto di inquinanti, dalle aree antropizzate
alla rete di drenaggio e al corpo ricettore.
La seguente Tabella
riporta gli intervalli di concentrazione dei più comuni
parametri inquinanti riscontrati in numerose campagne di campionamento.
CONCENTRAZIONE MEDIA PER EVENTO (mg/l)
SST
BOD5
COD
NH4
Pb
Sistema fognario pluviale
21-582
7-22
33-265
0,2-4,6
0,03-3,1
Scaricatore di piena di
sistema fognario unitario
237-635
43-95
120-560
2,9-4,9
0,15-2,9
Autostrade
28-1178
12-32
128-171
0,02-2,1
0,15
Tetti
12-216
3-8
58-81
0,4-3,8
2,9
Cunette stradali
15-840
7-241
25-109
0,7-1,4
0,001-0,03
Zona residenziale
112-1104
7-56
37-120
0,3-3,3
0,06-0,85
Zona commerciale
230-1894
5-17
74-160
0,03-5,1
0,09-0,44
45-375
8-12
40-70
0,2-1,1
0,1-0,4
Industrie
Limiti fissati dal D. Lgs. 152/1999
Scarico
in
acque
≤ 35
≤ 25
≤ 125
-
-
Scarico in acque
superficiali:
acque reflue industriali**
≤ 80
≤ 40
≤ 160
≤ 15
≤ 0,2
Scarico sul suolo***
≤ 25
≤ 20
≤ 100
-
≤ 0,1
superficiali: acque reflue
urbane*
* Tabella 1 (Allegato 5): Limiti di emissione per gli impianti di acque reflue urbane
** Tabella 3 (Allegato 5): Limiti di emissione per le acque reflue industriali
*** Tabella 4 (Allegato 5): Limiti di emissione per le acque reflue urbane e industriali che recapitanosul
suolo
Tabell 3.2 Range di concentrazione di alcuni inquinanti nelle acque di dilavamento
di superfici a diversa destinazione e confronto con i limiti previsti dal D Lgs.
152/1999
28
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
La caratterizzazione delle acque di dilavamento di superfici antropizzate attraverso
campagne di monitoraggio è divenuta, in questo contesto, strumento indispensabile
per individuare l’effettivo volume di acque di prima pioggia che necessitano di
captazione e trattamento.
Il fenomeno del first flush , inteso come la prima parte del volume delle acque di
scolo contenente la maggior parte del carico inquinante che viene dilavato durante
un evento di precipitazione , è tutt’oggi oggetto di studio. Quindi il volume di prima
pioggia corrisponde al volume defluito, fino al momento in cui si verifica il picco di
concentrazione.
Per stabilire quali tra le caratteristiche idrologiche, climatiche, morfologiche del
bacino e del sistema fognario, influenzino il processo sono state fornite diverse
ipotesi. Nella seguente tabella sono evidenziati i principali fattori ritenuti
determinanti per il verificarsi del fenomeno del first flush.
Fattori idrologici
Fattori climatici
Caratteristiche del bacino
Caratteristiche della rete fognaria
Altri fattori
-
Durata dell’evento piovoso
-
Altezza di pioggia
-
Intensità di pioggia
-
Forma dell’idrogramma
-
Volume di scorrimento superficiale
-
Periodi di tempo secco antecedente
-
Intensità delle piogge antecedenti
-
Periodo dell’anno
-
Temperatura
-
Area
-
Pendenza
-
Forma
-
Utilizzo del suolo/tipo superficie
-
Tipologia ( mista/separata )
-
Struttura ( dimensioni/pendenza )
-
Qualità delle acque di pioggia
-
Densità del traffico
Tabella 3.3 Fattori che influenzano il fenomeno del first flush ( L.G. Lanza, 2003)
29
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
I primi approcci scientifici, svolti a partire dalla metà degli anni 90, hanno
dimostrato che in sistemi fognari unitari, l’entità del carico inquinante (in
particolare solidi sospesi) nel first flush, è influenzato quasi equamente dal periodo
antecedente di tempo asciutto, dal picco di intensità e dalla durata della
precipitazione. Ulteriori sviluppi della ricerca hanno consentito di approfondire
maggiormente il processo del washoff e da questi è emerso come il periodo
antecedente di tempo secco e l’intensità di pioggia
influenzano in maniera
significativa l’occorrenza e l’intensità del first flush. Il primo influenza il processo
di deposizione di tali inquinanti sul manto stradale, sui tetti e nella rete fognaria
mentre il secondo caratterizza il processo di dilavamento.
A tale proposito bisogna aggiungere che sul naturale reticolo idrografico,
l’urbanizzazione produce, essenzialmente tre tipi di alterazioni:
La ridotta attività vegetazionale (evapotraspirazione), la minore infiltrazione
delle acque meteoriche nel sottosuolo ed i contemporanei diffusi prelievi
d’acqua dalle falde, condizionano in modo sostanziale il bilancio idrologico,
determinando una riduzione della ricarica della falda;
Il livellamento delle depressioni naturali e la maggiore impermeabilizzazione
delle superfici, unita alla consequenziale maggiore velocità degli afflussi
superficiali (aumento del coefficiente di afflusso ϕ) in tempo di pioggia,
aumentano le portate idrauliche per unità di superficie trasformata (aumento
del coefficiente udometrico υ), in emissione ai corpi ricettori finali,
aggravando i problemi connessi con le esondazioni e la stabilità dei suoli;
La quantità e l’inquinamento delle acque meteoriche di dilavamento, che
interessano gli agglomerati urbani, sempre maggiori rispetto alle circostanti
aree rurali, ha ormai assunto un’importanza analoga, per il trattamento, a
quella delle acque reflue.
30
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
3.1.1 Il traffico veicolare
I veicoli costituiscono una fonte diretta ed indiretta di inquinamento contribuendo
all’accumulo di carico inquinante attraverso i prodotti della combustione
(monossido di carbonio, ossidi di azoto), l’usura delle guarnizioni dei freni, della
frizione e delle altre parti meccaniche in movimento; la composizione e la quantità
di particolato emesso dagli scarichi delle auto dipendono da molteplici fattori tra cui
il tipo di combustibile e l’età del veicolo.
È stato valutato che circa il 65% degli idrocarburi derivano dai processi di
evaporazione che interessano il carburatore e la coppa dell’olio, mentre l’usura delle
parti meccaniche in movimento e la corrosione della carrozzeria comportano
principalmente il rilascio di metalli pesanti.
Ulteriori cause sono direttamente imputabili alla perdita di liquidi lubrificanti, oli e
grassi del motore. Inoltre l’usura dei pneumatici causa la presenza di ossidi di zinco,
cadmio e composti della gomma.
Indirettamente, invece, il traffico veicolare è tra le cause che provocano l’erosione
dei manti stradali e il trasporto di sedimenti da aree di parcheggio, strade urbane,
siti in costruzione; circa il 95% dei solidi dilavati dalla pioggia hanno, infatti,
origini differenti e sono trasportati sulle superfici stradali ad opera degli stessi
veicoli .
Occorre inoltre osservare che nei pressi del marciapiede e all’interno di una fascia
larga un metro, può accumularsi una quantità di sedimenti pari a circa il 95% del
valore totale presente sulla sede stradale.
A tale proposito si riporta la seguente tabella in cui si evidenzia la fonte primaria di
inquinamento e l’inquinante; si riscontra che il traffico veicolare comporta un
notevole incremento delle sostanze inquinanti.
31
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
INQUINANTE
FONTE PRIMARIA
Solidi
Usura del manto stradale, veicoli, attività di manutenzione
Azoto
Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradali
Fosforo
Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradali
Piombo
Zinco
Ferro
Rame
Cadmio
Cromo
Scarichi delle auto, usura dei pneumatici, oli e grassi
lubrificanti,usura dei cuscinetti
Usura dei pneumatici, oli e grassi del motore
Ruggine dei veicoli, strutture stradali in acciaio, parti meccaniche
in movimento
Corrosione della carrozzeria, usura dei cuscinetti e delle spazzole,
parti meccaniche in movimento, fungicidi, insetticidi, pesticidi
Usura dei pneumatici, pesticidi
Corrosione della carrozzeria, parti meccaniche in movimento, usura
del rivestimento dei freni
Scarico del diesel e della benzina, oli lubrificanti, corrosione della
Nichel
carrozzeria, usura dei freni, usura del rivestimento dei freni,
superfici asfaltate
Manganese
Parti meccaniche in movimento, scarichi delle auto
Cianuro
Composti anti-gelo
Cloruro di
Sodio/Calcio
Solfati
Idrocarburi
PCB
PAH
Sali anti-gelo
Superfici stradali, benzine e sali sgelanti
Perdita di lubrificanti, fluidi anti-gelo e idraulici, lisciviazione
attraverso superfici asfaltate
Catalizzatori PCB in pneumatici sintetici, spray per segnaletica
stradale
Lisciviazione attraverso superfici asfaltate
Tabella 3.4 Inquinanti presenti sulle strade e rispettive fonti ( Ball et al.1998 )
32
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
La quantificazione dei contributi diretti all’inquinamento diffuso, imputabili al
traffico veicolare, non risulta certamente semplice. Numerose ricerche si sono
susseguite negli anni e gli esiti di una di queste realizzata a Washington da D.G.
Shaheen nel 1975 sono evidenziate nella seguente Tabella.
Solidi organici
5.1
BOD
0.23
COD
5.4
Oli
0.64
Fosforo Totale
0.06
Piombo
1.2
Tabella 3.5 Percentuali in massa dei solidi totali degli inquinanti dovuti al traffico
veicolare ( D.G. Shaheen, 1975)
3.1.2 L’atmosfera
Una parte rilevante del carico inquinante delle acque di dilavamento proviene
dall’atmosfera, le cui caratteristiche di inquinamento sono a loro volta funzione
delle emissioni gassose industriali e civili, del traffico veicolare e delle particelle
trasportate dagli agenti atmosferici. Durante i periodi di tempo secco si verifica,
infatti, il deposito di polveri presenti nell’atmosfera, mentre durante gli eventi di
precipitazione avviene il dilavamento del particolato atmosferico o di altre sostanze
inquinanti presenti in atmosfera. In particolare, il carico inquinante di origine
atmosferica riguarda principalmente i composti disciolti (solidi disciolti, cloruri,
sodio).
In una ricerca condotta da Bellinger nel 1982, su 11 eventi monitorati, in media
circa il 2% dei composti ionici (quali Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl−, SO42−) e il 10% dei
solidi sospesi ( rispetto al carico totale delle acque di dilavamento ) provenivano
33
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
dall’atmosfera. Per ogni evento i valori erano tuttavia estremamente variabili con
punte del 78% per i costituenti ionici e del 48% per i solidi sospesi. Infine la
pioggia rappresenta il mezzo attraverso cui il particolato originato dagli scarichi
veicolari si deposita a terra.
Tramite il monitoraggio di campioni di pioggia (prelevati prima del contatto con la
superficie), è stato verificato che la qualità delle acque meteoriche potrebbe
influenzare significativamente le concentrazioni di Fosforo e Azoto totali, presenti
nelle acque di scolo, come illustrato nella Tabella 3.6.
DEPOSIZIONE CAUSATA
DALLA PIOGGIA
[mg/l]
5 – 70
DEPOSIZIONE CAUSATA DALLO
SCIOGLIMENTO DELLA NEVE
[mg/l]
263 – 690
COD
8 – 27
12 – 25
Solfati
5 – 46
–
Fosforo totale
0,02 – 0,37
–
Azoto nitrico
0,5 – 4,5
4–6
Piombo
0,03 – 0,12
0,3 – 0,4
Zinco
0,05 – 0,38
0,3 – 0,4
INQUINANTE
Solidi Sospesi
Tabella 3.6 Deposizione di inquinanti causata da pioggia e neve( da Bazzurro et al., 2000)
3.1.3 Le superfici a tetto
Negli anni novanta è stato evidenziato come il dilavamento delle superfici a tetto
rappresenti una fonte d’inquinamento considerevole (Chang e Crowley, 1993;
Foster, 1996). Negli scorsi decenni, infatti, lamiere zincate e fogli di rame sono stati
comunemente utilizzati sia come materiale di copertura sia per la realizzazione di
pluviali ( ad esempio l’80% dei tetti di Parigi sono coperti con lamiere di zinco ).
Qualsiasi metallo esposto agli agenti atmosferici è soggetto a un processo di
corrosione; la composizione e la natura dei prodotti di corrosione che si formano
34
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
sugli strati superficiali, dipendono principalmente dalle condizioni ambientali in
termini di umidità, temperatura, deposizione di particolato atmosferico e inquinanti
gassosi, quali biossido di zolfo (SO2), ossidi di azoto (NOx), ozono (O3), acido
cloridrico (HCl), cloruro di sodio (NaCl) e solfato d’ammonio ((NH4) 2 SO4).
La presenza di elevate concentrazioni di metalli pesanti, come Zn, Cd, Cu e Pb,
nelle acque di scolo provenienti dalle superfici a tetto sono quindi imputabili al
materiale di copertura, alle grondaie e ai telai delle finestre. Tali inquinanti, presenti
in forma disciolta, se direttamente scaricati, possono avere effetti tossici sui corpi
idrici naturali, inoltre costituiscono una potenziale fonte di contaminazione del
terreno, attraverso locali infiltrazioni.
Inquinanti quali composti organici, metalli pesanti ed elementi nutritivi possono
legarsi attraverso processi di assorbimento (Hogland, 1984) alle particelle solide,
che rappresentano così uno dei principali veicoli di trasporto degli inquinanti. In
generale, i solidi sospesi sono quindi ritenuti un buon indicatore per la stima del
carico inquinante.
Fonte principale di tali solidi è rappresentato dall’erosione del manto stradale che
genera circa il 40-59% dei solidi totali, con caratteristiche granulometriche
estremamente differenti che si estendono da valori inferiori al µm sino ad oltre 104
µm e con valori di peso specifico variabile tra 1,8 e 5,0 g/cm3; l’abrasione dei
pneumatici, invece, genera circa il 20-30% del materiale solido con particelle di
diametro inferiore ai 20 µm e peso specifico tra 1,5 e 1,8 g/cm3 ( Kobriger e
Geinopolos, 1984; Sansalone, 1998).
È stato evidenziato che le caratteristiche granulometriche e la massa del particolato
rivestono un ruolo significativo nella distribuzione e nei processi di trasporto di
inquinanti quali i metalli pesanti.
Diverse ricerche (Thomson, 1997) infatti, sono state svolte allo scopo di individuare
quali tra solidi sospesi (TSS), solidi volatili (VSS) e solidi disciolti totali (TDS)
risultassero gli indicatori maggiormente rappresentativi del carico inquinante.
35
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Alcuni ricercatori ( Sansalone, 1995) hanno invece studiato la distribuzione della
concentrazione dei metalli rispetto alla dimensione delle particelle.
In passato gli studi sperimentali condotti in tale direzione indicavano come le più
elevate concentrazione di metalli, in fase aggregata, fossero associabili alle
particelle più fini ( Xanthopoulos e Hahn, 1990; Price e Younge, 1995 ).
Relativamente alle concentrazione tali correlazioni risultano corrette, ma sono state
causa di erronee interpretazioni che hanno portato ad affermare che la maggioranza
dei metalli pesanti, in termini di massa, è presente sulle particelle più fini, senza
nessuna considerazione granulometrica. Includendo la valutazione di parametri
quali la curva di distribuzione granulometrica e la superficie specifica delle
particelle, è stato recentemente dimostrato che la massa totale dei metalli pesanti è
prevalentemente associata con particelle medio-grossolane di origine inorganica
(valore del peso specifico intorno ai 2,65 g/cm3) e che la sua distribuzione è
fortemente correlata all’area superficiale delle particelle.
Per quanto riguarda la concentrazione di COD e BOD5 è stata verificata una stretta
correlazione con i solidi totali in sospensione.
3.1.4 Carico inquinante delle acque di prima pioggia
Il carico inquinante delle acque di prima pioggia dipende da due fattori principali:
l’accumulo di inquinanti sulle superfici urbane e la capacità di dilavamento da parte
delle piogge.
In letteratura esistono diversi studi che hanno cercato di individuare leggi di
accumulo del materiale su superfici stradali appartenenti a diverse zonizzazioni
urbane. Tra queste, alcune seguono leggi lineari come SERVAT (Servat, 1984),
spesso utilizzate per l’analisi di piccoli bacini, e altre seguono leggi esponenziali
come il modello SWMM (Storm Water Management Model - Alley e Smith, 1981;
Huber e Dickinson, 1988).
Storm Water Managemant Model è un software complesso in grado di simulare il
movimento della precipitazione meteorica e degli inquinanti da essa trasportati,
36
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
dalla superficie del bacino alla rete dei canali e condotte che costituiscono il sistema
di drenaggio urbano. Il modello è completo in quanto viene simulata la successione
dei processi del ciclo idrologico, in maniera dettagliata. Le simulazioni possono
riguardare un periodo molto ampio comprendente numerosi eventi meteorologici
intervallati da periodo di tempo asciutto; possono essere eseguite, quindi,
simulazioni di tipo continuo. Riassumendo possiamo ritenere il modello fisicamente
basato, distribuito, deterministico, completo.
SWMM si può utilizzare per progettazione e verifica di sistemi di drenaggio o per
valutazioni idrologiche ed idrauliche. Offre, infatti, la possibilità di compiere calcoli
e simulazioni idrauliche, grazie alla completa risoluzione delle equazioni di De
Saint Venant, su una rete di canali o condotte sollecitate da fenomeni meteorici o
ingressi di natura diversa, permettendo di monitorare anche varie tipologie di
inquinanti.
Il modello SWMM rappresenta il fenomeno di generazione e accumulo dei solidi
sulla superficie del bacino ove il primo fattore è legato alla massa residua
dell’ultimo evento, che tende a decrescere all’aumentare del tempo secco
antecedente l’evento, a causa dei diversi fenomeni di scomparsa ; mentre il secondo
fattore è funzione del tasso di accumulo della zona legato alle caratteristiche del
traffico stradale, alla situazione climatica locale, al tipo di pavimentazione, e
descrive l’evolversi quantitativo della generazione e dell’accumulo sulla superficie
del bacino dopo la fine dell’ultima pioggia.
Per descrivere questi aspetti, la formula che si è adottata è la seguente:
(
)
 Accu 
 ⋅ A ⋅ Pimp ⋅ 1 − e − ( Disp⋅dts ) + Mr ⋅ e − ( Disp⋅dts )
Ma(dt s ) = 
Disp


(1)
con:
37
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Ma
Massa accumulata sulla superficie del bacino [kg/ha];
dt s
Tempo secco dalla fine dell’ultimo evento di pioggia [h];
Disp Coefficiente di scomparsa [giorni−1]; rappresenta la scomparsa delle
particelle dovuta al vento e al traffico automobilistico, alla degradazione
biologica e biochimica ( usualmente il suo valore viene di solito posto pari a
0,08 giorni−1 );
Mr
Massa residua alla fine dell’evento di pioggia precedente [kg], posta pari al
valore misurato all’inizio di ogni prova;
A
Superficie del bacino [ha];
Pimp
Frazione impermeabile del bacino [adimensionale] (viene posta Pimp =1);
Accu Tasso di accumulo dei solidi [kg/(ha·giorno)], rappresenta la produzione di
solidi dovuti all’erosione delle strade e dei pneumatici. Da indagini
sperimentali il suo valore è risultato pari a:
Zone residenziali scarsamente abitate
Zone residenziali altamente abitate
Accu= 5÷6 [kg/(ha·giorno)]
Accu= 10÷25 [kg/(ha·giorno)]
Zone commerciali
Accu= 15 [kg/(ha·giorno)]
Zone industriali
Accu= 35 [kg/(ha·giorno)]
La massa accumulata, incrementa il suo valore fino al valore limite:
 Accu 
 ⋅ A ⋅ Pimp
Ma = 
 Disp 
(2)
Tale valore limite, secondo le ricerche condotte da Sartor e altri (1974), viene
raggiunto dopo circa 10 giorni, con una notevole dipendenza dal luogo e dalle
condizioni climatiche.
Vengono di seguito illustrate leggi di accumulo dei rifiuti stradali per metro di
strada, trovate da Sartor e Boyd (1974) per diversa zonizzazione urbana, avendo
38
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
supposto la superficie perfettamente pulita al tempo t=0. Si osserva che la maggiore
quantità di materiale si accumula sulla massicciata nei giorni immediatamente
successivi all’ultima pulizia. L’azione del vento e degli spostamenti d’aria provocati
dal traffico veicolare spostano parte dei sedimenti fuori dalla piattaforma stradale;
per questo motivo, l’accumulo di materiale raggiunge un valore limite dopo un
massa accumulata (g/m2)
certo numero di giorni.
400
300
zona
zona
zona
zona
200
industriale
mista
residenziale
commerciale
100
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
giorni dall'ultimo evento meteorico
39
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
3.2 Riduzione del carico inquinante e della portata da trattare attraverso
sistemi BMP
Le Best Management Practices (BMP) comprendono tutti quei sistemi che possono
essere sviluppati sia per ridurre i deflussi di pioggia, sia per contenere
l’inquinamento causato dalle acque di prima pioggia. Sono sistemi molto flessibili
che vengono progettati appositamente per l’obiettivo che si intende raggiungere in
relazione alle caratteristiche dell’area in esame.
Data la forte mole di inquinanti presente nelle acque di prima pioggia, queste
devono per forza di cose essere trattate prima di esser riversate nei corpi idrici
ricettori, e prima di affrontare le varie problematiche legate alla separazione delle
stesse dalle restanti acque, va precisato che è possibile adottare metodi alternativi
per ridurre il carico inquinante, o anche per limitare la portata da convogliare al
trattamento, nonché cercare di riutilizzare determinate aliquote delle acque di prima
pioggia per usi non pregiati, e tali sistemi vengono indicati con l’acronimo
anglosassone BMP . Tali metodi sono: pulizia stradale con mezzi dotati di spazzole
e aspiratori, nonché con autobotti, riduzione delle superfici impermeabili, e
riutilizzo delle acque dei tetti per usi non pregiati.
3.2.1 Pulizia periodica stradale
Ogni qualvolta vengono effettuate operazioni di pulizia della sede stradale, una
parte del materiale solido accumulatosi durante i giorni secchi precedenti viene
rimosso.
La pulizia può essere effettuata mediante lavaggio con autobotti oppure utilizzando
macchine spazzatrici provviste di due spazzole che ruotano in direzione opposta e
convogliano il materiale raccolto in direzione della bocca di aspirazione, mentre
degli ugelli, in posizione laterale alle spazzole, spruzzano acqua permettendo così al
materiale aspirato di amalgamarsi e alla polvere di non essere risoffiata all’esterno.
40
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Entrambe le metodologie hanno un effetto selettivo: col primo metodo, sono
movimentate le particelle più fini, mentre, col secondo metodo,. si riescono ad
asportare principalmente le particelle più grossolane. Il lavaggio mediante autobotti,
comunque, non produce un’asportazione delle particelle inquinanti, ma ne
determina solo uno spostamento dalla superficie stradale alle caditoie.
Vari studi hanno mostrato come le operazioni di pulizia presentino una buona
efficienza nella rimozione del materiale di diametro superiore al millimetro, ma con
maggiore difficoltà riescono a rimuovere il particolato di dimensioni minori.
Il problema si aggrava se si considera che, la maggior parte del potenziale
inquinante è associata alla frazione più fine dei sedimenti solidi accumulati sulla
superficie stradale. Queste particelle sono anche le più pericolose perché possono
contaminare molto più facilmente le acque di drenaggio in quanto, per la loro stessa
natura, si aggregano fra loro per poi cementarsi.
Per materiale di dimensioni inferiori a 43 µm solo il 15% del materiale viene
raccolto, mentre con dimensioni minori a 246 µm ne rimane a terra il 52%.
Nonostante la scarsa efficienza dei mezzi di pulizia, un adeguato programma di
pulizia in tempo secco è in grado di eliminare notevoli quantità di inquinanti che
entrerebbero nella rete fognaria in tempo di pioggia, ingrossando la portata nera
iniziale con apporti di acqua che non hanno più proprietà diluenti.
Dimensioni delle particelle ( µm )
Efficacia di rimozione ( % )
0-40
16
40-100
0
100-250
48
250-850
60
850-2000
67
> 2000
79
Tab.3.7 Tassi di rimozione caratteristici delle operazioni di pulizia
[Sartor,
Boyd,1972;Pitt,1979 e1985]
41
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Considerando la pulizia delle strade, l’andamento della massa accumulata viene
descritto dal seguente grafico.
Massa
presente sul
bacino M(kg)
lassi di tempo tra le varie pulizie
intervalli in cui viene effettuata
la pulizia meccanica delle strade
Tempo asciutto t s
Da un’analisi di laboratorio effettuata su del materiale aspirato dai mezzi dotati di
spazzole e aspiratore in via Togliatti a Bologna, si può notare come l’efficienza,
espressa in termini di rimozione della massa inquinante presente sulla superficie
stradale, dia migliori risultati (46% e 54%) in corrispondenza di classi
granulometriche maggiori (> 2000 µm e 2000÷1190 µm), con un valore medio su
tutte le classi granulometriche pari a circa il 33%:
Efficienza di rimozione (%)
60
50
40
30
20
10
0
>2000
20001190
1190-595 595-297 297-150
150-75
Classi granulometriche (µm)
<75
totale
42
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
3.2.2 Incidenza delle superfici impermeabili
L’impermeabilizzazione del suolo (soil sealing) è un processo strettamente legato
alla progressiva urbanizzazione e infrastrutturazione del territorio e produce la
separazione dei suoli dagli altri compartimenti dell’ecosistema attraverso la
copertura della superficie del suolo con un materiale
impermeabile come
calcestruzzo, metallo, vetro, catrame e plastica (European Environment Agency,
2009) o attraverso il cambiamento della natura del suolo che si comporta come un
mezzo impermeabile (Di Fabbio et al., 2007).
Si tratta di trasformazioni difficilmente reversibili e con effetti negativi
sull’ambiente difatti un terreno impermeabilizzato influenza il clima urbano e
riduce la superficie disponibile per lo svolgimento delle funzioni del suolo, tra cui
l’assorbimento
di
acqua
piovana
per
infiltrazione.
La
diminuzione
dell’evapotraspirazione e della capacità di assorbimento delle acque da parte del
suolo aumenta lo scorrimento superficiale e i conseguenti fenomeni erosivi con un
trasporto nei collettori naturali e artificiali di grandi quantità di sedimento, oltre ad
una riduzione dei tempi di corrivazione .
Il suolo in condizioni naturali è in grado, in funzione della sua porosità permeabilità
e umidità, di trattenere una grande quantità delle acque di precipitazione
atmosferica contribuendo a regolare il deflusso superficiale. Al contrario, in un
ambiente antropizzato, la presenza di superfici impermeabilizzate, la riduzione della
vegetazione, l’asportazione dello strato superficiale ricco di sostanza organica e
l’insorgere di fenomeni di compattazione determinano un grave scadimento della
funzionalità del suolo (Ajmone Marsan, 2009).
Quindi l’impermeabilizzazione dei suoli è un fondamentale elemento che genera il
fenomeno degli impatti inquinanti dovuti alle acque di prima pioggia, difatti sui
suoli impermeabilizzati e lisci il particolato si deposita continuamente senza
possibilità di assorbimento o di digestione. L’assenza di vegetazione e la spinta
impermeabilizzazione dei suoli nelle città favoriscono lo scorrimento superficiale
43
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
peggiorando la qualità dell’acqua, aumentando la velocità e la quantità dell’acqua di
scorrimento superficiale.
Tutto questo ha causato serie alterazioni al ciclo idrogeologico nelle aree interessate
che ha comportato modificazioni negative ai corpi recettori in quantità (portate
eccessive e concentrate) e in qualità (acque sempre più contaminate da
inquinamento diffuso).
La valutazione del consumo di suolo e delle dinamiche di utilizzo del territorio,
comporta necessariamente il ricorso a tecniche e strumenti di lettura di processi
spaziali e di analisi geografica. La metodologia utilizzata nel contributo ISPRA
(edizione 2009) al fine di garantire una valutazione del consumo di suolo a scala
urbana, omogenea a livello nazionale, si avvale della stima della perdita di “suolo
permeabile”. Per ottenere una misura dell’effettivo suolo che si è consumato nel
corso degli anni è stato utilizzato un approccio di tipo statistico campionario basato
sulla fotointerpretazione di punti inquadrati in una rete di monitoraggio predisposta
per ogni area urbana (Norero e Munafò 2009).
La rete di monitoraggio è stata predisposta sulla base di una griglia regolare a
maglia quadrata di lato pari a 2 km. All’interno di ogni cella della griglia, sono stati
individuati, in maniera casuale, un numero di punti adeguato a rendere il campione
significativo in ogni area urbana per l’intero territorio comunale.
Il campione è stato fotointerpretato con il contributo delle ARPA/APPA per stimare
il grado di impermeabilizzazione del territorio di aree urbane e per valutare il
relativo consumo di suolo. Inoltre la valutazione può essere realizzata in relazione
alla popolazione residente con riferimento al consumo di suolo procapite annuo e
all’intensità d’uso, ovvero il rapporto tra il numero di abitanti e la superficie
impermeabile.
I risultati ottenuti evidenziano un trend generalizzato in cui le superfici
impermeabilizzate proseguono, nel territorio dei 26 comuni analizzati, con un
incessante incremento a causa dell’espansione edilizia e urbana e di nuove
infrastrutture. L’importanza del fenomeno dell’impermeabilizzazione del suolo in
44
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
alcune aree urbane arriva a coprire più della metà del territorio comunale (con punte
del 60% a Milano e Napoli). I risultati mostrano valori elevati di consumo di suolo
relativo nei comuni di Parma, Taranto, Modena, Prato, Foggia e Firenze; i valori
massimi di consumo di suolo rispetto alla superficie comunale si riscontrano invece
a Firenze, Milano, Parma, Prato, Bologna, Padova e Monza.
