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Il dell’acqua nella pianificazione del territorio ciclo EVENTI DI PIOGGIA E QUALITA' DELLE ACQUE NEI CORPI IDRICI SUPERFICIALI Gabriele Bardasi Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente dell'Emilia Romagna - Ingegneria Ambientale Vicolo Carega,3 40121 Bologna Tel. 051-2966316 [email protected]

Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

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Il dell’acqua nella pianificazione del territorio

ciclo

EVENTI DI PIOGGIA E QUALITA' DELLEACQUE NEI CORPI IDRICI SUPERFICIALI

Gabriele Bardasi Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente dell'Emilia Romagna -Ingegneria AmbientaleVicolo Carega,3 40121 BolognaTel. [email protected]

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EVENTI DI PIOGGIA E QUALITA’ DELLE ACQUE NEICORPI IDRICI SUPERFICIALI

Gabriele BARDASI **

SOMMARIO

La presente relazione analizza l’impatto dei carichi inquinanti immessi dalla rete didrenaggio urbano della città di Bologna nel torrente Savena durante gli eventi meteorici. Lostudio pilota di Bologna è parte integrante della ricerca dell’Unione Europea denominataINNOVATION 10340I, avente per oggetto la diffusione della procedura “Urban PollutionManagement” (UPM) nella realtà dei Paesi partecipanti.

Questo progetto prevede la verifica, attraverso i dati sperimentali, di modelli quali-quantitativi di tipo fisicamente basato sia per il sistema di drenaggio urbano che per il corsod’acqua, quali supporti per analizzare l’effettivo impatto ambientale e per simulare i beneficiottenibili per mezzo di opportuni interventi infrastrutturali.

Durante la campagna sperimentale, svolta dal dicembre 1997 al luglio 1999, sono statiraccolti circa 50 eventi per i soli aspetti quantitativi e, fra questi, 5 anche per gli aspettiqualitativi che riguardano sia il sistema di drenaggio sia il corso d’acqua. Le misure sullaqualità delle acque hanno riguardato parametri quali BOD5 , NH4

+ , SST, COD, pH, DO,temperatura e, per un numero limitato di campioni, il BOD1,2,3,4,5,20. Sono state condotte anchemisure in tempo secco e una campagna per la valutazione del tempo di trasferimento e delcoefficiente di dispersione.

Nell’ambito dello studio si è inoltre valutata la riduzione dei carichi inquinanti immessinel corso d’acqua simulando la presenza di vasche a pioggia nella rete fognaria.

1. INTRODUZIONE

Nei sistemi di drenaggio unitari vengono di norma inseriti degli scaricatori di piena, cheimmettono, durante gli eventi meteorici, le portate diluite nei corsi d’acqua. Durante i periodidi pioggia questo si rende necessario sia per contenere le dimensioni dei collettori di valle, siaperché gli impianti di depurazione delle acque reflue normalmente non sono in grado ditrattare efficacemente carichi idraulici elevati (oltre a circa 3 volte la portata di tempo secco) eliquami estremamente diluiti. L’attivazione degli scaricatori di piena delle reti fognarie di tipounitario comporta il trasferimento al corpo idrico ricettore di elevati carichi inquinanti. Poichétali scarichi avvengono persino durante eventi meteorici di modesta entità, la loro frequenza èspesso molto elevata (in alcune regioni climatiche italiane, fino a 50÷70 volte all’anno, aseconda del tipo di pioggia), con impatti molto negativi sull’ambiente.

** Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente dell’Emilia Romagna – Ingegneria Ambientale, Vicolo Carega,3 -

40121 Bologna, Tel. 051-2966316.

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Con questo studio si evidenzia come questa “fonte” presenti un grande rilievosull’inquinamento del corpo idrico (seppure si tratti di una situazione transitoria collegata adeventi di pioggia) e dell’ambiente in generale, per l’importanza dei carichi di inquinanti cheesso mobilita.

Il funzionamento degli scaricatori di piena risulta attualmente disciplinato, nel nostropaese, da regolamenti comunali di fognatura e da alcune leggi regionali che indicano valoriminimi consentiti dal rapporto di diluizione delle acque reflue da parte di quella di originemeteorica. Nel D.P.C.M. del 04/03/96 al punto 8.3.1 si indica che in assenza di diverse epuntuali indicazioni, negli scarichi delle acque meteoriche delle fognature miste, la diluizionenon può essere inferiore a tre volte la portata media di tempo asciutto.

A questo proposito risulta opportuno sottolineare che il Decreto Legislativo 11 maggio1999, n. 152 recepisce l’importanza del problema connesso agli sversamenti intermittentidegli scaricatori di piena, in quanto prevede al punto 3 dell’articolo 27 (Capo III: Tutelaqualitativa della risorsa: disciplina degli scarichi) che la progettazione, la costruzione e lamanutenzione delle reti fognarie venga effettuata tenendo conto della limitazionedell’inquinamento delle acque recipienti, dovuto a tracimazioni causate da piogge violente.

Nel Decreto Legislativo i limiti da imporre agli scarichi sono inoltre legati allecaratteristiche del corpo ricettore e, non più ad un valore prestabilito da rispettare. Questoconcetto impone pertanto lo studio integrato del sistema fognatura – corpo idrico al fine diindividuare soluzioni per la protezione della vita acquatica e per eventuali altri usi dellarisorsa.

Lo studio qui presentato riguarda una parte del sistema delle acque di drenaggio della cittàdi Bologna, analizzato nell’ambito del progetto di ricerca finanziato dall’Unione Europeadenominato INNOVATION 10340I (Artina S. et al., 1999). Esso prevede la verifica,attraverso i dati sperimentali, di modelli quali-quantitativi di tipo fisicamente basato sia per ilsistema di drenaggio urbano che per il corso d’acqua, quali supporti per analizzare l’effettivoimpatto ambientale e per simulare i benefici ottenibili per mezzo di opportuni interventiinfrastrutturali.

Il progetto è iniziato nel 1996 coinvolgendo gruppi di lavoro di Regno Unito, Belgio,Italia, Portogallo, Irlanda e Francia. In particolare il gruppo italiano, coordinato dal CentroStudi Deflussi Urbani (CSDU) comprende come partner associati l’Agenzia Regionale per laPrevenzione e l’Ambiente (ARPA) dell’Emilia - Romagna, l’Università di Bologna e ilPolitecnico di Milano.

In particolare ARPA ha gestito il sito pilota, occupandosi dell’acquisizione dei dati dipioggia e di livello, del campionamento e dell’esecuzione delle analisi presso i laboratoriARPA. L’Università di Bologna, il Politecnico di Milano e il CSDU hanno curato lacostruzione dei modelli: l’Università di Bologna è stata principalmente impegnata sul modellodel drenaggio urbano, mentre il Politecnico e il CSDU su quello del corso d’acqua.

Lo scopo di tale ricerca, che si è conclusa nell’aprile 2000, è l’implementazione e ladivulgazione nei Paesi partecipanti della procedura inglese “Urban Pollution Management”(UPM) per la protezione dei corsi d’acqua, tenendo conto delle locali connotazioniclimatiche, ambientali, legislative e di uso del suolo.

La qualità delle acque superficiali ed il controllo delle fonti di inquinamento costituiscono– evidentemente – un aspetto significativo dell’attività istituzionale di ARPA, che si esercitaattraverso azioni di monitoraggio dei corpi idrici e di controllo degli scarichi. L’attività svoltaall’interno di questo progetto ha una valenza diversa: quella di conoscere eprevedere/simulare l’impatto sulle acque superficiali degli scarichi generati da scaricatori di

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piena che si attivano nelle reti fognarie miste delle nostre città in occasione degli eventimeteorici.

