Valorizzazione naturalistica dei corpi idrici superficiali: bacini di trattamento e aree umide artificiali per la realizzazione di eco-sistemi filtro, di Ettore Trulli, Nicla Longino,

Valorizzazione naturalistica dei corpi idrici superficiali

Bacini e aree umide

artificiali per la

realizzazione di

Eco-Sistemi Filtro

Ettore Trulli, Nicla Longino, Vitantonio Copertino

Università degli Studi della Basilicata

Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell’Ambiente

Potenza – 14 Settembre 2010

Azioni di Pianificazione

SVILUPPO

DEL

TERRITORIO

Vin

co

li

natu

ralis

tici e

paesag

gis

tici

METODOLOGIE

E

STRUMENTI

La problematica

Pressioni antropiche

Qualità dei corpi

idrici superficiali

Valorizzazione

ambientale

La problematica La Normativa I criteri di intervento Gli eco-sistemi filtro L’indagineI casi studio in

BasilicataLe conclusioni

Pianificazione territoriale mirata:• integra la gestione della risorsa idrica con la conservazione degli ecosistemi• crea opportunità per la fruizione turistica e ricreativa delle aree naturali

Pianificazione territoriale e

Tutela dei corpi idrici superficiali

Azio

ni d

i

tute

la d

ella

Ris

ors

a Id

rica

Pressioni antropiche:

-inquinamento puntuale: acque reflue domestiche, industriali e urbane

-inquinamento diffuso: dilavamento di suoli urbani o terreni agricoli daparte delle acque meteoriche

Effetti sull’ambiente:

-Degradazione della qualità delle acque superficiali

-Deterioramento degli ecosistemi acquatici e della biodiversità

-Ripercussioni sulla salute umana e sull’economia

Effetti delle pressioni antropiche sulla tutela dei corpi idrici

Sostanze inquinanti

Solidi sospesi MacronutrientiSostanza

biodegradabile organica

Metalli pesantiSostanze

galleggianti insolubili

Microrganismi patogeni

Composti organici in

tracce

Effetti sul corpo idrico

Accumulo sul fondo

Fenomeni di eutrofizzazione

Consumo di ossigeno

TossicitàAumento della

torbiditàDiffusione di

infezioniTossicità

EFFETTI DEI PRINCIPALI INQUINANTI SUI CORPI IDRICI SUPERFICIALI



• Legge n. 319/1976 - Legge “Merli”

«Norme per la tutela delle acque dall'inquinamento»

• Legge n. 183/89 – Legge Galli

«Disposizioni in materia di risorse idriche»

• D.L. n. 152/1999 e D.L. n. 258/2000 - Testo Unico sulle Acque

«Disposizioni sulla tutela delle acque dall'inquinamento, sultrattamento delle acque reflue urbane e sulla protezione delle acquedall'inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole»

• Legge n.394/91 - Legge quadro sulle aree protette

«Garantire e promuovere, in forma coordinata, la conservazione e lavalorizzazione del patrimonio naturale del Paese»

• Dir. 92/43/CEE Direttiva “Habitat”

«Relativa alla conservazione degli habitat naturali e semi-naturali edella flora e della fauna selvatiche»

• Direttiva Europea 2000/60/CE

«Quadro per l'azione comunitaria in materia di acque»

• D.L. n. 152/2006 e D.L. n. 4/2008 - Testo Unico sull’Ambiente

«Norme in materia ambientale»

• Obiettivi di qualità delle acquenaturali

• Riduzionedell’inquinamento

• Risanamento dei corpiidrici

• Indirizzi per il monitoraggio

• Controllo degli scarichi

• Stato ecologico

• Controllo aree protette

Pianificazione e prescrizioni

attuative

Lo sviluppo del Quadro Normativo

Enti

Lo

cali



Necessità di gestire molte informazioni

Utilizzo di strumenti analitico-valutativi

Indicatori ambientali e GIS

Scopo dell’utilizzo del GIS:1. Valutazione della realizzabilità degli interventi;2. Restituzione di mappe sintetiche:

• grado di compatibilità dell’intervento con lo stato diconservazione del corpo idrico;

• livelli di fattibilità;• vulnerabilità dell’area esaminata;• usi attuali e potenziali;• vincoli e i fattori limitanti.

3. Definizione dei criteri di intervento.

La base informativa a supporto della pianificazione

• Criteri Progettuali:• Adeguamento dei sistemi di collettamento e trattamento• Mantenimento di un livello di qualità delle acque idoneo

e controllo del regime idraulico del bacino• Criteri Territoriali:

• Riduzione del carico inquinante residuo• Intercettazione degli inquinanti trasportati e contrasto

alla perdita di habitat e alla riduzione della biodiversità





Criteri territoriali

Ridurre il carico inquinante residuo degli effluenti trattati di origine urbana e

industriale

Adeguamento degli impianti:

-Impianti di trattamento terziario;

-stadio biologico: SBR, MBR.

Intercettare gli inquinanti trasportati sul bacino idrografico e nei corpi idrici

Inserimento a valle degli impianti:

-bacini di fitodepurazione / lagunaggio;

-sul bacino idrografico, lungo i corpi idrici: aree umide artificiali e fasce tampone.