Il consumo di suolo procapite annuale, che raccoglie nella sua espressione oltre a
valori assoluti di suolo consumato anche il collegamento alle effettive esigenze
demografiche, permette di confrontare aree urbane con popolazione residente
diversa (Figura 3.1). I valori massimi sono ottenuti nei comuni di Parma, Venezia,
Potenza, Foggia e Taranto. L’elevato consumo di suolo a Parma è dovuto, oltre che
allo sviluppo dell’area urbanizzata, anche alle significative attività di realizzazione,
nel periodo considerato, di nuove infrastrutture ferroviarie; va tuttavia considerato
che alcune aree di cantiere o di deposito di materiale, classificate come
impermeabili nel 2006, rappresentano in alcuni casi delle aree di occupazione
temporanea che potranno essere facilmente recuperate in futuro.
Il consumo di suolo procapite assume invece valori molto inferiori alla media nei
comuni di Torino, Bolzano, Napoli e Genova.
I dati ottenuti mostrano come le città italiane siano sempre più impermeabilizzate.
L’espansione urbana e il progressivo allargamento dei limiti della città a scapito dei
territori agricoli o boschivi rappresentano una grave e spesso sottovalutata pressione
sul territorio e sull’ambiente. Inoltre, la crescita della città sembra non avere più lo
stesso rapporto con la popolazione, come avveniva nel passato, così anche in
assenza di crescita demografica, l’urbanizzazione prosegue con un ritmo elevato,
come esito di diversi fattori come la ricerca di una maggior qualità abitativa in
termini di tipologie edilizie e urbane a bassa densità, la liberalizzazione delle attività
produttive che ha svincolato tali attività dalle previsioni urbanistiche e la necessità
di nuove infrastrutture di trasporto stradale e ferroviario.
45
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Fig. 3.1 Consumo di suolo procapite annuo nelle aree urbane
Il fenomeno del consumo di suolo può essere contenuto attraverso le scelte operate
dalla pianificazione urbanistica sull’espansione e sulle trasformazioni del tessuto
urbano, in modo da garantire la compatibilità delle scelte di sviluppo con il
mantenimento ed il miglioramento della qualità dell’ambiente e della vita dei
cittadini.
Alcune regioni hanno adottato leggi in materia di pianificazione territoriale e
urbanistica che inseriscono il controllo dell’impermeabilizzazione e del consumo di
46
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
suolo tra i parametri che devono guidare l’espansione e la trasformazione del
tessuto urbano (come, ad esempio, Emilia-Romagna, Piemonte, Sardegna, Toscana,
Umbria, Provincia autonoma di Bolzano). Anche alcuni piani urbanistici tengono in
considerazione la problematica prevedendo la presenza di indici specifici riferiti
all’impermeabilizzazione o di misure dirette al controllo dell’estensione delle aree
impermeabilizzate, delle tipologie di aree trasformate e di mitigazione degli effetti
(Di Fabbio et al., 2007). Esistono anche soluzioni sperimentate per ridurre
l’impermeabilizzazione nelle aree urbane quali i parcheggi drenanti, i canali
filtranti, ma anche le soluzioni di raccolta della pioggia dalle coperture degli edifici,
i “tetti verdi” , che potrebbero essere recepite negli atti regolamentari delle
amministrazioni locali (Conte, 2008).
Il sistema di monitoraggio del consumo di suolo urbano, predisposto da ISPRA in
collaborazione con la rete delle ARPA/APPA, è ora in grado di fornire, sulla base di
un unico sistema omogeneo, gli elementi conoscitivi e il supporto per la valutazione
dell’entità del fenomeno stimolando anche lo sviluppo di misure di contenimento
efficaci integrate nelle più generali politiche a sostegno dello sviluppo sostenibile
degli insediamenti umani nel territorio. Un’analoga rete di monitoraggio, di livello
nazionale, è utilizzata da ISPRA per la valutazione del consumo di suolo nel nostro
Paese (ISPRA, 2010).
A tale proposito le BMP vengono classificate generalmente nelle seguenti tre
categorie: sistemi vegetati, sistemi filtranti e sistemi ad infiltrazione.
Per i sistemi filtranti i filtri sono strutture che utilizzano una matrice drenante come
sabbia, ghiaia o torba in grado di rimuovere parte dei composti inquinanti presenti
nelle acque di prima pioggia in forma particolata. Generalmente questi sistemi
vengono utilizzati per il trattamento delle acque dei primi 15-30 mm di pioggia
provenienti da superfici di modeste dimensioni, come parcheggi o aree urbanizzate,
o comunque laddove non è possibile l’utilizzo di sistemi a superfici elevate.
47
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
I tipi di filtro più utilizzati possono essere raggruppati in due categorie:
Filtri a sabbia superficiali;
Filtri tricamerali.
I sistemi ad infiltrazione invece permettono la penetrazione dell’acque nel suolo, e
possono quindi riprodurre l’originale equilibrio idrico presente prima delle sviluppo
urbanistico, riducendo le portate che vengono scaricate nei ricettori e provvedendo
alla ricarica delle falde sotterranee. Questi sistemi agiscono non solo sulla quantità
ma anche sulla qualità delle acque, in quanto la percolazione nel suolo comporta la
rimozione di parte degli inquinanti presenti: le sostanze particolate vengono
trattenute dal terreno mentre i microrganismi in esso presenti contribuiscono alla
rimozione delle sostanze organiche. Tuttavia essi presentano alcuni svantaggi,
dovuti proprio al fatto di favorire l’infiltrazione delle acque nel suolo. Tali sistemi
infatti vanno evitati in zone in cui l’approvvigionamento idrico viene effettuato
utilizzando acque di falda, in quanto esiste la possibilità di un potenziale
inquinamento, soprattutto quando le acque provengono da aree commerciali o
industriali e contengono elevate concentrazioni di sostanze inquinanti quali metalli
pesanti e composti organici. Inoltre i sistemi ad infiltrazione non possono essere
utilizzati in presenza di terreni a bassa permeabilità.
I sistemi ad infiltrazione comprendono generalmente le seguenti tipologie di
strutture:
Bacini di infiltrazione;
Canali infiltranti;
Pavimentazioni porose;
Pozzi asciutti.
48
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
3.2.3 Riutilizzo delle acque dei tetti per usi non pregiati
Con l’acronimo BMP(Best Management Practices), s’intendono tutti quei sistemi
diffusi che possono essere sviluppati sia per ridurre i deflussi di pioggia sia per
contenere l’impatto inquinante delle acque di “prima pioggia” (M. Maglionico,
2006). Questi interventi devono essere differenziati in funzione della qualità
dell’acqua che occorre gestire, ossia distinguendo tra le acque che possono essere
riutilizzate od immesse nel corpo recettore senza particolari trattamenti e le acque
che occorre, invece, sottoporre a trattamenti qualitativi specifici. E’, infatti, evidente
che, nella maggior parte dei casi, le acque dissabbiate dei tetti (depulviscolatura),
possono essere accumulate in idonei serbatoi che ne prevedano il riutilizzo
compatibile con gli impieghi domestici od irrigui (Figura 3.2).
E’ stato affrontato in precedenza il problema dell’inquinamento delle acque di
prima pioggia, causato dallo scorrimento di queste acque al di sopra di coperture in
materiale metallico, nonché dell’ossidazione di dette coperture e il trasporto da
parte delle acque di scolo di metalli pesanti quali zinco, cadmio, rame, piombo. Se
la copertura viene realizzata in materiale plastico o in tegolato con coppi in
terracotta, il dilavamento non provoca alcun rilascio di materiale fortemente
inquinante nelle acque di scolo. Tali acque verrebbero a far parte, per i primi 5 mm
di precipitazione, delle acque di prima pioggia, nonostante non siano acque
particolarmente inquinate tanto da dover subire particolari trattamenti depurativi.
Ragion per cui sembrerebbe un’ottima soluzione cercare di recuperare queste acque,
che potrebbero essere accumulate dopo una semplice depulviscolatura e
dissabbiatura, per poi esser utilizzate per usi non particolarmente pregiati.
Le acque vengono prima filtrate e poi accumulate in un serbatoio interrato dotato di
dispositivo di “troppo pieno”, il quale provvede a convogliare la portata in eccesso
in una condotta che scarica detta portata direttamente sul suolo.
Viene mostrato di seguito un esempio di sistema di recupero acqua meteorica di
dilavamento.
49
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Fig. 3.2 Sistema di recupero acqua meteorica di dilavamento (M. Ferrara, 2005).
Per il dimensionamento dei serbatoi di “riserva idrica”, si tiene conto del periodo
medio annuo PS di “tempo secco” ossia della quantità di giorni durante i quali può
statisticamente
verificarsi
la
probabile
“assenza”
di
precipitazioni.
Tale
summenzionato periodo, è dato dall’espressione (L. Fanizzi, 2002):
PS =
(365 − F )
12
(3)
ove:
F
frequenza di giorni piovosi [gg].
50
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Il volume invasabile (VI = riserva idrica, espressa in litri) è ottenibile, quindi,
mediante l’equazione (L. Fanizzi, S. Misceo, 2006):
 P 
VI = S ⋅ ϕ ⋅ I ⋅  S 
 365 
(4)
ove:
I
quantità di pioggia annua [mm];
S
superficie della tettoia [m2];
φ
coefficiente d’afflusso = 0,90 [%].
3.2.3.1
Esempio applicativo
Per dedurre quanto questo sistema sia valido sia da un punto di vista ambientale che
economico, viene di seguito affrontata l’ipotesi di una sua applicazione su di
un’area di 15,22 ha situata nel centro abitato di Ruvo di Puglia (BA), costituita da
edifici con copertura in parte a falde e in parte a lastrico solare, con superficie totale
coperta di 5,71 ha:
verde
attrezzato
area ospedaliera
SO
COR
O
ONI
ANT
VIA
TA
JAT
PIO
XII
zona residenziale
NI
AN
OV
GI
R
CO
TA
JAT
SO
51
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
A questo punto, il passo successivo è stato stabilire quanti abitanti risiedono in ogni
edificio facente parte dell’area interessata, e per fare ciò si è ipotizzato l’edificio
medio costituito da 3 piani, e si è ipotizzato che per ogni 120 m2 lordi di
appartamento vi siano 3 residenti. A questo punto, nota l’estensione di ogni singolo
edificio, è stato possibile determinare il numero di residenti in esso:
327 mq
24 ab
173 mq
173 mq 13 ab
13 ab
complesso ospedaliero + ospizio
8937 mq
200 ab equivalenti
173 mq
13 ab
173 mq
13 ab
1045 mq
78 ab
173 mq
13 ab
597 mq
45 ab
509 mq
38 ab
585 mq
44 ab
803 mq
60 ab
1456 mq
109 ab
638 mq
48 ab
VIA
PIO
418 mq
31 ab
464 mq
35 ab
XII
705 mq
53 ab
316 mq
24 ab
691 mq
52 ab
598 mq
45 ab
840 mq
63 ab
606 mq
45 ab
287 mq
738 mq 21 ab
55 ab
1440 mq
108 ab
971 mq
72 ab
693 mq
52 ab
545 mq
40 ab
831 mq
62 ab
454 mq
34 ab
1352 mq
101 ab
451 mq
33 ab
690 mq
51 ab
293 mq
21 ab
1155 mq
86 ab
1067 mq
80 ab
871 mq
65 ab
489 mq
37 ab
514 mq
38 ab
NI
AN
OV
I
G
536 mq
40 ab
305 mq
22 ab
572 mq
42 ab
563 mq
42 ab
552 mq
41 ab
445 mq
33 ab
565 mq
42 ab
633 mq
47 ab
374 mq
449 mq 28 ab
33 ab
579 mq
43 ab
617 mq
46 ab
683 mq
51 ab
329 mq
473 mq 24 ab
35 ab
1194 mq
90 ab
1372 mq
103 ab
1404 mq
104 ab
1205 mq
90 ab
724 mq
54 ab
1184 mq
88 ab
632 mq
47 ab
TA
JAT
577 mq
43 ab
596 mq
44 ab
1113 mq
83 ab
O
ONI
ANT
469 mq
35 ab
SO
COR
173 mq
13 ab
377 mq
28 ab
40 ab
599 mq
45 ab
1934 mq
145 ab
559 mq
41 ab
564 mq
42 ab
655 mq
49 ab
373 mq
28 ab
TA
JAT
O
RS
CO
52
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
L’analisi è stata svolta sulla scorta delle precipitazioni giornaliere, fornite
dall’ufficio Idrografico della Regione Puglia, dal 1 gennaio 1976 al 31 dicembre del
2004.
In primo luogo, è stato necessario stabilire l’utilizzo di quest’acqua che si vuole
accumulare, e per far ciò si fa riferimento alla seguente tabella sui consumi idrici
giornalieri delle diverse utenze idrauliche di tipo domestico (Siegrist et al., 1976):
Modalità di consumo
l/uso
uso/ab·g
l/ ab·g
lavaggio piatti
47
0,39
18
toilette
15
2,29
35
vasca da bagno e/o doccia
81
0,47
38
lavanderia
127
0,31
39
consumo totale
129
Tabella 3.8 Tabella dei consumi idrici giornalieri (Siegrist et al.,1976)
Per stabilire in maniera grossolana qual è l’ordine di grandezza del volume
giornaliero di pioggia, viene diviso il volume di pioggia totale precipitata nei 29
anni di osservazione su 100 m2 di superficie coperta, e lo si divide per il numero di
giorni relativi ai 29 anni di osservazione, ottenendo quindi:
Vg =
1449,94 m 3
m3
l
= 0,137
= 137
10593 g
g
g
(5)
Dato che dall’analisi svolta in precedenza sui residenti nell’area in considerazione
risulta che per ogni 100 m2 di superficie coperta vi sono 7,5 residenti, è possibile
attribuire ad ognuno di essi un volume giornaliero pari a (si ricorda che tale volume
non ha alcuna valenza ai fini progettuali in quanto ha il solo scopo di stabilire in
maniera grossolana qual è l’ordine di grandezza del volume che si può utilizzare per
usi non pregiati):
vg =
Vg
7,5 ab
=
137
l
= 18,3
7,5
ab ⋅ g
(6)
53
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Considerando quindi tale volume giornaliero, si osservi come esso non è in grado di
coprire neanche la totalità del consumo idrico giornaliero della sola toilette, ovvero
l’utenza che più delle altre non necessita di acqua particolarmente pregiata, e che
richiede un quantitativo d’acqua quasi doppio rispetto a quello calcolato in
precedenza (35 l/ab·g).
Per questa ragione, si suppone di utilizzare le acque derivanti dai tetti per il solo
scopo suddetto, ovvero per lo sciacquone del wc, e si stabilisce con esattezza di
quanto si riesce a risparmiare sull’utilizzo della toilette, nonché sull’intera
dotazione idrica giornaliera, che per la città di Ruvo di Puglia è di 260 l/ab·g.
A questo punto bisogna stabilire qual è il volume ottimale (per 100 m2 di superficie
coperta) del serbatoio, che sappia trovare un giusto compromesso tra grandezza
e percentuale di volume accumulato.
Se utilizziamo la formula (3) e (4) otteniamo (utilizzando come F numero di giorni
piovosi in un anno, la media sui 29 anni di osservazione, ovvero F=70 giorni):
PS =
(365 − F ) = (365 − 70) = 24 giorni
12
12
(7)
Ottenendo quindi un serbatoio dal volume di (considerando I la quantità di pioggia
annua uguale alla media sui 29 anni di osservazione, ovvero I=500 mm):
 P 
 24 
3
VI = S ⋅ ϕ ⋅ I ⋅  S  = 100 m 2 ⋅ 0,9 ⋅ 500 mm ⋅ 
 ≅ 2,80 m
 365 
 365 
(8)
A questo punto non resta che fare una valutazione più accurata e vedere come varia
la percentuale di volume accumulato rispetto al totale piovuto, in funzione delle
dimensioni del serbatoio.
Il calcolo che segue è stato effettuato per tutti i serbatoi di 0,5 - 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 1 - 1,2 - 1,4 - 1,6 - 1,8 - 2 - 2,2 - 2,4 - 2,6 - 2,8 - 3 - 3,5 - 4 - 5 - 6 - 8 – 10 m3, ma
verrà di seguito illustrato solo quello relativo al serbatoio utilizzato, ovvero quello
54
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
di 2 m3, nell’anno più piovoso e in quello meno piovoso del periodo considerato,
ovvero il 1976 (854 mm annui) e il 1977 (356 mm annui) per mostrare come
l’intensità di pioggia annua influenzi la percentuale di pioggia accumulata sulla
totale piovuta .
In tale calcolo si è operato giornalmente come segue:
- A: si è calcolato il volume effettivo di pioggia giornaliero sui 100 m2 di
superficie coperta moltiplicato il coefficiente d’afflusso φ=0,9;
- B: si è calcolato il volume disponibile nel serbatoio ad inizio giornata, dato
dalla somma del volume disponibile di inizio giornata nel giorno precedente
(B) più il volume giornaliero erogato nel giorno precedente (E), meno
l’eventuale volume di pioggia accumulato sempre nel giorno precedente (D);
- C: si è calcolato il volume di acqua contenuta nel serbatoio ad inizio giornata,
facendo il complemento all’intero volume del serbatoio, del volume
disponibile nel serbatoio ad inizio giornata (B) (nel caso illustrato, lo si è
calcolato facendo il complemento a 2m3);
- D: si è calcolato il volume giornaliero accumulato, prendendo il più piccolo
valore tra il volume effettivo di pioggia giornaliero (A) e il volume disponibile
nel serbatoio ad inizio giornata (B);
- E: si è calcolato il volume giornaliero erogato dal serbatoio, dato dal più
piccolo valore tra il volume di acqua contenuta nel serbatoio ad inizio giornata
(C) più il volume giornaliero accumulato (D), e il valore totale del consumo
giornaliero per l’utilizzo dello sciacquone, relativo a 7,5 residenti (0,26 m3/g);
- F: si è valutato il volume giornaliero erogato dall’acquedotto per il solo
utilizzo dello sciacquone, facendo il complemento a 0,26 m3 del volume
giornaliero erogato dal serbatoio (E).
55
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Viene di seguito illustrato il calcolo della % di acqua accumulata sul totale
piovuto, relativo al serbatoio da 2 m3 nell’anno 1976, considerando 100 m2
di superficie coperta:
Giorno
h
pioggia
[mm]
01/01/1976
02/01/1976
03/01/1976
04/01/1976
05/01/1976
06/01/1976
07/01/1976
08/01/1976
09/01/1976
10/01/1976
11/01/1976
12/01/1976
13/01/1976
14/01/1976
15/01/1976
16/01/1976
17/01/1976
18/01/1976
19/01/1976
20/01/1976
21/01/1976
22/01/1976
23/01/1976
24/01/1976
25/01/1976
26/01/1976
27/01/1976
28/01/1976
29/01/1976
30/01/1976
31/01/1976
01/02/1976
02/02/1976
03/02/1976
04/02/1976
05/02/1976
06/02/1976
07/02/1976
08/02/1976
09/02/1976
10/02/1976
11/02/1976
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.8
0.0
16.2
1.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.6
0.0
10.8
6.6
0.0
1.2
0.2
0.0
0.0
3.2
0.0
0.0
0.0
2.4
0.0
0.0
0.0
0.0
A
B
C
D
E
F
vol. effett.
di pioggia
giornaliero
3
[m ]
vol. disp.
nel serb.
ad
inizio
giorn.
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.802
0.9
1.16
1.42
1.68
1.94
2
2
2
1.288
0.954
1.214
1.366
1.608
1.868
2
1.972
2
2
2
2
2
2
2
vol. di acqua
conten. nel serb.
ad inizio giorn.
3
[m ]
volume
giorn.
accum.
3
[m ]
vol. giorn.
erogato
dal
serbatoio
3
[m ]
vol. giorn.
erogato
dall’acqued.
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.198
1.1
0.84
0.58
0.32
0.06
0
0
0
0.712
1.046
0.786
0.634
0.392
0.132
0
0.028
0
0
0
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.072
0
1.458
0.162
0
0
0
0
0
0.054
0
0.972
0.594
0
0.108
0.018
0
0
0.288
0
0
0
0.216
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.072
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.06
0.054
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.132
0.26
0.028
0
0
0.216
0
0
0
0
0.26
0.242
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.188
0.26
0
0
0
0
0
0
0.2
0.206
0.26
0
0
0
0
0
0
0.128
0
0.232
0.26
0.26
0.044
0.26
0.26
0.26
0.26
0.00
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.07
0.00
1.46
0.16
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.05
0.00
0.97
0.59
0.00
0.11
0.02
0.00
0.00
0.29
0.00
0.00
0.00
0.22
0.00
0.00
0.00
0.00
56
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
12/02/1976
13/02/1976
14/02/1976
15/02/1976
16/02/1976
17/02/1976
18/02/1976
19/02/1976
20/02/1976
21/02/1976
22/02/1976
23/02/1976
24/02/1976
25/02/1976
26/02/1976
27/02/1976
28/02/1976
29/02/1976
01/03/1976
02/03/1976
03/03/1976
04/03/1976
05/03/1976
06/03/1976
07/03/1976
08/03/1976
09/03/1976
10/03/1976
11/03/1976
12/03/1976
13/03/1976
14/03/1976
15/03/1976
16/03/1976
17/03/1976
18/03/1976
19/03/1976
20/03/1976
21/03/1976
22/03/1976
23/03/1976
24/03/1976
25/03/1976
26/03/1976
27/03/1976
28/03/1976
29/03/1976
30/03/1976
31/03/1976
01/04/1976
02/04/1976
03/04/1976
04/04/1976
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
3.4
10.6
18.2
1.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
3.2
1.2
0.0
0.0
0.6
2.6
0.0
0.4
5.0
0.4
1.4
9.4
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
2.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.00
0.00
0.00
0.04
0.31
0.95
1.64
0.13
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.04
0.29
0.11
0.00
0.00
0.05
0.23
0.00
0.04
0.45
0.04
0.13
0.85
0.00
0.00
0.02
0.00
0.00
0.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
B
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
1.954
1.26
0.26
0.394
0.654
0.914
1.174
1.434
1.694
1.954
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.972
2
2
2
2
2
2
2
1.81
2
2
1.414
1.674
1.934
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0.046
0.74
1.74
1.606
1.346
1.086
0.826
0.566
0.306
0.046
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.028
0
0
0
0
0
0
0
0.19
0
0
0.586
0.326
0.066
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0
0
0
0
0.036
0.306
0.954
1.26
0.126
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.036
0.288
0.108
0
0
0.054
0.234
0
0.036
0.45
0.036
0.126
0.846
0
0
0.018
0
0
0.198
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
E
3
[m ]
0
0
0
0
0.036
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.046
0
0
0
0
0
0
0
0.036
0.26
0.136
0
0
0.054
0.234
0
0.036
0.26
0.226
0.126
0.26
0.26
0.26
0.084
0
0
0.198
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.214
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0
0.124
0.26
0.26
0.206
0.026
0.26
0.224
0
0.034
0.134
0
0
0
0.176
0.26
0.26
0.062
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
57
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
05/04/1976
06/04/1976
07/04/1976
08/04/1976
09/04/1976
10/04/1976
11/04/1976
12/04/1976
13/04/1976
14/04/1976
15/04/1976
16/04/1976
17/04/1976
18/04/1976
19/04/1976
20/04/1976
21/04/1976
22/04/1976
23/04/1976
24/04/1976
25/04/1976
26/04/1976
27/04/1976
28/04/1976
29/04/1976
30/04/1976
01/05/1976
02/05/1976
03/05/1976
04/05/1976
05/05/1976
06/05/1976
07/05/1976
08/05/1976
09/05/1976
10/05/1976
11/05/1976
12/05/1976
13/05/1976
14/05/1976
15/05/1976
16/05/1976
17/05/1976
18/05/1976
19/05/1976
20/05/1976
21/05/1976
22/05/1976
23/05/1976
24/05/1976
25/05/1976
26/05/1976
27/05/1976
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
1.2
0.2
0.2
3.4
0.2
0.6
0.2
1.4
0.0
0.0
0.0
0.0
11.6
1.8
0.4
0.0
21.0
2.6
0.4
9.6
0.0
7.0
2.2
6.0
0.0
1.8
2.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
2.2
3.0
0.0
0.0
1.6
0.6
0.0
0.0
0.0
0.0
5.8
0.0
5.4
52.8
15.4
0.0
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.00
0.00
0.11
0.02
0.02
0.31
0.02
0.05
0.02
0.13
0.00
0.00
0.00
0.00
1.04
0.16
0.04
0.00
1.89
0.23
0.04
0.86
0.00
0.63
0.20
0.54
0.00
0.16
0.23
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.02
0.20
0.27
0.00
0.00
0.14
0.05
0.00
0.00
0.00
0.00
0.52
0.00
0.49
4.75
1.39
0.00
0.00
B
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
1.954
2
2
2
2
2
2
2
2
1.216
1.314
1.538
1.798
0.26
0.286
0.51
0.26
0.52
0.26
0.322
0.26
0.52
0.618
0.644
0.904
1.164
1.424
1.684
1.926
2
2
1.99
2
2
2
2
2
2
2
2
1.738
1.998
1.772
0.26
0.26
0.52
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0.046
0
0
0
0
0
0
0
0
0.784
0.686
0.462
0.202
1.74
1.714
1.49
1.74
1.48
1.74
1.678
1.74
1.48
1.382
1.356
1.096
0.836
0.576
0.316
0.074
0
0
0.01
0
0
0
0
0
0
0
0
0.262
0.002
0.228
1.74
1.74
1.48
D
3
[m ]
0
0
0
0.108
0.018
0.018
0.306
0.018
0.054
0.018
0.126
0
0
0
0
1.044
0.162
0.036
0
1.798
0.234
0.036
0.51
0
0.52
0.198
0.322
0
0.162
0.234
0
0
0
0
0.018
0.018
0.198
0.27
0
0
0.144
0.054
0
0
0
0
0.522
0
0.486
1.772
0.26
0
0
E
3
[m ]
0
0
0
0.108
0.018
0.018
0.26
0.064
0.054
0.018
0.126
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.092
0.198
0.26
0.01
0
0.144
0.054
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.152
0.242
0.242
0
0.196
0.206
0.242
0.134
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.168
0.062
0
0.25
0.26
0.116
0.206
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
58
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
28/05/1976
29/05/1976
30/05/1976
31/05/1976
01/06/1976
02/06/1976
03/06/1976
04/06/1976
05/06/1976
06/06/1976
07/06/1976
08/06/1976
09/06/1976
10/06/1976
11/06/1976
12/06/1976
13/06/1976
14/06/1976
15/06/1976
16/06/1976
17/06/1976
18/06/1976
19/06/1976
20/06/1976
21/06/1976
22/06/1976
23/06/1976
24/06/1976
25/06/1976
26/06/1976
27/06/1976
28/06/1976
29/06/1976
30/06/1976
01/07/1976
02/07/1976
03/07/1976
04/07/1976
05/07/1976
06/07/1976
07/07/1976
08/07/1976
09/07/1976
10/07/1976
11/07/1976
12/07/1976
13/07/1976
14/07/1976
15/07/1976
16/07/1976
17/07/1976
18/07/1976
19/07/1976
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
6.8
30.2
0.6
6.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
1.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.2
3.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
7.4
0.0
54.6
0.0
0.0
0.0
2.4
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.61
2.72
0.05
0.56
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.14
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.00
0.00
0.02
0.31
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.04
0.67
0.00
4.91
0.00
0.00
0.00
0.22
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
B
3
[m ]
0.78
1.04
1.3
1.56
1.82
2
2
2
2
1.648
0.26
0.466
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
1.56
1.82
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.954
2
2
2
2
2
2
1.594
1.854
0.26
0.52
0.78
1.04
1.084
1.326
1.586
1.846
2
2
C
3
[m ]
1.22
0.96
0.7
0.44
0.18
0
0
0
0
0.352
1.74
1.534
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
0.44
0.18
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.046
0
0
0
0
0
0
0.406
0.146
1.74
1.48
1.22
0.96
0.916
0.674
0.414
0.154
0
0
D
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0.612
1.648
0.054
0.466
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.018
0.144
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0.018
0.306
0
0
0
0
0
0.036
0.666
0
1.854
0
0
0
0.216
0.018
0
0
0
0
0
E
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.18
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.18
0
0
0
0.018
0.144
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0.018
0.26
0.046
0
0
0
0
0.036
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.154
0
0
F
3
[m ]
0
0
0
0
0.08
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.08
0.26
0.26
0.26
0.242
0.116
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.242
0
0.214
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.106
0.26
0.26
59
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
20/07/1976
21/07/1976
22/07/1976
23/07/1976
24/07/1976
25/07/1976
26/07/1976
27/07/1976
28/07/1976
29/07/1976
30/07/1976
31/07/1976
01/08/1976
02/08/1976
03/08/1976
04/08/1976
05/08/1976
06/08/1976
07/08/1976
08/08/1976
09/08/1976
10/08/1976
11/08/1976
12/08/1976
13/08/1976
14/08/1976
15/08/1976
16/08/1976
17/08/1976
18/08/1976
19/08/1976
20/08/1976
21/08/1976
22/08/1976
23/08/1976
24/08/1976
25/08/1976
26/08/1976
27/08/1976
28/08/1976
29/08/1976
30/08/1976
31/08/1976
01/09/1976
02/09/1976
03/09/1976
04/09/1976
05/09/1976
06/09/1976
07/09/1976
08/09/1976
09/09/1976
10/09/1976
h
[mm]
0.0
0.0
45.6
16.0
39.6
3.8
7.4
1.2
24.4
26.4
3.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.6
8.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.0
4.4
7.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.00
4.10
1.44
3.56
0.34
0.67
0.11
2.20
2.38
0.27
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.14
0.72
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.11
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.09
0.40
0.67
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
B
3
[m ]
2
2
2
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.412
0.26
0.26
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
1.56
1.676
1.216
1.476
1.736
1.996
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.864
1.458
1.718
1.978
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
C
3
[m ]
0
0
0
1.74
1.74
1.74
1.74
1.74
1.588
1.74
1.74
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
0.44
0.324
0.784
0.524
0.264
0.004
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.136
0.542
0.282
0.022
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0
0
2
0.26
0.26
0.26
0.26
0.108
0.412
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0.144
0.72
0
0
0
0
0
0
0.108
0
0
0
0
0
0.09
0.396
0.666
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
E
3
[m ]
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.004
0
0
0.108
0
0
0
0
0
0.09
0.26
0.26
0.26
0.26
0.022
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
F
3
[m ]
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.256
0.26
0.26
0.152
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.17
0
0
0
0
0.238
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
60
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
11/09/1976
12/09/1976
13/09/1976
14/09/1976
15/09/1976
16/09/1976
17/09/1976
18/09/1976
19/09/1976
20/09/1976
21/09/1976
22/09/1976
23/09/1976
24/09/1976
25/09/1976
26/09/1976
27/09/1976
28/09/1976
29/09/1976
30/09/1976
01/10/1976
02/10/1976
03/10/1976
04/10/1976
05/10/1976
06/10/1976
07/10/1976
08/10/1976
09/10/1976
10/10/1976
11/10/1976
12/10/1976
13/10/1976
14/10/1976
15/10/1976
16/10/1976
17/10/1976
18/10/1976
19/10/1976
20/10/1976
21/10/1976
22/10/1976
23/10/1976
24/10/1976
25/10/1976
26/10/1976
27/10/1976
28/10/1976
29/10/1976
30/10/1976
31/10/1976
01/11/1976
02/11/1976
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
3.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
0.0
3.2
1.4
23.2
0.6
19.0
0.6
23.4
0.0
0.0
0.0
0.0
29.6
0.0
0.0
0.0
0.0
8.8
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.09
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.31
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.02
0.00
0.29
0.13
2.09
0.05
1.71
0.05
2.11
0.00
0.00
0.00
0.00
2.66
0.00
0.00
0.00
0.00
0.79
0.00
B
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.954
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.972
2
0.26
0.466
0.26
0.466
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
0.768
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.046
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.028
0
1.74
1.534
1.74
1.534
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
1.232
D
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.09
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.306
0
0
0
0
0
0
0.018
0.018
0
0.288
0.126
2
0.054
0.466
0.054
0.466
0
0
0
0
1.3
0
0
0
0
0.792
0
E
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.09
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.046
0
0
0
0
0
0.018
0.018
0
0.26
0.154
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.17
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0.214
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.242
0.242
0.26
0
0.106
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
61
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
03/11/1976
04/11/1976
05/11/1976
06/11/1976
07/11/1976
08/11/1976
09/11/1976
10/11/1976
11/11/1976
12/11/1976
13/11/1976
14/11/1976
15/11/1976
16/11/1976
17/11/1976
18/11/1976
19/11/1976
20/11/1976
21/11/1976
22/11/1976
23/11/1976
24/11/1976
25/11/1976
26/11/1976
27/11/1976
28/11/1976
29/11/1976
30/11/1976
01/12/1976
02/12/1976
03/12/1976
04/12/1976
05/12/1976
06/12/1976
07/12/1976
08/12/1976
09/12/1976
10/12/1976
11/12/1976
12/12/1976
13/12/1976
14/12/1976
15/12/1976
16/12/1976
17/12/1976
18/12/1976
19/12/1976
20/12/1976
21/12/1976
22/12/1976
23/12/1976
24/12/1976
25/12/1976
h
[mm]
6.2
2.2
2.2
18.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
3.6
1.0
4.0
0.0
0.0
0.2
26.2
42.6
20.0
0.2
1.8
3.8
0.0
0.0
1.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
8.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
3.2
0.0
1.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
3.4
7.0
0.2
0.2
A
3
[m ]
0.56
0.20
0.20
1.62
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.32
0.09
0.36
0.00
0.00
0.02
2.36
3.83
1.80
0.02
0.16
0.34
0.00
0.00
0.11
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.72
0.02
0.00
0.00
0.00
0.04
0.00
0.00
0.00
0.29
0.00
0.13
0.00
0.00
0.00
0.00
0.04
0.00
0.00
0.31
0.63
0.02
0.02
B
3
[m ]
1.028
0.73
0.792
0.854
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
1.56
1.496
1.666
1.566
1.826
2
2
0.26
0.26
0.26
0.502
0.6
0.518
0.778
1.038
1.19
1.45
1.71
1.97
2
2
2
1.54
1.782
2
2
2
2
2
2
2
1.972
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.954
1.584
1.826
C
3
[m ]
0.972
1.27
1.208
1.146
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
0.44
0.504
0.334
0.434
0.174
0
0
1.74
1.74
1.74
1.498
1.4
1.482
1.222
0.962
0.81
0.55
0.29
0.03
0
0
0
0.46
0.218
0
0
0
0
0
0
0
0.028
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.046
0.416
0.174
D
3
[m ]
0.558
0.198
0.198
0.854
0
0
0
0
0
0.324
0.09
0.36
0
0
0.018
2
0.26
0.26
0.018
0.162
0.342
0
0
0.108
0
0
0
0
0
0
0.72
0.018
0
0
0
0.036
0
0
0
0.288
0
0.126
0
0
0
0
0.036
0
0
0.306
0.63
0.018
0.018
E
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.174
0.018
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.03
0
0
0.26
0.26
0.218
0
0
0.036
0
0
0
0.26
0.028
0.126
0
0
0
0
0.036
0
0
0.26
0.26
0.26
0.192
F
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.086
0.242
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.23
0.26
0.26
0
0
0.042
0.26
0.26
0.224
0.26
0.26
0.26
0
0.232
0.134
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0.26
0.26
0
0
0
0.068
62
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
26/12/1976
27/12/1976
28/12/1976
29/12/1976
30/12/1976
31/12/1976
VOL. TOT
h
[mm]
0.0
7.4
0.0
0.0
2.0
0.0
A
3
[m ]
0.00
0.67
0.00
0.00
0.18
0.00
76,80
B
3
[m ]
2
2
1.594
1.854
2
2
C
3
[m ]
0
0
0.406
0.146
0
0
D
3
[m ]
0
0.666
0
0
0.18
0
45,78
E
3
[m ]
0
0.26
0.26
0.146
0.18
0
F
3
[m ]
0.26
0
0
0.114
0.08
0.26
49,38
63
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Viene di seguito illustrato il calcolo della % di acqua accumulata sul totale
piovuto, relativo al serbatoio da 2 m3 nell’anno 1977, considerando 100 m2
di superficie coperta:
Giorno
h
pioggia
[mm]
01/01/1977
02/01/1977
03/01/1977
04/01/1977
05/01/1977
06/01/1977
07/01/1977
08/01/1977
09/01/1977
10/01/1977
11/01/1977
12/01/1977
13/01/1977
14/01/1977
15/01/1977
16/01/1977
17/01/1977
18/01/1977
19/01/1977
20/01/1977
21/01/1977
22/01/1977
23/01/1977
24/01/1977
25/01/1977
26/01/1977
27/01/1977
28/01/1977
29/01/1977
30/01/1977
31/01/1977
01/02/1977
02/02/1977
03/02/1977
04/02/1977
05/02/1977
06/02/1977
07/02/1977
08/02/1977
09/02/1977
10/02/1977
11/02/1977
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
5.0
0.0
0.0
0.0
6.4
0.0
0.2
0.8
1.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
26.6
1.2
0.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
4.4
0.0
0.0
0.0
0.8
0.0
0.0
0.8
0.0
A
B
C
D
E
F
vol. effett.