2. CENNI SULLA PROCEDURA UPM

La procedura UPM, pubblicata nel 1994 nel Regno Unito (Foundation for WaterResearch, 1994), propone alcune linee-guida e tecniche operative da applicare per unapproccio integrato alla gestione dell’inquinamento nei corsi d’acqua. In sostanza essa sipresenta come una metodologia per verificare se l’impatto degli scaricatori di piena sia inlinea con i requisiti richiesti al corso d’acqua ricettore al fine di consentire la vita acquatica, labalneazione e l’uso ricreativo, considerando congiuntamente i risultati di modelli disimulazione, calibrati sulla base di dati sperimentali, del sistema di drenaggio urbano e delcorso d’acqua (Foundation for Water Research, 1998; Huberlant et al., 1999). Tale procedurafissa dei limiti di concentrazione, nel corpo idrico ricettore, in funzione della permanenza diun valore di concentrazione e del suo tempo di ritorno. Tali limiti sono poi differenziati aseconda del grado di protezione richiesto per il corso d’acqua.

I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati suiprogrammi di calcolo HydroWorks (Wallingford Software Ltd., 1995) per il sistema didrenaggio e ISIS (Halcrow Ltd. e HR Wallingford Ltd., 1996) per il corso d’acqua. Entrambisono di tipo monodimensionale, con uno schema di calcolo completamente dinamico che usale equazioni di De Saint Venant per la modellazione del flusso dell’acqua, mentre per lamodellazione della qualità HydroWorks considera l’equazione di trasporto solo advettivo eISIS la forma completa di tale equazione, comprendente cioè anche il termine di dispersione equello di decadimento.

Un passo avanti per la diffusione della procedura UPM in Italia è costituito dallo studiopilota sul torrente Savena a Bologna, che è rappresentativo di molte situazioni similaricaratterizzate da un rilevante impatto degli scaricatori su corsi d’acqua a regime torrentizio,quindi con portata fortemente variabile nel tempo.

3. CARATTERISTICHE DEL BACINO PILOTA

Il Savena, che come detto è oggetto dello studio pilota (Figura 1), è un corso d’acqua cheattraversa diversi piccoli centri urbani prima di entrare nella periferia sud di Bologna. L’areadel bacino del Savena sotteso alla sezione di valle del tratto studiato (stazione di misura di“Ponte Caselle”) è di circa 160 km2. Il corso d’acqua è caratterizzato da un regime torrentizio,con portate fortemente variabili nel tempo: da pochi litri al secondo, specialmente durante iperiodi estivi, fino a diversi metri cubi al secondo durante i periodi di pioggia. Il tratto diSavena studiato è lungo circa 6 km e riceve acque di pioggia sia superficiali che da scaricatoridi piena di reti unitarie. Di questi ultimi, 6 appartengono al sistema di drenaggio di Bologna e12 a quello, più piccolo, di San Lazzaro. In generale gli scaricatori intervengono anche inpresenza di eventi meteorici di modesta entità e, in molti casi, la portata da essi scaricatarisulta dello stesso ordine di grandezza di quella che transita nel corso d’acqua.

La rete fognaria di Bologna che interessa direttamente il tratto del Savena studiato ha unasuperficie complessiva di circa 450 ha; in particolare, la percentuale impermeabile è pari acirca il 66% (298 ha) e la permeabile pari al restante 34% (152 ha). Gli edifici presenti nel

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comprensorio sono destinati quasi esclusivamente a uso residenziale e ad attività terziarie(commerciali e artigianali, queste ultime in generale con un numero limitato di addetti); nonsono presenti aree industriali. Il numero dei residenti risulta pari a circa 50'000 unità. I 6scaricatori di piena hanno dimensioni variabili tra la sezione ovoidale in calcestruzzo dialtezza 120 cm e larghezza 80 cm sino alla sezione policentrica (vigentina) realizzata inmattoni in opera di larghezza 260 cm e altezza 208 cm.

La rete fognaria del Comune di San Lazzaro, situato in sponda destra del Savena, ècaratterizzata da una superficie complessiva di circa 120 ettari e da una popolazione residentedi circa 10'000 unità.

Tuttavia si ritiene, sulla base dei dati raccolti, che la causa principale dei problemi diinquinamento nel tratto di corso d’acqua studiato risieda nei 6 scaricatori del sistema didrenaggio di Bologna.

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Figura 1 - Schema del bacino sperimentale pilota a Bologna per la ricercaINNOVATION 10340I: il sistema di drenaggio urbano e il corso d’acqua Savena [3] .

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4. ATTIVITÀ SPERIMENTALI

4.1 SISTEMA DI MONITORAGGIO

Per rilevare i dati sperimentali di portata e di qualità necessari per la calibrazione deimodelli, in condizioni di tempo secco e di tempo piovoso, sono stati posizionati alcunistrumenti di misura sia nella rete fognaria che nel corso d’acqua (Figura 1). Essi sono 2campionatori, ciascuno con 24 bottiglie di 1 litro, nelle posizioni e della rete di condotti,e 3 analoghi campionatori nel corso d’acqua (Figura 2a), nelle posizioni , e . Ci sonoinoltre 6 misuratori di livello nella rete dei condotti, nelle posizioni , , , , e , iquali registrano le informazioni con dettaglio di 2 minuti, e 2 misuratori di livello nel corsod’acqua, nelle posizioni e , i quali registrano le informazioni con dettaglio di 10 minuti.A ciascuno dei 3 campionatori nel corso d’acqua è accoppiato un pluviometro (Figura 2b),che registra le informazioni ogni 10 minuti, fatta eccezione per quello nella stazione , cheregistra ogni 2 minuti.

La strumentazione installata viene riassunta in Tabella 1, che riporta, unitamente alleinformazioni relative alla tipologia e alla localizzazione degli strumenti, la sequenza dicampionamento adottata.

Tabella 1 - Campionatori e misuratori installati sulla rete fognaria e sul fiume perrilevare i dati sperimentali utili per la calibrazione dei modelli di simulazione [6].

Sistemaanalizzato

Tipologia strumento N. Localizzazione Modalità di campionamentodurante gli eventi di pioggia

Fognatura Campionatore (24campioni)

2 Uno a monte , uno a valle delprincipale scaricatore di piena di viaCarli / via Vighi.

10 campioni ogni 2 min, poi14 prelievi ogni 5 min.

Fognatura Misuratore di livello 2 Integrati con i 2 sopra citaticampionatori posti in fognatura e .

Misure di livello ogni 2 min.

Fognatura Misuratore di livello 4 Viale Vighi , via Palestrina , viaCorelli e via Genova .

Misure di livello ogni 2 min.

Fiume Campionatore (24campioni)

1 Stazione di monte, a valle della ferroviaBologna-Firenze .

13 campioni ogni 5 min, poi11 prelievi ogni 13 min.

Fiume Campionatore (24campioni)

1 Stazione intermedia, presso lo StadioBaseball .

16 campioni ogni 10 min, poi8 prelievi ogni 20 min.

Fiume Campionatore (24campioni)

1 Stazione di valle, a monte dello scaricodel depuratore di S. Lazzaro .

9 campioni ogni 10 min, poi15 prelievi ogni 21 min.

Fiume Misuratore di livello 2 Integrati con i 2 campionatori del fiume e .

Misure di livello ogni 10 min.