Finalità

Interventi

Criteri progettuali

• Analisi di verifica: efficienza dei sistemi di collettamento e

degli impianti di depurazione

• Definizione degli interventi: adeguamento degli impianti

esistenti e applicazione di tecnologie innovative

• Esercizio e controllo della gestione degli impianti

• Adeguamento del sistema di collettamento e trattamento

delle acque di drenaggio urbano;

• Verifica delle sorgenti di inquinamento diffuso sul territorio

di origine agricola e produttiva

• Valutazione e definizione di interventi specifici.

Azioni per l’adeguamento del trattamento delle acque

reflue urbane e industrialiControllo dell’inquinamento da fonti diffuse

Eco-sistemi Filtro

Criteri di intervento sul bacino idrografico

Riutilizzo

«Ecosistema filtro» «zone umide artificiali costruite o ricostruite per riprodurre e

ottimizzare i processi tipici degli ambienti acquatici, senza richiedere una manutenzione eccessiva e implementando la

capacità di auto-depurazione del corpo idrico ricettore»(Malcevschi et al., 1988)

Gli eco-sistemi filtro

Pressioni antropiche

Corpo idrico ricettore

Bacino idrografico

Ecosistema-filtro

Localizzazione:• sul bacino• lungo il corpo idrico

Funzioni:• Riproduzione dei processi di depurazione delle acque naturali

e contrasto alla perdita di habitat e alla riduzione dellabiodiversità;

• Mantenimento della vegetazione autoctona, della stanzialitàdella fauna e costituzione di possibili siti di sosta perl’avifauna migratoria;

• Conservazione della morfologia naturale d’alveo e controllodel regime idraulico del bacino;

• Contenimento delle esigenze di gestionali. www.ccwa.us



Fitodepurazione (Jesi)

Eco-sistema filtro (Bobbio)

Area umida artificiale (Mezzani)

Area umida (Las Arenas)

I parametri caratterizzanti i bacini sono (Tchonoblagous and Burton, 1991):

–la morfologia e la superficie disponibile

–la profondità dell’acqua

–il tempo di residenza idraulico

–il carico idraulico e organico

–il rapporto lunghezza/larghezza dei bacini

–l’idoneità delle piante utilizzate

• capacità di accumulo• tolleranza a tossicità e

salinità• minimi tassi di crescita e

di richiesta di coltivazione

Gli eco-sistemi filtro: inserimento territoriale e parametri caratterizzanti

corpo idrico ricettore

area umida artificiale

corpo idrico ricettore area umida artificiale


area umida artificiale

impianto di

depurazione

bacino di

trattamento


A valle di impianti

Ex-alveoIn alveo

Nelle confluenze

Inserimento territoriale



Finalità operative:• controllo del contenuto di SS, BOD, nutrienti, metalli, carica patogena e composti organici

lentamente biodegradabili• miglioramento della qualità dell’acqua e aumento del valore naturalistico del sito• attenuazione dei picchi di piena (casse di espansione)Processi realizzati:• di rimozione, di natura biologica, fisica o chimica• di degradazione, per la crescita di macrofite e microrganismiEffetti ottenuti:• sedimentazione del particolato sospeso• maggiori tempi di residenza• adesione, filtrazione, adsorbimento

Fitodepurazione

Lagunaggio

Gli eco-sistemi filtro: gli impianti

- Bassi costi di esercizio

- Idoneo inserimento nel contesto territoriale

- Buona integrazione nei sistemi di gestione confinalità ad uso irriguo

- Necessità di ampie aree per la realizzazionedei bacini

- Applicazione limitata a impianti di potenzialitànon elevata

Vantaggi

Limitazioni



La qualità dei corpi idrici è fortemente relazionata agli usi a cui questi vanno destinati

Elementi d’indagine:

• analisi degli input legislativi e coerenza con gli indirizzi di

pianificazione;

• individuazione delle problematiche legate al contesto;

• localizzazione degli scarichi lungo le aste principali e gli affluenti

secondari;

• acquisizione delle conoscenze territoriali per l’area tramite

accessibilità a banche dati, GIS, fonti bibliografiche.

Determinazione di un

fattore di rischio

potenziale di

degradazione qualitativa

delle acque naturali

superficiali

L’indagine: i corpi idrici superficiali nella Regione Basilicata

Il reticolo idrografico Le aree protetteGli usi del suolo



Ipotesi di base: la superficie unitaria

del bacino opera una rimozione

temporale dell’inquinante in funzione

di un tasso specifico

Ipotesi di base: il bacino è un

reattore completamente mescolato

ovvero è un sistema di reattori

completamente mescolati disposti in

serie

Criterio basato sul tasso di rimozione degli inquinanti

C

inq

F

CS

idr

RR

h

t*Q)S(t

Casi studio nei bacini idrici della Basilicata: criteri di dimensionamento

Superficie dei bacini di trattamento a valle degli impianti di depurazione.