di pioggia
giornaliero
3
[m ]
vol. disp.
nel serb.
ad
inizio
giorn.
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.81
2
2
2
1.684
1.944
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.26
0.412
0.618
0.878
1.138
1.398
1.658
1.918
2
2
1.864
2
2
2
2
2
2
2
vol. di acqua
conten. nel serb.
ad inizio giorn.
3
[m ]
volume
giorn.
accum.
3
[m ]
vol. giorn.
erogato
dal
serbatoio
3
[m ]
vol. giorn.
erogato
dall’acqued.
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.19
0
0
0
0.316
0.056
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.74
1.588
1.382
1.122
0.862
0.602
0.342
0.082
0
0
0.136
0
0
0
0
0
0
0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.6
0.0
0.0
0.1
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.0
0.1
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.1
0.0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.19
0
0
0.26
0.26
0.074
0.072
0.162
0
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.082
0.018
0.26
0.136
0
0
0.072
0
0
0.072
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0.07
0.26
0.26
0
0
0.186
0.188
0.098
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0.178
0.242
0
0.124
0.26
0.26
0.188
0.26
0.26
0.188
0.26
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.6
0.0
0.0
0.1
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.4
0.1
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.1
0.0
64
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
12/02/1977
13/02/1977
14/02/1977
15/02/1977
16/02/1977
17/02/1977
18/02/1977
19/02/1977
20/02/1977
21/02/1977
22/02/1977
23/02/1977
24/02/1977
25/02/1977
26/02/1977
27/02/1977
28/02/1977
01/03/1977
02/03/1977
03/03/1977
04/03/1977
05/03/1977
06/03/1977
07/03/1977
08/03/1977
09/03/1977
10/03/1977
11/03/1977
12/03/1977
13/03/1977
14/03/1977
15/03/1977
16/03/1977
17/03/1977
18/03/1977
19/03/1977
20/03/1977
21/03/1977
22/03/1977
23/03/1977
24/03/1977
25/03/1977
26/03/1977
27/03/1977
28/03/1977
29/03/1977
30/03/1977
31/03/1977
01/04/1977
02/04/1977
03/04/1977
04/04/1977
05/04/1977
h
[mm]
0.0
0.0
1.8
0.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.4
2.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.8
1.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.8
0.0
0.0
1.2
0.8
0.0
0.0
A
3
[m ]
B
3
[m ]
0.0
0.0
0.2
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.1
0.1
0.0
0.0
C
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.2
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.1
0.1
0.0
0.0
E
3
[m ]
0
0
0.162
0.072
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.216
0.234
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.162
0.126
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.162
0
0
0.108
0.072
0
0
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.098
0.188
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.044
0.026
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.098
0.134
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.098
0.26
0.26
0.152
0.188
0.26
0.26
65
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
06/04/1977
07/04/1977
08/04/1977
09/04/1977
10/04/1977
11/04/1977
12/04/1977
13/04/1977
14/04/1977
15/04/1977
16/04/1977
17/04/1977
18/04/1977
19/04/1977
20/04/1977
21/04/1977
22/04/1977
23/04/1977
24/04/1977
25/04/1977
26/04/1977
27/04/1977
28/04/1977
29/04/1977
30/04/1977
01/05/1977
02/05/1977
03/05/1977
04/05/1977
05/05/1977
06/05/1977
07/05/1977
08/05/1977
09/05/1977
10/05/1977
11/05/1977
12/05/1977
13/05/1977
14/05/1977
15/05/1977
16/05/1977
17/05/1977
18/05/1977
19/05/1977
20/05/1977
21/05/1977
22/05/1977
23/05/1977
24/05/1977
25/05/1977
26/05/1977
27/05/1977
28/05/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
2.6
0.2
0.2
0.0
2.0
1.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.4
4.8
A
3
[m ]
B
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.4
C
3
[m ]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.2
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.4
E
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.036
0.234
0.018
0.018
0
0.18
0.162
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0.072
0
0
0
0
0
0
0
0
0.018
0
0
0.018
0
0
0
0
0
0.126
0.26
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0.026
0.242
0.242
0.26
0.08
0.098
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.188
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.134
0
66
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
29/05/1977
30/05/1977
31/05/1977
01/06/1977
02/06/1977
03/06/1977
04/06/1977
05/06/1977
06/06/1977
07/06/1977
08/06/1977
09/06/1977
10/06/1977
11/06/1977
12/06/1977
13/06/1977
14/06/1977
15/06/1977
16/06/1977
17/06/1977
18/06/1977
19/06/1977
20/06/1977
21/06/1977
22/06/1977
23/06/1977
24/06/1977
25/06/1977
26/06/1977
27/06/1977
28/06/1977
29/06/1977
30/06/1977
01/07/1977
02/07/1977
03/07/1977
04/07/1977
05/07/1977
06/07/1977
07/07/1977
08/07/1977
09/07/1977
10/07/1977
11/07/1977
12/07/1977
13/07/1977
14/07/1977
15/07/1977
16/07/1977
17/07/1977
18/07/1977
19/07/1977
20/07/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
3.8
11.4
33.0
2.4
0.0
0.0
16.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
13.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
A
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.3
1.0
3.0
0.2
0.0
0.0
1.5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
B
3
[m ]
1.828
2
2
2
2
1.918
1.152
0.26
0.304
0.564
0.824
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
1.56
1.82
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.072
1.332
1.592
1.852
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
C
3
[m ]
0.172
0
0
0
0
0.082
0.848
1.74
1.696
1.436
1.176
1.74
1.48
1.22
0.96
0.7
0.44
0.18
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.928
0.668
0.408
0.148
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.3
1.0
1.2
0.2
0.0
0.0
0.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
E
3
[m ]
0.172
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.18
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.148
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
F
3
[m ]
0.088
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.08
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0.112
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
67
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
21/07/1977
22/07/1977
23/07/1977
24/07/1977
25/07/1977
26/07/1977
27/07/1977
28/07/1977
29/07/1977
30/07/1977
31/07/1977
01/08/1977
02/08/1977
03/08/1977
04/08/1977
05/08/1977
06/08/1977
07/08/1977
08/08/1977
09/08/1977
10/08/1977
11/08/1977
12/08/1977
13/08/1977
14/08/1977
15/08/1977
16/08/1977
17/08/1977
18/08/1977
19/08/1977
20/08/1977
21/08/1977
22/08/1977
23/08/1977
24/08/1977
25/08/1977
26/08/1977
27/08/1977
28/08/1977
29/08/1977
30/08/1977
31/08/1977
01/09/1977
02/09/1977
03/09/1977
04/09/1977
05/09/1977
06/09/1977
07/09/1977
08/09/1977
09/09/1977
10/09/1977
11/09/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
6.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
4.8
2.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
13.0
0.0
3.6
4.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
A
3
[m ]
B
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
0.3
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.72
1.98
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1.828
1.89
2
2
2
2
2
2
1.09
1.35
1.286
1.15
1.41
1.67
1.93
2
2
2
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.28
0.02
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.172
0.11
0
0
0
0
0
0
0.91
0.65
0.714
0.85
0.59
0.33
0.07
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
0.3
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
E
3
[m ]
0
0
0.018
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.02
0
0
0
0
0
0
0
0.036
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.11
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.07
0
0
0
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0.24
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0.15
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0.19
0.26
0.26
0.26
68
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
12/09/1977
13/09/1977
14/09/1977
15/09/1977
16/09/1977
17/09/1977
18/09/1977
19/09/1977
20/09/1977
21/09/1977
22/09/1977
23/09/1977
24/09/1977
25/09/1977
26/09/1977
27/09/1977
28/09/1977
29/09/1977
30/09/1977
01/10/1977
02/10/1977
03/10/1977
04/10/1977
05/10/1977
06/10/1977
07/10/1977
08/10/1977
09/10/1977
10/10/1977
11/10/1977
12/10/1977
13/10/1977
14/10/1977
15/10/1977
16/10/1977
17/10/1977
18/10/1977
19/10/1977
20/10/1977
21/10/1977
22/10/1977
23/10/1977
24/10/1977
25/10/1977
26/10/1977
27/10/1977
28/10/1977
29/10/1977
30/10/1977
31/10/1977
01/11/1977
02/11/1977
03/11/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
25.8
16.0
0.0
7.8
0.2
0.2
0.0
0.6
16.2
1.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.4
1.4
0.0
2.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.0
0.0
A
3
[m ]
B
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.3
1.4
0.0
0.7
0.0
0.0
0.0
0.1
1.5
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.1
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.26
0.26
0.52
0.26
0.502
0.744
1.004
1.21
0.26
0.43
0.69
0.95
1.21
1.47
1.712
1.972
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.74
1.74
1.48
1.74
1.498
1.256
0.996
0.79
1.74
1.57
1.31
1.05
0.79
0.53
0.288
0.028
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.0
0.3
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.1
1.2
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.1
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
0.0
E
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.028
0
0
0
0.126
0.126
0
0.18
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.18
0
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.232
0.26
0.26
0.26
0.134
0.134
0.26
0.08
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.08
0.26
69
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
04/11/1977
05/11/1977
06/11/1977
07/11/1977
08/11/1977
09/11/1977
10/11/1977
11/11/1977
12/11/1977
13/11/1977
14/11/1977
15/11/1977
16/11/1977
17/11/1977
18/11/1977
19/11/1977
20/11/1977
21/11/1977
22/11/1977
23/11/1977
24/11/1977
25/11/1977
26/11/1977
27/11/1977
28/11/1977
29/11/1977
30/11/1977
01/12/1977
02/12/1977
03/12/1977
04/12/1977
05/12/1977
06/12/1977
07/12/1977
08/12/1977
09/12/1977
10/12/1977
11/12/1977
12/12/1977
13/12/1977
14/12/1977
15/12/1977
16/12/1977
17/12/1977
18/12/1977
19/12/1977
20/12/1977
21/12/1977
22/12/1977
23/12/1977
24/12/1977
25/12/1977
26/12/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.4
14.2
0.0
20.8
0.0
0.0
1.0
0.0
0.0
1.8
13.0
1.0
0.0
0.0
1.0
0.0
0.0
22.4
0.8
0.0
2.0
0.0
0.0
2.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
3.6
A
3
[m ]
B
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.3
0.0
1.9
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.2
1.2
0.1
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
2.0
0.1
0.0
0.2
0.0
0.0
0.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.982
1.242
0.26
0.52
0.78
0.95
1.21
1.47
1.568
0.658
0.828
1.088
1.348
1.518
1.778
2
0.26
0.448
0.708
0.788
1.048
1.308
1.316
1.576
1.836
2
2
2
2
2
2
2
C
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.018
0.758
1.74
1.48
1.22
1.05
0.79
0.53
0.432
1.342
1.172
0.912
0.652
0.482
0.222
0
1.74
1.552
1.292
1.212
0.952
0.692
0.684
0.424
0.164
0
0
0
0
0
0
0
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.3
0.0
1.2
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
0.2
1.2
0.1
0.0
0.0
0.1
0.0
0.0
2.0
0.1
0.0
0.2
0.0
0.0
0.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.3
E
3
[m ]
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.036
0
0
0.018
0
0
0.018
0
0
0.036
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.222
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.164
0
0
0
0
0
0
0.26
F
3
[m ]
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.224
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.242
0.26
0.26
0.224
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.038
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.096
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0.26
0
70
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Giorno
27/12/1977
28/12/1977
29/12/1977
30/12/1977
31/12/1977
h
[mm]
0.0
0.0
0.0
0.0
1.6
VOL. TOT
A
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
B
3
[m ]
1.936
2
2
2
2
C
3
[m ]
0.064
0
0
0
0
32,00
D
3
[m ]
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
26,51
E
3
[m ]
0.064
0
0
0
0.144
F
3
[m ]
0.196
0.26
0.26
0.26
0.116
68,39
Dall’analisi delle tabelle si evince che, all’aumentare dell’intensità di pioggia
annua, si riduce la percentuale di volume accumulato rispetto al totale piovuto.
Infatti, dai calcoli risulta che considerando un serbatoio di 2 m3 per 100 m2 di
superficie coperta, nel 1976, in cui si è registrata la massima intensità di pioggia
annua nell’intervallo di tempo considerato (29 anni), il volume accumulato è solo il
59,6 % rispetto al totale piovuto, mentre nel 1977, in cui si è registrata la minima
intensità di pioggia annua nell’intervallo di tempo considerato, il volume
accumulato è l’ 82,8 % rispetto al totale piovuto.
Viene di seguito illustrata la tabella dei valori totali e i relativi grafici (fatti
sull’intero periodo) in riferimento ad ogni serbatoio da 0,5 a 10 m3, in cui è
riportato:
-
colonna A: volume del serbatoio in questione;
-
colonna B: volume di pioggia totale precipitata su 100 m2 nei 29 anni,
considerando un coefficiente di afflusso φ=0,9;
-
colonna C: volume di pioggia accumulato dal serbatoio in questione nei 29 anni
di osservazione;
-
colonna D: volume di acqua derivante dall’acquedotto, complementare del
volume di pioggia accumulata (C) rispetto al volume di acqua totale necessario
per l’utilizzo dello sciacquone nei 29 anni;
-
colonna E: volume accumulato (C) espresso in percentuale rispetto al volume di
pioggia totale precipitata (B);
71
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
-
colonna F: volume accumulato (C) espresso in percentuale rispetto al volume di
acqua totale necessario per l’utilizzo dello sciacquone nei 29 anni;
-
colonna G: volume accumulato (C) espresso in percentuale rispetto al volume di
acqua totale necessario per il fabbisogno idrico giornaliero (D=260 l/ab·g) nei
29 anni.
A
B
volume di
volume
pioggia tot.
serb.
2
su 100 m
3
[m ]
3
[m ]
C
D
E
volume
accum.
3
[m ]
acqua da
acquedotto
3
[m ]
volume
accum.
[%]
F
G
vol. utilizz. giornal. volume utilizzabile
rispetto al volume giornaliero rispetto
necessario per lo alla dot. idr. giorn.
sciacquone [%]
[%]
0.5
1449.94
654.31
2100.11
45.13
23.75
3.20
0.6
1449.94
707.23
2047.29
48.78
25.68
3.46
0.7
1449.94
752.74
2001.88
51.92
27.33
3.68
0.8
1449.94
793.52
1961.20
54.73
28.81
3.88
0.9
1449.94
830.31
1924.51
57.27
30.14
4.06
1.0
1449.94
863.78
1891.07
59.57
31.35
4.22
1.2
1449.94
922.54
1832.31
63.63
33.49
4.51
1.4
1449.94
969.73
1785.13
66.88
35.20
4.74
1.6
1449.94
1010.26
1744.60
69.68
36.67
4.94
1.8
1449.94
1045.50
1709.36
72.11
37.95
5.11
2
1449.94
1077.14
1677.71
74.29
39.10
5.26
2.2
1449.94
1105.99
1648.87
76.28
40.15
5.40
2.4
1449.94
1131.87
1623.03
78.06
41.09
5.53
2.6
1449.94
1154.72
1600.38
79.64
41.91
5.64
2.8
1449.94
1174.90
1580.4
81.03
42.64
5.74
3
1449.94
1193.08
1562.21
82.28
43.30
5.83
3.5
1449.94
1232.40
1522.89
85.00
44.73
6.02
4
1449.94
1263.25
1492.04
87.12
45.85
6.17
5
1449.94
1309.85
1445.44
90.34
47.54
6.40
6
1449.94
1342.46
1413.77
92.59
48.71
6.56
8
1449.94
1384.93
1373.31
95.52
50.21
6.76
10
1449.94
1411.81
1346.93
97.37
51.18
6.89
72
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
- Percentuale di volume accumulato rispetto al totale piovuto nell’arco dei
29 anni:
100
90
80
[%]
70
60
50
40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Volume del serbatoio [m3]
- Percentuale di volume erogabile rispetto al volume necessario per l’utilizzo
dello sciacquone nei 29 anni:
55
50
45
40
[%]
35
30
25
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3
Volume del serbatoio [m ]
[mc]
73
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
- Percentuale di volume giornaliero erogabile rispetto al volume di acqua totale
necessario per il fabbisogno idrico giornaliero (D=260 l/ab·g) nei 29 anni:
8
7
6
[%]5
4
3
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3
Volume del Serbatoio [m ]
74
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
È stato inoltre rilevante osservare come varia la percentuale di volume accumulato
mensilmente, al variare dell’intensità di pioggia mensile.
Per far ciò, sono stati prima suddivisi i 348 mesi (nei 29 anni) in 15 intervalli, in
funzione dell’intensità di pioggia mensile: 0-15, 16-30, 31-45, 46-60, 61-75, 76-90,
91-105, 106-120, 121-135, 136-150, 151-165, 166-180, 181-195, 196-210, 211-240.
Dopo è stata fatta, per ogni intervallo, la media della percentuale di volume
accumulato mensile rispetto al totale piovuto su 100 m2 (considerando un
serbatoio da 2 m3) per poi valutare, facendo il complemento a 100
del valore poch’anzi calcolato, la percentuale di volume perso medio
mensile rispetto al totale piovuto:
Intensità di
pioggia
(intervalli)
mesi
nell’intervallo
sommatoria
% di volume
% di volume
delle % di volume
accumulato medio
perso medio
accumulato mensile
mensile
mensile
0-15
69
69
100,0
0,0
16-30
65
64,71
99,6
0,4
31-45
44
41,69
94,8
5,3
46-60
49
42,06
85,8
14,2
61-75
32
25,78
80,6
19,4
76-90
17
12,23
71,9
28,1
91-105
16
9,75
60,9
39,1
106-120
12
7,97
66,4
33,6
121-135
5
2,54
50,8
49,2
136-150
3
1,36
45,3
54,7
151-165
4
1,72
43,0
57,0
166-180
1
0,45
45,0
55,0
181-195
3
1,32
44,0
56,0
196-210
1
0,37
37,0
63,0
211-240
2
0,6
30,0
70,0
75
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Da cui si ricavano i seguenti grafici:
- Percentuale di volume accumulato medio mensile in funzione dell’altezza
211-240
196-210
181-195
166-180
151-165
136-150
121-135
106-120
91-105
76-90
61-75
46-60
31-45
16-30
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0-15
Acqua accumulata [%]
mensile di pioggia (considerando un serbatoio da 2 m3):
Intervalli relativi a una data altezza di pioggia mensile [mm]
- Percentuale di volume perso medio mensile in funzione dell’altezza mensile di
211-240
196-210
181-195
166-180
151-165
136-150
121-135
106-120
91-105
76-90
61-75
46-60
31-45
16-30
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
0-15
Acqua persa [%]
pioggia (considerando un serbatoio da 2 m3):
Intervalli relativi a una data altezza di pioggia mensile [mm]
76
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
La scelta progettuale è dunque quella di realizzare un serbatoio da 2 m3 per 100 m2
di superficie coperta, il quale svolge due funzioni:
- Riduzione delle acque di prima pioggia;
- Risparmio idrico da parte dei privati.
A questo punto non resta che quantificare questi due benefici e valutare se la sua
installazione è conveniente sia dal punto di vista ambientale che economico.
Per valutare se esso è in grado di ridurre le acque di prima pioggia, si considera
l’area facente parte del centro abitato di Ruvo di Puglia (BA) di 15,22 ha, illustrata
precedentemente ad inizio paragrafo:
verde
attrezzato
area ospedaliera
SO
COR
O
ONI
ANT
VIA
TA
JAT
PIO
XII
zona residenziale
NI
AN
OV
GI
R
CO
TA
JAT
SO
Si ricordi inoltre che su tale area vi è una superficie coperta di 5,71 ha.
Dato che le acque di prima pioggia sono quelle relative ai primi 5 mm di
precipitazione, per una superficie di 100 m2 si ha un volume di prima pioggia di
0,5 m3, interamente contenibile nel serbatoio da 2 m3.
Inoltre le acque di prima pioggia possono essere definite tali solo se sono state
precedute da un periodo secco antecedente di 48 ore, quindi non si pone neanche il
77
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
problema di avere un serbatoio pieno d’acqua prima della pioggia, dato che anche
se si suppone che 48 ore prima fosse totalmente pieno, parte dell’acqua è stata
utilizzata per la toilette nell’arco delle 48 ore, per un volume di 0,52 m3 (Dtoilette=35
l/ab, 7,5 ab/100m2).
Se si suppone che tali serbatoi vengono installati a servizio di una superficie coperta
pari all’80% di quella totale, si ha una riduzione della superficie scolante quindi di
volume di prima pioggia pari al 30% (ovvero sui 15,22 ha totali, vanno sottratti i
4,57 ha di superficie coperta servita dai serbatoi da 2 m3/100m2).
La realizzazione dei serbatoi verrebbe eseguita quasi esclusivamente dai privati, i
quali sarebbero interessati alla sua realizzazione esclusivamente per un concreto
risparmio idrico, e non certo per ridurre i volumi di prima pioggia, la cui riduzione
risulta comunque essere abbastanza modesta.
A questo punto resta da valutare approssimativamente qual’è il costo per la
realizzazione di tale serbatoio da 2 m3 per 100 m2 di superficie coperta, e calcolare
in quanto tempo il privato riesce ad ammortizzare la spesa, nonché valutare a
quanto ammonta il risparmio idrico annuo.
Si suppone di realizzare una vasca da 2 m3 in c.a:
78
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
-
Il quantitativo di cls è di:
1,40 · 0,20 · 1 · 2= 0,56 m3
2,00 · 0,20 · 1 · 2= 0,80 m3
1,4 · 2,4 · 0,20 · 2= 1,35 m3
Per un totale di 2,71 m3.
Considerando il costo del calcestruzzo Rck 30 pari a 105 €/m3
(www.xoomer.alice.it/nuovaimic/calcestruzzo/calcestruzzo+
listino+prezzi+calcestruzzi.htm), si ha una spesa di……………………285 €
-
Il quantitativo di acciaio è di 100 kg/m3 di cls, ovvero 271kg.
Considerando il costo di 1,50 €/kg, si ha una spesa di………………….407 €
-
Realizzazione dello scavo in roccia di 3 m3 al costo
di 60 €/m3, per una spesa di……………………………………………..180 €
-
Installazione della pompa di sollevamento…………….………………..300 €
-
Realizzazione delle tubazioni (Piping)………………………………….300 €
-
Manodopera……………………………………………………………..400€
____________
-
Spesa totale……………………………………………………………..1872 €
Per calcolare in quanto tempo il privato riesce ad ammortizzare la spesa di detto
serbatoio, nonché valutare a quanto ammonta il risparmio idrico annuo, si fa
riferimento alle tariffe dell’Acquedotto Pugliese (www.aqp.it) riferite all’uso
domestico:
fascia di consumo costo (iva inclusa)
[m3/anno]
[€/m3]
Tariffa agevolata
0 – 73
0,46
Descrizione
Tariffa base
73,01 – 110
0,60
Prima fascia
110,01 – 146
0,99
Seconda fascia
146,01 – 256
1,49
Terza fascia
oltre 256
1,82
79
Carico inquinante delle acque di prima pioggia e sistemi BMP (Best Management Practices)
Si suppone che mediamente vi sia un consumo appartenente alla fascia media
(prima fascia), con un costo di acqua potabile di 0,99 €/m3.
