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LE ACQUE DI PRIMA PIOGGIALE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA
LA NORMATIVALA NORMATIVA
PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANEINQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANE
SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLDELL’’INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI
DILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATEDILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATE
•• EuropaEuropa•• Normativa Nazionale Normativa Nazionale
Normativa RegionaleNormativa Regionale
•• AccumuloAccumulo•• LavaggioLavaggio•• Ingresso in fognaIngresso in fogna•• Trasporto nei condotti fognariTrasporto nei condotti fognari
RIUTILIZZO DELLE ACQUE METEORICHERIUTILIZZO DELLE ACQUE METEORICHE
Pioggia
ATMOSFERAATMOSFERA
SUOLOSUOLO
Pioggia
Pioggia
• emissione gassose civili e industrialiemissione gassose civili e industriali
•• traffico veicolaretraffico veicolare
•• particelle trasportate dal ventoparticelle trasportate dal vento
• sostanze discioltesostanze disciolte
•• sostanze colloidali e sospese (metalli, composti sostanze colloidali e sospese (metalli, composti organici e inorganici)organici e inorganici)
Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradaliFosforo
Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradaliAzoto
Usura del manto stradale, veicoli, attività di manutenzioneSolidi
Fonte primariaInquinante
Perdite di lubrificanti, fluidi anti-gelo e idraulici,lisciviazione attraverso superfici asfaltateIdrocarburi
Superfici stradali, benzine, Sali sgelantiSolfati
Sali anti-geloCloruro di sodio /Calcio
Composti anti-geloCianuro
Parti meccaniche in movimento, scarichi delle autoManganese
Scarico del diesel e della benzina, oli lubrificanti,corrosione della carrozzeria, usura dei freni,
usura del rivestimento dei freni,superfici asfaltateNichel
Corrosione della carrozzeria, parti meccaniche in movimento, usura del rivestimento dei freniCromo
Usura dei pneumatici, pesticidiCadmio
Corrosione della carrozzeria, usura dei cuscinetti e delle spazzole, parti meccaniche in movimento,
fungicidi, pesticidi, insetticidiRame
Ruggine dei veicoli, strutture stradali in acciaio, parti meccaniche in movimentoFerro
Usura dei pneumatici, oli e grassi del motoreZinco
Scarichi delle auto, usura dei pneumatici, oli e grassi lubrificanti, usura dei cuscinettiPiombo
DEFINIZIONE
Legge Regione Lombardia 62 del 1985Legge Regione Lombardia 62 del 1985: “ Sono considerate acque di prima pioggia 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 quindici minuti ”.
First Flush
acque di pioggia che, defluendo nei PRIMI ISTANTI di un evento di precipitazione, sono caratterizzate da ELEVATE concentrazioni di sostanze inquinanti spesso superiori a quelle
che caratterizzano le acque reflue in tempo asciutto
NORMATIVA
EUROPA• Direttiva concernente il trattamento delle acque reflue
urbane (CEE 271/91)
• Direttiva relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti
agricole (CEE 676/91)
Raccolta 31.12.2005 trattamento
Primario (**) o Secondario
Raccolta 31.12.2005 trattamento
Primario (**) o Secondario
Raccolta 31.12.2005 trattamento
Primario (**) o Secondario
Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriat
o o Primario
Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato
AREE MENO
SENSIBILI
Raccolta 31.12.2000 trattamento Secondario
Raccolta 31.12.2000 trattamento Secondario
Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario
Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario
(*)
Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato
AREE NORMALI
Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato
Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato
Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato
Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario
(*)
Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato
AREE SENSIBILI
>150 00015 000-150 00010 000-15 0002 000-10
0000-2000TIPO DI AREA
POPOLAZIONE EQUIVALENTE (1)
ITALIA D.Lgs. 152/99 (D.Lgs. 152/06) Articolo 39
Normativa REGIONALE
PUGLIA Piano Direttore a stralcio del Piano di Tutela delle Acque (2002)
Rispettare i limiti previsti dalla Tab. 4 all.5 D.Lgs.152/99
Rispettare i limiti previsti dalla Tab. 3 all.5 D.Lgs.152/99
Recapito su suoloRecapito in fogna o in acque superficiali
Raccolte in vasche a tenuta stagna
Stabilimenti industriali e piazzali in cui vi sia la possibilità di rilascio delle sostanze indicate in
Tab. 3 all.5 D.Lgs.152/99
Condotte separate (coperture, canalette, strade, rampe e piazzali in cui avvenga la
movimentazione di sostanze non pericolose)
Sottoposte a grigliatura e dissabbiatura
Reti fognarie separate
DEF. Prime acque meteoriche di dilavamento fino ad una altezza di precipitazione massima di 5 mm, relative ad ogni evento meteorico preceduto da almeno 48 ore di tempo asciutto, uniformemente distribuite sull'intera superficie scolante.