Fiume Pluviometro 3 Integrati con i 3 campionatori sopracitati, installati sul fiume.

Misure di pioggia ogni 10min. Per il campionatore misure ogni 2 min.

Fiume Sondamultiparametrica

3 Integrate con i 3 campionatori sopracitati, installati sul fiume.

Misure di DO e temperaturaogni 10 min. e ad ognicampionamento.

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Come riportato in Tabella 1 la frequenza di campionamento per i due campionatori infognatura è ogni 2 minuti per i primi 10 prelievi e ogni 5 minuti per i successivi 14. Nel corsod’acqua, invece, la progressione degli intervalli è stata scelta sulla base dei “tempi ditrasferimento” rilevati sperimentalmente con la specifica campagna di misura più oltredescritta, allo scopo di raccogliere dati sufficienti per descrivere la traslazione completa degliinquinanti. Perciò nelle 3 stazioni del corso d'acqua le frequenze adottate risultano diverse perciascun campionatore.

Con la sola eccezione del campionatore situato nella stazione intermedia del corsod'acqua, tutti i campionatori sono collegati ad un misuratore di livello. I sensori di livelloadottati sono del tipo "sommerso" per le sezioni collocate sul corso d'acqua e, ad ultrasuoniper quelle collocate sulla rete fognaria. Le sonde del tipo "sommerso" sono montate sul fondodel fiume e utilizzano appunto un trasduttore differenziale di pressione, il quale converte lapressione idrostatica in un segnale in grado di misurare il livello dell'acqua in transito.

I sensori ad ultrasuoni, invece, sono montati nelle canne di accesso alle reti fognarie,immediatamente sopra il condotto fognario da monitorare.

a) b)

Figura 2 - Alcuni strumenti di misura installati sul corso d’acqua [3]:a) Campionatore e sua struttura di protezione, b) Pluviometro accoppiato acampionatore.

4.2 CAMPAGNA DI TEMPO SECCO

Una campagna di tempo secco è stata condotta, prelevando per un periodo complessivo di24 ore, nei giorni di mercoledì 24 e giovedì 25 giugno 1998; il campionamento in fogna(stazione ) è stato eseguito con una frequenza di 1 ora, mentre quello nel corso d’acqua(stazione ) con una frequenza di 2 ore. I risultati sono riportati nella Tabella 2.

Una seconda campagna di tempo secco (Tabella 3) è stata effettuata tra mercoledì 12 egiovedì 13 maggio 1999, campionando in fognatura (stazione ) con una frequenza di 1 ora,anche se alcuni campioni non sono stati prelevati in quanto il livello del liquame in fognaturaera insufficiente.

La seconda campagna di tempo secco sul corso d'acqua (Tabella 4) è stata condotta, con lestesse modalità sopra descritte, campionando il corso d'acqua tra lunedì 31 maggio e martedì1 giugno 1999.

Una ulteriore indagine è stata condotta , per il corso d'acqua, in giugno e luglio 1999,campionando per tutte e tre le stazioni del fiume ( , e ) ogni 2 ore per 5 giorni,

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ottenendo quindi 5 campioni medi compositi per ciascuna sezione. I risultati sono riportati inTabella 5.

Le campagne di misura di tempo secco sono state finalizzate alla taratura dei modelli disimulazione, al fine di fornire indicazioni sulle condizioni quali – quantitative della retefognaria e del corso d’acqua in assenza di apporti meteorici.

Tabella 2 - Risultati della campagna di tempo secco condotta nei giorni di mercoledì24 e giovedì 25 giugno 1998 [6]: a) stazione sulla rete fognaria, b) stazione sullasezione di valle del fiume.

a)ORE BOD5 (mg/l) COD (mg/l) SST (mg/l) NH4

+ (mg/l) pH

08:30 450 540 622 65.35 8.0509:30 241 340 343 52.10 7.9510:30 383 420 483 42.90 7.8511:30 346 400 469 36.75 7.7512:30 229 347 391 36.70 7.6013:30 200 400 392 33.70 7.6014:30 362 595 622 41.85 7.6015:30 260 340 310 42.90 7.6516:30 224 290 288 42.90 7.7017:30 276 320 386 43.40 7.8018:30 438 475 537 42.90 7.6519:30 455 490 634 41.85 7.7020:30 390 435 465 39.80 7.7021:30 333 395 462 40.80 7.7522:30 420 480 625 44.90 8.0006:30 315 560 571 124.50 8.3507:30 350 540 573 105.10 8.30

b)ORE BOD5 (mg/l) COD (mg/l) SST (mg/l) NH4

+ (mg/l) pH

08:00 3.00 25.80 73.5 0.11 8.010:00 3.40 22.20 55.0 0.22 8.112:00 2.90 14.00 29.5 0.20 8.114:00 2.60 17.00 27.5 0.18 8.116:00 2.40 16.40 17.0 0.19 8.118:00 2.00 21.20 18.5 0.20 8.120:00 2.60 12.80 8.7 0.19 8.122:00 2.80 14.40 0.2 0.20 8.100:00 1.60 18.00 15.0 0.37 8.002:00 3.60 22.80 13.0 0.65 8.004:00 2.60 16.80 9.0 0.43 8.006:00 2.10 14.00 17.0 0.13 8.0

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Tabella 3 - Risultati della seconda campagna di tempo secco nella rete fognaria condotta il 12-13 maggio 1999, mercoledì-giovedì [6].

Ore BOD5 [mg/l] COD [mg/l] SST [mg/l] NH4+ [mg/l] pH

07:00 470 690 686 120 8.0508:00 290 550 496 95 8.0509:00 200 440 334 59 7.6010:00 210 530 444 42 7.5513:00 360 660 686 36 7.1514:00 200 500 382 39 7.3519:00 320 520 658 44 7.4020:00 350 520 506 37 7.3021:00 300 440 124 23 7.45

Tabella 4 - Risultati della seconda campagna di tempo secco sulla stazione di valle del corsod’acqua il 31 maggio 1999 - 1 giugno 1999, lunedì-martedì [6].

Ore BOD5 [mg/l] COD [mg/l] SST [mg/l] NH4+ [mg/l] pH

10:30 17.0 56.2 14.0 0.05 8.2012:30 3.0 15.0 5.0 0.05 8.5014:30 4.0 14.0 0.40 8.5016:30 2.0 12.0 3.0 0.65 8.6018:30 1.4 11.0 5.0 0.16 8.5020:30 1.7 10.0 3.0 0.17 8.3022:30 1.0 9.0 2.0 0.28 8.2000:30 2.0 8.5 3.0 0.20 8.1002:30 1.8 9.5 5.0 0.20 8.2004:30 1.7 16.0 3.0 0.17 8.2006:30 1.4 19.0 5.0 0.17 8.3008:30 1.8 17.0 7.0 0.24 8.20

Tabella 5 - Risultati della campagna addizionale di tempo secco, condotta in giugno-luglio1999 (24-25 giugno giovedì-venerdì, 27-28 giugno domenica-lunedì, 30 giugno - 1luglio 1999 mercoledì-giovedì, 1-2 luglio giovedì-venerdì, 14-15 luglio mercoledì-giovedì)nelle tre stazioni , e lungo il corso d’acqua, attraverso campioni medi compositigiornalieri [6].