Utilizzando un serbatoio da 2 m3 a servizio di una superficie coperta di 100 m2,
ovvero 7,5 residenti, sarebbe stato accumulato nel periodo di osservazione
(29 anni) un volume di 1077 m3 di acqua, cioè mediamente 37 m3 annui,
che porterebbero a un risparmio idrico annuo di 36,63 € (risparmio idrico
annuo di 4,88 € a residente), consentendo quindi di ammortizzare le spese di
installazione del serbatoio in ben 51 anni.
80
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Capitolo 4
SISTEMI DIVISIONALI
E DISPOSITIVI AD ESSI ATTINENTI
4.1 Sistemi di drenaggio fognario
Per impianto di fognatura si intende il complesso di canalizzazioni, generalmente
sotterranee, atte a raccogliere ed allontanare da insediamenti civili e/o produttivi le
acque superficiali (meteoriche, di lavaggio, ecc.) e quelle reflue provenienti dalle
attività umane in generale. Le canalizzazioni funzionano a pelo libero; in tratti
particolari il loro funzionamento può essere in pressione (condotte di mandata da
stazioni di sollevamento, attraversamenti in sifoni, ecc.).
Gerarchicamente, procedendo dagli allacci dei privati e dalle caditoie stradali fino a
giungere, dopo opportuni trattamenti, al recapito finale di restituzione delle acque
reflue in un recettore naturale, si distinguono:
fognoli di allacciamento : di dimensione non inferiore a 200 mm, consentono
la immissione in rete degli scarichi domestici, dei servizi pubblici e delle
acque meteoriche raccolte dalle caditoie stradali;
canali di fogna : costituiscono la rete ramificata aperta che percorre tutte le
strade del centro abitato, eccetto quelle servite dai collettori principali ;
collettori : sono canalizzazioni costituenti l'ossatura principale delle rete che
raccolgono le acque provenienti dalle fogne e quelle ad essi direttamente
addotte da fognoli e/o caditoie. I collettori principali, grandi canalizzazioni a
servizio di vaste aree, a loro volta confluiscono in un emissario;
emissario : canale che partendo dal termine della rete provvede
all'allontanamento delle acque raccolte dai centri abitati fino all'impianto di
depurazione e/o al recapito finale.
81
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Le reti di fognatura sono, in genere, del tipo ramificato aperto. Il funzionamento
idraulico è a superficie libera, pur non mancando esempi di reti progettate anche per
il funzionamento in pressione.
Con specifico riferimento all'origine delle acque raccolte e trasportate, le reti di
fognatura vengono classificate in:
reti di fognatura a sistema unitario o misto.
reti di fognatura a sistema separato ;
La rete fognaria di tipo unitario, costituita da un’unica condotta di collettamento
atta a convogliare sia le acque reflue che le acque meteoriche (entro i valori
corrispondenti al livello preassegnato), può essere dotata di dispositivi denominati:
scolmatori, vasche di accumulo prima pioggia e sistemi di accumulo e trattamento
acque di prima pioggia.
La rete fognaria di tipo separato è costituita da due condotte, una a servizio delle
sole acque meteoriche di dilavamento (rete bianca) che può essere dotata di
dispositivi per la raccolta e la separazione delle acque di prima pioggia, l’altra
asservita alle altre acque reflue unitamente alle eventuali acque di prima pioggia
(rete nera).
In ogni caso il sistema di drenaggio nel suo complesso deve essere efficiente e
compatibile con l’ambiente circostante, cioè le massime portate recapitate ai corpi
idrici riceventi non devono eccedere la loro capacità idraulica di trasporto, inoltre i
carichi inquinanti effluenti dagli scarichi delle acque meteoriche e degli impianti di
trattamento devono essere globalmente compatibili con i ricettori senza produrre
effetti di tossicità di lungo periodo per accumulo.
Una buona risposta a queste esigenze può ottenersi con entrambe le tipologie
unitarie e separate di sistemi fognari, purché entrambe siano dotate delle moderne
tecnologie di invaso e scarico; la scelta motivata dell’uno e dell’altro sistema , deve
derivare caso per caso dalle analisi delle condizioni ingegneristiche, ambientali ed
economiche legate alla specifica situazione.
82
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.1.1 Reti di fognatura sistema unitario o misto
Raccolgono e convogliano le acque pluviali e le acque reflue con un unico sistema
di canalizzazioni. In questi sistemi i collettori sono dimensionati in funzione delle
portate meteoriche conseguenti all’evento di pioggia in progetto. Questa portata è
nettamente maggiore (centinaia di volte) della portata delle acque reflue e poiché
l’impianto di depurazione è dimensionato con valore di poco superiore alla portata
nera (portata nera diluita con rapporto di diluizione 1-4) , il supero dovrà essere
scaricato direttamente nel mezzo recettore, con opportuni manufatti detti scaricatori
di piena. L’ubicazione di questi dispositivi è consigliabile ogni qual volta sia
possibile lo scarico diretto nel recettore (scarichi di alleggerimento) e comunque
all’ingresso del depuratore.
In questi sistemi il lavaggio della fognatura è legato al regime pluviometrico,
pertanto, nei periodi di secca, l’esigua portata nera defluisce con velocità molto
bassa con conseguente sedimentazione dei solidi e l’innesco di fenomeni
putrefattivi. Il problema può essere risolto con opportuni accorgimenti tecnici.
Pluviale
Ventilazione
Caditoia stradale
Allaccio
utenze
Collettore unitario
acque bianche
acque nere
Figura 4.1 Schema di fognatura con sistema unitario
In questo caso la divisione delle acque, nonché la separazione in base al trattamento
da eseguire, viene eseguita in relazione alla portata che giunge a monte del
dispositivo di separazione.
83
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
I dispositivi utilizzati sono:
− Pozzetto di by-pass e vasca di accumulo delle acque di prima pioggia in uso
anche nel caso di rete fognaria di tipo separato;
− Scolmatore, la cui funzione è quella di lasciar procedere verso la depurazione
l’intera portata in arrivo, finché essa non è sufficientemente diluita, e di
convogliare verso il pozzetto di by-pass le portate eccedenti la soglia.
Un esempio di modalità divisionale e di trattamento delle acque può essere :
Arrivo acque
miste
Scolmatore
Pozzetto di by-pass
Vasca di accumulo
acqua di prima pioggia
Impianto di
depurazione
Ricettore finale
Il sistema analizzato è di tipo “fuori linea(1)”, dove le acque miste vengono in primo
luogo convogliate in uno scolmatore il quale sarà dotato di una certa portata di
soglia, e se tale portata non viene superata, le acque nere risulteranno essere non
diluite, e andranno a finire integralmente all’impianto di depurazione; se invece tale
portata di soglia viene superata, le acque in esubero saranno considerate
sufficientemente diluite, e finiscono direttamente nel pozzetto di by-pass, oppure
(1)
Il sistema di trattamento viene definito “fuori linea” quando vi è la presenza di uno scolmatore a monte,
ovvero quando non tutta la totalità delle acque passa attraverso il sistema di accumulo delle acque di
prima pioggia, ma vi sarà soggetto solo se viene superata una certa portata, ovvero quando, nel caso di
rete unitaria, in seguito a una precipitazione, si passa da una portata nera ad una portata diluita.
Per una definizione più esauriente di sistema fuori linea si rimanda ai paragrafi successivi.
84
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
potrebbero prima essere sottoposte a dei trattamenti preliminari atti all’asporto di
materiale solido mediante grigliatura e dissabbiatura. Dal pozzetto di by-pass le
acque vengono separate, dove in parte finiscono nella vasca di prima pioggia, e in
parte vengono convogliate direttamente al ricettore finale, o perché si è raggiunto il
livello massimo nella vasca di prima pioggia, oppure perché si è superata la portata
di soglia che il pozzetto di by-pass può convogliare verso la vasca.
4.1.2 Reti di fognatura a sistema separato
Le acque reflue vengono raccolte e convogliate con un sistema di canalizzazioni
distinto dal sistema di raccolta e convogliamento delle acque pluviali. La
dimensione dei collettori delle acque pluviali è identico a quello della
corrispondente rete unitaria mentre la rete nera è caratterizzata da spechi di modeste
dimensioni. Generalmente la rete pluviale scarica direttamente nel mezzo recettore.
Oggi, dal punto di vista ambientale, si tende a separare le portata di prima pioggia
che, soprattutto dopo un lungo periodo di siccità, presenta elevati contenuti
inquinanti a seguito del lavaggio delle superfici stradali. Il sistema separato
garantisce una portata nera pressoché costante all’impianto di depurazione però,
data la limitata quantità, può creare problemi di smaltimento della parte solida,
soprattutto nei tratti pianeggianti, per mancanza del lavaggio operato della portata
pluviale.
Pluviale
Ventilazione
Caditoia stradale
Allaccio
utenze
Collettore pluviale
Collettore acque nere
Figura 4.2 Schema di fognatura con sistema separato
85
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Le acque nere giungono all’impianto di trattamento, mentre quelle bianche seguono
un percorso differente in base alla portata delle acque meteoriche.
I dispositivi utilizzati sono:
− Pozzetto di by-pass atto alla divisione delle acque di prima pioggia da quelle di
seconda pioggia;
− Vasca di accumulo delle acque di prima pioggia, il cui scopo è appunto quello
di accumulare le acque di prima pioggia, per poi inviarle alla depurazione
dopo un certo tempo.
Di seguito viene mostrata un esempio di modalità “in linea(2)” divisionale e di
trattamento delle acque, che di volta in volta deve essere valutata dal progettista
dell’impianto:
Arrivo acque
di pioggia
Pozzetto di by-pass
Vasca di accumulo
acqua di prima pioggia
Impianto di
depurazione
Ricettore finale
Le acque meteoriche vengono integralmente inviate al pozzetto di by-pass o
possono prima essere sottoposte a dei trattamenti preliminari atti all’asporto di
materiale solido mediante grigliatura e dissabbiatura.
(2)
Il sistema di trattamento viene definito “in linea” quando vi è la mancanza di uno scolmatore a monte,
ovvero quando la totalità delle acque passa attraverso il sistema di accumulo delle acque di prima pioggia,
ovvero attraverso il pozzetto di by-pass. Per una definizione più esauriente di sistema in linea si rimanda
ai paragrafi successivi.
86
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Giunte nel pozzetto di by-pass, le acque vengono separate, dove in parte finiscono
nella vasca di prima pioggia, e in parte vengono convogliate direttamente al
ricettore finale, o perché si è raggiunto il livello massimo nella vasca di prima
pioggia, oppure perché si è superata la portata di soglia che il pozzetto può
convogliare verso la vasca.
4.1.3 Confronto tra i due sistemi
La scelta del tipo di sistema fognario da adottare è notevolmente complessa in
quanto condizionata da molteplici fattori di tipo tecnico, ambientale ed economico.
Le recenti disposizioni legislative sembrano propendere per il sistema separato,
considerando che lo scarico diretto, ossia senza trattamento delle acque meteoriche
di dilavamento, non comporti in genere gravi problemi per il corpo idrico ricettore.
Nell’Allegato del Decreto della Presidenza del Consiglio dei Ministri 4 marzo 1996
“Disposizioni in materia di risorse idriche”, infatti, si legge: “Nelle zone di nuova
urbanizzazione e nei rifacimenti di quelle esistenti si deve di norma, salvo ragioni
tecniche, economiche ed ambientali, prevedere il sistema separato. In tali zone si
prevede l’avvio delle acque di prima pioggia nella rete nera se compatibile con il
sistema di depurazione adottato”. Ancora l’art. 25 del D.Lgs.152/99, impone alle
Regioni di prevedere norme e misure volte a favorire la riduzione dei consumi e
l’eliminazione degli sprechi ed in particolare a: “realizzare nei nuovi insediamenti
sistemi di collettamento differenziati per le acque piovane e per le acque reflue”.
Infine, il comma 3 dell’articolo 27 (Reti fognarie) del Capo III (Tutela qualitativa
della risorsa: disciplina degli scarichi), della stessa 152/99 raccomanda quanto
segue: “la progettazione, la costruzione e la manutenzione delle reti fognarie si
effettuano adottando le tecniche migliori che non comportino costi eccessivi
...omissis...”
Tale giudizio sembra derivare dal fatto che la migliore protezione ambientale si
consegue evitando la miscelazione delle acque meteoriche di dilavamento con
quelle reflue di origine civile e produttiva, in quanto:
87
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
si evita lo sfioro di acque miste inquinate dagli scaricatori di piena nei corpi
idrici ricettori durante gli eventi meteorici;
si riserva alle sole acque reflue il trattamento negli impianti di depurazione
per la maggiore costanza dei carichi idraulici e di massa in ingresso.
Nonostante tale convinzione, negli ultimi tempi è andato sempre più affermandosi,
per le fognature urbane, l’utilizzazione del sistema misto. Le principali motivazioni
di tale tendenza consistono:
nei sempre maggiori carichi inquinanti raccolti dalle acque pluviali che le
fanno assimilare in larga misura a quelle nere (specie nelle aree dove più
intenso è l’insediamento urbano o dove sono concentrati i maggiori
complessi produttivi) tanto che il loro scarico tal quale è sovente
inaccettabile per i ricettori;
nella difficoltà di realizzazione e manutenzione nel tempo di un’effettiva e
completa separazione delle reti fognarie (soprattutto quando si vuole
trasformare un sistema esistente misto in separato);
nei costi più contenuti derivanti dalla realizzazione di una sola sezione
anziché di due;
nella presenza nel sistema separato di un’aliquota in genere non trascurabile
di allacciamenti scorretti.
Gli studi specifici di settore, indicano che le soluzioni progettuali basate sul sistema
di tipo unitario non sono assolutamente da scartare a priori, poiché nella maggior
parte dei casi garantiscono prestazioni superiori, sia sotto l’aspetto della fattibilità
tecnica, sia con riferimento alla tutela dell’ambiente e, soprattutto, in termini di
oneri economici di realizzazione e di gestione. Infatti si può dimostrare come un
sistema unitario, se dotato di scaricatori di piena e vasche di prima pioggia
correttamente progettati, offra normalmente una protezione ambientale dei corpi
idrici ricettori del tutto paragonabile a quella conseguibile con un sistema separato
ben progettato. Ad ogni modo, si può senz’altro affermare che la migliore scelta
progettuale resta affidata come al solito al buon senso dei tecnici e degli enti
88
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
preposti, sulla base di studi di dettaglio che consentano di individuare la soluzione
definitiva in virtù delle peculiarità dell’area di intervento, ossia in seguito ad
un’analisi delle condizioni ingegneristiche, ambientali ed economiche legate alla
specifica situazione. Una buona soluzione si potrebbe, infatti, ottenere con entrambe
le tipologie, unitarie o separate, di sistemi fognari, perché entrambe siano dotate
delle moderne tecnologie di invaso e scarico.
La quasi totalità della rete al Nord è del tipo unitario, con un solo condotto posto al
centro della sede stradale che raccoglie sia le acque usate e di rifiuto che le acque
piovane. Fanno eccezione solo le reti di alcuni centri abitati minori e di alcuni
abitati di recente edificazione dove esistono reti separate per le acque usate e quelle
meteoriche. I sistemi separati sono più diffusi al Centro-Sud. C’è poi il sistema
separatore-misto, dove le acque meteoriche di prima pioggia, a causa del loro
elevato carico inquinante, vengono avviate a depurazione.
Sulle reti di tipo misto, per impedire sovrappressioni, sono installati gli scolmatori
di pioggia, cioè una sorta di valvola di sicurezza che entra in funzione quando
l’ingresso di acque meteoriche nella rete mista eccede una certa soglia, considerata
pericolosa per la fognatura. Le acque in eccesso, miste ai liquami civili e industriali
che afferiscono alla rete, vengono quindi recapitati ad un corpo idrico superficiale.
Naturalmente, qualora si verifichi l’evento, i liquami vengono scaricati senza
trattamento depurativo, salvo per quella quota che ha raggiunto il depuratore e che
può essere passata almeno per un sistema di grigliatura-decantazione. In acque
superficiali giungono pertanto molti degli inquinanti prodotti dalle attività
industriali e artigianali del bacino servito.
Nella Tabella 4.1, di seguito riportata, sono stati richiamati i principali vantaggi e
svantaggi delle due tipologie, derivati dalla analisi delle situazioni reali e dalla
esperienza maturata durante decenni di studi sui sistemi di drenaggio urbano.
89
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Tipologia sistema
Unitario o misto
Vantaggi
Realizzazione di un unico
sistema di canalizzazioni
Semplificazione negli
allacciamenti al sistema
Separato
Minore esigenza di spazio
nella sezione stradale e
contenute intersezione con
altre reti
Minori costi di realizzazione e
di gestione del sistema
fognario
Maggiore omogeneità delle
caratteristiche dei reflui inviati
all'impianto di depurazione
Svantaggi
Accumulo di depositi durante
prolungati periodi di tempo
asciutto
Necessità di predisporre
opportuni accorgimenti nel
ciclo di trattamento dei reflui
Difficoltà operative in aree
pianeggianti dove necessitano
impianti di sollevamento
Necessità di accorgimenti e
pretrattamenti per le
immissioni da aree industriali
Doppio sistema di
canalizzazione con problemi
di allacciamenti ed
interferenze con altri
sottoservizi
Disponibilità di acque di
Necessità di avere a
definite caratteristiche
disposizione recapiti
qualitative, ai fini del riuso dei rappresentati da sistemi
reflui depurativi
separati
Maggiore facilità di lavaggio Elevate probabilità di
immissioni nere nella fogna
della fogna nera
pluviale
Applicazioni in comprensori Maggiori oneri di costruzione
fortemente industrializzati o e di gestione del sistema
fognario
in zone pianeggianti
Tabella 4.1-Vantaggi e svantaggi delle due tipologie di fognature[De Martino et al.,2004]
90
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.2 Interventi strutturali e non strutturali
Per ridurre il carico inquinante nei corpi idrici ricettori, non è sufficiente depurare le
sole acque reflue, ma è necessario mettere in atto opportune strategie per il controllo
degli scarichi di origine meteorica. In linea generale, è possibile individuare due
categorie principali d’interventi, che si distinguono a seconda che si punti a ridurre
alla sorgente la produzione di sostanze inquinanti (source control) o che si scelga di
trattare adeguatamente le acque di dilavamento contaminate (treatment control). Gli
interventi di tipo source control sono definiti interventi non strutturali, mentre quelli
di tipo treatment control sono noti come interventi strutturali [Paoletti, 2003].
Interventi non strutturali
Per interventi non strutturali possono intendersi quegli interventi che sono atti a
controllare l’eventuale fonte contaminante, e quindi quelle tecniche gestionali atte a
ridurre l’esposizione alla pioggia delle possibili fonti di inquinamento, limitando di
conseguenza la quantità di inquinante trasportabile dall’acqua. Tali pratiche
implicano l’utilizzo di tecniche di gestione innovative, l’educazione del personale
tecnico e gestionale, o anche la riprogettazione di strutture al fine di ridurre il
potenziale di inquinamento. Peraltro tali misure preventive presentano un elevato
rapporto costi/benefici, in quanto normalmente non richiedono un impegno
supplementare di superfici e di costi di costruzione e possono essere raggiunte con
un modico sforzo. Tra gli interventi non strutturali è possibile annoverare le
seguenti pratiche:
Rimozione di detriti da aree impermeabilizzate;
Programmi di educazione del personale impiegato nei lavori di
immagazzinamento;
Riduzione di esposizione alle piogge di materiali stoccati in piazzali;
Riduzione e conversione dei potenziali inquinanti chimici utilizzati nelle
applicazioni industriali ed agricole;
Pulizia delle strade e delle aree di parcheggio con macchine spazzatrici;
91
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Sistemi secondari per la deviazione e la raccolta provvisoria delle acque di
pioggia.
La riduzione delle fonti di inquinamento è la tipica pratica non strutturale per
controllare il rilascio di inquinanti attraverso le acque di ruscellamento. La
rimozione di questi inquinanti dal territorio urbano prima che avvengano le
precipitazioni può effettivamente limitare la quantità di inquinanti contenute nelle
acque. La riduzione di tali fonti può essere realizzata utilizzando diversi processi
quali: controllo dello spargimento di fertilizzanti, pesticidi o diserbanti; pulizia delle
strade; controllo degli scarichi abusivi di oli usati, detergenti, vernici nei collettori
delle acque chiare; controllo dei possibili passaggi o infiltrazioni nelle fognature.
Interventi strutturali
Gli interventi strutturali sono principalmente attuati nelle reti fognarie urbane
mediante:
Scaricatori di piena;
Vasche di prima pioggia (capacità di accumulo o ritenzione);
I diversi schemi impiantistici prevedono:
l’impiego di soli scaricatori di piena;
l’impiego congiunto di scaricatori di piena e vasche di prima pioggia in
linea;
l’impiego congiunto di scaricatori di piena e vasche di prima pioggia fuori
linea.
La progettazione di ciascuno degli interventi strutturali elencati dipende
chiaramente dalla definizione delle portate e dei volumi che è necessario intercettare
ed inviare ad un adeguato trattamento ed è, quindi, dettata dalla caratterizzazione
delle acque di prima pioggia sia in termini qualitativi che quantitativi.
Si procede, nel seguito ad una descrizione essenziale degli interventi strutturali
prima citati.
92
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.3 Dispositivi divisionali e di accumulo
Di seguito verranno analizzati i vari dispositivi atti alla separazione delle acque di
prima pioggia dalle restanti, nonché i sistemi di accumulo.
Nella fattispecie, verranno analizzate le vasche di prima pioggia, i sistemi di
grigliatura, dissabbiatura e disoleatura, e due diverse tipologie di scolmatori che
vengono indicati con nomi differenti per evitare equivoci:
− Pozzetto di by-pass atto alla separazione delle acque di prima pioggia da quelle
di seconda pioggia (spesso fisicamente connesso con la vasca di prima
pioggia);
− Scolmatore atto alla separazione delle acque miste dalle acque reflue (se
inserito in una rete di tipo unitario), oppure di acque bianche di modica portata
dalle acque bianche, sufficientemente diluite, derivanti da un considerevole
evento meteorico (se inserito in una rete di tipo separato).
4.3.1 Pozzetto di by-pass
Tale dispositivo costituisce un binomio inscindibile con la vasca di prima pioggia,
in quanto senza di essa non avrebbe senso inserirlo nella rete.
Il suo compito è quello di dividere le acque di prima pioggia dalle successive,
nonché by-passare la vasca di accumulo e la successiva depurazione per poter
scaricare le acque eccedenti quelle di prima pioggia direttamente nel ricettore finale.
Il
principio
di
funzionamento
è
quello
di
valutare,
idraulicamente
o
meccanicamente, lo stato di avvenuto riempimento della vasca di prima pioggia,
quindi procedere con l’azione di by-pass.
Dall’illustrazione si nota come lo sfioro, quindi il by-pass, non avviene solo a causa
del completo riempimento della vasca di prima pioggia, ma avviene anche quando
la portata in arrivo supera una determinata soglia di altezza proporzionale
all’estensione del bacino stesso, derivante dal fatto che la portata in grado di
superare la soglia risulta essere sufficientemente diluita, tanto da poter essere
93
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
considerata di seconda pioggia anche se la vasca di accumulo non è stata riempita
totalmente.
Fig.4.3 Schema di funzionamento di un by-pass di una vasca di prima pioggia
Com’è già stato accennato in precedenza, vi sono due sistemi per constatare
l’avvenuto riempimento della vasca di prima pioggia, ovvero attivare l’azione di bypass:
Sistema idraulico
vasca di prima pioggia
pozzetto di by-pass
Figura 4.4 Sistema idraulico per attivare l’azione del by-pass
94
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Le acque di seconda pioggia riescono a sfiorare lo stramazzo posto nel pozzetto di
by-pass dal momento in cui il pelo libero dell’acqua nella vasca di prima pioggia
raggiunge il livello della soglia dello stramazzo stesso. Allo sbocco nella vasca di
prima pioggia, la tubazione di comunicazione è munita di un deflettore (raccordo a
T) che impedisce il riflusso delle sospensioni flottanti.
Sistema meccanico
valvola a galleggiante
PIANTA
pozzetto di by-pass
vasca di prima pioggia
galleggiante
SEZIONE:
SITUAZIONE A
VALVOLA APERTA
SEZIONE:
SITUAZIONE A
VALVOLA CHIUSA
Figura 4.5 Sistema meccanico per attivare l’azione del by-pass
Allo sbocco nella vasca di prima pioggia, vi è un dispositivo costituito da una
valvola in acciaio connessa a un galleggiante, il quale consente alla valvola di
chiudersi quando riceve la spinta dall’acqua presente nella vasca, una volta che in
quest’ultima si è raggiunto il livello massimo.
Il vantaggio, che questo sistema presenta rispetto al precedente, è legato al fatto che
in questo modo non vi è la necessità di porre il pozzetto di by-pass alla stessa quota
95
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
della vasca di prima pioggia, ma nel contempo, risulta essere un sistema più
complesso che rischia spesso di incepparsi, avendo quindi necessità di
manutenzioni periodiche, cosa non necessaria nel primo metodo.
4.3.2 Scaricatore di piena
Gli scaricatori di piena sono manufatti atti a deviare in tempo di pioggia, verso i
ricettori finali, le portate meteoriche eccedenti le portate nere diluite, definite come
compatibili con l’efficienza degli impianti di trattamento delle acque reflue urbane.
Durante gli eventi meteorici si verificano diluizioni spinte delle acque convogliate
nelle reti miste di drenaggio urbano e diviene possibile, se necessario, smaltire parte
delle acque in arrivo nell’emissario più vicino.
Il controllo delle portate defluenti verso valle è effettuato disponendo all’interno del
sistema di drenaggio uno scolmatore o scaricatore di piena che:
devia verso il recapito finale le portate eccedenti il valore limite ammesso
nella rete di valle (scaricatori di alleggerimento);
convoglia all’impianto di depurazione l’intera portata in arrivo fino quando
essa non è sufficientemente diluita e tale da poter essere scaricata nel
recapito finale più vicino (ricettore naturale).
In generale la progettazione dei manufatti ripartitori deve rispondere alla duplice
esigenza:
di assicurare, dal punto di vista idraulico, una buona efficienza ai vari regimi
di funzionamento, in modo da ridurre convenientemente le portate immesse
nel deviatore e conseguentemente le dimensioni e i costi dello stesso;
di garantire, dal punto di vista ambientale, che lo scarico delle acque sfiorate
verso il ricettore non si traduca in una fonte di inquinamento tale da
attenuare sensibilmente
i presunti vantaggi ipotizzati all’atto dell’impostazione progettuale della
fognatura e degl’impianti di depurazione [Bonomo et al., 1993] .
96
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Il dimensionamento degli scaricatori di piena è legato alla determinazione della
portata di soglia Qnd (portata nera diluita) in rete unitaria, o Qbd (portata bianca
diluita) in caso di rete esclusivamente pluviale, oltre la quale inizia lo sfioro verso il
ricettore. Tale portata è definita in funzione di quella massima accettabile dalla rete
di valle per gli scaricatori di alleggerimento, invece nel caso di scaricatori
predisposti all’ingresso di un impianto di trattamento, in funzione delle dimensioni
dell’impianto e conseguentemente della portata che può essere trattata nei periodi di
pioggia.
Lo scaricatore divide la portata P in arrivo in quella derivata Q verso la depurazione
e in quella P-Q sfiorata verso il ricettore attraverso il canale emissario. Nella Figura
4.6 vengono riportati gli schemi idraulici di funzionamento degli scaricatori di
piena nei sistemi fognari separati e unitari, che consentono lo scarico nel ricettore,
solo quando la portata supera un valore di soglia prefissato.
Figura 4.6 Schemi di funzionamento dello scaricatore di piena per reti unitarie e
separate [Artina et al.,1997].
97
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Nel caso di sistemi unitari, la portata Q dovrebbe essere costantemente uguale a
quella di soglia Qnd (portata nera diluita) espressa in funzione del rapporto di
diluizione:
r=
Qnd
Qnm
(9)
dove Qnm è la portata media nera in tempo asciutto.
Da tale definizione ne consegue:
Qnd = r ⋅ Qnm = Qnm + (r − 1) ⋅ Qnm
(10)
in cui (r − 1) ⋅ Qnm rappresenta il valore di soglia della portata meteorica(detta anche
bianca) Qb.
Per le fognature unitarie, la portata di inizio sfioro viene individuata adottando un
opportuno valore del rapporto di diluizione r, generalmente scelto nell’intervallo
2,5-5.
Dunque nell’istante di inizio sfioro la portata Qnd= r Qnm complessivamente
derivata verso la depurazione, è costituita dalla somma della portata nera media Qnm
e della portata meteorica (r-1) Qnm .
Con tale soluzione, i sistemi unitari consentono di avviare alla depurazione una
significativa aliquota di acque meteoriche , con un beneficio ambientale non
trascurabile. Tuttavia il controllo quali-quantitativo dello scarico nei corpi idrici
basato esclusivamente sull’utilizzazione nelle reti urbane di scaricatori di piena non
può ritenersi sufficiente, dal momento che il regime pluviometrico del nostro e di
molti altri paesi è caratterizzato da precipitazioni saltuarie, irregolari e con intensità
medie significative. Con tali dispositivi quindi non è possibile limitare
efficacemente né il numero di scarichi annui, né le masse di inquinanti scaricate, né
le concentrazioni di inquinanti allo scarico, né la concentrazione degli inquinanti
dello scarico, neppure adottando valori elevati del rapporto di diluizione r , che
comunque comporterebbero elevati oneri di investimento sia per le reti di drenaggio
che per gli impianti di trattamento e maggiori oneri gestionali di questi ultimi.