Criterio idraulico

Inquinanti Valori di

riferimento Unità di misura

SST (Solidi Sospesi Totali) 5,0-180,0 kgTSS/ha*d

BOD5 (Biochemical Oxygen Demand, 5 giorni) 2,3-183,0 kg BOD5/ha*d

NH4-N (Azoto Ammoniacale) 0,3-16,0 kgNH4-N/ha*d

TKN (Azoto Totale Kjeldahl) 1,0-20,0 kgTKN/ha*d

Tassi di rimozione degli inquinanti (EPA, 2000).

• gli effluenti dei depuratori rispettano i limiti vigenti per lo scarico in corpi idrici superficiali (BOD5 pari a 25 mg/l);• la portata idraulica dei reflui da trattare è calcolata assumendo cp=0,25 m3/ab*d e φ=0,7;• l’altezza del bacino idraulico è fissata pari a 0,6 m.



Casi studio nei bacini idrici della Basilicata: elementi d’indagine

Vulture-MelfeseMelfi e Rapolla

Fiumara di Venosa

Val BasentoPisticci Scalo

Basento

MateranoMatera

Torrenti Jesce e Gravina



Impianto di depurazione

Zona Industriale e PIP

Piani paesaggistici

Corpi idrici superficiali

Tessuto urbano

Parchi e aree protette

ZPS e SIC

Aree industriali o commerciali

100 m

Torrente Melfia

Area umida artificiale



Torrente Melfia

100 m



Rapolla : torrente Melfia Melfi : torrente Melfia

Casi studio nei bacini idrografici della Basilicata: Il Vulture-Melfese

Elementi d’indagine



MelfiSuperficie necessaria

(ha)

HRT (d)Criterio

Idraulico

Criterio Tasso di

rimozione

5 2,6 3,2

10 5,1 6,4

15 7,7 9,6

20 10,2 12,8

RapollaSuperficie necessaria

(ha)

HRT (d)Criterio

Idraulico

Criterio Tasso di

rimozione

5 0,7 0,9

10 1,4 1,7

15 2,1 2,6

20 2,8 3,4

Superfici occorrenti



Fiume Basento

Elementi d’indagine Pisticci Scalo: fiume Basento

Casi studio nei bacini idrografici della Basilicata: La Val Basento



Pisticci Scalo Superficie necessaria (ha)

HRT (d) Criterio IdraulicoCriterio Tasso di

rimozione

5 21,9 27,3

10 43,8 54,7

15 65,6 82,0

20 87,6 109,4


Criticità:1. Distanza dalla foce2. Regime idraulicoLa soluzione impiantistica scelta è la realizzazione di bacini ditrattamento fuori alveo.

500 m


Torrente Gravina

Bacino di trattamento

Casi studio nei bacini idrografici della Basilicata: Matera

Elementi d’indagine Matera: Torrente Gravina



Matera Superficie necessaria (ha)

HRT (d) Criterio Idraulico Criterio Tasso di rimozione

5 7,3 9,1

10 14,6 18,2

15 21,9 27,3

20 29,2 36,5


1. La finalità dell’intervento è di «intercettare» ireflui migliorandone la qualità prima chevengano rilasciati nel torrente Gravina.

2. In seconda analisi viene analizzata ladelocalizzazione dello scarico con il riutilizzoirriguo degli effluenti urbani trattati.

• L’attenzione sulla qualità dei corpi idrici superficiali va assumendo un elevato interesse in particolare allorquandole acque superficiali sono inserite in ambiti territoriali di particolare pregio naturalistico e a spiccata propensionealla fruizione turistico-ricreativa.

• Nella regione Basilicata numerosi sono i corpi idrici ricettori degli scarichi di origine civile, industriale e agricola,prodotti nell’aree urbane e industriali e gli effetti negativi dell’inquinamento di origine antropica sono in molti casioggi fortemente evidenti.

• Diverse tecnologie sono applicabili tra le quali l’inserimento di bacini di trattamento e aree umide artificiali puòconsentire la realizzazione di eco-sistemi filtro e tali soluzioni possono consentire di ottenere a valle degli scarichidelle aree urbane la rimozione delle sostanze inquinanti per la tutela del corpo idrico ricettore, ripresentandocosti contenuti di impianto e di esercizio e cercando una valorizzazione naturalistica .

• Le azioni e gli interventi specifici devono tuttavia essere guidati da una corretta pianificazione attuata mediantemetodologie e strumenti idonei, tra i quali l’utilizzo del GIS.

• Un notevole contributo all’uso di questo metodo è dato proprio dall’utilizzo del GIS che permette di costruire cartetematiche e di sensibilità e successivamente di valutare, mediante l’attribuzione di valori di sensibilità alle superficiinteressate, l’attitudine dell’ambiente ai diversi usi.

• Sono stati studiati numerosi casi sul territorio regionale al fine di definire i criteri opportuni di azione e validarealcune metodologie in corso di studio presso il DIFA.

Conclusioni



Documents

Valorizzazione naturalistica dei corpi idrici superficiali: bacini di trattamento e aree umide artificiali per la realizzazione di eco-sistemi filtro, di Ettore Trulli, Nicla Longino,