Data Stazione BOD5 [mg/l] COD [mg/l] SST [mg/l] NH4+ [mg/l] pH

24-25 2.0 24.0 206 0.10 8.40Giugno 3.0 27.5 232 0.24 8.201999 10.0 38.0 462 0.15 8.2027-28 4.0 19.5 104 0.07 8.50

Giugno 4.0 22.0 104 0.30 8.301999 5.0 22.0 142 0.14 8.40

30 Giugno - 2.0 13.0 38 0.10 8.401 Luglio 3.0 18.0 56 0.20 8.20

1999 3.0 17.0 48 0.12 8.201-2 2.0 14.0 40 0.09 8.20

Luglio 3.0 17.5 33 0.22 8.001999 2.0 17.0 26 0.13 8.1024-25 5.0 18.0 22 0.05 8.20Luglio Il campionatore non ha prelevato a causa dell’insufficiente livello idrico1999 9.0 31.0 20 0.05 7.60

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4.3 CAMPAGNA DI MISURA DEL TEMPO DI TRASFERIMENTO (TOT)

Una campagna di misura del tempo di trasferimento (“time of travel”, ovvero “ToT”) neltratto di Savena in oggetto è stata condotta nel febbraio 1998. Tale campagna è risultatanecessaria ai fini della taratura del modello di simulazione applicato al corso d’acqua (ISIS).Sono state rilevate le caratteristiche di velocità e dispersione per mezzo della immissione disale NaCl in 15 punti e della successiva misura dell’andamento della conducibilità nel tempoin 2 o 3 sezioni, generalmente a 200÷400 m a valle del punto d’immissione. Si è avuta cura discegliere la prima stazione di misura a una distanza dalla immissione tale che potessegarantire il completo miscelamento sulla sezione. La conducibilità di base dell’acqua, rilevatasubito prima della immissione di sale, è stata sottratta dai valori di conducibilità misurati dopol’immissione stessa, allo scopo di ricavare gli effetti dovuti al solo tracciante. Poi i cosìdepurati valori di conducibilità di ciascuna misura sono stati riscalati moltiplicandoli per unfattore pari al rapporto tra l’area sottesa all’onda di conducibilità nella sezione d’immissionedel tracciante e quella sottesa all’onda di conducibilità nella sezione di misura. Le onderisultanti sono state analizzate e il tempo di trasferimento è stato derivato sia per il lorobaricentro (centroide) che per il loro picco. Il coefficiente di dispersione è stato valutato inogni tronco usando il metodo dei momenti di Fischer (Fischer, 1968), risultando compreso fra0.5 m2/s e 6.0 m2/s.

4.4 CAMPAGNA DI TEMPO DI PIOGGIA

Per “misurare” l’inquinamento sversato dagli scaricatori di piena della rete fognaria e pervalutarne conseguentemente l’impatto sul corso d’acqua ricettore, la metodologia dicampionamento risulta di fondamentale importanza al fine di effettuare delle correttevalutazioni.

In fase di progettazione del complesso sistema di campionamento si è tenuto conto dellanecessità di effettuare i prelievi presso le varie stazioni del corso d’acqua e della rete fognariaentro tempistiche definite, in modo da cogliere interamente l’andamento degli inquinantisversati durante gli eventi di pioggia.

La maggiore difficoltà iniziale che è stata riscontrata è quella relativa all’individuazione diun sistema, date le caratteristiche delle varie stazioni di rilevamento, per fornire l’input diinizio campionamento sia alle stazioni che monitorano la rete fognaria sia a quelle checontrollano il corso d’acqua. Le limitazioni imposte dalle caratteristiche dell’area di studioerano le seguenti: ciascun strumento poteva essere alimentato solo attraverso batterie; in fasedi progettazione (1997) la trasmissione dei dati via radio o attraverso cellulare è stata presa inconsiderazione, ma non è risultata possibile soprattutto per le caratteristiche delle stazioni dimisura collocate sulla rete fognaria.

Viste le limitazioni sopra descritte si è scelto di regolare l’attivazione dei campionatori sulcorso d’acqua attraverso l’intensità di pioggia fornita dai pluviometri connessi con ciascuncampionatore.

Un set di simulazioni condotte con il modello quali - quantitativo utilizzato per lafognatura (HydroWorks) ha permesso l’individuazione della coppia intensità – durata cheinduce gli scaricatori di piena allo sversamento. Successivamente i risultati di questepreliminari simulazioni sono stati corretti attraverso i primi eventi di pioggia registrati

Page 12: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 11 di 28

sperimentalmente. I valori che sono stati verificati e adottati durante la campagna dirilevamento dati fanno riferimento ad un’intensità di pioggia pari a 0,5 mm in 15 minuti (ossiapari a 2 mm /h), la quale risulta provocare l’attivazione degli scaricatori di piena.

I campionatori posti nei collettori fognari (Figura 3) vengono attivati dall’altezza d’acqua(rispetto al fondo, almeno 13 cm per il campionatore e 23 cm per il campionatore ).

Le misure di qualità condotte in precedenza sulla rete fognaria di Bologna (S. Artina, M.Maglionico, A Marinelli, 1995) evidenziano che l’importanza del carico sversato dagliscaricatori dipende anche dalla durata del tempo secco che precede l’evento di pioggia. Perquesto motivo si sono analizzati campioni effettuati durante eventi di pioggia preceduti da unperiodo di tempo secco di almeno 4 – 6 giorni.

I misuratori e i campionatori sono stati installati nella rete dei condotti e sul Savena fin daldicembre 1997; successivamente sono state installate sul corso d’acqua 3 sondemultiparametriche (una su ogni stazione) per la misura di ossigeno disciolto, temperatura econducibilità: esse sono divenute operative solo nella tarda estate 1998. Le analisi deicampioni hanno riguardato BOD5 , COD, NH4

+, pH e SST, e anche, per un limitato numero diprelievi, BOD1 , BOD2 , BOD3 , BOD4 e BOD20 , questi ultimi per permettere, unitamente alvalore di BOD5 , la stima della costante di decadimento del BOD nel tempo, che in base a talidati è risultata essere pari a 0.10 giorni –1.

Non essendo stato possibile predisporre, come precedentemente descritto, in modoefficace e sicuro collegamenti radio o telefonici fra le varie stazioni di questo sito pilota, èstato quindi elaborato un protocollo operativo per decidere se analizzare o meno i campionieffettuati, sulla base della sequenza e del tempo di ritardo fra le attivazioni dei campionatoridurante l’evento. In particolare si è assunto che affinché un evento sia accettabile è necessarioche si siano attivati i campionatori e e che, indicativamente, i tempi di attivazione t dei 5campionatori soddisfino alle seguenti relazioni: t – t ≤ 45 min; t – t ≤ 30 min; t – t ≤ 4 ore; t – t ≤ 1 ora; t – t ≤ 6 ore; t – t ≤ 1 ora.

Queste tempistiche sono state determinate utilizzando il modello di simulazione (ISIS),unitamente ai dati sperimentali acquisiti con la campagna di misura del ToT. Esse sono statesuccessivamente verificate sperimentalmente con i primi eventi di pioggia analizzati.

Campionatore nelSavena (intermedio)

Campionatore nelSavena (valle)

Campionatore nelSavena (monte)

Campionatore nel collettore fognario

Campionatorenello scaricatore

Al depuratore

Figura 3 - Schema della disposizione dei campionatori [3].

Durante la campagna sperimentale, svolta dal dicembre 1997 al luglio 1999, sono statiraccolti circa 50 eventi per i soli aspetti quantitativi e, fra questi, 5 eventi anche per gli aspettiqualitativi (per un numero complessivo di circa 700 prelievi) che riguardano sia il sistema didrenaggio sia il corso d’acqua: quello del 22 maggio 1998 (Figura 4), quello del 28 maggio1998 (Figura 5), quello del 28 novembre 1998 (Figura 6), quello del 27 gennaio 1999 (Figura7) e quello del 22 marzo 1999 (Figura 8).