98
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
I processi di formazione, accumulo e rimozione degli inquinanti nel bacino e nella
rete di drenaggio sono governati da fattori caratterizzati da elevata aleatorietà e ciò
determina una forte variabilità da evento a evento, delle caratteristiche qualitative
delle acque dei drenaggio urbane, ne consegue che necessariamente l’efficacia degli
scaricatori di piena , così come quella delle vasche di prima pioggia, non può che
essere valutata in termini statistici attraverso l’uso di modelli di simulazione
continua a base fisica opportunamente tarati sulla base di eventi dettagliatamente
monitorati.
Nel caso di fognature separate, l’adozione di scaricatori di piena secondo lo schema
proposto, deriva dalla volontà di escludere dallo scarico diretto nel recettore una
portata meteorica di base Qbd , ritenuta inquinata per presenza di ineliminabili
allacciamenti neri o di sostanze indesiderabili nelle acque di dilavamento delle
superfici urbane. La portata di soglia Qbd dello scaricatore, non potendo essere
definita in base al rapporto di diluizione r, non essendo presenti o non essendo note
le portate nere, è adottata tenendo conto dei limiti di compatibilità dell’impianto di
depurazione.
Gli scaricatori di piena oltre ad avere il compito di partizione della portata in arrivo
devono, specialmente nei casi di smaltimento nei ricettori con difficile ricambio
idrico, operare un controllo dei carichi di inquinante smaltiti.
Pertanto gli stessi vanno suddivisi in :
- scaricatori con funzione di partizione della portata;
- scaricatori con funzione di ridurre i carichi inquinanti smaltiti con le portate
eccedenti.
Gli scaricatori con funzione di partizione della portata che deviano la portata in
eccesso nell’emissario in arrivo sono:
- sfioratori laterali a soglia bassa;
- sfioratori laterali a soglia inclinata;
- sifoni;
quelli che deviano nel deviatore le portate da avviare alla depurazione sono:
99
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
- scaricatori a salto;
- derivatori frontali;
- derivatori laterali.
Si preferisce in genere ricorrere a sfioratori laterali quando non si disponga di forti
dislivelli lungo il percorso delle acque nere, mentre sono più efficaci i derivatori
quando la rete è caratterizzata da forti dislivelli o, comunque, se la corrente è dotata
di notevole energia cinetica.
Gli scaricatori con funzione di ridurre i carichi inquinanti smaltiti con le portate
eccedenti sono:
- sfioratori laterali a soglia alta e limitatore di portata al fondo;
- scaricatore a bacino di calma;
- scaricatore a vortice.
Dimensionamento degli scaricatori di piena
Nel panorama nazionale, sulla specifica problematica sono stati presentati numerosi
spunti ed indicazioni che rivestono quasi sempre carattere di indicazione progettuale
piuttosto che di disposizione normativa.
Nel caso di sistema di progetto di tipo unitario, il collettamento nel sistema
comunale della portata nera (che deve essere inviata alla depurazione) verrà
realizzato mediante opportuno manufatto scaricatore sul collettore finale, la cui
funzione è quella appunto di lasciar procedere verso la depurazione l’intera portata
in arrivo, finché essa non è sufficientemente diluita, e di convogliare verso il
pozzetto di by-pass (nonché verso la vasca di prima pioggia) le portate eccedenti la
soglia. La portata nera da addurre alla depurazione è assunta, secondo il P.R.R.A.
(Piano Regionale per il Risanamento delle Acque), pari al più elevato dei seguenti
valori (www.asm.pv.it/download/regolamento_fognatura/allegato2.pdf):
− Apporto di 750 l/ab·gg (litri per abitante equivalente al giorno), elevato a
1000 l/ab·gg in corrispondenza di sfioratori le cui acque eccedenti siano
recapitate direttamente in laghi ovvero sul suolo o negli strati superficiali del
100
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
sottosuolo, considerati uniformemente distribuiti nelle 24 ore; questo viene
determinato in termini idraulici, ossia per rapporto tra il consumo giornaliero
medio industriale accertato e la dotazione idrica della popolazione residente,
assunta pari a 200 l/ab·gg, considerando anche gli abitanti equivalenti degli
scarichi di acque reflue industriali non caratterizzabili in base all’apporto di
sostanze biodegradabili;
− Rapporto di diluizione pari a 2 rispetto alla portata nera, calcolata come
media giornaliera per gli apporti civili e come media su 12 ore per quelli
industriali, salvo presenza di significativi complessi che lavorino su più turni
giornalieri; il rapporto di diluizione è incrementato a 2,5 nel caso gli apporti
industriali, in termini di abitanti equivalenti, superino il 50% del totale.
Nella figura seguente si riporta lo schema di un manufatto scolmatore, dove si
indica come Q la portata in arrivo allo scolmatore, come q la portata che prosegue
verso l’impianto di trattamento dei reflui, e come Q-q la portata scolmata che
finisce nel pozzetto di by-pass.
verso la depurazione
q
Q
SCOLMATORE
Q-q
al pozzetto di by-pass
Figura 4.7 Partizione della portata in uno scaricatore di piena
101
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Nella pratica, molteplici sono le tipologie di scolmatori utilizzati (laterali a soglia
bassa, alta o inclinata, a sifone, a salto, ecc…).
Il tipo più frequente nella consuetudine progettuale è quello laterale a soglia bassa,
dove l’illustrazione seguente ne riporta un esempio in pianta e in sezione.
Pianta
B
al pozzetto di by-pass
A
Q-q
A
Q
verso la depurazione
q
collettore
B
Sezione A-A
Sezione B-B
L
Q
q
Figura 4.8 Scaricatore a sfioro laterale, a soglia bassa
Figura 4.9 Manufatto scolmatore
presente
nella
rete
fognaria
di
Bologna
102
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Questo tipo di manufatto é anche il solo per il quale il dimensionamento idraulico,
ancorché non immediato, é possibile tramite uno schema di calcolo semplificato.
Esso viene realizzato in genere in condotte a debole pendenza, dove l’instaurarsi del
regime di corrente lenta ne garantisce una maggiore efficienza.
Le equazioni che ne governano il funzionamento sono:
E = E0 = h0 +
Q02
2gA02
(costante)
(11)
dove:
E
energia specifica della corrente nella generica sezione dello scolmatore;
E0
energia specifica nella sezione a valle dello scolmatore;
h0
quota del pelo libero di moto uniforme nel condotto derivatore per la portata
Q0, e da essa deducibile dalla equazione del moto uniforme;
Q0
portata in transito verso il depuratore in corrispondenza della massima
portata in arrivo da monte;
A0
area della sezione bagnata quando nel derivatore transita la portata Q0;
∆Q = µ ⋅ ∆x ⋅ (h − s ) ⋅ 2 ⋅ g ⋅ (h − s )
(12)
dove:
∆Q
portata sfiorata nel tratto di soglia di lunghezza ∆x;
µ
coefficiente di efflusso (0,39-0,4);
h
quota del pelo libero nel del tratto ∆x;
s
altezza della soglia (che deve essere assunta almeno pari o meglio
superiore alla quota di moto uniforme della portata per cui ha inizio lo
sfioro);
La lunghezza L dello scaricatore si deduce integrando per differenze finite il
sistema di equazioni (11) e (12), risalendo controcorrente dalla sezione 0 posta
subito a valle della soglia.
103
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
E’ opportuno fissare il passo d’integrazione nella altezza h piuttosto che nella
ascissa; tale ∆h viene quindi sommato al valore iniziale h0 ottenendo la quota
liquida h1=h0-∆h nella sezione 1 posta a monte della 0 di ∆X1. Si calcola poi con
(11) la portata Q1 che transita in 1, quindi ∆Q01 = Q1-Q0, da sostituirsi in (12) per
ottenere l’aliquota ∆X1. La portata transitante nella sezione 1 è ovviamente
Q1=Q0+∆Q01. Con lo stesso ∆h si risale verso la sezione 2, e così via, e la procedura
ha termine nella sezione n dove Qn = Qmax (portata massima proveniente da monte).
La lunghezza L della soglia è quindi pari alla somma dei ∆Xi calcolati ai vari passi.
Si riporta di seguito l’andamento del pelo libero in corrispondenza della soglia
sfiorante, relativo al caso analizzato.
sez.n
Q1
hn
Qmax
h0
h1
sez.1 sez.0
Q0
delta x1
L
Figura 4.10 Andamento del pelo libero in corrispondenza della soglia sfiorante
Lo scolmatore viene inserito anche in reti di tipo separato, quando si cerca di
ottimizzare l’efficacia delle vasche di prima pioggia, in quanto in questo modo si
riduce la frequenza di utilizzo delle vasche, si riduce il volume degli scarichi nel
ricettore, nonché il carico inquinante in esso sversato.
104
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
In questo caso, il sistema pozzetto di by-pass/vasca di prima pioggia non entrano in
gioco ad ogni evento meteorico, ma solo se quest’ultimo ha una certa rilevanza dal
punto di vista dell’intensità di pioggia.
Lo schema di connessione in questo caso è il seguente:
scarico al
ricettore
vasca di prima pioggia
pozzetto di by-pass
scolmatore
fogna bianca
fogna nera
verso la depurazione
Figura 4.11 Scolmatore inserito in una rete di tipo separato
In questo caso, la valutazione della lunghezza L della soglia dello scolmatore, viene
effettuata allo stesso modo visto precedentemente per il sistema unitario, mentre per
la valutazione della portata massima di soglia da addurre alla depurazione, questa
viene valutata in funzione dell’estensione del bacino di pertinenza, e la si ricava
facilmente con l’ausilio di tabelle.
105
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.3.3 Vasca di accumulo delle acque di prima pioggia
Le vasche di prima pioggia sono costituite essenzialmente da serbatoi interrati in
C.A., muratura o altro materiale, e sono idonee a stoccare entro pareti impermeabili
il volume di acque meteoriche corrispondente alle acque di prima pioggia, con
possibilità di svuotamento differito nella rete di fognatura o di invio al trattamento.
Un esempio è riportato in Figura 4.12.
Figura 4.12 Vasca di prima pioggia a servizio di una infrastruttura stradale
[Musilli SpA]
Figura 4.13 Vasche di prima pioggia prefabbricate a sezione rettangolare e
circolare, connesse la pozzetto di by-pass [Musilli SpA]
106
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
I manufatti devono rispettare le seguenti prescrizioni minime:
capacità di accumulo fino al volume calcolato per le acque di prima pioggia;
sfioro continuo e indisturbato delle acque di seconda pioggia che possono
essere indirizzate allo smaltimento;
svuotamento in fognatura entro 48 ore dalla fine della precipitazione,
mediante pompaggio o a gravità.
Tipologie di vasche di prima pioggia
Le vasche di prima pioggia si distinguono in base al diverso inserimento all’interno
della rete fognaria in: vasche in linea, vasche fuori linea.
In funzione delle diverse modalità di alimentazione le vasche di prima pioggia si
distinguono in: vasche in transito, vasche in cattura.
Le vasche si dicono in linea (Figura 4.14 e 4.15), quando l’invaso è realizzato in
serie al collettore fognario. In tal caso, la portata in ingresso coincide sempre con la
portata proveniente dal sistema di monte, mentre la portata in uscita è regolata da
una bocca di efflusso, dimensionata in modo da limitare la portata al massimo
valore ammesso qmax di valle.
Durante l’evento meteorico, la portata in arrivo eccedente qmax
viene
temporaneamente invasata in vasca e poi scaricata nel ricettore.
Figura 4.14 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia in
linea in un sistema fognario unitario [Ciaponi et al., 2005].
Figura 4.15 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia in
linea in un sistema fognario separato [Ciaponi et al., 2005].
107
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Le vasche, invece, si dicono fuori linea (Figura 4.16, 4.17, 4.18 e 4.19), quando
l’invaso è realizzato in derivazione rispetto alla rete fognaria.
Nei sistemi unitari, la vasca è sempre accoppiata ad uno scaricatore di piena che
alimenta la vasca quando la portata in arrivo da monte supera il valore di inizio
sfioro qo . Lo scaricatore può essere associato ad un dispositivo di by-pass che
esclude la vasca quando questa è piena.
Nelle fogne pluviali, invece, la vasca non deve essere necessariamente accoppiata
ad uno scolmatore di piena. In tal caso, tutta la portata in arrivo da monte viene
inviata nella vasca fino a quando è piena, dopo di che la portata viene scaricata nel
ricettore mediante un dispositivo che consente di bypassare la vasca.
La presenza o l’assenza del by-pass che intercetta la portata quando la vasca è piena
determina un’ulteriore distinzione delle vasche in “vasche di cattura” e “vasche di
transito”. Raggiunto il riempimento totale della vasca, la portata in ingresso viene
scaricata nel ricettore attraverso il by-pass senza miscelarsi con il volume contenuto
nella vasca nel caso di vasche di cattura (Fig. 4.16 e 4.17), viceversa nelle vasche di
transito (Fig. 4.18 e 4.19) la portata viene scaricata nel ricettore a mezzo di uno
scaricatore posto nella vasca stessa. Ciò comportata una miscelazione della portata
in arrivo con quella accumulata in vasca.
In definitiva, le vasche di cattura sono da preferire quando ci si attende un forte
inquinamento iniziale dell’onda di piena conseguente al dilavamento dei collettori
fognari, quelle di transito sono utilizzate per aree in cui la produzione di carico
inquinante è piuttosto costante nel tempo [Ciaponi et al., 2005].
Quale dei due schemi sia più efficace ai fini della protezione del corpo ricettore non
è definibile a priori. Le vasche di cattura sono più efficaci nei casi in cui i
pollutogrammi sono caratterizzati da un significativo effetto di first flush. Le vasche
di transito sono più efficaci nel caso, molto meno frequente, in cui ci sia un effetto
di last flush.
108
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Figura 4.16 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia
fuori linea da cattura in un sistema fognari unitario [Ciaponi et al., 2005].
Figura 4.17 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia
fuori linea di cattura in un sistema fognario separato [Ciaponi et al., 2005].
Figura 4.18 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia
fuori linea di transito in un sistema fognario unitario [Ciaponi et al., 2005].
Figura 4.19 Schema impiantistico di inserimento di una vasca di prima pioggia
fuori linea di transito in un sistema fognario separato [Ciaponi et al., 2005].
Com’è stato visto nel punto precedente relativo al pozzetto di by-pass, affinché si
possano scindere le acque di prima pioggia da quelle di seconda pioggia, bisogna
progettare la vasca di accumulo in modo tale che essa risulti riempita con le sole
109
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
acque di prima pioggia.Quindi di fondamentale importanza risulta essere il calcolo
del volume della vasca che può essere condotto con diversi metodi. Vengono di
seguito analizzati i due metodi più utilizzati in ambito progettuale: il metodo
dell’altezza di prima pioggia e il metodo del tempo di corrivazione.
4.3.3.1
Valutazione del volume della vasca col metodo dell’altezza di
prima pioggia
Tale metodo si basa sul Regolamento Regionale del 24 marzo 2006 n. 4 della
Regione Lombardia “ Disciplina dello smaltimento delle acque di prima pioggia e
di lavaggio delle aree esterne”, in attuazione dell' articolo 52, comma 1, lettera a)
della legge regionale 12 dicembre 2003, n. 26 (BURL del 28 marzo 2006 n. 13, 1°
suppl. ord.) che all’art.2 comma 1 punto c) cita: le “acque di prima pioggia” sono
quelle corrispondenti, nella prima parte di ogni evento meteorico, ad una
precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull'intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta delle acque meteoriche.
Quindi, definito il valore dell’altezza di prima pioggia, h=5mm assunto secondo la
legge sopraccitata e la superficie complessiva del bacino scolante Stot, resta da
suddividere l’intera superficie in tante superfici Si caratterizzate da un valore
costante del coefficiente di afflusso φi, individuando quindi la superficie equivalente
che è pari a:
n
S eq = ∑ S i ⋅ ϕ i
i =1
[m ]
2
(13)
vengono di seguito riportati alcuni valori del coefficiente di afflusso φ in funzione
della superficie scolante:
110
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
TIPOLOGIA URBANA
φ
Zone centrali con densa fabbricazione (strade lastricate)
0,70 ÷ 0,90
Zone urbane destinate a restare con scarse aree scoperte
0,50 ÷ 0,70
Zone urbane destinate al tipo di città giardino
0,25 ÷ 0,50
Zone urbane sempre non fabbricate e non pavimentate
0,10 ÷ 0,30
Prati e parchi
0,00 ÷ 0,25
A questo punto risulta essere facilmente determinabile il volume delle acque di
prima pioggia attraverso la formula:
[ ]
1  m 
[ ] 1000
 mm 
Vtot m 3 = h [mm]⋅ S eq m 2 ⋅
4.3.3.2


(14)
Valutazione del volume della vasca col metodo del tempo di
corrivazione
Il tempo di corrivazione può essere definito come: “ Il tempo occorrente ad una
particella d’acqua per percorrere il tracciato idraulicamente più lungo della rete di
drenaggio fino alla sezione di chiusura. (M. Di Fidio)” oppure “Il tempo di
corrivazione di una data sezione S di una rete fognante è il tempo tCorr necessario
alla goccia d’acqua caduta, per precipitazione meteorica nel bacino di riferimento,
nel punto più distante dalla sezione S considerata, per raggiungere, per gravità, la
sezione S stessa. (Karl Sigmund)”.
Quindi nota la geometria e le caratteristiche della rete fognante, in corrispondenza
di un evento meteorico è possibile risalire al tempo di corrivazione; effettuiamo
inoltre l’approssimazione che solo una pioggia continua dell’ordine dei 5÷15 minuti
(che indicheremo come tempo di assorbimento tass) è sufficiente ad immettere in
soluzione acquosa la parte più significativa delle sostanze inquinanti presenti sulla
superficie del bacino scolante (www.musilli.it). Pertanto, il tempo interessato
dall’evento inquinante è dato dalla somma del tempo di assorbimento tass e del
111
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
tempo di corrivazione tCorr . Il tempo tmeteor viene assunto come tempo di riferimento
per stimare la massima portata idrica meteorica per unità di area di bacino
interessato q p (m 3 / s ⋅ ha) indicata anche come portata specifica al colmo di piena.
Si ha quindi:
tmeteor = tass + tCorr
(15)
Per poter determinare la massima portata meteorica qP, è necessario fissare
l’intensità di pioggia i (mm/h) e il coefficiente di afflusso φtot relativo all’intera
superficie scolante, valutato con media pesata in funzione dell’estensione delle varie
superfici Si a diverso valore di φ.
Dunque qP vale:
qp =
i ⋅ϕ
360
 m2 


 s ⋅ ha 
(16)
Noto qP, il volume specifico di prima pioggia vP si ricava attraverso la seguente
formula:
 m3 
 m3 
 s 
vP   = q P 
 ⋅ t meteor [min ]⋅ 60
 min 
 ha 
 s ⋅ ha 
(17)
Infine detta Stot l’area complessiva, il volume totale di acqua di prima pioggia Vtot
con cui progettare la vasca di accumulo si calcola come segue:
[ ]
 m3 
Vtot m 3 = v P   ⋅ S tot [ha ]
 ha 
(18)
112
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.3.3.3
Dimensionamento e caratteristiche costruttive della vasche di
prima pioggia
Per quanto riguarda il dimensionamento delle vasche di prima pioggia,
l’EPA(Environmental Protection Agency) americana
ha predisposto la seguente
Tabella che riassume i parametri per il calcolo del volume da assegnare alle capacità
di accumulo dei primi deflussi meteorici [USEPA, 2005].
Inquinanti
Superficie del bacino
Esempi di industria
Sostanze facilmente
asportabili, come
materiali solubili, polveri
fini e limi
Sostanze difficili da
rimuovere come olii,
grassi, e altri idrocarburi
non volatili
Impermeabile: asfalto,
cemento, bitume
Impianti di
confezionamento di
calcestruzzo
Impermeabile: asfalto,
cemento, bitume
Tutti i tipi di inquinanti
Superfici permeabili
(comprese superfici
naturali) delle quali i
depositi di inquinante
non vengono
facilmente asportati
Impianti
petrolchimici,
autofficine, industrie
chimiche, impianti di
produzione di bitume,
parcheggi e strade
Mercati, aree a verde
attrezzato
Livello di
pioggia che deve
essere contenuto
10 mm
15 mm
20 mm
Tabella 4.2 Criteri di dimensionamento per i sistemi di contenimento delle acque di
prima pioggia [USEPA, 2005].
Nelle vasche di prima pioggia si distinguono le seguenti parti:
-sezione di ingresso
- sezione di accumulo
- sezione di scarico
Sezione d’ingresso
All’ingresso della vasca una particolare valvola o paratoia ha il compito di
impedire, una volta stoccate le acque di prima pioggia, l’immissione di ulteriori
113
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
portate, così da impedire il rimescolamento tra di esse. È necessario realizzare un
pozzetto selezionatore a monte della vasca di accumulo, che abbia la funzione di
convogliare le acque di prima pioggia nella vasca di accumulo e, in seguito, le
rimanenti direttamente nel recapito finale. All’interno di tale pozzetto deve essere
installata una sonda pioggia, che segnali l’inizio e la fine della precipitazione.
Sezione di accumulo
In questa zona si accumula il volume di prima pioggia proveniente dalla tubazione
d’ingresso. Il dimensionamento delle vasche di prima pioggia è strettamente legato
alla valutazione del volume di accumulo, che è funzione solo delle superfici scolanti
a monte. Il calcolo, peraltro molto semplice, prevede l’applicazione della seguente
formula:
V = S ⋅h
(19)
in cui:
V è il volume utile della vasca [ m 3 ], compreso fra il livello minimo e massimo della
sezione di accumulo, riferito all’area di base della stessa vasca;
S è la superficie scolante impermeabile servita dalla rete di drenaggio [ m 2 ];
h è l’altezza di pioggia distribuita sull’intera superficie scolante [m].
Il volume di accumulo deve essere compreso fra un livello minimo, sempre presente
in vasca necessario per garantire l’immersione e l’innesco delle pompe, e un livello
massimo, pari alla quota di fondo tubo del condotto in entrata. La forma e le
dimensioni della camera di accumulo, per un dato volume, possono essere assai
diverse poiché devono tener conto di eventuali condizionamenti dovuti allo spazio
disponibile, alla natura dell’area, ecc.
È opportuno che il fondo della vasca sia leggermente in pendenza, e che le pareti
siano raccordate ad esso da smussi, in modo da limitare la formazione di depositi e
sedimenti.
La sezione di accumulo, visto i tempi prolungati di stazionamento del liquame,
svolge anche la funzione di dissabbiatore: essa separa dall’acqua le sostanze inerti
sedimentabili, che vengono raccolte sul fondo della vasca.
114
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Sezione di scarico
Dopo un certo tempo dalla fine dell’evento meteorico, le acque di prima pioggia
sono rilanciate con portata controllata e utilizzando elettropompe sommerse alla
fognatura o alla sezione di trattamento. È buona norma prevedere due pompe con
funzionamento alternato in modo da poter assicurare le manutenzioni ordinarie e
straordinarie senza l’interruzione del sistema, e da garantire un utilizzo efficiente
dal punto di vista economico. E’opportuno che la sede delle pompe sia protetta da
un gradino di altezza variabile, funzione delle dimensioni della vasca stessa e delle
caratteristiche dell’acqua in arrivo, avente lo scopo di prevenire l’afflusso di sabbie
nella zona di azione delle pompe, riducendo così i rischi di abrasione delle giranti. Il
ciclo di funzionamento delle pompe viene impostato in modo tale che dopo 48 ore
dalla fine dell’evento meteorico, così come previsto dalla L.R. 62/85 (Regione
Lombardia), la vasca sia vuota e pronta a ricevere un nuovo flusso d’acqua.
Qualora inizi a piovere prima che siano trascorse le 48 ore, la sonda del pozzetto
selezionatore riazzera i vari consensi a quadro, predisponendo lo stesso per un
nuovo ciclo.
4.3.3.4
Modalità di svuotamento della vasca
Lo svuotamento di una vasca di prima pioggia, ferma restando la necessità di
limitare la portata a valori compatibili con la capacità massima di ricezione del
sistema posto a valle (rete o depuratore), può essere realizzato secondo differenti
soluzioni, essenzialmente riconducibili a due principali modalità:
Svuotamento in continuo, anche durante l’evento meteorico
Svuotamento intermittente, in genere con inizio successivo all’esaurimento
del deflusso generato dall’evento meteorico
Lo svuotamento in continuo, tipicamente applicato alle vasche in linea costituisce il
sistema più semplice dal punto di vista costruttivo e gestionale. Richiede
l’installazione di una bocca di efflusso in grado di limitare la portata in uscita al
valore massimo ammissibile per il sistema posto a valle. Comporta a parità di
115
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
volume della vasca, l’accumulo e l’invio alla depurazione di volumi di pioggia
maggiori rispetto allo svuotamento intermittente.
Nel caso di svuotamento in continuo i vantaggi che ne derivano sono legati
all’assenza di organi meccanici in movimento e all’assenza di dispositivi di
controllo dello svuotamento della vasca mentre si ha lo svantaggio che vengono
inviati all’impianto di trattamento volumi elevati.
Lo svuotamento intermittente, applicabile a tutti gli schemi impiantistici con vasca
fuori linea e agli schemi di vasche in linea in sistemi pluviali,
è il sistema
complesso dato che contempla la definizione dell’istante di inizio del processo di
svuotamento (ed eventualmente la sua interruzione temporanea se il deflusso
meteorico torna ad essere diverso da zero), nonché il controllo della portata in uscita
dalla vasca in funzione della portata defluente nel canale derivatore dello scaricatore
di piena (negli schemi fuori linea) e nel sistema di valle. Comporta a parità di
volume della vasca, l’accumulo e l’invio alla depurazione di volumi di pioggia
minori rispetto allo svuotamento in continuo. Nel caso di svuotamento intermittente
si ha l’inizio svuotamento dopo un intervallo (pari a ∆T meno la durata dello
svuotamento) dall’azzeramento della portata meteorica di deflusso ed esclusione
della vasca fino al suo totale svuotamento .
Da un punto di vista normativo, lo svuotamento della vasca con adduzione nel
sistema di trattamento, deve avvenire entro e non oltre le 48 ore dalla fine della
precipitazione, in modo tale da rendere il sistema disponibile all’arrivo delle
successive acque di prima pioggia.
Va precisato che lo svuotamento può avvenire a gravità mediante un’elettrovalvola
di intercettazione ad apertura controllata, posta sulla condotta di svuotamento
oppure mediante pompa di svuotamento.
Bisogna inoltre fare in modo che la portata sia dell’ordine di 3÷6 l/s in modo tale da
poter esser convogliata adeguatamente nel sistema di trattamento, e che lo
svuotamento avvenga in un tempo compreso tra le 2 e le 8 ore, in funzione del
volume utile d’invaso.
116
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Lo svuotamento della vasca viene diretto da un quadro di controllo:
Quadro elettrico
Uscita di prima
pioggia
Sonda rilevatrice
di pioggia
Vasca di
prima pioggia
Pozzetto di by-pass
Pompa di rilancio
Interruttore
di livello
Figura 4.20 Svuotamento della vasca mediante quadro di controllo
La pompa viene attivata automaticamente da un quadro elettrico programmato
solitamente con il PLC (Programmable Logic Controller), dispositivo specializzato
nella gestione dei processi industriali. Il PLC esegue un programma ed elabora i
segnali digitali ed analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in
un determinato impianto, ed elabora il segnale di una sonda rilevatrice di pioggia
installata sulla condotta di immissione nel pozzetto.
Così conformata, la vasca opera come segue. All’inizio della precipitazione
segnalata dall’apposita sonda rilevatrice, le acque meteoriche di dilavamento che si
immettono nel pozzetto di by-pass defluiscono nella vasca di accumulo,
inizialmente vuota, attraverso la tubazione di comunicazione. Durante la
precipitazione, la vasca si riempie fino al livello della soglia dello stramazzo nel
pozzetto di by-pass. Da questo momento le acque risultanti dalle piogge successive
sfiorano sullo stramazzo e defluiscono nella rispettiva condotta di scarico. Alla fine
della precipitazione, la sonda rilevatrice invia un segnale al quadro elettrico il quale
117
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
avvia la pompa di rilancio dopo un intervallo di tempo pari a 48 h meno il tempo di
svuotamento previsto. Se durante tale intervallo inizia una nuova precipitazione, la
sonda riazzera il tempo di attesa. Una volta svuotata la vasca di prima pioggia,
l’interruttore di livello disattiva la pompa, facendo in modo che essa risulti essere
sempre immersa in acqua per evitare il suo inceppamento.
Dopo di ciò, il sistema si rimette in situazione di attesa fino al nuovo evento
meteorico.
Nel caso in cui il sistema di svuotamento sia a gravità, la condotta è dotata di
elettrovalvola che si apre a seguito di un segnale di consenso derivante dal quadro
di controllo.
4.3.3.5
Posa in opera e manutenzione della vasca di prima pioggia
Le vasche sono poste in uno scavo di dimensioni tali da accogliere i manufatti e con
una profondità che consenta i collegamenti idraulici con la rete fognaria in ingresso
ed in uscita all’impianto.
Il piano di posa deve essere orizzontale, senza asperità. È sufficiente realizzare un
piano in calcestruzzo magro dello spessore di 10-15 cm.
Nel caso di vasca prefabbricata si deve collocare il manufatto secondo il disegno
fornito dalle case costruttrici. Nel caso di più vasche, queste dovranno essere
accostate in modo che le aperture di collegamento coincidano e che gli spigoli
verticali combacino. Si deve quindi procedere alla sigillatura delle aperture di
collegamento con una bandella di giunzione seguendo le istruzioni allegate al
materiale compreso nella fornitura.
La copertura della vasca deve essere munita di chiusini in ghisa per consentire il
prelievo di campioni, o per eseguire manutenzione alla vasca e agli organi che la
compongono (pompa, sonda rilevatrice di pioggia, valvola a galleggiante, ecc…)
Nel caso in cui la copertura sia interrata, dovranno essere realizzati, a cura del
committente, delle camerette e dei torrini di prolunga con relativi chiusini per
118
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
portare gli accessi alle vasche al piano di calpestio. Le camerette ed i torrini
dovranno garantire la perfetta tenuta idraulica.