Le a
cque
di p
rima
piog
gia
prov
enien
ti da
Appendice I
EMILIA ROMAGNADirettiva concernente indirizzi per la gestione
delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne (D.G.R. n. 286 del 2005)
industria petrolifera;industrie/impianti chimici;impianti di produzione e trasformazione dei metalli trattamento e rivestimento superficiale dei metalli;stazione di distribuzione dei carburanti;depositi all’ingrosso di preparati/sostanze liquide
e/o solide, anche pericolose;depositi di veicoli destinati alla
rottamazione/attività di demolizione autoveicoli;depositi di rifiuti, centri di
raccolta/stoccaggio/trasformazione degli stessi.
Convogliate in fogna aziendale o in vasche e rispetto dei limiti previsti Tab. 3 all.5D.Lgs.152/99
Convogliate in fogna nera
Convogliate in fogna aziendale
Recapito in acque superficiali o suolo
Recapito in fogna
Aree non dotate di sistemi fognari
Aree dotate di sistemi fognariAree commerciali e industriali per le quali vi sia rischi di rilascio di sostanze pericolose
Esercizi commerciali–S<250 m2 e popolazione >10.000 abitanti;–S<150 m2 e popolazione <10.000 abitanti;
–250<S<2.500 m2 e popolazione >10.000 abitanti;–250<S<1.500 m2 e popolazione <10.000 abitanti;
Superfici impermeabili scoperte non suscettibili di essere contaminate con sostanze pericolose
Recapitati su suolo permeabili o corpi ricettori superficiali
Tetti
DEF. Acque di prima pioggia quelle corrispondenti ai primi 2,5 – 5 mm di acqua meteorica di dilavamento uniformemente distribuita su tutta la superficie scolante servita dal sistema di drenaggio (escluse le superfici coltivate).
Le a
cque
di p
rima
piog
gia
prov
enie
nti d
a
LOMBARDIARegolamento Regionale per lo smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree
esterne (R.R. n.4 del 2006)
Disposizioni di cui all’articolo 34, commi 1 e 2 del D.Lgs. 152/99 (scarico di sostanze pericolose)
Superfici scolanti destinate al deposito, al carico, allo scarico, al travaso e alla movimentazione delle sostanze indicate in tab. 3/A e 5 all. 5 del D.Lgs. 152/99.
Rispetto dei valori limite Tab.4 all.5 D.Lgs. 152/99 in zone non direttamente servite da rete fognaria e non ubicate in prossimità di corpi d’acqua superficiale
Superfici scolanti destinate al carico, alla distribuzione dei carburanti ed operazioni connesse e complementari nei punti vendita delle stazioni di servizio per autoveicoli
Rispetto dei valori limite Tab.3 all.5 D.Lgs. 152/99
Convogliate in vasche a perfetta tenuta ( V=50 m3/S.scolante (ha))
Rispetto dei valori limite di emissione adottati dal gestore del servizio idrico e approvati dall’Autoritàd’ambito.
Recapito in acque superficiali o suoloRecapito in fognaSuperfici scolanti di estensione maggiore di 2.000 m2
(escluse coperture e aree a verde) in cui si svolgono le seguenti attività:
DEF. Si definiscono acque di prima pioggia quelle corrispondenti, nella prima parte di un evento meteorico, ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta delle acque meteoriche.