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Pagina 12 di 28

22-23 maggio 1998 / stazione (Fogna)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:00 23:00 00:00 01:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

22-23 maggio 1998 / stazione (Scaricatore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:00 23:00 00:00 01:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

02468

10121416182022242628

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02468

10121416182022242628

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0200400600800

1000120014001600180020002200240026002800

22.00 23.00 0.00 1.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

0100200300400500600700800900

10001100120013001400

22.00 23.00 0.00 1.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

01234567891011121314

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

Figura 4a - Dati di quantità e di qualità in fogna sull’evento del 22 maggio 1998 [3].

Page 14: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 13 di 28

22-23 maggio 1998 / stazione (Savena - località Berti)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.035)1,8

22-23 maggio 1998 / stazione (Savena - località Depuratore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.30)1,64

02468

10121416182022242628

18 :00 19 :00 20 :00 21 :00 22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l) SSTB O D 5

C O D

77 79

C am p ion i ano m ali

050

10 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 0

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00 02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

10 4 0

0 .0 00 .0 10 .0 20 .0 30 .0 40 .0 50 .0 60 .0 70 .0 80 .0 90 .1 00 .1 10 .1 20 .1 30 .1 4

18 :00 19 :00 20 :00 21 :00 22 :00 23 :00 00 :00 01 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

22 :00 23 :00 00 :00 01 :00 02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 0.00 1.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0,000,010,020,030,040,050,060,070,080,090,100,110,120,130,14

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

16.7 17.1

Campioni anomali

0255075

100125150175200225250275300325350

22.00 23.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

592 SST = 362COD = 349

Figura 4b - Dati di quantità e di qualità in Savena sull’evento del 22 maggio 1998 [3].

Page 15: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 14 di 28

28-29 maggio 1998 / stazione (Fogna)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:30 23:30 00:30 01:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

28-29 maggio 1998 / stazione (Scaricatore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:30 23:30 00:30 01:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

C O D

B O D 5 e SST non m isura bili

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

02468

10121416182022242628

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02468

10121416182022242628

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02 0 04 0 06 0 08 0 0

1 0 0 01 2 0 01 4 0 01 6 0 01 8 0 02 0 0 02 2 0 02 4 0 02 6 0 02 8 0 0

2 2 .3 0 2 3 .3 0 0 .3 0 1 .3 0Tem p o (o re:m inu ti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 8

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

C O D

N H 4+

(g/s)

B O D 5 e SST non m isu rab ili

0100200300400500600700800900

100 0110 0120 0130 0140 0

22.30 23.30 0.30 1.30Tem po (ore:m inuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

01234567891011121314

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBO D 5CO DN H4+

(g/s)

Figura 5a - Dati di quantità e di qualità in fogna sull’evento del 28 maggio 1998 [3].

Page 16: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 15 di 28

28-29 maggio 1998 / stazione (Savena - località Depuratore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

22:30 23:30 00:30 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.30)1,64

28-29 maggio 1998 / stazione (Savena - località Baseball)

0102030405060708090

100110120130140

22:30 23:30 00:30 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D5,

CO

D (m

g/l)

SSTBOD5

COD

SST = 2980 BOD5 = 71 COD = 140

Camp ione anomalo

050

10 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 0

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30 02 :30 03 :30 04 :30 05 :30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

0.00 .20 .40 .60 .81 .01 .21 .41 .61 .82 .02 .22 .42 .62 .8

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30 02 :30 03 :30 04 :30 05 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

2.9

0123456789

1011121314

22 :30 23 :30 00 :30 01 :30 02 :30 03 :30 04 :30 05 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02 55 07 5

1 001 251 501 752 002 252 502 753 003 253 50

2 2 .3 0 2 3 .3 0 0 .30 1 .30 2 .30 3 .30 4 .30 5 .30T em p o (o re:m inuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 8

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SS TB O D 5C O DN H 4+

(g/s

)

Figura 5b - Dati di quantità e di qualità in Savena sull’evento del 28 maggio 1998 [3].

Nella stazione non è installato ilmisuratore di livello

28-29 maggio 1998 / stazione (Savena - località Berti)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

18:30 19:30 20:30 21:30 22:30 23:30 00:30 01:30Tempo (ore:minuti)

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.035)1,8

Page 17: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 16 di 28

28 novembre 1998 / stazione (Fogna)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

03:30 04:30 05:30 06:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

28 novembre 1998 / stazione (Scaricatore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

03:30 04:30 05:30 06:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

02468

10121416182022242628

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02468

10121416182022242628

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02 0 04 0 06 0 08 0 0

1 0 0 01 2 0 01 4 0 01 6 0 01 8 0 02 0 0 02 2 0 02 4 0 02 6 0 02 8 0 0

3 .3 0 4 .3 0 5 .3 0 6 .3 0T em p o (o re :m inu ti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 8

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

S STB O D 5C O DN H 4 +

(g/s

)

01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 0 0

1 0 0 01 1 0 01 2 0 01 3 0 01 4 0 0

3 .3 0 4 .3 0 5 .3 0 6 .3 0T em p o (o re :m inuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

01234567891 01 11 21 31 4

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

S S TB O D 5C O DN H 4 +

(g/s

)

Figura 6a - Dati di quantità e di qualità in fogna sull’evento del 28 novembre 1998 [3].

Page 18: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 17 di 28

28 novembre 1998 / stazione (Savena - località Berti)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

03:30 04:30 05:30 06:30 07:30 08:30 09:30 10:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.035)1,8

28 novembre 1998 / stazione (Savena - località Depuratore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

03:30 04:30 05:30 06:30 07:30 08:30 09:30 10:30

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.30-0.05)1,64

[per deriva del sensore]

02468

10121416182022242628

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30 07 :30 08 :30 09 :30 10 :30

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

SST = 6 01C O D = 35

C am p ion e an om alo

(mg/

l)

Tem

p. (°

C)

Con

cent

raz.

050

10 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 0

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30 07 :30 08 :30 09 :30 10 :30

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

Tem

p. (°

C)

(mg/

l)C

once

ntra

z.

0 .00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 .91 .01 .11 .21 .31 .4

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30 07 :30 08 :30 09 :30 10 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

03 :30 04 :30 05 :30 06 :30 07 :30 08 :30 09 :30 10 :30

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1 01 11 21 31 4

3 .3 0 4 .3 0 5 .3 0 6 .3 0 7 .3 0 8 .3 0 9 .3 0 1 0 .3 0T em p o (o re :m inu ti)

SST,

BO

D5,

CO

D, D

O

0 ,00 ,10 ,20 ,30 ,40 ,50 ,60 ,70 ,80 ,91 ,01 ,11 ,21 ,31 ,4

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

S STB O D 5C O DD ON H 4 +

(g/s

)

S S T = 4 8 .7C O D = 2 .9

C am p ione a nom a lo

Car

ico

di

02 55 07 5

1 001 251 501 752 002 252 502 753 003 253 50

3 .30 4 .30 5 .30 6 .30 7 .30 8 .30 9 .30 1 0 .3 0T em p o (o re:m inuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 8

Car

ico

di N

H4+ , D

O (g

/s)

SS TB O D 5C O DD ON H 4+

(g/s

)

Figura 6b - Dati di quantità e di qualità in Savena sull’evento del 28 novembre 1998[3].