Nel caso in cui le camerette ed i torrini d’ingresso ed uscita siano anch’essi
prefabbricati, si dovrà prevedere un’idonea sigillatura con malta tra i manufatti.
La gestione delle vasche di prima pioggia e degli altri eventuali manufatti associati
(scaricatori di piena, by-pass, apparecchiature di lavaggio e scarico, stazioni di
pompaggio) è attuata attraverso interventi di controllo, manutenzione ordinaria e
manutenzione straordinaria, al fine di:
garantire, attraverso il funzionamento continuo e regolare dell’ impianto, il
perseguimento degli obiettivi di tutela ambientale posti a base della sua
progettazione;
impedire la degradazione delle strutture e dei macchinari installati;
evitare problemi di impatto negativo nei confronti della cittadinanza;
evitare problemi dell’ ambiente (cattivi odori, eccessivi rumori, scarichi
inquinanti incontrollati);
garantire la salute degli operatori .
La progettazione dovrà quindi tenere conto delle esigenze gestionali dedicando
particolare cura alle problematiche relative all’accesso e all’ispezione della vasca,
nonché all’estrazione delle apparecchiature e dei dispositivi meccanici installati.
L’ispezione della vasca dovrebbe essere garantita anche in condizioni di vasca
piena, per tutto il suo sviluppo, attraverso passerelle laterali o centrali poste al di
sopra del massimo livello idrico previsto. L’’accesso alle passerelle dovrebbe essere
consentito attraverso normali scale, evitando per quanto possibile l’uso di botole e
gradini alla marinara che, pur essendo molto più economici, comportano difficoltà
di utilizzo tali da disincentivare gli interventi ispettivi. Nelle vasche coperte, vanno
inoltre previsti opportuni sistemi di aerazione e ventilazione che garantiscano
l’eliminazione di eventuali esalazioni che possono determinare esplosioni, asfissia o
effetti i tossici. La ventilazione degli spazi interni alle vasche è anche finalizzata a
119
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
determinare condizioni ambientali favorevoli ad
una a maggiore durata dei
materiali.
Sulla base di simulazioni, si può ritenere che lo svuotamento intermittente con ∆T
pari a 24 ore rappresenti la modalità di svuotamento più conveniente, dato che
consente sia di ridurre in maniera rilevante le masse inquinanti scaricate nel corpo
idrico ricettore, sia di limitare a percentuali modeste i volumi di origine meteorica
inviati all’impianto di trattamento.
I tempi di permanenza dell’’acqua nelle vasche non devono essere troppo lunghi
per evitare lo sviluppo di fenomeni putrefattivi e, quindi, di gas nauseabondi e
tossici. In ogni caso, se le vasche sono coperte, vanno previsti sistemi di
ventilazione e di estrazione forzata dell’aria. Questi sistemi rappresentano anche
necessarie misure di sicurezza per gli operatori addetti alla gestione e alla
manutenzione
I solidi sedimentabili presenti nelle acque meteoriche di dilavamento si depositano
sul fondo delle vasche di prima pioggia. Questi sedimenti hanno un contenuto
significativo di materiale organico e, quindi, soprattutto quando le temperature sono
elevate, favoriscono lo sviluppo di batteri e microrganismi che causano problemi di
tipo igienico e cattivi odori.
Esistono diversi sistemi di pulizia delle vasche:
Paratoie;
Sistemi a depressione;
Vasche Ribaltanti;
Mixer ed eiettori.
I primi tre sistemi agiscono subito dopo che la vasca si è svuotata rimuovendo i
sedimenti depositati durante le fasi di riempimento, quiete e svuotamento.Il quarto
sistema funziona quando c’è ancora un certo quantitativo di acqua in vasca per
mantenere e riprendere in sospensione i solidi presenti nell’acqua invasata.
Ogni sistema di lavaggio è applicabile a tutte le possibili tipologie di vasche(in linea
o fuori linea, di transito o di cattura).
120
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
I diversi sistemi di pulizia sono equivalenti dal punto di vista dei costi di
investimento, ma richiedono impegni di potenza e consumi di energia molto diversi;
i sistemi di lavaggio mediante paratoie presentano i minori impegni di potenza e
consumi di energia, mentre quelli con mixer ed eiettori comportano i maggiori
impegni di potenza e consumano i maggiori quantitativi di energia. L’impiego di
eiettori aria-acqua elimina(o comunque riduce considerevolmente) i fenomeni
putrefattivi di tipo anaerobico che creano problemi in loco e nel sistema di valle
(rete fognaria o impianto di depurazione). Le concentrazioni molto elevate di solidi
sedimentabili nelle acque di lavaggio, tipiche dei sistemi che agiscono quando la
vasca è vuota, possono creare problemi significativi di deposito nella rete fognaria
di valle, soprattutto se le pendenze dei collettori sono contenute.
Figura 4.21 Cunicolo di ispezione lungo il perimetro della vasca
121
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Figura 4.22 Sistema di pulizia con eiettori
Figura 4.23 Sistema di pulizia con vasche ribaltanti
122
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
Figura 4.24 Sistema di pulizia con paratoie
123
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
4.3.4 Impianti divisionali e di trattamento per piccole superfici
Nella pratica progettuale spesso accade che la superficie di scolo relativa
all’impianto divisionale e di accumulo delle acque di prima pioggia risulta essere di
modeste dimensioni (500 ÷ 5000 m2), quindi la scelta progettuale può essere quella
di inglobare in un unico manufatto non solo i dispositivi atti alla separazione e
all’accumulo, ma anche dispositivi atti a trattamenti di tipo primario, ovvero
grigliatura, dissabbiatura e disoleazione.
Pozzetto di by-pass
Dissabbiatore
Disoleatore
Pozzetto di
ispezione
Figura 4.25 Sistema atto per la separazione, l’accumulo e il primo trattamento per
acque derivanti da piccole superfici di scolo
124
Sistemi divisionali e dispositivi ad essi attinenti
L'impianto prevede tre bacini distinti: uno di scolmatura e by-pass, uno di
dissabbiatura e uno di separazione oli con filtro a coalescenza.
I piazzali interessati dalle precipitazioni meteoriche devono essere opportunamente
predisposti per favorire il convogliamento delle stesse in un unico punto in cui verrà
posizionato il pozzetto di by-pass, il quale svolge le funzioni descritte
precedentemente.
Le acque di prima pioggia iniziano il trattamento nella sezione successiva di
accumulo e dissabbiatura, dove vi rimangono per un tempo ottimale per consentire
la separazione dalle sostanze sedimentabili. Le acque così pretrattate vengono
avviate, attraverso la sezione di separazione oli, dove subiscono una flottazione
delle sostanze leggere.
In questa vasca viene impiegato un filtro a coalescenza col quale le microparticelle
di oli aderiscono ad un particolare materiale coalescente (effetto di assorbimento) e
dopo essersi unite tra loro aumentano la loro dimensione (effetto di coalescenza)
pertanto viene favorita la flottazione in superficie.
Dopo la disoleatura le acque finiscono in un pozzetto di ispezione nel quale
vengono anche convogliate le acque by-passate dal pozzetto a monte del sistema.
125
Tecnologie innovative
Capitolo 5
TECNOLOGIE INNOVATIVE
5.1 Premessa
Le problematiche relative alla separazione nonché al trattamento delle acque di
prima pioggia, sono diventate argomento di molti studi e ricerche a livello nazionale
e internazionale. Le acque meteoriche di dilavamento rappresentano un tema che
negli ultimi anni ha assunto un rilievo crescente, sia per gli aspetti relativi al
contributo all’inquinamento delle acque superficiali che alla loro regolazione
idraulica. Per questi motivi la corretta gestione delle acque meteoriche di
dilavamento è considerata, a livello internazionale, un elemento importante per il
raggiungimento degli standard di qualità ambientale dei corpi idrici.
Di seguito verranno analizzati due innovativi sistemi che tendono a rendere più
efficienti i sistemi analizzati nei capitoli precedenti:
− Serbatoi in lamiera ondulata;
− Sistema Stormfilter® (brevetto statunitense);
− Sistema a filtri (Filter System).
5.2 Serbatoi in lamiera ondulata
I serbatoi in lamiera ondulata sono stati esplicitamente ideati per applicazioni
interrate e per accumulare acqua. Le principali applicazioni di questi serbatoi sono:
-
vasche di prima pioggia con sistema di depurazione delle acque;
-
vasche volano;
-
serbatoi ad uso domestico/industriale (riserva e riciclo dell’acqua,
antincendio);
-
serbatoi ad uso irriguo.
126
Tecnologie innovative
5.2.1 Descrizione del manufatto
I serbatoi hanno forma circolare, sono modulari e garantiscono una perfetta tenuta
stagna, inoltre l’ondulazione favorisce una miglior posa in opera e incrementa la
resistenza meccanica.
Il prodotto risponde ad elevati standard di qualità e sicurezza:
− ottimo comportamento meccanico in quanto i serbatoi sono dimensionati per
resistere al transito di automezzi pesanti. L’ondulazione della lamiera, del
tipo S/LI125, conferisce al serbatoio un elevato modulo di resistenza. Lo
spessore della lamiera varia da un minimo di 1,25 mm a un massimo di 3,5
mm.
− ottima durata infatti è anche possibile assicurare una vita media del prodotto
superiore a 100 anni. Il trattamento protettivo base include l’adozione di uno
spessore maggiorato, definito spessore “sacrificale” della lamiera che risulta
sovradimensionata rispetto alle reali esigenze di resistenza meccanica. Con
almeno 1 mm di maggiorazione si è in grado di sopperire a eventuali
fenomeni di rapido deterioramento fisico della struttura. La durata nel tempo
del serbatoio viene quindi valutata esclusivamente in relazione allo spessore
del materiale aggiunto, assicurando inalterate nel tempo le prestazioni
meccaniche del prodotto finito. In relazione allo strato protettivo in zinco,
l’impiego di acciai trattati industrialmente (zincatura per immersione in
continuo) assicura una resistenza agli agenti corrosivi superiore al doppio di
quella assicurata in condizioni analoghe da un comune strato di zinco.
Problemi specifici possono essere risolti con trattamenti suplettivi. Al
tradizionale strato protettivo in zinco, possono essere abbinati rivestimenti
bituminosi, cementizi e vernici polimerizzate a base di uno dei seguenti
componenti: gomma clorurata e resina acrilica, resine epossidiche, resine
epossiviniliche, resine poliuretaniche o epossibitumi.
127
Tecnologie innovative
Figura 5.1 Serbatoio in lamiera ondulata
Il diametro dei serbatoi può variare da 1,2 a 3,5 m, lo spessore della lamiera varia
da 1,25 mm a 3,5 mm, e lo sviluppo massimo in lunghezza è di 13 m; oltre a tale
misura i tubi vengono uniti mediante apposito sistema di giunzione (collare).
Sistema di
fissaggio collare
Figura 5.2 Sistema di giunzione collare
128
Tecnologie innovative
I serbatoi sono realizzati con acciai conformi alla norma EN-ISO 10025, pre-zincati,
mediante processo industriale in continuo, secondo normativa EN 10142; giunti ed
accessori zincati per immersione a caldo secondo norma EN 1461.
5.2.2 Sistema di assemblaggio e funzionamento
I serbatoi sono facilmente assemblabili e predisposti per consentire qualsiasi tipo di
allacciamento. E’così possibile disporre di impianti di qualsiasi estensione e
capacità disponendo i serbatoi in linea (serbatoi disposti su una o più file) oppure in
batteria (serbatoi disposti su più file e aggregati tra di loro).
Gli allacciamenti sono predisposti in corrispondenza delle pareti di testa dei serbatoi
e possono comprendere:
− prese d’ingresso e d’uscita;
− troppopieno;
− innesti di collegamento.
Modulo di base
Serbatoi in linea
Giunto a "T"
Serbatoi in batteria
Giunto a gomito
Serbatoi in linea con
collegamento di testa
Figura 5.3 Sistemi di assemblaggio semplici ed aggregati
129
Tecnologie innovative
Nel caso in esame, vengono illustrate le pareti di testa munite dei dispositivi utili
per utilizzare i serbatoi in lamiera come vasche di prima pioggia:
Presa in
ingresso
Presa in uscita
Pozzetto
d'ispezione
Figura 5.4 Pareti di chiusura accessoriate per vasca di prima pioggia
I serbatoi con funzione di vasche di accumulo di prima pioggia possono essere
accessoriati di pozzetti d’ispezione con diametro accessibile (80 cm), vasche di
decantazione polveri e particelle sospese, filtri per depurazione e qualunque sistema
di controllo e gestione funzionale relativo all’impianto richiesto.
Dal punto di vista progettuale, il volume della vasca deve essere progettato con uno
dei metodi illustrati nel capitolo precedente, ovvero con il metodo dell’altezza di
prima pioggia oppure con il metodo del tempo di corrivazione.
5.2.3 Posa in opera
Il serbatoio necessita di un adeguato letto di posa compattato nel suo intorno,
definito blocco tecnico. Il blocco tecnico permette una ripartizione omogenea dei
carichi sulla struttura e le conferisce rigidità (impedisce cioè che la struttura,
assestata e ricoperta con terreno, si deformi). E’indispensabile che il serbatoio sia
130
Tecnologie innovative
posato su un letto uniforme, omogeneo, stabile e resistente, evitando fondi rigidi
con asperità; in nessun caso si consiglia la posa della struttura direttamente sopra un
fondo roccioso od una piattaforma di calcestruzzo. Per il costipamento laterale
vanno compattati gli strati orizzontali di spessore max 20/30 cm, disposti
alternativamente da un lato all’altro del serbatoio, in modo che il livello
d’interramento risulti uguale in tutte le fasi di lavoro. Intorno alla struttura si
consiglia di impiegare materiale monogranulare di diametro 5 mm al max, per uno
strato intorno al tubo di cm 20 circa, al fine di sposare perfettamente la parete
ondulata della struttura con il rilevato tecnico. La rimanente parte del blocco tecnico
sarà realizzata con materiale da rilevato stradale classificato secondo la norma CNR
UNI 10006 del gruppo A1 – A2 – A3, con assenza di impurezze organiche ed
inorganiche; l’ultimo strato sottostante la fondazione stradale per 30 cm minimo,
appartiene al gruppo A1– A2-4 – A2-5. Ai fini della durata della struttura nel
tempo, per evitare forti corrosioni dal lato rilevato, si consiglia di adottare per la
realizzazione del rilevato stesso materiali che offrano una resistività elettrica
maggiore di 10.000 Ohm⋅cm e con Ph prossimo al valore neutro di 7. Viene
mostrato di seguito un esempio di posa in opera puramente indicativo, in quanto le
dimensioni minime del blocco tecnico vengono calcolate in fase di progetto.
Figura 5.5 Esempio di posa in opera
131
Tecnologie innovative
5.2.4 Calcolo della resistenza a compressione
Il calcolo dei serbatoi si fonda sulla teoria dell’anello compresso. La struttura
metallica, grazie alla sua elasticità, interagisce con il terreno circostante. I carichi
trasmessi dal terreno vengono trasferiti in modo uniforme a tutta la superficie della
condotta. La struttura è quindi compressa e la sollecitazione indotta T
(compressione dell’anello) è proporzionale :
− alla pressione P esercitata dal terreno sull’anello;
− e alla dimensione dell’anello S (diametro del serbatoio);
secondo la formula:
T = P⋅
S
2
(20)
La teoria ammette che il terreno trasferisca in modo omogeneo i carichi alla
struttura metallica e che questa reagisca in modo uniforme, senza punti di
discontinuità. Se viene meno il principio della corretta distribuzione dei carichi
sull’anello, ossia se la struttura non lavora perfettamente a compressione, la
struttura metallica potrebbe cedere.
All’atto pratico, riveste quindi notevole importanza la realizzazione del blocco
tecnico, ossia la composizione ed il grado di compressione con cui vengono
selezionati e stesi i materiali che costituiscono il sottofondo ed il ricoprimento della
condotta; i materiali che devono assicurare ai fini della tenuta della condotta che la
pressione del terreno P si traduca completamente in pressione radiale T.
Lo spessore ed il tipo di ondulazione che conferiscono resistenza alla struttura, ossia
l’area resistente A , viene infine ricavata in relazione alla pressione T ed alle
caratteristiche di snervamento del materiale (fy), secondo la formula:
A=
T
fy
(21)
Il metodo più applicato nel mondo per il calcolo dei serbatoi in lamiera ondulata è
sicuramente quello americano dell’ “American Iron and Steel Institute” (AISI).
132
Tecnologie innovative
A questo si sono ispirate tutte le procedure di calcolo vigenti negli Stati Uniti che
impiegano diffusamente strutture in acciaio ondulato.
In Italia non esiste una procedura di calcolo normata riguardante il progetto di
serbatoi in lamiera, ma viene usualmente utilizzato il metodo ASD (Allowable
Stress Design) illustrato nella norma A796 dell’ASTM.
La pressione P (kPa) viene ricavata considerando tre differenti tipologie di carico:
− carichi permanenti “DL”;
− carichi stradali “LL”;
− carichi dinamici “IL”
secondo la formula:
P=DL+LL+IL
(22)
Applicando, quindi, la formula (20) si perviene alla determinazione della pressione
radiale T (kN/m).
L’area resistente A (mm2/mm) si ricava dalla (21), modificata dall’introduzione del
fattore di sicurezza “SF”, imposto pari a 2:
A=
T
⋅ SF
fy ASD
(23)
dove fyASD (MPa) è il minore tra fy, tensione di snervamento del materiale, e fc
tensione limite per deformazione della struttura.
La struttura è correttamente dimensionata quando l’area nominale della lamiera
ondulata “An” è esuberante rispetto all’area resistente A:
An > A
(24)
L’area nominale An dipende, ovviamente, dal tipo di ondulazione applicata e dallo
spessore “t” (mm) della lamiera, e tale corrispondenza la si ricava attraverso
l’utilizzo di tabelle fornite dalla casa costruttrice dei serbatoi in lamiera.
133
Tecnologie innovative
5.2.5 Vantaggi di utilizzo
L’utilizzo di detti serbatoi in lamiera ondulata come vasche di accumulo per acque
di prima pioggia, sta pian piano prendendo piede sul territorio nazionale, grazie a
molteplici vantaggi che ne derivano, quali la facilità di lavorazione dei materiali
metallici, la notevole leggerezza e trasportabilità a confronto di manufatti
prefabbricati in c.a., l’elevata prestanza del manufatto a diverse situazioni
progettuali, tempi di consegna contenuti (un’unità produttiva è in grado di realizzare
100 m di tubazione al giorno di diametro variabile da 1,2 a 3,5 m), ed infine tempi
di montaggio anch’essi notevolmente contenuti (una squadra tipo di installatori è in
grado di posare in opera 150 m di tubazione al giorno). In definitiva si riescono ad
avere elevate prestazioni, abbattendo notevolmente i costi di manodopera.
5.2.6 Utilizzo per le vasche di prima pioggia
Un importante impiego dei manufatti di immagazzinamento a servizio delle reti
fognarie è costituito dalle cosiddette vasche di prima pioggia, che assolvono il
compito di invasare temporaneamente i primi volumi di pioggia, che risultano
caratterizzati dalle maggiori concentrazioni di inquinati. Infatti, sopratutto all’inizio
dell’evento meteorico, le acque di pioggia, in seguito al dilavamento delle superfici
scolanti, veicolano ingenti quantità di sostanze inquinanti che, in assenza di
manufatti di invaso, verrebbero scaricate nei corpi ricettori finali. Le vasche di
prima pioggia vengono dunque attivate per tutti gli eventi, anche quelli di entità
medio-piccola, entrando, quindi, in funzione con frequenze elevate. Inoltre devono
essere dotate di un sistema di alimentazione che permetta l’esclusione della stessa
vasca a riempimento avvenuto, onde evitare l’immissione nel sistema delle sostanze
inquinanti immagazzinate. Studi teorici e sperimentali hanno mostrato che vasche di
prima pioggia dell’ordine di grandezza, intermini di capacità specifica, di 25-50
m3/haimp già costituiscono un volume sufficiente a limitare in modo efficace sia il
numero degli sfiori, sia la massa di inquinanti sversata nel corpo idrico ricettore.
134
Tecnologie innovative
5.3 Sistema Stormfilter®
L’iter progettuale prevede spesso la costruzione di enormi volumi di vasca che
spesso sono praticamente irrealizzabili o realizzabili con costi faraonici. Negli
ultimi anni si sta sviluppando una nuova tecnologia, nota sotto il nome ti
Stormfilter, che rende superfluo l’accumulo in massa delle acque di prima pioggia,
grazie all’alta velocità di trattamento. Tale sistema ha un vasto campo di
applicabilità, passando da poche migliaia di metri quadri a diverse decine di ettari.
L’unità base è il singolo filtro di dimensioni standard h=0,5 m e Ф=0,5 m, con
portata smaltibile massima q=1 l/s.
5.3.1 Funzionamento del manufatto
StormFilter è una tecnologia statunitense ampiamente utilizzata ed è considerata tra
le migliori tecnologie per il trattamento delle acque di pioggia. È un sistema di
filtrazione delle acque meteoriche, passivo, attivato da un sifone, costituito da una
vasca che ospita cartucce riempite da materiale filtrante ricaricabile. StormFilter
lavora facendo passare l’acqua inquinata attraverso il materiale filtrante delle
cartucce che blocca il particolato e assorbe gli elementi inquinanti come per es.
metalli disciolti, nutrienti e idrocarburi.
All’interno vi è un ripartitore di portata, il quale consente alle acque di by-passare il
trattamento quando queste sono sufficientemente diluite, ovvero quando la vasca è
troppo piena perché la portata filtrata è inferiore alla portata in arrivo nella vasca.
Lo StormFilter può essere utilizzato in diverse applicazioni ed è attualmente usato
per trattare le acque di pioggia in siti di diversa natura, ora anche in Italia. Il sistema
offre alti livelli di rimozione delle sostanze inquinanti con livelli di abbattimento
fortemente apprezzati dalle autorità competenti.
Tra gli elementi di forza di questo sistema, sono da sottolineare la sua compattezza
e il buon rapporto costi-benefici, inoltre lo StormFilter può essere realizzato sia in
135
Tecnologie innovative
opera che prefabbricato ed è idoneo sia per nuove lottizzazioni che per
adeguamento di impianti esistenti.
Il dimensionamento del sistema si basa su:
estensione dell’area in esame;
piovosità media sulla zona;
percentuale di permeabilità/impermeabilità dell’area;
struttura di collettamento fognario esistente;
obiettivi che si intende raggiungere.
Figura 5.6 Schema di funzionamento della tecnologia StormFilter
136
Tecnologie innovative
5.3.2 Le cartucce
La cartuccia è il cuore del sistema StormFilter. La possibilità di scegliere il
materiale filtrante in base alle necessità del sito assieme al funzionamento passivo
del sifone, massimizzano la sua efficacia di filtrazione e durata, e fanno dello
StormFilter una tra le più importanti tecnologie per il trattamento delle acque di
pioggia disponibile oggi sul mercato internazionale.
Figura 5.7 Cartuccia del sistema StormFilter
Le cartucce dello StormFilter sono collocate nel compartimento centrale della vasca
di filtrazione.
Lo StormFilter è composto da tre settori: un settore di pre-trattamento, uno di
filtrazione ed una baia di uscita. Le acque di pioggia entrano nel settore di pretrattamento dove i solidi sedimentabili e i solidi sospesi vengono bloccati. I flussi
così pre-trattati sono poi diretti nel settore di filtrazione per il trattamento completo.
Il flusso passa attraverso il materiale filtrante e viene scaricato attraverso le
137
Tecnologie innovative
tubazioni di uscita. La baia di uscita colletta i flussi dei diversi tubi di scarico per
inviarli al recettore finale.
Durante un evento di pioggia l’acqua filtra orizzontalmente attraverso la cartuccia e
ne riempie il tubo centrale dove vi è un galleggiante in posizione di chiusura;
all’aumentare del livello dell’acqua l’aria contenuta nel filtro viene man mano
espulsa attraverso una apposita valvola presente sulla sommità della cartuccia.
Quando il tubo centrale è riempito (per un’altezza di circa 18”, pari a 45 cm), il
galleggiante si porta in posizione di apertura permettendo all’acqua filtrata di fluire
dal fondo della cartuccia nel sistema di raccolta. L’uscita dell’acqua filtrata fa si che
l’aria rientri nella cartuccia, quindi la valvola si chiude e inizia un effetto sifone che
trascina via l’acqua inquinata dall’intera superficie e volume del filtro. In tal modo è
l’intera cartuccia che filtra l’acqua durante l’evento meteorico, a prescindere dal
livello dell’acqua presente nel comparto di filtraggio. Questo processo continua fino
a che il livello dell’acqua scende al di sotto dei regolatori di sfiato, quindi l’effetto
sifone cessa e l’aria viene velocemente sospinta tra la parte interna dell’involucro
della cartuccia e la parte esterna del filtro. Ciò crea una forte turbolenza tra le due
superfici, con il conseguente rilascio dei sedimenti accumulati che vanno a
depositarsi sul fondo dell’alloggiamento. Questo meccanismo autopulente mantiene
la permeabilità della superficie filtrante e aumenta la durata e il rendimento del
sistema.
138
Tecnologie innovative
5.3.3 Gli elementi costituenti i filtri
Lo StormFilter utilizza una varietà di mezzi filtranti per rimuovere le sostanze
inquinanti dalle acque di pioggia. E’ l’unico sistema di trattamento delle acque di
pioggia che offre versatilità nella rimozione di sostanze inquinanti specifiche. Lo
StormFilter viene personalizzato per ogni sito usando mezzi filtranti diversi, per
rimuovere sedimenti, fosforo solubile, metalli solubili, oli e grassi.
Gli elementi costituenti i filtri, sono:
− PERLITE: è una cenere vulcanica naturale espansa.
La sua elevata porosità, la struttura multicellulare e la
forma rugosa, rendono la perlite molto efficace nella
rimozione di particelle sottili. La perlite può essere
usata come mezzo filtrante da sola oppure assieme ad
altri materiali filtranti. Come materiale unico, la
perlite rimuove efficacemente solidi in sospensione
(TSS), oli e grassi.
− CSF: è un composto organico ottenuto dalla
decomposizione
di
foglie
decidue.
Ha
forma
granulare, è inerte ed ha ottime prestazioni nella
rimozione di metalli solubili, TSS, oli e grassi.
− STRUTTURA
PIEGHETTATA:
gli
inserti
a
“struttura pieghettata” sono progettati principalmente
per controllare i TSS. L’inserto si adatta all’interno
della cartuccia, lasciando uno spazio libero che può
essere utilizzato per l’inserimento di altri materiali
filtranti, in modo da sommare l’effetto della struttura
alla capacità di rimuovere degli inquinanti solubili del
mezzo filtrante inserito.
139
Tecnologie innovative
− GAC (CARBONE ATTIVO GRANULARE ): il
Carbone attivo viene spesso usato nelle filtrazioni
industriali di acqua. Questo materiale è conosciuto
per la sua struttura a micropori e per l’estesa
superficie specifica, la quale fornisce alti livelli di
assorbimento. Applicato alle acque di pioggia, in un
sistema
di
trattamento
StormFilter,
rimuove
principalmente oli, grassi e materiali organici (come il
pentaclorofenolo e il TNT).
− ZEOLITE: è un minerale naturale usato in diverse
applicazioni connesse con la filtrazione dell’acqua.
La zeolite è usata per rimuovere metalli solubili,
ammoniaca e materiale organico.
− IRON INFUSED: il “ferro infuso” è un mezzo
filtrante di recente introduzione. Ha una struttura a
cellula aperta, con piccoli pezzi di ferro che
agevolano la rimozione del fosforo disciolto. Ha
ottime rese anche nella riduzione della concentrazione
di rame solubile e zinco, il che lo rende indicato per la
soluzione di problemi relativi ad acque con carico di
nutrienti.
In molti casi, una combinazione di materiali filtranti è raccomandata per aumentare
l’efficacia di rimozione delle sostanze inquinanti.
140
Tecnologie innovative
Di seguito è mostrata una tabella che indica in che maniera i vari elementi filtranti
vanno uniti, in funzione degli inquinanti da filtrare.
Inquinanti
PERLITE CSF ZEOLITE GAC
Sedimenti
●
●
Oli e grassi
●
●
Metalli
●
solubili
Bod
Fosforo
IRON
INFUSED
●
●
STRUTTURA
PIEGHETTATA
●
●
●
●
●
●
totale
Fosforo
●
disciolto
Azoto totale
●
●
Ammonio
disciolto
●
●
●
Tabella 5.1 Uso dei vari elementi filtranti in funzione degli inquinanti da filtrare
5.3.4 Sistema Drain-Down
Il sistema Drain-Down è un canale drenante che permette lo svuotamento della
conduttura dello StormFilter dopo ogni evento di pioggia. Per aiutare la rimozione
graduale dell’acqua viene usato un tubo drenante poroso, incassato in una guaina
filtrante per impedire l’occlusione dovuta ai sedimenti.
Le acque stagnanti sono il primo luogo di proliferazione per le zanzare, le quali
possono potenzialmente trasmettere malattie agli uomini e agli animali.
Rimuovendo l’acqua dalla condotta dello StormFilter prima che inizi a stagnare si
riduce la capacità delle zanzare di proliferare e quindi anche il rischio per la salute.
Il sistema di trattamento delle acque di pioggia raccoglie diverse forme di rifiuti e
residui organici. Quando sono lasciati in acque stagnanti, questi iniziano a
141
Tecnologie innovative
decomporsi ed eventualmente a rilasciare metalli, e nutrienti nel sistema. Se un
evento di pioggia avviene prima che i residui e l’acqua siano rimossi, questa
miscela di sostanze decomposte e sostanze inquinanti disciolte potrebbe essere
dilavata dal sistema e inviata al ricettore finale.
Mantenendo le condotte dello StormFilter costantemente drenate, il sistema DrainDown minimizza lo sviluppo di problemi ambientali causati dalla decomposizione
della materia organica, compreso il rilascio di sostanze inquinanti.