industria petroliferaindustrie chimichetrattamento e rivestimento dei metalliconcia e tintura delle pelli e del cuoioproduzione della pasta carta, della carta e del cartone produzione di pneumaticiaziende tessili che eseguono stampa, tintura e finissaggio produzione di calcestruzzoautofficinedepositi di rifiutidepositi di rottamidepositi di veicoli destinati alla demolizione
Le a
cque
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gia
prov
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a
PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANEDELLE SUPERFICI URBANE
Volume acque meteoriche interessate dal First Flush
FATTORI IDROLOGICI
INTENSITÀ DELLA PIOGGIADurata precipitazioneALTEZZA TOTALE DELLA PIOGGIAForma idrogramma VOLUME TOTALE DI SCOLO
FATTORI CLIMATICI
TEMPO SECCO ANTECEDENTEIntensità di pioggia antecedentePeriodo dell’anno
CARATTERISTICHE DEL BACINO
ESTENSIONE (% impermeabile)PENDENZATIPOLOGIA DI SUPERFICIE (industriale, centro abitato)
CARATTERISTICHE RETE FOGNARIATIPOLOGIA (mista, separata)STRUTTURA (dimensioni, pendenza)
FASI FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DEGLI INQUINANTIFASI FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DEGLI INQUINANTI
ACCUMULO
LAVAGGIO
INGRESSO IN FOGNA
TRASPORTO IN FOGNA
• tipologia di insediamento (residenziale, industriale,…..)
• tempo secco antecedente l’evento meteorico
• intensità di pioggia
• durata della pioggia
• presenza di vegetazione
• granulometria del materiale accumulatosi sulla superficie
• portata che defluisce in condotta• granulometria materiale in ingresso• periodo di tempo secco• stagionalità• tipologia di insediamento
• geometria della rete fognaria• caratteristiche delle particelle (dimensioni, densità,…)• portata di ingresso
Individuazione dei volumi delle acque meteoriche interessate dal First Fush
ACCUMULO
• tipologia di insediamento (residenziale, industriale,…..)
• tempo secco antecedente l’evento meteorico
• frequenza ed efficienza della pulizia delle strade
Modello SWMM (1988)
( )( ) ( )ss dtDispdtDisps eMre1PimpA
DispAccu)Ma(dt ⋅−⋅− ⋅+−⋅⋅⋅⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Modello di SERVAT (1984)
ss dtAccu)dt(Ma ⋅=
35 kg/(giorno·ha)zone industriali
15 kg/(giorno·ha)zone commerciali
10 ÷ 25 kg/(giorno·ha)residenziali altamente abitate
5÷6 kg/(giorno·ha)zone residenziali scarsamente abitate zone
DILAVAMENTO
• intensità di pioggia
• durata della pioggia
• presenza di vegetazione
• granulometria del materiale accumulatosi sulla superficie
• pendenza del bacino Modello SWMM (1998)
)e1()t(Ma)t(Md)dtt(Md )dtwash)t(iArra( ⋅⋅−−⋅=−+
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
tim e (m in ute s)
TSS
(mg/
l)
wash =1
wash = 3
MASSA DILAVATA CUMULATA
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15time (minutes)
Cum
ulat
ive
mas
s (K
g)
INGRESSO IN FOGNA
• portata che defluisce in condotta• granulometria materiale in ingresso• periodo di tempo secco• stagionalità• tipologia di insediamento
Modello FLECCHER e PRATT (1981)
Sedimenti GIA in sospensione⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⋅⋅⋅
−⋅= V100
PQt
eCoCP=P(Q) percentuale di pozzetti con fluido miscelato
Sedimenti RIMESSI in sospensione ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−⋅=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅
−VQt
eQKrC 1
KrMt <<0
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⋅⋅
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅
−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅
−⋅
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−⋅= VKr
QMVQt
KrVtMQ
eeQKrC 1
∞<< tKrMKr=Kr(Mt) rapporto di rilascio
Modello FLUPOL
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
⋅−+⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡−⋅= desK
dt
desKdt
e)tt(Fine1)t(Fs)t(Fin Δ
TRASPORTO IN FOGNA
• geometria della rete fognaria• caratteristiche delle particelle (dimensioni, densità,…)• portata di ingresso
Modello HYPOCRAS (Bertrand-Krajewski, 1993) Hp: condotto equivalente
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
+=
dt)t(Q)t(Mero)t(Me)t(Cent ii
i∑ ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡⋅
⋅−⋅⋅⋅
=
ηiρsiwiρ)si(Fpi
IUρCTρ
Concentrazione entrante Capacità di trasporto della corrente
Se Cent<CT tutte le particelle potranno essere trasportate, in caso contrario parte di esse si depositeranno.