Page 19: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 18 di 28

27 gennaio 1999 / stazione (Fogna)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

02:00 03:00 04:00 05:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

27 gennaio 1999 / stazione (Scaricatore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

02:00 03:00 04:00 05:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

02468

10121416182022242628

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02468

10121416182022242628

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0200400600800

1000120014001600180020002200240026002800

2.00 3.00 4.00 5.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD 5

, CO

D

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

0100200300400500600700800900

10001100120013001400

2.00 3.00 4.00 5.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD 5

, CO

D

01234567891011121314

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

Figura 7a - Dati di quantità e di qualità in fogna sull’evento del 27 gennaio 1999 [3].

Page 20: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 19 di 28

27 gennaio 1999 / stazione (Savena - località Berti)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.035)1,8

27 gennaio 1999 / stazione (Savena - località Depuratore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.30-0.06)1,64

[per deriva del sensore]

02468

10121416182022242628

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00 06 :00 07 :00 08 :00 09 :00

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

SST = 1 89 0C O D = 60

C am p ion e an om alo

(mg/

l)

Tem

p. (°

C)

Con

cent

raz.

050

10 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 0

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00 06 :00 07 :00 08 :00 09 :00

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

Tem

p. (°

C)

(mg/

l)C

once

ntra

z.

SST = 1 06 8

C am p ion e an om alo

0 .00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 .91 .01 .11 .21 .31 .4

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00 06 :00 07 :00 08 :00 09 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

02 :00 03 :00 04 :00 05 :00 06 :00 07 :00 08 :00 09 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00Tempo (ore:minuti)

SST,

BO

D5,

CO

D, D

O

0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,4

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODDONH4+

(g/s

)

SST = 578COD = 18.3

Campione anomalo

Car

ico

di

0255075

100125150175200225250275300325350

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ , D

O (g

/s)

SSTBOD5CODDONH4+

(g/s

) Campione anomalo

367

Figura 7b - Dati di quantità e di qualità in Savena sull’evento del 27 gennaio 1998 [3]

Page 21: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 20 di 28

22 marzo 1999 / stazione (Fogna)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

13:00 14:00 15:00 16:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

22 marzo 1999 / stazione (Scaricatore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

13:00 14:00 15:00 16:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

020 040 060 080 0

10 0 012 0 014 0 016 0 018 0 020 0 022 0 024 0 026 0 028 0 0

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00

Con

cent

raz.

SST

, BO

D 5, C

OD

(mg/

l)

SSTB O D 5

C O D

02468

10121416182022242628

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

02468

10121416182022242628

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0200400600800

1000120014001600180020002200240026002800

13.00 14.00 15.00 16.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

0100200300400500600700800900

10001100120013001400

13.00 14.00 15.00 16.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

01234567891011121314

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODNH4+

(g/s

)

Figura 8a - Dati di quantità e di qualità in fogna sull’evento del 22 marzo 1999 [3].

Page 22: Eventi di pioggia e qualità delle acque nei corpi idrici ...I modelli matematici di simulazione utilizzati nello studio INNOVATION sono basati sui programmi di calcolo HydroWorks

Pagina 21 di 28

22 marzo 1999 / stazione (Savena - località Berti)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.035)1,8

22 marzo 1999 / stazione (Savena - località Depuratore)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

Alte

zza

idric

a (m

)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Porta

ta id

rica

(m³/s

)

Altezza idrica

Portata

Q = 15·(h-0.30)1,64

02468

10121416182022242628

11 :00 12 :00 13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

SST = 2 64C O D = 28

C am p ion e an om alo

(mg/

l)

Tem

p. (°

C)

Con

cent

raz.

050

10 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 0

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00 19 :00 20 :00

SST,

BO

D 5, C

OD

0246810121416182022242628

Con

cent

raz.

DO

(mg/

l) ;

SSTB O D 5C O DD OT e m p.

Tem

p. (°

C)

(mg/

l)C

once

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z.

SST = 3 49 4C am p ion i ano m aliSST = 1 93 0

0 .00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 .91 .01 .11 .21 .31 .4

11 :00 12 :00 13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00 19 :00 20 :00

Con

cent

raz.

NH 4

+ (mg/

l)

6 .26 .46 .66 .87 .07 .27 .47 .67 .88 .08 .28 .48 .68 .89 .0

pH

N H 4+

pH

0123456789

1011121314

11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00Tempo (ore:minuti)

SST,

BO

D5,

CO

D, D

O

0 ,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,4

Car

ico

di N

H4+ (g

/s)

SSTBOD5CODDONH4+

(g/s

)

SST = 55.1COD = 5.8

Campione anomalo

Car

ico

di

0255075

100125150175200225250275300325350

13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00Tempo (ore:minuti)

Car

ico

di S

ST, B

OD

5, C

OD

0246810121416182022242628

Car

ico

di N

H4+ , D

O (g

/s)

SSTBOD5CODDONH4+

(g/s

)

Campioni anomali520 415

Figura 8b - Dati di quantità e di qualità in Savena sull’evento del 22 marzo 1999 [3].

5. CONSIDERAZIONI SUI DATI RILEVATI

Si possono fare alcune interessanti osservazioni sui dati sperimentali dei cinque eventiriportati in Figura 4, Figura 5, Figura 6, Figura 7 e Figura 8. Queste ultime evidenziano larisposta del bacino in modo affidabile, nonostante la presenza di alcuni dati isolati cherisultano non significativi per i primi campioni, verosimilmente a causa di particelle solidedepositate nei pressi del sistema di prelievo e successivamente aspirate dalla pompa delcampionatore; questi ultimi dati non sono stati ovviamente considerati ai fini dellacalibrazione del modello.

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I protocolli operativi prima descritti, riguardanti l’attivazione dei campionatori, hannoconsentito la raccolta di dati sulla prima cacciata inquinata (“first foul flush”) in tutte lestazioni. Sfortunatamente, nel corso d’acqua il campionatore non è riuscito a effettuare ilprelievo, a causa dell’insufficiente livello idrico in alveo, durante gli eventi del 22 maggio1998, del 28 novembre 1998 e del 22 marzo 1999, mentre il campionatore si è attivatotroppo in anticipo rispetto agli altri durante l’evento del 28 maggio 1998, a causa dellaparticolare distribuzione spaziale di quella precipitazione. Per tutti questi eventi, ladisponibilità di dati di qualità sia a monte che a valle dello scaricatore , che risulta il piùimportante del sistema, evidenzia il pesante impatto degli scaricatori di piena sulla qualità delcorso d’acqua.

L'evento del 22 maggio 1998 è caratterizzato da due picchi di inquinanti nello scaricatore.Il primo picco sia per il campionatore posto in fognatura, che per quello sullo scaricatore,avviene alla stessa ora ed è dello stesso ordine di grandezza; il secondo picco appare piùconsistente sullo scaricatore. Questo fenomeno è spiegabile dalla non uniformità della pioggiasul bacino, il primo picco di pioggia si è avuto nella zona Nord del bacino, mentre il secondopicco (dopo un'ora) nella zona Sud del bacino. Questo secondo picco ha dilavato una parte delbacino non completamente dilavata dal primo picco di pioggia. L’andamento degli inquinantiregistrato in fognatura evidenzia la presenza di un valore anomalo in fognatura alle ore 22:42,dovuto probabilmente ad un accumulo temporaneo di sedimenti sulla sonda di prelievo.