Installando un sistema Drain-Down nel pavimento di un sistema StormFilter,
l’asciugatura non è necessaria come parte della manutenzione attiva. Questo riduce
il volume di materiale residuo, diminuendo il tempo del servizio di espurgo, con
conseguente abbassamento dei costi di manutenzione.
Figura 5.8 Sistema Drain-Down
142
Tecnologie innovative
5.3.5 Manutenzione dell’impianto
Lo scopo di un sistema di trattamento per le acque meteoriche è rimuovere le
sostanze inquinanti. Per raggiungere efficacemente lo scopo, ogni prodotto richiede
un programma di manutenzione regolare.
Figura 5.9 Esempio di manutenzione di un impianto StormFilter
Il design dello StormFilter permette che la manutenzione avvenga in condizioni
asciutte, eliminando la necessità di rimuovere e maneggiare grandi volumi di acqua
stagnante contaminata. La manutenzione è in genere annuale, ma può dipendere
dalle caratteristiche del carico inquinante di ogni sito oltre che dalla tipologia e
intensità degli eventi meteorici, dal livello di gestione e manutenzione della rete di
acque bianche. Per la manutenzione di un impianto tipico con 30 cartucce,
occorrono in media 2 ore e mezza.
Dopo che la manutenzione è completata, viene fornito un Certificato di Conformità
che garantisce che la manutenzione è stata fatta correttamente e che lo StormFilter
continua a rispondere agli standard originali di progetto.
Questo certificato fornisce anche un valido supporto nei rapporti con le autorità
competenti.
143
Tecnologie innovative
5.3.6 Esempio di applicazione progettuale
Questa tecnologia statunitense è stata da poco importata anche in Italia, ed uno dei
più importanti siti di applicazione è il Porto di Venezia.
Figura 5.10 Area in esame
nel porto di Venezia
L’analisi è stata dunque condotta su di un’area di 140.000 m2, che è stata in primo
luogo suddivisa in base all’uso delle aree interessate dal progetto “Stormfilter
14ha”.
Parcheggi
Viabilità banchine
Edifici
Figura 5.11 Suddivisione
dell’area in base all’uso
144
Tecnologie innovative
In questo caso, dovendo valutare non solo i primi 5 mm di pioggia ma
bensì
la
totalità
della
precipitazione,
il
progetto
è
stato
effettuato
utilizzando un tempo di ritorno pari a 40 anni con una massima piovosità
prevista annuale pari a 164.000 m3.
A questo punto di notevole interesse è stato il confronto tra la soluzione
tradizionale, ovvero utilizzando le vasche di prima pioggia, e la soluzione
innovativa, ovvero utilizzando il sistema StormFilter.
SCENARIO 1: UTILIZZO DELLE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA
Il progetto prevede una vasca di raccolta delle acque di prima pioggia del volume di
700 m3 , secondo la normativa della Regione Lombardia, dove sono stati considerati
solo i primi 5 mm di precipitazione distribuiti uniformemente su tutto il bacino.
Inoltre è previsto lo scarico delle acque di prima pioggia trattate in laguna, e lo
scarico delle acque di seconda pioggia direttamente in laguna.
La soluzione non risulta applicabile poiché:
− l’area non è servita da fognatura dinamica;
− lo scarico in laguna con l’impianto tradizionale non è in grado di raggiungere
i limiti di scarico;
− sono comunque scaricate le acque di seconda pioggia;
− i costi di gestione sono estremamente alti.
SCENARIO 2: UTILIZZO DEL SISTEMA STORMFILTER
L’approccio funzionale del sistema StormFilter è assolutamente innovativo ed
interessante per diversi motivi:
− Il sistema, che dovrebbe trattare solo i primi cinque millimetri di pioggia, è
basato sulla capacità di trattare il 95 % della pioggia annua complessiva, con
un’analisi basata su un periodo di ritorno di 30 anni a cui corrisponde una
precipitazione annua di 1022 mm, e con un rapporto sul totale di acqua
trattata incredibilmente alto come si evidenzia dai dati di seguito riportati;
145
Tecnologie innovative
− L’impianto è in grado di trattare una grande quantità di acqua in modo
istantaneo, la sua capacità è di circa 350 litri al secondo non necessitando
quindi di grandi volumi di accumulo. Da sottolineare che tale capacità di
trattamento è costante nel tempo ed è garantita per ogni evento piovoso, in
tal modo la quantità di acqua scaricata direttamente è estremamente ridotta.
Confrontando i due sistemi si nota non solo un riscontro di tipo economico, vista
l’onerosità della vasca di accumulo che andrebbe realizzata, ma anche una notevole
differenza riguardo l’efficienza dei due sistemi, dove si passa dal trattamento del
solo 27% rispetto al volume di precipitazione totale annua utilizzando la vasca di
accumulo, a quello del 95% in riferimento allo stesso volume utilizzando la
tecnologia StormFilter .
Precipitazione
totale annua (mm)
Volume totale (m3)
Volume trattato
su superficie di
con sistema
2
3
140.000 m
tradizionale (m )
Volume trattato con
sistema StormFilter (m3)
Max
1022
143080
39480
135926
Min
539
75460
28420
71687
Tabella 5.3 Confronto dell’efficienza dei due sistemi
Confronto tra il volume totale annuo trattatocon i due
sistemi
160000
Volume (mc)
140000
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
146
Tecnologie innovative
Inoltre, da analisi di laboratorio è emerso che il sistema StormFilter risulta essere un
valido sistema non solo dal punto di vista dei volumi trattati, ma anche come qualità
di trattamento.
Utilizzo vasca di prima
Utilizzo del sistema
pioggia da 700 mc
StormFilter
TOT sversato
TOT sversato
N-NH4
57,23 kg/anno
34,34 ÷ 51,51 kg/anno
Materiali sedimentabili
300,47 kg/anno
60,69 ÷ 270,42 kg/anno
Materiali in sospensione
7154 kg/anno
1430,8 ÷ 6438,6 kg/anno
Zinco
2718,52 g/anno
543,7 ÷ 1902,96 g/anno
Piombo
20317,36 g/anno
4063,47 ÷ 14222,15 g/anno
Rame
1430,8 g/anno
286,16 ÷ 1001,56 g/anno
Manganese
4492,71 g/anno
898,54 ÷ 3144,9 g/anno
Elemento
Tabella 5.4 Risultati relativi alle analisi condotte sulle acque depurate dai due
sistemi
Dall’analisi della tabella risulta semplice notare come con il sistema StormFilter si
ha un abbattimento maggiore degli inquinanti presenti nelle acque di pioggia,
avendo un incremento medio della performance di oltre il 60%.
147
Tecnologie innovative
5.4 Sistema a filtri (Filter System)
Un sistema di filtrazione è una struttura che usa una matrice filtrante quale sabbia,
ghiaia o torba in grado di rimuovere una quota dei composti inquinanti presenti
nelle acque di pioggia. Esistono in commercio numerose varietà di sistemi filtranti,
soprattutto negli U.S.A., dove è presente un'estrema variabilità di progetti di matrici
filtranti. Negli ultimi anni si va sempre più sviluppando anche in Italia con tecniche
sempre più raffinate.
I filtri sono soprattutto dei dispositivi di controllo della qualità delle acque,
progettati per rimuovere gli inquinanti particolati. Possono includere pure un
controllo quantitativo dei flussi, attraverso un sistema aggiuntivo di stoccaggio
costituito da uno stagno o da un bacino, da una vasca posta al di sopra del filtro
stesso, oppure trasformando un'area adiacente al filtro, come potrebbe essere un
parcheggio, in bacino di stoccaggio prima del trattamento. I filtri vengono utilizzati
per trattare le acque provenienti da piccole superfici, quali parcheggi o piccole aree
urbanizzate, in aree industriali a rischio, e comunque dove il costo del terreno non
permette l'utilizzo di sistemi strutturali a superfici elevate. I filtri vengono studiati
per trattare solo le prime acque di pioggia, generalmente i primi 15-30 mm, mentre
il resto dell'acqua di pioggia viene fatta by-passare dal filtro stesso. Un beneficio
nell’utilizzo di questi filtri nelle aree estremamente urbanizzate è che questi
possono essere piazzati sotto il livello stradale, limitando o eliminando
completamente i costi di esproprio del terreno. Tuttavia il posizionamento di tali
strutture lontano dalla vista può creare problemi in seguito, conseguenti alla
mancata o limitata manutenzione o gestione del dispositivo stesso. Per aumentare la
capacità e la vita del filtro si tende normalmente di dotarlo, in testa, di un sistema di
sedimentazione in grado di rimuovere i solidi più grossolani prima della filtrazione.
I tipi di filtro comunemente utilizzati comprendono:
-i filtri a sabbia superficiali ;
-i filtri tricamerali;
148
Tecnologie innovative
ed essi comprendono, a loro volta, un numero notevole di varianti, così come
estremamente variabili sono i profili delle matrici che li compongono.
Filtri a sabbia superficiali (sand filters)
I filtri a sabbia superficiali sono stati sviluppati in Florida a partire dal 1981, ubicati
in luoghi dove non era possibile far infiltrare le acque di ruscellamento in falda, né
era possibile prevedere un bacino di ritenzione. Questo tipo di filtro è costituito
normalmente da 2 camere. L'acqua penetra in una vasca di sedimentazione dove il
materiale più grossolano precipita per gravità, e successivamente, attraverso uno
stramazzo, arriva al filtro vero e proprio. Il letto di filtrazione è costituito da sabbia
e ghiaia con un tubo perforato sul fondo per il drenaggio delle acque trattate.
La superficie del letto può essere inerbita. La configurazione a due camere consente
di prevenire i pericoli di intasamento prematuro del letto dovuto ad un accumulo
eccessivo di sedimenti.
Una particolare tipologia di filtro a sabbia è il sistema Austin. Tipicamente i sistemi
di filtrazione a sabbia di tipo Austin con sedimentazione completa vengono
progettati per la gestione delle acque di dilavamento provenienti da bacini di
drenaggio con superficie non superiore a 20 ettari. Tali sistemi sono costituiti da un
bacino di sedimentazione ed uno di filtrazione posti in serie.
Filtri a sabbia tricamerali (vault sand filters)
I filtri tricamerali sono costituiti da due camere iniziali di sedimentazione e
filtrazione, collegate con un passaggio a gomito per permettere anche la separazione
di sostanze oleose e flottanti. Tale sistemazione limita il passaggio di sostanze
sedimentabili e grasse nel filtro, prolungandone la capacità e la durata. L’acqua
filtrata viene convogliata nella terza camera, collegata al sistema di dispersione,
attraverso un tubo di drenaggio rivestito di ghiaia. Come per tutti i sistemi di
filtrazione a sabbia, anche in questo caso è preferibile una sistemazione off-line del
149
Tecnologie innovative
sistema. Per quanto riguarda i flussi eventualmente eccedenti, questi possono essere
direttamente convogliati attraverso uno sfioratore nella terza camera.
Figura 5.12 Filtro a sabbia tricamerale [USEPA, 2005]
150
Applicazione progettuale
Capitolo 6
APPLICAZIONE PROGETTUALE
6.1 Premessa
Di seguito vengono affrontate le varie fasi progettuali riguardanti la progettazione
di rete fognaria di tipo separato, eseguita nel territorio del Comune di Ruvo di
Puglia (BA), e vengono analizzati alcuni aspetti legati alla divisione e al trattamento
delle acque di prima pioggia.
6.2 Progetto di fogna nera
La considerazione principale, a monte del progetto è che l’opera deve essere
efficiente almeno per un periodo pari a 50 anni. Dato che tale progetto è
strettamente legato al numero di abitanti presenti nell’area da servire, la prima fase
è quella di individuare l’incremento nonché la distribuzione della popolazione che
si avrà nei prossimi 50 anni.
6.2.1 Analisi della popolazione
La prima cosa da fare in fase progettuale, è individuare quale sarà il numero di
abitanti da servire nei prossimi 50 anni, arco temporale tale da garantire la vita
economica dell’opera in cui essa deve funzionare correttamente senza integrazioni.
Per l’individuazione di tale dato, ci avvaliamo di 4 metodi statistici che sfruttano
leggi di crescita, avvalendosi dei dati relativi ai censimenti delle popolazioni degli
ultimi 40-50 anni. I dati così ottenuti vanno analizzati secondo i seguenti modelli di
interpretazione:
151
Applicazione progettuale
− Legge Aritmetica, dove si suppone che l’andamento di crescita sia lineare,
quindi va ricercata la retta che interpola i valori storici di popolazione e
prolungata fino al 2011 (supponendo di realizzare l’opera nel 2011).
Ovviamente è necessario verificare se i dati a disposizione possono essere
interpretati con una legge di tipo lineare; l’adattamento risulta essere tanto
più corretto quanto più il coefficiente di correlazione tende al valore unitario
ovvero quanto più l’andamento lineare è congruente rispetto ai dati
sperimentali;
− Legge dell’Interesse Composto, la quale risulta essere particolarmente
indicata quando i valori storici si dispongono secondo una curva con
concavità verso l’alto. Va determinato il tasso di crescita sulla base della
conoscenza dei tassi precedenti, deducibili sulla base dei dati storici
disponibili; va dunque valutato come questi tassi si sono evoluti nel tempo.
La legge è valida solo se il valore del tasso di crescita tende a un valore
limite, oppure oscilla attorno a un valore medio. Stabilito il tasso di crescita
da adottare si può scrivere la legge di crescita con cui determinare la
popolazione relativa all’anno di interesse;
− Legge Geometrica, dove si suppone che la crescita sia di tipo esponenziale.
Una volta nota la legge, si deduce il fattore di crescita della popolazione da
semplici considerazioni grafiche. Dalla forma logaritmica della legge si
ottiene l’equazione di una retta, la quale va prolungata fino all’anno di
interesse per conoscere la relativa popolazione;
− Legge Logistica, dove si suppone che la legge di crescita sia dotata di punto
di flesso e di un valore di saturazione che si raggiunge dopo un certo tempo.
Lo scopo è quello di individuare i punti di flesso e di saturazione per poter
scrivere la legge di crescita e determinare la popolazione relativa all’anno di
interesse.
152
Applicazione progettuale
Dopo aver ricavato le quattro leggi di crescita, va ricercata quella che meglio si
adatta ai dati storici, anche se da un punto di vista cautelativo, spesso viene adottata
la legge che fornisce il maggior valore di popolazione relativo all’anno di interesse.
Viene di seguito illustrata l’area da servire dalla fogna nera, con la suddivisione per
aree, e numero di abitanti equivalenti per area:
zona commerciale
387 ab
142 ab
664 ab
331 m
zona
residenziale
zona
residenziale
verde attrezzato
0 ab
1060 ab
438 ab
zona di
completamento
zona residenziale
524 m
153
Applicazione progettuale
6.2.2 Posizionamento delle condotte
Per quanto riguarda il posizionamento delle condotte viene sfruttata la sede stradale:
T2
T3
T1
T3-4
T4
T4-5
T5
T5-F
F
Inoltre ogni tronco avrà le seguenti caratteristiche:
Tronco Lunghezza L Dislivello ∆ Pendenza i
T1
252 m
5,04 m
0,020
T2
98 m
0,98 m
0,010
T3
282 m
4,38 m
0,015
T3 - 4
78 m
0,78 m
0,010
T4
228 m
2,28 m
0,010
T4 - 5
34 m
0,27 m
0,008
T5
179 m
4,48 m
0,025
T5 - F
53 m
0,37 m
0,007
154
Applicazione progettuale
6.2.3 Criterio progettuale
Nota la dotazione idrica d [l/ab⋅giorno] (assunta per il comune di Ruvo di Puglia
pari a 270 l/ab⋅ giorno), e determinato il numero P di abitanti da servire con la rete
di fognatura, il valore massimo della portata nera risulta:
Q prog = C P ⋅
P⋅d
⋅α
86400
(25)
dove:
− CP è il coefficiente di picco e viene assunto pari a 1,4;
− α è un coefficiente pari a 0,80-0,85 tenendo conto del fatto che non tutta
l’acqua prelevata ritorna in fogna, anche a causa delle perdite nel sistema
acquedotto.
Se il tronco che si sta dimensionando non è di estremità, alla portata transitante in
esso contribuiscono tutte le portate derivanti dai tronchi posti a monte.
Una volta assegnato un diametro di tentativo per un certo tronco, la massima portata
transitante in esso sarà calcolata con la formula di Chezy:
Qmax = χ ⋅ A ⋅ R ⋅ i
(26)
dove:
i
pendenza del collettore;
R raggio idraulico;
χ tiene conto della scabrezza e vale χ = c ⋅ R1 / 6 , dove c è inversamente
proporzionale alla scabrezza ed è compreso tra 40 e 70 m1/3·s -1.
Per la valutazione della portata massima transitante in un dato tronco, viene
considerato un tirante massimo pari a h=0,80·D, dove D è il diametro della
condotta.
155
Applicazione progettuale
Una volta calcolata la portata massima Qmax, deve risultare:
Qprog ≤ Qmax
(27)
Se la disuguaglianza risulta verificata si conferma il diametro di tentativo utilizzato,
mentre se la disuguaglianza non è verificata va aumentato il diametro di tentativo
utilizzato. Se la disuguaglianza è verificata ma c’è una grande differenza tra i due
valori di portata il diametro di tentativo va ridotto , altrimenti si andrebbe a
sovradimensionare l’opera.
6.2.4 Risultati di progetto
Per la valutazione del raggio idraulico relativo al diametro di tentativo assegnato, è
possibile utilizzare il seguente grafico:
1
h/D
r
0,9
0,8
h
D
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
R/D
Figura 6.1 Grafico per il calcolo del raggio idraulico, assegnato il diametro di
tentativo.
156
Applicazione progettuale
A questo punto basta seguire l’iter progettuale illustrato nel paragrafo precedente
per poter dimensionare i collettori. Di seguito viene illustrata la tabella in cui sono
riportati i calcoli per la determinazione dei diametri relativi ad ogni tronco:
T1
387
Lunghezza
[m]
252
T2
142
98
0,98
0,01
200
160
80
T3
664
282
4,38
0,02
200
160
80
T3 - 4
100
78
0,78
0,01
200
160
80
T4
900
228
2,28
0,01
200
160
80
T4 - 5
40
34
0,27
0,01
200
160
80
T5
400
179
4,48
0,025
200
160
80
T5 - F
60
53
0,37
0,007
200
160
80
Tronco Abitanti
Dislivello
[m]
5,04
Pend.
∆
0,02
Diametro
[mm]
200
Tirante
[mm]
160
Tirante
%
80
T1
Area bagnata
[m2]
0,027
R
[m]
0,069
T2
0,027
T3
χ
[m ·s ]
38,43
Qprog
[l/s]
1,39
Qmax
[l/s]
38,54
0,069
38,43
0,51
27,25
0,027
0,069
38,43
2,38
33,96
T3 - 4
0,027
0,069
38,43
4,64
27,25
T4
0,027
0,069
38,43
3,23
27,25
T4 - 5
0,027
0,069
38,43
8,01
24,29
T5
0,027
0,069
38,43
1,44
43,09
T5 - F
0,027
0,069
38,43
9,66
22,77
Tronco
1/2
-1
157
Applicazione progettuale
A questo punto è possibile determinare l’effettivo tirante (h) e velocità (v)
nelle condotte andando a considerare la portata effettiva Qprog. Utilizzando la
formula di Chezy ( v = χ ⋅ R ⋅ i ) è possibile ricavare la velocità effettiva in
ogni tronco, mentre per ricavare l’effettivo tirante viene utilizzata la seguente
tabella (riferita al DN 200):
h [m]
A [m2]
R [m]
Q prog / i [m3]
0.010
0.000587
0.00651
0.00123
0.011
0.000676
0.00714
0.00150
0.012
0.000770
0.00777
0.00181
0.013
0.000866
0.00840
0.00215
0.014
0.000967
0.00903
0.00252
0.015
0.001070
0.00965
0.00291
0.016
0.001177
0.01026
0.00333
0.017
0.001287
0.01088
0.00379
0.018
0.001400
0.01149
0.00428
0.019
0.001516
0.01210
0.00479
0.020
0.001635
0.01270
0.00534
0.025
0.002267
0.01568
0.00852
0.030
0.002955
0.01858
0.01244
0.035
0.003693
0.02139
0.01707
0.040
0.004473
0.02412
0.02240
0.050
0.006142
0.02933
0.03505
0.060
0.007927
0.03419
0.05010
0.070
0.009799
0.03870
0.06727
0.080
0.011735
0.04285
0.08622
0.090
0.013711
0.04662
0.10656
0.100
0.015708
0.05000
0.12791
158
Applicazione progettuale
Si ottengono quindi i seguenti valori effettivi:
T1
Qprog
[l/s]
1,39
heff
[mm]
27
veff
[m/s]
0,55
T2
0,51
20
0,32
T3
2,38
35
0,66
T3 - 4
4,64
54
0,60
T4
3,23
48
0,56
T4 - 5
8,01
78
0,72
T5
1,44
26
0,60
T5 - F
9,66
85
0,75
Tronco
Il funzionamento a pelo libero è attuato per evitare che, in caso di rottura della
tubazione, l’acqua inquinata risalga e possa contaminare un’eventuale condotta di
acquedotto posta superiormente.
Dall’analisi dei dati, si nota che la Qmax è in ogni caso notevolmente maggiore di
Qprog, quindi si sarebbe potuto teoricamente usare un diametro minore, ma ciò non è
stato possibile perché i tronchi devono avere un diametro minimo pari a 200 mm, in
quanto l’acqua di fogna nera è ricca di trasporto solido, e un diametro minore di 200
mm probabilmente provocherebbe intasamento.
A causa di ciò, in alcuni tronchi si ha una velocità inferiore di quella minima
(vmin=0,6m/s), ragion per cui vanno adottati dei sistemi atti al lavaggio della rete.
6.2.5 Scarico delle acque di prima pioggia direttamente in fogna nera
Se l’area da servire è di modeste dimensioni (qualche migliaio di m2), risulta
impensabile realizzare un’opera di raccolta delle acque di prima pioggia dati i
modici volumi d’acqua, allora in questi casi le acque di lavaggio, comprese le acque
di prima pioggia, possono essere scaricate direttamente nella rete di fogna nera,
cosa che non può essere effettuata in maniera indiscriminata. Ovviamente le acque
159
Applicazione progettuale
di prima pioggia e di lavaggio possono essere recapitate nella condotta della rete
fognaria adibita al trasporto delle acque nere, nel rispetto delle norme tecniche,
delle prescrizioni regolamentari e dei valori limite di emissione adottati dal gestore
del servizio idrico e approvati dall’Autorità d’Ambito; l’Autorità competente al
rilascio dell’autorizzazione allo scarico delle acque di prima pioggia e di lavaggio
nella rete fognaria nera, è il Comune.
Resta comunque vietato immettere nella fognatura sostanze che per qualità e
quantità possono configurarsi come rifiuti solidi, sostanze infiammabili e/o
esplosive, sostanze radioattive, sostanze con sviluppo di gas e/o vapori tossici,
scarichi di acque di raffreddamento e/o provenienti da linee produttive con
temperatura superiore ai 35° C, sostanze acide e/o corrosive o, in generale, che
possono essere dannosi per gli utenti e per il personale addetto alla manutenzione o
che possano danneggiare le condotte e gli impianti.
Ovviamente, affinché lo scarico in fogna possa essere eseguito, di fondamentale
importanza sono le portate da addurre nella rete fognaria le quali non devono
superare determinati limiti, facendo riferimento alle curve di possibilità climatica
dell’area in esame. Altro aspetto fondamentale di cui tener conto per lo scarico in
fogna è la destinazione d’uso della superficie dilavata, in quanto l’accumulo di
inquinanti che verrebbe dilavato dall’azione delle precipitazioni, potrebbe causare la
mancata autorizzazione allo scarico in fogna da parte delle Autorità d’Ambito
(Comuni).
Quindi, se le portate da addurre nella rete fognaria sono ammissibili e se il carico
inquinante è compatibile con l’impianto di depurazione a valle del sistema, è
possibile scaricare le acque di pioggia in fogna nera, e ciò comporterebbe due
fondamentali vantaggi:
− smaltimento delle acque di pioggia senza prevedere sistemi divisionali e di
accumulo;
− azione di lavaggio all’interno delle condotte fognarie ogni qual volta ci sia
un evento meteorico.
160
Applicazione progettuale
A tale proposito, lo schema classico di un pozzetto stradale con caditoia prevede la
presenza di due vasche separate da una soglia. Le acque finiscono nella prima vasca
detta vasca di calma, dove, prima di scolmare sulla soglia e finire nella seconda
vasca nonché nella rete fognaria, subiscono una fase di laminazione e
sedimentazione dei materiali più grossolani che potrebbero intasare la fogna stessa.
Affinché il pozzetto abbia una certa efficacia, nonché evitare che si abbiano
allagamenti di strade, è bene adoperare una pulizia periodica che viene svolta da
imprese, e consiste nello svuotamento della caditoia attraverso l’aspirazione del
materiale presente all’interno del pozzetto; successivamente i reflui raccolti
vengono
conferiti
ad
idonei
impianti
di
smaltimento
autorizzati.
In seguito caditoia viene lavata utilizzando una lancia ad alta pressione.
L'operazione termina con il collaudo del lavoro tramite il riempimento del pozzetto
con acqua e successivo svuotamento.
UNI EN 124
Figura 6.2 Schema del pozzetto stradale con caditoia
161
Applicazione progettuale
6.3 Progetto di fogna bianca
6.3.1 Curva di possibilità climatica
La progettazione idraulica della rete di fogna pluviale parte dalla valutazione delle
altezze di pioggia che possono interessare la zona oggetto d’intervento al fine di
valutare la portata che dovrà essere smaltita dai collettori.
Si sono analizzati i dati relativi alle altezze di pioggia di durata 1h - 3h - 6h - 12h 24h registrati dai pluviometri afferenti alla stazione di misurazione di Ruvo di
Puglia, utilizzando le misurazioni relative al periodo che comprende gli anni dal
1964 al 2004:
-----------------------------------------------------anno
1
3
6
12
24
-----------------------------------------------------1964
25.6 40.6 46.0 68.2 90.8
1966
34.0 35.2 39.0 46.0 48.0
1967
26.4 26.6 26.8 27.6 43.4
1968
57.8 58.8 59.8 59.8 60.0
1970
23.8 25.4 26.4 38.8 58.4
1971
20.4 23.8 30.2 43.0 79.6
1972
27.4 29.6 40.0 54.2 54.6
1973
31.6 33.6 33.8 33.8 38.8
1974
24.4 35.0 45.4 55.6 55.6
1976
41.6 54.6 54.6 54.6 64.0
1977
--------- ----- 26.6 35.0
1978
26.2 40.8 43.0 44.0 44.8
1979
14.8 16.4 31.0 43.4 75.6
1984
39.0 39.0 39.0 49.2 74.0
1985
19.2 24.0 29.0 39.6 58.2
1987
23.2 23.4 39.6 67.0 108.8
1988
----- ----- 36.6 37.8 48.2
1989
28.0 31.2 31.8 31.8 31.8
1991
32.4 34.2 34.2 37.0 40.4
1992
----- ----- 50.8 62.8 73.6
1993
13.6 15.8 20.6 22.4 32.2
1994
28.8 36.8 38.4 45.4 46.4
1995
28.6 33.8 39.4 43.8 50.4
1996
11.8 24.6 39.6 52.4 66.8
1997
17.0 36.6 47.4 58.0 60.2
1998
23.8 27.4 33.6 47.2 75.0
1999
30.4 35.6 35.8 48.4 54.2
2000
23.0 25.8 33.8 42.8 48.0
2001
12.0 23.0 26.6 43.8 55.8
2002
58.4 70.2 72.4 80.2 93.2
2003
33.2 44.2 46.4 48.0 74.4
2004
22.2 27.8 29.2 41.4 70.6
162
Applicazione progettuale
L’opportuna trattazione di tali dati pluviometrici con le leggi dell’idrologia statistica
conduce alla formulazione della curva di possibilità climatica, relativa a un tempo
di ritorno TR stabilito pari a 10 anni, per il progetto in questione .
L’equazione di possibilità climatica, che sta alla base dei calcoli e delle verifiche
idrauliche condotte, è:
h=atn
(28)
in cui:
t è la durata dell’evento di pioggia;
h è l’altezza di pioggia in mm;
a ed n sono delle costanti che dipendono dal tempo di ritorno TR dell’evento di
pioggia di progetto, nonché dai dati di pioggia assunti, che rappresentano dei
massimi annuali per il sito dove si intende realizzare l’ opera idraulica.
La suddetta curva consente l’individuazione, per ogni pioggia di qualsivoglia
durata, dell’altezza di pioggia con tempo di ritorno pari a 10 anni.
I campioni pluviometrici sono stati trattati verificando quale tra le distribuzioni
probabilistiche di Gumbel e Log-normale a due parametri, meglio si adatta ai dati
relativi al Comune di Ruvo. La verifica dell’adattabilità di ciascuna delle due
distribuzioni ipotizzate è stata realizzata a mezzo del test di Pearson, avendo fissato
pari a 0,05 il livello di significatività e avendo individuato cinque classi (k=5) di
uguale densità di probabilità p(x)= 1/k = 0,2. Il Test relativo alla sola distribuzione
di Gumbel risulta essere il più aderente al campione pluviometrico.
La distribuzione di Gumbel è rappresentata dalla seguente equazione:
P ( h) = e (−e
− α ⋅( h + u )
)
(29)
dove:
α=
1,283
σ (h )
e
u = m(h ) −
0,5772
α
163
Applicazione progettuale
in cui σ(h) è lo scarto quadratico medio delle varie popolazioni di altezza di pioggia
e m(h) è la relativa media aritmetica.
Avendo analizzato un determinato campione delle varie popolazioni della variabile
h affinché la stima dei parametri risulti indistorta avremo:
σ (h ) =
(xi − m(h ))2
(N − 1)
n
e
m(h ) = ∑
i =1
xi
N
(30)
dove xi è la singola osservazione ed N il numero totale delle osservazioni analizzate.