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
⋅++⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−⋅= Ksusp
dt
uscitaKsuspdt
inguscita e)dtt(Cse1)t(Cs)t(Cs
Dts=13 giorni Dts=2 giorni
• dipende dal tempo secco antecedente l’evento;
• si manifesta soprattutto per i solidi sospesi, il COD, l’azoto ammoniacale, Zn, Pb e Cu;
• il picco del pollutogramma anticipato rispetto a quello dell’idrogramma di piena e dello ietogramma
…. Il First Flush….
SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLDELL’’INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI DILAVAMENTO IN INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATEAREE URBANIZZATE
EFFETTO DELL’URBANIZZAZIONE: DEFLUSSI SUPERFICIALI
• Aumento della portata al colmo
• Diminuzione del tempo di corrivazione
• Riduzione della ricarica della falda
• Aumento dell’intensità e della frequenza delle piene fluviali
SISTEMI NON STRUTTURATISISTEMI NON STRUTTURATI
Prevenzione
• Rimozione di detriti da aree impermeabilizzate;
• Programmi di educazione del personale impiegato in lavori di immagazzinamento;
• Riduzione dell’esposizione alle piogge di materiali stoccati in piazzali;
• Pulizia delle strade e delle aree di parcheggio con macchine spazzatrici;
• Sistemi secondari per la deviazione e la raccolta provvisoria delle acque di pioggia
• Riduzione e conversione dei potenziali inquinati chimici utilizzati in varie applicazioni industriali ed agricole;
• controllo nello spargimento di fertilizzanti, pesticidi o diserbanti; • pulizia delle strade; • raccolta degli sfalci; • controllo degli scarichi abusivi di olii usati, detergenti, vernici nei collettori delle acque chiare; • controllo dei possibili passaggi o infiltrazioni dalle fognature.
SISTEMI STRUTTURATISISTEMI STRUTTURATI : BEST MANAGEMENT PRACTICES (BMP)BEST MANAGEMENT PRACTICES (BMP)
OBIETTIVI • Controllo delle portate• Riduzione o rimozione degli inquinanti
• Sedimentazione• Flottazione• Filtrazione• Infiltrazione• Assorbimento• Assimilazione• Conversione biologica• Degradazione
MECCANISMI
SISTEMI NATURALISISTEMI NATURALI
STAGNI (Ponds)
SISTEMI VEGETATI (Vegatated devices)
FILTRI ( Filter sistems)
AREE UMIDE ( Wetlands)
SISTEMI DI INFILTRAZIONE (Infiltration devices)
Con
trollo qu
alitativo e qu
antitativo
STAGNI (Ponds)
Presenza di zone parmanentemante allagate
CONTROLLO QUANTITATIVO: effetto volano
CONTROLLO QUALITATIVO: sedimentazione + assimilazione biologica
• Stagni TEMPORANEIValenza idraulica
• Stagni PERMANENTI
SISTEMI VEGETATI (Vegatated devices)
• FASCE FILTRO
• CANALI INERBITI
• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione)• Favoriscono l’infiltrazione nel suolo ricarica della falda• attenuazione LIEVE dei picchi di portata
• SISTEMI VEGETATI
FILTRI ( Filter sistems)
• FILTRO A SABBIA TRICAMERALI
• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione)• Trattano acque provenienti da piccole superfici• Trattano unicamente le acque di prima pioggia• Necessitano di manutenzione
• FILTRO A SABBIA SUPERFICIALE
AREE UMIDE ( Wetlands)
• Trattano acque a basso carico inquinante• Controllo delle portate• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione, sedimentazione, processi biologici)
Rimozione di metalli pesanti, nitrati, idrocarburi, sostanze organiche
Caratteristiche fisiche del sistema:• rapporto tra la superficie scolante e SFE• tempo di residenza• portate e velocità di flusso nei vari comparti
• SISTEMI DI FITODEPURAZIONE ESTENSIVI
• BACINI UMIDI (simile a SFE ma con presenza massiccia di piante radicate >50%)
SISTEMI DI INFILTRAZIONE (Infiltration devices)
• Controllo quantità infiltrazione
• Controllo qualità rimozione inquinanti
VANTAGGI:SVANTAGGI:
• Inquinamento della falda
• BACINO DI INFILTRAZIONE
• POZZI ASCIUTTI
• PAVIMENTAZIONI DRENANTI
RIUTILIZZO ACQUE METEORICHERIUTILIZZO ACQUE METEORICHE
• Riutilizzo delle acque per scopi irrigui, domestici e industriali;• Riduzione del consumo della risorsa idrica
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