Per l'evento del 28 maggio 1998, nel campionatore posto in fognatura si sono avuti alcuniproblemi causati da un ostruzione della condotta di prelievo, pertanto si sono raccolti solo 4campioni. L’andamento degli inquinanti nel fiume evidenzia un valore di solidi sospesieccessivamente alto verso le ore 23:14; anche in questo caso si tratta molto probabilmente delprelievo di materiale inquinante depositato sulla sonda di prelievo.

Inoltre, riguardo il DO, le concentrazioni misurate sembrano essere rispettivamente troppoelevate nella stazione durante l’evento del 27 gennaio 1999 e troppo basse sia nellastazione che nella stazione durante l’evento del 22 marzo 1999, mentre nell’evento del28 novembre 1998 e in quello del 27 gennaio 1999 nella stazione sia l’incremento ditemperatura che l’inizio della curva a sacco del DO sembrano in leggero ritardo rispettoall’incremento dei carichi inquinanti in transito. È plausibile che i valori molto bassi e quellitroppo elevati siano da mettere in relazione a un funzionamento anomalo delle sonde di DO(che infatti hanno avuto bisogno di essere tarate, in funzione della particolare applicazione,molto frequentemente durante la campagna sperimentale); in quest’ottica sembra peraltroragionevole ritenere che siano comunque indicative del fenomeno le diminuzioni di DOregistrate nella stazione anche nei casi caratterizzati da valori troppo elevati della misura diDO.

5.1 STIMA DEL CARICO INQUINANTE ANNUALMENTE SVERSATO

In tabella 6 si riportano schematicamente i volumi idrici complessivi e i carichi annui sversatidi S.S.T, B.O.D.5 e C.O.D. dagli scaricatori di piena nel torrente Savena, calcolati con ilmodello di simulazione sulla base degli eventi registrati nel 1998; nella tabella vengonoinoltre riportati i contributi, per i vari inquinanti, per ettaro impermeabilizzato.

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Tabella 6 – Volumi idrici e carichi annui sversati dagli scaricatori di piena durante gli eventidi pioggia

Parametro Carichi recapitati al corpo idriconel 1998

Volume = 402.300 m3/yKg/y Kg/haimp

SST 119.200 400BOD5 38.740 130COD 86.420 290

Dai dati sopra riportati emerge quindi che l’impatto degli scaricatori di piena risulta notevole.Dal bacino campione di circa 50.000 abitanti, mediamente, ad ogni evento di pioggia, vienerecapitato al corpo idrico ricettore un carico di B.O.D.5 pari a circa 775 kg, equivalente aquello scaricato in 1 giorno da un impianto di depurazione che recapita un effluente con unaconcentrazione di B.O.D.5 pari a 25 mg/l (limite di Tab. 1 D. Lgs. 152/99), al servizio di155.000 abitanti.

6. POSSIBILI SOLUZIONI PER LA RIDUZIONE DELL’INQUINAMENTOCAUSATO DAL FUNZIONAMENTO DEGLI SCARICATORI DI PIENA DURANTEGLI EVENTI METEORICI

I processi fisici riguardanti la formazione e la propagazione degli inquinanti nella rete didrenaggio urbano sono i seguenti: inizialmente si ha l’accumulo delle sostanze inquinanti sullasuperficie del bacino e nella rete fognaria durante il tempo secco, in seguito si ha il lavaggiodella superficie del bacino durante gli eventi meteorici con il conseguente ingresso dellesostanze inquinanti nella rete fognaria.Le soluzioni che possono essere proposte per ridurre l’inquinamento dovuto al funzionamentodegli scaricatori di piena durante gli eventi di pioggia sono le seguenti:1) miglioramento della pulizia delle strade;2) adozione di vasche di prima pioggia.Nell’ottica della protezione dei corsi d’acqua ricettori, l’adozione di vasche di prima pioggiarappresenta l’intervento più efficace da realizzare.

6.1 SIMULAZIONE DELLA RETE FOGNARIA CON PRESENZA DI VASCHE APIOGGIA

Per simulare il comportamento della rete di drenaggio urbano si è utilizzato il modelloHydroWorks, sviluppato da Wallingford Software (Wallingford Software Ltd., 1995). Talemodello esegue le simulazioni sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo.

Il modello è stato calibrato su una decina di eventi per gli aspetti idrologici-idraulici e sucinque eventi per quelli di qualità (Artina et al., 1999; Maglionico, 1998). Esso è stato poiapplicato agli eventi pluviometrici avvenuti nell’arco del 1998 caratterizzati da un’intensitàminima di 3 mm/h, adottando i medesimi parametri di calibrazione.

Si è così simulata la serie di tutti gli eventi selezionati, ottenendo i volumi d’acqua e lemasse di inquinanti immessi nel corso d’acqua attraverso i sei scaricatori presenti. I parametri

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presi in considerazione sono stati il BOD5, il COD, i Solidi in Sospensione Totali, l’Azotototale ed il Fosforo totale.

Tale analisi è stata poi completata con l’inserimento di vasche di prima pioggia, a valledegli attuali scaricatori, di diverse dimensioni. In particolare sono state analizzate leconfigurazioni con vasche di 25 m3/haimp, 50 m3/haimp e 70 m3/haimp.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

gen

feb

mar apr

mag giu

lug

ago set

ott

nov

dic

Tempo (mesi)

Vol

umi c

umul

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m3 /h

a) Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

0

20

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gen

feb

mar apr

mag giu

lug

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ott

nov

dic

Tempo (mesi)

Mas

sa B

OD

5 cum

ulat

a (k

g/ha

).

Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

Fig. 9 – Volumi e masse di BOD5 immessi dagli scaricatori della rete fognaria nel corsod’acqua nella situazione attuale e adottando vasche di prima pioggia di diverse dimensioni[4].

050

100150200250300350400450

gen

feb

mar apr

mag giu

lug

ago set

ott

nov

dic

Tempo (mesi)

Mas

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ST c

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ha)

Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

0

50

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feb

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mag giu

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ott

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dic

Tempo (mesi)

Mas

sa C

OD

cum

ulat

a (k

g/ha

)

Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

Fig. 10 –Masse di Solidi in Sospensione Totali e di COD immesse dagli scaricatori della retefognaria nel corso d’acqua nella situazione attuale e adottando vasche di prima pioggia didiverse dimensioni [4].

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0

2

4

6

8

10

12

gen

feb

mar apr

mag giu

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dic

Tempo (mesi)

Mas

sa A

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cum

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a (k

g/ha

)Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

0.00

0.20

0.40

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feb

mar apr

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Mas

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ha)

Senza vascheVasche di 25 mc/haVasche di 50 mc/haVasche di 70 mc/ha

Fig. 11 – Masse di Azoto Totale e Fosforo Totale immesse dagli scaricatori della retefognaria nel corso d’acqua nella situazione attuale e adottando vasche di prima pioggia didiverse dimensioni [4].

Le Figure 9, 10 e 11 mettono in evidenza l’efficacia delle vasche di prima pioggia nelcontenere le immissioni nel corpo ricettore. In particolare già con volumetrie di 25 m3 perogni ettaro di superficie impermeabile, si ha una riduzione dei volumi sfiorati di quasi il 50%e delle masse di circa il 70% (Artina et al., 1998; Bonfiglioli, 1999).

Nella Figura 12 si possono apprezzare graficamente tali benefici, in particolare anche ilnumero totale di eventi che da luogo ad immissioni nel corpo idrico ricettore vienenotevolmente ridotto.