E’ possibile quindi calcolare, abbastanza agevolmente per ogni classe di dati (1h,
3h, 6h, 12h, 24h) la media (m), lo scarto quadratico medio (σ), e quindi i
coefficienti α e u per ricavare così la funzione probabilità P (h).
Numero osservazioni N
Valore medio m
Scarto quadratico medio σ
Stima del parametro α
Stima del parametro u
32
25,0
13,41
32
29,1
15,16
32
37,5
12,60
32
46,7
12,60
32
59,7
18,31
0,0956
18,9195
0,0846
22,3031
0,1017
31,8315
0,1018
41,0320
0,0701
51,4712
Otteniamo così per ogni serie di dati la curva di Gumbel relativa.
A questo punto si fissa il tempo di ritorno TR in base al quale calcolare le massime
precipitazioni di progetto. Per definizione il tempo di ritorno è il numero di anni in
cui, mediamente, un dato evento (altezza di pioggia) è superato una sola volta.
La funzione di probabilità P(h), a sua volta, quantifica la probabilità di non
superamento di una data altezza di pioggia e (1–P(h)) quantifica la probabilità di
superamento della stessa altezza.
Considerando, quindi, un tempo di ritorno Tr = 10 anni, la probabilità associata a
tale valore dovrà verificare la relazione:
P (h ) = 1−
1
Tr
(31)
164
Applicazione progettuale
Da cui P(h) = 0,9. Si impone dunque uguale a tale valore, per ogni serie di dati,
l’espressione della P(x) di Gumbel . Nel piano x-P(x),in cui sono rappresentate le
curve di Gumbel ricavate dai dati pluviometrici, significa intercettare le stesse con
una retta parallela all’asse delle ascisse,di ordinata 0,9.
I valori “x” intercettati su ogni curva sono le altezze di pioggia h che andiamo a
porre nel piano t-h in corrispondenza dei valori t di 1, 3, 6, 12, 24 ore. Questi cinque
punti così individuati sono interpolati con la curva di funzione h = a ⋅ t n .
I valori delle altezze di pioggia per TR = 10 anni sono i seguenti:
t (ore)
h (mm)
1
42
3
49
6
54
12
63
24
84
Per conoscere i coefficienti a ed n si esprimono i punti t-h, ottenuti dalle
intersezioni con le curve di Gumbel, nel piano semilogaritmico. L’intercetta
all’origine e il coefficiente angolare della retta che in tale piano approssima i cinque
punti fornendo rispettivamente i valori di a ed n, con i quali è possibile
rappresentare la curva di possibilità climatica.
Detti valori sono:
a= 40,081
n= 0,2038
CURVA DI POSSIBILITA' CLIMATICA T=10anni
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = 40,081x 0,2038
R2 = 0,9302
osservazioni
curva di
possibilità
climatica
0
5
10
15
20
25
30
165
Applicazione progettuale
6.3.2 Analisi della superficie da servire
L’area da servire, facente parte del Comune di Ruvo di Puglia, ha un’estensione di
16,69 ha, ed è stata innanzitutto suddivisa in base alla destinazione d’uso del suolo.
L’area da servire, la stessa utilizzata per il progetto della fogna nera, ha la seguente
rappresentazione, suddivisa come in figura:
2
1
331 m
3
4
5
6
524 m
Aree:
− Area 1 (20238 m2) zona residenziale
− Area 2 (22302 m2) zona commerciale
− Area 3 (36021 m2) zona residenziale
− Area 4 (15435 m2) verde attrezzato
− Area 5 (49224 m2) zona di completamento
− Area 6 (23685 m2) zona residenziale
166
Applicazione progettuale
Per la rete fognaria, i collettori vengono disposti sfruttando l’andamento delle sedi
stradali, e ad ognuno di essi fa riferimento un sottobacino:
2
1
3
1
4
2
3
4
5
5
6
6
F
Inoltre sono state stabilite le varie pendenze per i collettori, le quali vengono in
parte dettate dalla pendenza stradale:
Collettore Lunghezza L Dislivello ∆ Pendenza i
1
252 m
5,04 m
0,020
2
98 m
0,98 m
0,010
3
282 m
4,38 m
0,015
3-4
45 m
0,45 m
0,010
4
175 m
4,38 m
0,025
4-5
33 m
0,33 m
0,010
5
228 m
2,28 m
0,010
5-6
34 m
0,27 m
0,008
6
179 m
4,48 m
0,025
6-F
53 m
0,37 m
0,007
167
Applicazione progettuale
6.3.3 Criterio progettuale
Dopo aver analizzato l’area da servire e aver determinato il percorso da far
compiere ai collettori, è possibile iniziare l’iter progettuale.
Come prima cosa è possibile ricavare la portata idrologica, ovvero la portata che si
avrebbe, in mancanza di fognatura, nella sezione di chiusura del bacino di interesse.
La formula per la sua determinazione è la seguente:
Qidro log =
ζ ⋅ A⋅i
360
 m3 
 
 s 
(32)
dove:
A
superficie scolante [ha];
ζ
coefficiente di afflusso;
i
intensità di pioggia [mm/ora].
Il valore della intensità di pioggia (i=h/t) è stato ricavato dalla curva di possibilità
climatica in riferimento al tempo di corrivazione tC dell’ area scolante di afferenza,
mentre il tempo di corrivazione è stato calcolato come somma di due aliquote,
attraverso la seguente formula:
tC = t0 +
L
V
(33)
dove:
t0
tempo di ruscellamento assunto pari a 5 min;
L/V
tempo di vettoriamento entro il tratto di canalizzazione lungo L, percorso in
condizioni di moto uniforme dalla portata Q con velocità media V.
La formula scritta del tempo di corrivazione, vale solo per i tronchi iniziali, mentre
per i tronchi seguenti bisogna utilizzare la formula:
tC = t m +
L
V
(34)
168
Applicazione progettuale
dove tm è il valore massimo dei tempi di corrivazione dei tronchi a monte.
Il modello di calcolo adoperato per determinare le massime portate pluviali è stato il
metodo della corrivazione: la portata di piena Qidrolog, per ciascuna area scolante A
secondo il coefficiente d’afflusso ζ, è stata calcolata adoperando il valore di
intensità i, riferito al tempo di corrivazione tC.
Nel calcolo del tempo di vettoriamento, la velocità viene calcolata in regime di
moto uniforme e dunque, trattandosi di canale a pelo libero, con la formula di
Chezy:
v = k S ⋅ i1 / 2 ⋅ R 2 / 3
m
 s 
(35)
dove:
ks
parametro dimensionale di Gauckler-Strickler, del valore di 0,8 per il gres, e
0,75 per il cemento armato;
i
pendenza longitudinale del collettore;
R
raggio idraulico della sezione circolare di diametro D, dato dal rapporto fra
“sezione bagnata” e “contorno bagnato”.
Al calcolo della velocità si giunge dopo l’assegnazione di un diametro di tentativo,
con un grado di riempimento massimo pari al 75% della sezione disponibile;
assegnati tali parametri è noto il raggio idraulico R, dunque la velocità e di
conseguenza il tempo di corrivazione, utile al calcolo (come precedentemente
specificato) della Qidrolog, e la portata idraulica Qidraul transitante nel collettore.
Ovviamente il diametro D per un determinato collettore risulta essere idoneo se,
assegnato a priori un diametro D di tentativo, risulta verificata la seguente
disequazione:
Qidraul > Qidrolog
(36)
169
Applicazione progettuale
6.3.4 Risultati di progetto
Per la valutazione del raggio idraulico relativo al diametro di tentativo assegnato, è
possibile utilizzare il grafico in Figura 6.1.
A questo punto basta seguire l’iter progettuale illustrato nel paragrafo precedente
per poter dimensionare i collettori.
Di seguito viene illustrata la tabella in cui sono riportati i calcoli per la
determinazione dei diametri relativi ad ogni tronco:
Tronco
Area
[ha]
φ
Lunghezza
[m]
Dtent
[mm]
dislivello
∆ [m]
pend.
i
h
[m]
h
%
K
1
2,02
0,4
252,00
600
5,04
0,020
0,420
0,70
80
2
2,23
0,6
98,00
800
0,98
0,010
0,624
0,78
80
3
3,60
0,4
292,00
800
4,38
0,015
0,560
0,70
80
3-4
-----
---
45,00
1100
0,45
0,010
0,858
0,78
75
4
1,54
0,2
175,00
400
4,38
0,025
0,280
0,70
80
4-5
-----
---
33,00
1100
0,33
0,010
0,858
0,78
75
5
4,92
0,8
228,00
1100
2,28
0,010
0,858
0,78
80
5-6
-----
---
34,00
1600
0,27
0,008
1,120
0,70
75
6
2,37
0,4
179,00
600
4,48
0,025
0,450
0,75
80
6-F
-----
---
53,00
1600
0,37
0,007
1,248
0,78
75
Tr.
Area
Bagn.
[m2]
R
[m]
Q
Q
idrolog
3
idraul
3
1
0,21
0,18
3,58
247
0,55
0,76
Qidraul>Qidrolog
2
0,42
0,24
0,20
270
1,00
1,31
Qidraul>Qidrolog
3
0,38
40,1
0,20
243
0,97
1,41
Qidraul>Qidrolog
3-4
0,108
40,1
0,20
237
2,53
2,87
Qidraul>Qidrolog
3,05
0,099
40,1
0,20
255
0,22
0,29
Qidraul>Qidrolog
0,33
3,61
0,111
40,1
0,20
233
2,75
2,87
Qidraul>Qidrolog
0,80
0,33
3,85
0,100
40,1
0,20
253
2,77
3,06
Qidraul>Qidrolog
5-6
1,50
0,47
4,08
0,113
40,1
0,20
229
5,52
6,12
Qidraul>Qidrolog
6
0,23
0,18
4,05
0,096
40,1
0,20
262
0,69
0,92
Qidraul>Qidrolog
6-F
1,68
0,49
3,88
0,117
40,1
0,20
223
6,21
6,52
Qidraul>Qidrolog
tC
v
[m/s] [ore]
a
n
i(t)
[mm/h]
0,103
40,1
0,20
3,11
0,092
40,1
0,24
3,75
0,105
0,80
0,33
3,61
4
0,09
0,12
4-5
0,80
5
Verifica
[m /s] [m /s]
170
Applicazione progettuale
In definitiva, i diametri da utilizzare per ogni tronco sono quelli evidenziati in
tabella.
Nel progetto in questione si è prestata attenzione a che la velocità fosse maggiore di
0,6m/s (per evitare putrefazione del liquame) e inferiore a 4-5 m/s ( per evitare
corrosioni delle tubazioni).
Per quel che riguarda i diametri in uso, sono state utilizzate condotte in
conglomerato cementizio armato per i collettori principali, mentre per i collettori
secondari sono state utilizzate condotte in gres ceramico.
Le pendenze dei collettori sono comprese tra il 0,35% e il 2,5%, a seconda della
conformazione topografica ma soprattutto tenendo conto del vincolo di porre
sufficientemente interrato il cielo fogna (almeno 1,5m sotto il piano strada) e del
contenimento della profondità complessiva di scavo entro 3m sotto il piano stradale.
6.4 Progetto del sistema divisionale e di accumulo delle acque di prima
pioggia
Per tale progetto si fa riferimento alla stessa area di cui è stata progettata fogna
bianca e nera nei paragrafi precedenti.
Nella fattispecie verrà dimensionato il sistema di accumulo, il quale non sarà di tipo
tradizionale, ma sarà un serbatoio in lamiera ondulata, illustrato al capitolo 5.
Il sistema sarà del tipo “in linea” e sarà costituito da un pozzetto di by-pass con a
valle il serbatoio in lamiera.
Per il dimensionamento della vasca, si fa riferimento alla Normativa della Regione
Lombardia, la quale indica come acque di prima pioggia quelle corrispondenti, nella
prima parte di ogni evento meteorico, ad una precipitazione di 5 millimetri
uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta
delle acque meteoriche.
171
Applicazione progettuale
La formula per la determinazione del volume della vasca è la seguente:
n
V = h ⋅ ∑ Ai ⋅ ϕ i [m ]
3
(37)
i =1
dove:
h
altezza di precipitazione assunta pari a 5 mm;
Ai
sottoarea facente parte dell’intero bacino di pertinenza, caratterizzata da un
valore costante di φi;
φi
coefficiente di afflusso della singola sottoarea.
I valori di Ai e φi sono i seguenti:
2
1
331 m
3
4
5
6
524 m
Area Estensione
Destinazione
φ
1
20238
zona residenziale
0,40
2
22392
zona commerciale
0,60
3
36021
zona residenziale
0,40
4
15435
verde attrezzato
0,20
5
49224
zona di completamento
0,80
6
23685
zona residenziale
0,40
172
Applicazione progettuale
Dunque utilizzando la (37) si ottiene il seguente volume di prima pioggia:
V= 440 m3
I valori di costruzione di detti serbatoi sono i seguenti:
Lunghezza da 3,4 a 13 m
Diametro da 1,2 a 3,5 m
L
D
Figura 6.3 Lunghezza e diametro dei serbatoi utilizzati
Dato l’elevato volume di prima pioggia da contenere, con un unico blocco non è
possibile l’accumulo, ma questi dispositivi hanno la possibilità di essere connessi in
cascata fino al raggiungimento del volume desiderato.
Per tali ragioni, vengono utilizzati tronchi con il diametro di 2,5 m, di cui 7 lunghi
12 m e uno lungo 6 m:

π ⋅ 2,5 2 2  
π ⋅ 2,5 2 2 
Vtot = 7 ⋅ 12 [m] ⋅
m  +  6 [m] ⋅
m  = 441,78 m 3
4
4

 

[ ]
[ ]
Di seguito vengono illustrate le tavole relative alla pianta e alle sezioni del sistema
divisionale e di accumulo che si è progettato.
173
Applicazione progettuale
6.4.1 Pianta del sistema
A
scarico acque di
prima pioggia
ingresso acque
di pioggia
3,20
DN 160
DN 60
3,25
6,00
uscita acque di
seconda pioggia
B
12,00
B
A
2,50
174
Applicazione progettuale
6.4.2 Sezione A-A del sistema
1,60
0,80
18,00
0,80
2,80
1,30
175
Applicazione progettuale
3,50
6.4.3 Sezione B-B del sistema
176
Conclusioni
Capitolo 7
CONCLUSIONI
La necessità di trattamento delle acque di prima pioggia rappresenta una sfida
importante e nello stesso tempo un problema nuovo, dal momento che le acque
bianche sono state ritenute tradizionalmente “pulite” in quanto non derivanti dal
consumo umano, ed in tal senso direttamente scaricabili senza oneri di trattamento
che non si limitassero solo ad un intervento meccanico di tipo preliminare.
In realtà, come descritto in questo lavoro di tesi, i processi di formazione, accumulo
e rimozione degli inquinanti nel bacino e nella rete di drenaggio sono governati da
fattori caratterizzati da elevata aleatorietà e ciò determina una forte variabilità, da
evento a evento, delle caratteristiche qualitative delle acque di drenaggio urbane.
Le acque meteoriche di dilavamento, sono molto contaminate e, in assenza di
interventi di mitigazione, producono un impatto molto negativo sulla qualità del
ricettore. A tale proposito, la progettazione deve prevedere infrastrutture idrauliche
e manufatti atti sia alla difesa idraulica, sia alla tutela dell’ambiente e delle risorse
idriche; va sottolineata la necessità di aggiornamenti normativi in merito ai presidi
di intercettazione e controllo qualitativo delle acque di dilavamento. Ad esempio,
dovrebbero essere individuati i valori di soglia dei volumi di traffico oltre i quali
occorre intervenire con specifici sistemi di controllo, dovrebbe essere precisata la
gamma di tali impianti in funzione della tipologia di area di pertinenza, dovrebbe
essere condotto il censimento delle aree sensibili ecc.
La scelta del sistema di controllo più idoneo a una specifica realtà deve seguire un
percorso logico basato su due fasi procedurali: un’analisi oggettiva riguardante
l’opportunità di intervento, la localizzazione dell’opera, la compatibilità con il
territorio, l’efficienza nella rimozione degli inquinanti, gli aspetti gestionali e
177
Conclusioni
un’analisi multiobiettivo che sviluppi un’analisi costi-benefici, valuti l’impatto
paesaggistico-ambientale e il rischio di sversamenti accidentali di liquidi inquinanti.
Qualsiasi sistema di controllo si scelga per mitigare l’impatto delle acque di
dilavamento di un sito, è necessario effettuare frequenti operazioni di ispezione e di
manutenzione al fine di garantire nel tempo una buona efficienza nella rimozione
degli inquinanti.
La corretta gestione delle acque meteoriche di dilavamento è fondamentale sia per
la limitazione dei fenomeni di esondazione, sia per la riduzione degli impatti
inquinanti sui corpi idrici ricettori. Tale problematica deve, quindi, essere
attentamente considerata nella pianificazione urbanistica e nella progettazione dei
sistemi fognari e degli impianti di depurazione delle acque reflue urbane.
In sede di pianificazione urbanistica bisognerebbe privilegiare, ove possibile, le
soluzioni atte a ridurre a monte le portate meteoriche circolanti nelle reti di
drenaggio, prevedendo una raccolta separata delle acque meteoriche non suscettibili
di apprezzabile contaminazione e il loro smaltimento in loco tramite sistemi di
infiltrazione nel suolo.
Di rilevante importanza sono inoltre le ricerche che studiano nuovi sistemi
alternativi per ridurre l’impatto delle acque di prima pioggia (BMP - Best
Management Practices), come ad esempio il sistema analizzato, atto all’accumulo e
riutilizzo delle acque piovane su di un’area di 15,22 ha del comune di Ruvo di
Puglia (Ba).
La precipitazione media nel nostro paese è di circa 1000 mm/anno, con zone che
presentano una piovosità molto elevata (oltre 2500 mm/anno), e zone in cui la
precipitazione
non
raggiunge
neanche
i
500
mm/anno
(http://idro.net/newsletter/acqua1005.pdf); appare dunque sensato non generalizzare
riguardo l’utilizzo di questo sistema, ma valutare una sua installazione dove ci può
essere un concreto risparmio idrico, ovvero nelle zone caratterizzate da piovosità
molto elevata, e non in zone che presentano scarsa piovosità come il sito analizzato
con un’altezza di pioggia media di 550 mm/anno. Tale sistema non vedrebbe molte
178
Conclusioni
applicazioni, sia per lo scarso risparmio idrico e sia per la mancanza di una
normativa nazionale che disciplini e incentivi il recupero e il riutilizzo dell’acqua
piovana.
In sede di progettazione di sistemi fognari in aree di ampliamento ed espansione
bisogna garantire la compatibilità idraulica nei ricettori (sistema fognario pubblico o
corpo idrico). Il raggiungimento e/o il mantenimento degli obiettivi di qualità
ambientale dei corpi idrici, previsti dal Decreto Legislativo 152/2006, richiedono
l’invio alla depurazione di un’aliquota delle acque meteoriche di dilavamento.
L’attività di ricerca, sviluppata da alcuni autori con particolare riferimento alla
situazione pluviografica italiana, consente oggi di trarre alcune conclusioni che
possono utilmente informare la progettazione dei sistemi fognari e dei loro
manufatti. La frazione delle acque meteoriche di dilavamento da inviare alla
depurazione, a parità di obiettivo ambientale da conseguire, è in pratica
indipendente dalla tipologia del sistema fognario. La scelta fra sistema fognario
unitario e separato (con gli stessi manufatti di controllo qualitativo come scaricatori
di piena e vasche di prima pioggia) non implica una differente efficacia di controllo
dell’inquinamento dei ricettori, quindi, deve derivare da considerazioni di natura
funzionale ed economico-gestionale proprie di ciascuna area urbana. Il sistema
unitario, se dotato di scaricatori di piena e vasche di prima pioggia correttamente
progettati, offre normalmente una protezione ambientale dei corpi idrici ricettori
analoga a quella conseguibile con un sistema separato ben progettato, cioè munito
di scaricatori di piena e vasche di prima pioggia sulla rete delle acque pluviali e con
convogliamento alla depurazione delle acque di prima pioggia.[ A. Paletti,
Dipartimento di Ingegneria Idraulica del Politecnico di Milano]
Il sistema unitario è normalmente molto più economico del sistema separato in
termini di costi di investimento e ancor più in termini di costi gestionali. La
separazione completa ed effettiva di reti attualmente unitarie comporta costi assai
ingenti e presenta pesanti difficoltà tecniche e amministrative, anche per
l’inevitabile contenzioso che può derivarne. La decisione di separare reti
179
Conclusioni
attualmente unitarie dovrebbe quindi essere presa solo in presenza di vantaggi
decisivi, preponderanti e imprescindibili; si ritiene che i casi siano rarissimi.
Dovendosi comunque, in genere, convogliare alla depurazione le prime acque
meteoriche di dilavamento, la separazione delle reti non modifica l’entità delle
portate e neppure dei volumi da trattare e quindi i costi di investimento e di gestione
degli impianti di trattamento.
L'impiego di vasche di prima pioggia di cattura accoppiate agli scaricatori consente
un buon rendimento in termini di riduzione della massa inquinante scaricata. Le
vasche di prima pioggia, ubicate in testa agli impianti, consentono di limitare la
portata inviata al trattamento e nel contempo di trattare la frazione più inquinata del
deflusso connesso a un evento di pioggia. Il rendimento di una vasca di prima
pioggia non dipende solo dal suo volume utile, ma anche dalla modalità di
svuotamento e questo aspetto va tenuto in conto in fase di progettazione.
Il governo delle acque di pioggia richiede un approccio multidisciplinare che integri
le molteplici competenze coinvolte (urbanisti, ricercatori idraulici, sanitari e
chimici, progettisti e gestori di reti fognarie e impianti di depurazione) nel rispetto
delle imposizioni normative. Inoltre la gestione delle acque meteoriche di
dilavamento è indissolubile da quella delle acque reflue e la tutela dei corpi idrici
richiede un approccio integrato nella progettazione e gestione del sistema fognario e
dell’impianto di trattamento associato al fine di minimizzare l’impatto globale degli
scarichi nel corpo idrico ricettore.
A partire dal febbraio 2004, il Dipartimento di Ingegneria Ambientale di Genova
ha avviato una campagna di monitoraggio per la caratterizzazione delle acque
meteoriche di dilavamento di superfici esterne di siti produttivi sul territorio della
provincia di Genova, proprio per verificare come la concentrazione degli inquinanti
nelle acque di dilavamento dipenda soprattutto dalla destinazione d’uso del sito di
interesse. L’indagine ha interessato due tipologie di siti produttivi: una stazione
autostradale di rifornimento carburante e un autodemolitore.
180
Conclusioni
Da un confronto tra la serie di dati quali-quantitativi registrati presso tali siti e i dati
ottenuti da un’area residenziale sempre nel territorio genovese, si evince
l’importanza di una corretta gestione delle acque meteoriche di dilavamento, e
l’influenza che dette acque rivestono nell’alterazione della qualità dei corpi idrici
ricettori. Nel caso di siti produttivi (in particolare nel caso dell’autodemolitore), la
percentuale di inquinanti risulta notevolmente eccedente le concentrazioni limite
degli scarichi in acque superficiali imposte dal D.Lgs. 152/06.
L’analisi della natura dei processi che coinvolgono le acque di prima pioggia,
evidenzia l’impossibilità di descrivere il fenomeno attraverso leggi generali e di
individuare una serie di parametri opportuni per la caratterizzazione della qualità
delle acque di scolo.
Dalla grande variabilità dei risultati ottenuti negli studi, si evince l’influenza che i
fattori climatici e idrologici, nonché le caratteristiche del bacino e della rete
fognaria, rivestono nei meccanismi di dilavamento degli inquinanti.
Non va tuttavia sottovalutata la rilevanza delle differenti strategie di
campionamento utilizzate (luogo d’installazione, tempi di campionamento, etc.),
nonché della varietà nelle metodologie di gestione ed elaborazione dei dati, che
hanno causato difficoltà nel confrontare i risultati per trarne conclusioni più
generali. Tale disomogeneità negli approcci sperimentali è a sua volta un ulteriore
indice della complessità di inquadramento del fenomeno. Per descrivere in maniera
soddisfacente il fenomeno del first flush risulta sempre opportuno ricorrere ad un
approccio che tenga in considerazione la specificità del sito in esame.
La salvaguardia dei corpi idrici ricettori nei territori fortemente urbanizzati ha
imposto la ricerca di nuove strategie di controllo dei deflussi urbani con l’intento di
contenere le portate e i volumi scaricati nel corso degli eventi meteorici più critici e
di limitare lo scarico di sostanze indesiderabili (in termini sia di massa che di
concentrazioni) per l’equilibrio ecologico dei ricettori.
181
Conclusioni
Ringraziamenti
A chiusura del mio lavoro di tesi, non potevo non ringraziare il prof. Antonio
Castorani per l’interesse in me destato nella sua disciplina e l’ing. Gabriella
Balacco, per tutto l’aiuto e il supporto, non solo materiale, che mi ha donato.
Ulteriori ringraziamenti sono dovuti a mia moglie, per il suo valido conforto in
questo mio percorso di formazione e nella stesura di questo lavoro di tesi.
182
BIBLIOGRAFIA
-
A. Gallizio, Impianti Sanitari – Progettazione e tecnica di istallazione degli
impianti idraulici nell’interno degli edifici. Hoepli, 1995.
-
De Martino G., De Paola F., Fontana N., Marini G. e Ranucci A. Riduzione
dell'impatto inquinante delle acque di prima pioggia sui corpi idrici:
l'efficienza degli scaricatori di piena, L’Acqua n° 4, 2008a.
-
De Martino G., De Paola F., Fontana N., Marini G. e Ranucci A. L’efficienza
delle vasche di prima pioggia per la riduzione dell’impatto inquinante sui
corpi idrici, XXXI Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni
Idrauliche, 9-12 settembre 2008, Perugia, 2008b.
-
Artina S., Calenda G., Calomino F., Cao C., La Loggia G., Modica C.,
Paoletti A., Papiri S., Rasulo G., Veltri P. Sistemi di fognatura. Manuale di
Progettazione . CSDU-Hoepli, Milano, 1997.
-
Ciaponi C., Papiri S. e Todeschini S., Vasche di prima pioggia: analisi
critica delle possibili modalità di svuotamento. Acqua e Città. Convegno
Nazionale di Idraulica Urbana, Sant’Agnello (NA), 2005.
-
C. Fagiani, M. Munafò et al., Strumenti per la valutazione degli impatti
provocati dalle acque di prima pioggia nelle aree urbane. Ed. APAT,
Roma, 2005.
-
L. Fanizzi, S. Miscelo, L’uso degli invasi e delle “BMP” nella gestione delle
acque meteoriche degli agglomerati urbani. L’ambiente n. 4, ed. Ranieri,
Milano, 2006.
-
L.G. Lanza et al., Acque di prima pioggia: Insediamenti produttivi e
infrastrutture. CSDU, Hoepli, 2004.
-
L.G. Lanza et al., Acque di prima pioggia: Esperienze sul territorio e
normativa. CSDU, Hoepli, 2005.
-
L. Romano, M. Munafò, Carta nazionale dell’impermeabilizzazione dei
suoli. Atti della IX Conferenza Nazionale ASITA. Ed. 2005.
183
-
M. Maglionico, Gli invasi a servizio dei sistemi fognari: vasche di
laminazione e di prima pioggia. Il Sole 24ore Pirola, Milano, 2006.
-
V. Nanni, La moderna tecnica delle fognature e degli impianti di
depurazione. Hoepli Milano, 1979.
-
USEPA, “Storm Water Management Model vers. 5.0, User’s Manual”, 2005.
-
Decreto Legislativo n. 258, “Disposizioni correttive e integrative del decreto
legislativo 11 maggio 1999, n. 152, in materia di tutela delle acque
dall’inquinamento, a norma dell’art. 1, comma 4, della legge 24 aprile 1998,
n. 128”. G.U. Suppl. Ord. N. 218 serie generale, 18 settembre 2000.
-
D.P.C.M. 4 marzo 1996, “Disposizioni in materia di risorse idriche”.
Pubblicato nella G.U. 14 marzo 1996, n. 62, S.O.
-
Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n. 152, "Norme in materia ambientale"
pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 88 del 14 aprile 2006 - Supplemento
Ordinario n. 96
-
Delibera di Giunta Regionale (Emilia Romagna) N. 1860 del 18 Dicembre
2006, “Linee Guida di indirizzo per la gestione acque meteoriche di
dilavamento e acque di prima pioggia in attuazione della Deliberazione G.R.
N. 286 del 14/02/2005”.
184
LINKOGRAFIA
-
http://www.aqp.it/
-
http://www.areeurbane.apat.it/
-
http://www.asm.pv.it/download/regolamento_fognatura/allegato2.pdf/
-
http://www.costruzioniidrauliche.it/
-
http://www.edilportale.com/
-
http://www.ermesambiente.it/acque/servizio_acqua/documenti/linee_guida_
acque_pioggia_ERMES.pdf/
-
http://www.flygt.it/
-
http://www.folium.it/
-
http://www.idra.unipa.it/
-
http://www.idrodepurazione.com/
-
http://idro.net/newsletter/acqua1005.pdf/
-
http://www.lexambiente.com/acrobat/invasi.pdf/
-
http://www.musilli.it/
-
http://www.parlamento.it/leggi/deleghe/06152dl.htm/
-
http://www.RegionePuglia.it/
-
http://www.stormwateritalia.com/areaportuale/
-
http://www.tubosider.it/
-
http://www.unipv.it/webidra/02IdraulicaUrbana/index_file/25.pdf/
-
http://www.wikipedia.com/
-
http://www.epa.nsw.gov.au, 2005.
-
http://www.xoomer.alice.it/nuovaimic/calcestruzzo/calcestruzzo+listino+
calcestruzzi.htm/
-
http://www.isprambiente.gov.it/site/.../5117_rapp_aree_urbane2010.html
-
http://www.confindustria.ta.it/.../Ing.%20Casulli%20-%20ETP%20-
185