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

Senza vasche Vasche di 25 mc/ha Vasche di 50 mc/ha Vasche di 70 mc/ha

Fatt

ore

di r

iduz

ione

ris

pett

o al

la c

onfig

uraz

ione

senz

a va

sche NUM

VOLSSTBODCOD

Fig. 12 – Fattore di riduzione dei volumi totali sversati (VOL), del numero degli scarichi(NUM) e delle masse scaricate nelle diverse configurazioni esaminate [4].

Gli idrogrammi ed i pollutogrammi ottenuti per ogni evento simulato costituiscono quindii dati in ingresso per la simulazione del corso d’acqua.

Maggiori dettagli circa la costruzione e l’applicazione dei modelli di simulazione possonoessere desunti dagli studi specifici riportati in bibliografia [3], [4], [5].

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6.2 ESEMPIO APPLICATIVO DI VASCHE A PIOGGIA ALLA RETE FOGNARIASEPARATA DI RICCIONE

Allo scopo di contenere le emissioni di inquinanti nei corpi idrici ricettori e di migliorareil processo depurativo durante gli eventi di pioggia, il Comune di Riccione ha scelto diintervenire separando le reti fognarie e dotando progressivante la rete bianca di vasche apioggia idonee a grigliare e trattenere le “teste” di pioggia. Sono stati eseguiti inoltre deilavori di captazione di alcuni scoli consorziali e la realizzazione di vasche a pioggia terminaliprima dello scarico a mare.

Si riesce così a controllare l’inquinamento diffuso di origine urbana attraverso ilsuccessivo invio delle acque di prima pioggia all’impianto di depurazione, utilizzando la retenera.

Sono state costruite con fondi FIO ‘86 e poi FIO ‘89 rispettivamente 6 vasche e poi altre7, per un totale di 13 su 6 km di costa del comune.

Le vasche sono omogenee tra loro come criteri costruttivi e tipologie di realizzazione:sono realizzate in calcestruzzo armato, hanno forma rettangolare e risultano completamenteinterrate con soletta portante poiché si trovano su aree pedonali o carrabili generalmentelocalizzate vicino al mare. Variano solo le dimensioni in funzione del volume di accumulonecessario, il quale ha un range che va da circa 200 a circa 400 m3.

In considerazione del fatto che sono soprattutto gli acquazzoni estivi di forte intensità ebreve durata, che seguono a periodi prolungati di tempo secco, a causare la maggiore azionedilavante del suolo e quindi a presentare il maggior carico di inquinanti, le vasche sono statedimensionate in modo da contenere i primi dieci - quindici minuti di pioggia. Una voltariempite le vasche, la portata in transito, ormai meno carica di inquinanti, non attraversa lavasca stessa, ma si scarica direttamente in mare; tale disposizione consente di trattenerecompletamente, senza diluizioni successive, le prime acque di pioggia.

Durante gli eventi meteorici, l’acqua proveniente dalla rete bianca entra nelle vascheattraverso uno scivolo di entrata; poi di solito di notte, quando il carico in ingressoall’impianto di depurazione è ridotto, il contenuto delle vasche viene convogliato aldepuratore attraverso la rete nera.

Nelle vasche sono presenti una serie di setti in c.a. con funzione portante della soletta dicopertura, che suddividono le vasche stesse in una serie di camere, il cui fondo convergenteverso la camera delle elettropompe consente una migliore autopulizia. Esse sono sottopostetuttavia a pulizia periodica con cadenza annuale tramite autospurgo. La sedimentazione ed ilsuccessivo trattamento delle prime acque di pioggia consente quindi la riduzione degli apportidegli inquinanti a mare.

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RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI1. Ackers P., White W.R. (1980) - “Bed Material transport: a theory for total load and its

verification” - International Symposium on River Sedimentation, Bejing, China, pp. 249-268.

2. Artina S., Bardasi G., Borea F., Franco C., Maglionico M., Paoletti A., Sanfilippo U.(1999), “Water quality modelling in ephemeral streams receiving urban overflows. Thepilot study in Bologna”, 8th International Conference Urban Storm Drainage,ICUSD,Sydney.

3. Artina S., Bardasi G., Borea F., Franco C., Maglionico M., Paoletti A., Sanfilippo U.(2000) “Modellazione della qualità delle acque in corpi idrici superficiali durante glieventi di pioggia. Lo studio pilota in Bologna” – Atti delle giornate di studio su “Risorseidriche ed impatto ambientale dei deflussi urbani”, Cagliari 18-20 novembre 1998,CSDU, Milano.

4. Artina S., Maglionico M., (2000), “Dimensionamento di vasche di prima pioggiasecondo criteri di stream standard” – II Conferenza Nazionale sul Drenaggio Urbano,10-12 maggio 2000.

5. Artina S., Bardasi G., Borea F., Franco C., Maglionico M., Paoletti A., Sanfilippo U.(1998) - “Water quality modelling in ephemeral streams receiving urban overflows. Thepilot study in Bologna” - IMUG’98 Conference, Brussels, 21-23 October 1998.

6. Artina S., Bardasi G., Borea F., Franco C., Maglionico M., Paoletti A., Sanfilippo U.(2000) – “Innovation Project IN 10340I – Data collection report for Italy”

7. Artina S., Maglionico M., Marinelli A. (1997) - “Le misure di qualità nel bacino urbanoFossolo” - Atti del Seminario sui Deflussi Urbani di San Cassiano, 28-31 marzo 1995,CSDU, Milano.

8. Artina S., Modica C., Paoletti A., Maglionico M., Marinelli A. (1997) - “Modellimatematici di drenaggio urbano” - Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione,Hoepli-CSDU, Milano.

9. Bonfiglioli M. (1999), - “ Studio dei benefici conseguenti all’inserimento di vasche diprima pioggia sugli scaricatori della rete di fognatura di Bologna che recapitano nelfiume Savena”, Tesi di Laurea presso il Dipartimento DISTART, Università di Bologna.

10. Crabtree R.W., Dempsey P., Becker M., Gentrj et al. (1993) - UPM ApplicationMethodology - Final Report - Foundation of Water Research, Report No. FR 0384, UK.

11. Fischer H.B. (1968) - “Dispersion prediction in natural streams” - Journal of SanitaryEngineering Division, Proc. Am. Soc. Civ. Eng. 94 (SA5) pp. 927-944.

12. Foundation for Water Research (1994) - Urban Pollution Management Manual -Marlow, UK.

13. Foundation for Water Research (1998) - Urban Pollution Management (UPM) – “Aplanning guide for the management of urban wastewater discharges during wetweather”, Report FR/CL009, Marlow, UK.

14. Halcrow Ltd., HR Wallingford Ltd. (1996) - ISIS User Manual - Wallingford, UK.

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16. Maglionico M. (1998), - “Indagine sperimentale e simulazione numerica degli aspettiqualitativi dei deflussi nelle reti di drenaggio urbano” - Tesi di Dottorato, Università diBologna, DISTART.

17. Wallingford Software Ltd. (1995) – “HydroWorks on-line documentation” - HR-Wallingford, UK.

18. Bardasi G., (1999) – “Impatto dell’inquinamento urbano sui corpi idrici durante glieventi di pioggia”, atti del seminario: “Iniziative per contenere il fenomenodell’eutrofizzazione nel Mare Adriatico, Bologna 7 ottobre 1999.

19. Bardasi G., Belladonna V. (2000) - “Il campionamento degli scaricatori di piena delsistema fognario durante gli eventi di pioggia e valutazione dell’impatto dei reflui sulleacque superficiali”, giornata di studio: “Il campionamento delle acque di scarico esuperficiali, in accordo alle attuali norme per il controllo della qualità delle acque,Genova, 13 ottobre 2000.