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Standard generali di fognatura: Macro-indicatore M4
SERVIZIO DI MONITORAGGIO QUALI-QUANTITATIVO DELLE PORTATE
DELLA RETE F...
- 38 comuni nelle prov. di Latina, Roma e
Frosinone
- 280’000 utenze(idrico e fognatura)
servite
- Circa 650’000 residenti...
Piano degli investimenti sulla fognatura
Delibera ARERA 917/2017/R/IDR Regolazione della qualità tecnica del servizio idri...
PROGETTO
DI RIABILITAZIONE DELLA RETE DI FOGNATURA
DEL COMUNE DI GAETA (LT)
ACCORDO
Comune – Acqualatina S.p.A. – Egato n°...
Zona Sant’Agostino
Zona Serapo
Zona Caboto
Zona Centro
storico
WWTP di Arzano
LA RETE DI FOGNATURA DI GAETA
13’859 utenze ...
 CATTIVA CONOSCENZA DELLA RETE E DELLE SUE MODALITA’ DI FUNZIONAMENTO:
SISTEMA PREVALENTEMENTE DI TIPO MISTO, CON LA PRES...
Fasi di sviluppo del progetto
Verifica
Condizioni strutturali
ambientali-sanitarie ed
efficienza idraulica
Rilievo e digit...
Rilievo e digitalizzazione su GIS della rete di fognatura
 Prima rete di fognatura gestita da Acqualatina rilevata e ripo...
Modello numerico idrologico – idraulico
EPA-SWMM 5.0
Autodesk Storm and Sanitary Analysis
Modello calibrato minimizzando l...
 Analisi di sensitività locale basata sulle derivate
 Analisi di sensitività globale (ASG)
Valuta gli effetti della vari...
Attività per il monitoraggio
Risultati della ricerca
di acque parassite
Esecuzione
campagna di
misura
Progetto della
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 La strumentazione portatile area – velocity basa la
determinazione della portata sulla misura della velocità del
refluo ...
Ubicazione e caratteristiche dei punti di misura
Ubicazione dei punti di misura Diagramma di flusso
Modellazione numerica
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Esempi di installazioni
DISTRETTO GAE D08 – zona Serapo
• Tempo secco
E’ stata installata una misura di
conducibilità per evidenziare eventuali
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DISTRETTO GAE D10 – Centro storico di Gaeta
• Tempo secco
In tempo secco il comportamento è
legato al sollevamento di mont...
DISTRETTO GAE D09 – misura di conducibilità
• Tempo secco
E’ stata installata una misura di
conducibilità per evidenziare
...
DISTRETTO GAE D05 – zona Caboto
• Tempo secco
Il comportamento sia in tempo secco
che in tempo di pioggia risulta legato
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Conclusioni
Condizioni di tempo di pioggia
OBIETTIVO
Si riportano i valori di:
• Qpicco/Qmedia nei
punti di misura
• Gradi...
Per ciascun distretto si
riportano i valori di minimo
notturno MNF e i valori di
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OBIETTIVO
Conclusioni
La portata di minimo notturno complessiva a carico
della rete fognaria analizzata è valutata in circ...
Mappatura Anomalie
28/11/2018 ANALISI SUI PARAMETRI 23
Parametro Descrizione Range
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28/11/2018 ANALISI SUI PARAMETRI 24
RISULTATI DELL'ANALISI SUI PARAMETRI
PRCC FAST
Tempo di picco
Volume cumulato
Portata ...
CALIBRAZIONE MODELLO – DISTRETTO GAE D01
Q media [l/s]GAE01 1,5
Q picco [l/s] GAE01 26,8
Q media [l/s]GAE D01 1,5
Q min [l...
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Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 1 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 2 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 3 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 4 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 5 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 6 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 7 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 8 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 9 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 10 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 11 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 12 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 13 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 14 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 15 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 16 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 17 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 18 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 19 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 20 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 21 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 22 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 23 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 24 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 25 Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica Slide 26
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Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica

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Seminari IWS 17-18 Ottobre 2018, in occasione di H2O Bologna

Servizio di monitoraggio quali-quantitativo delle portate della rete fognaria del Comune di Gaeta (LT) finalizzato alla ricerca delle acque parassite ed alla modellazione numerica

  1. 1. Standard generali di fognatura: Macro-indicatore M4 SERVIZIO DI MONITORAGGIO QUALI-QUANTITATIVO DELLE PORTATE DELLA RETE FOGNARIA DEL COMUNE DI GAETA (LT) FINALIZZATO ALLA RICERCA DELLE ACQUE PARASSITE ED ALLA MODELLAZIONE NUMERICA. Relatore: Ing. Ennio Cima
  2. 2. - 38 comuni nelle prov. di Latina, Roma e Frosinone - 280’000 utenze(idrico e fognatura) servite - Circa 650’000 residenti (consistente aumento d’estate) - 38 captazioni e 2 dissalatori in realizzazione - Oltre 3’700km di rete idrica e oltre 300 impianti connessi (serbatoi, rilanci) - Oltre 2’500km di rete fognaria gestita - 64 impianti di depurazione - 550 sollevamenti fognari Acqualatina S.p.A. è il Gestore del Sistema Idrico Integrato dell’Egato 4 – Lazio Meridionale
  3. 3. Piano degli investimenti sulla fognatura Delibera ARERA 917/2017/R/IDR Regolazione della qualità tecnica del servizio idrico integrato … Macro indicatore M4 – Adeguatezza del sistema fognario M4a [frequenza sversamenti o allagamenti] = 3,469/100km M4b [adeguatezza normativa scaricatori di piena] = 64,56% M4c [controllo scaricatori di piena] = 0,0% Classe E Dati Acqualatina S.p.A. Complessità nella stima dell’indicatore M4a  Rilievo e digitalizzazione reti fognarie  Installazione telecontrollo sugli sfiori per monitorare attivazione scarichi di piena  Modifica WFM per inserimento dettagli da sopralluogo  Implementazione reports  Adeguamento sfiori non a norma 2018-19 2020-32 € 2’455’000 € 22’500’000
  4. 4. PROGETTO DI RIABILITAZIONE DELLA RETE DI FOGNATURA DEL COMUNE DI GAETA (LT) ACCORDO Comune – Acqualatina S.p.A. – Egato n°4 Lazio CONVENZIONE Università La Sapienza (D.I.C.E.A.) per la modellazione numerica CONTRATTI BM Tecnologie campagna di misure + Società per rilievo e digitalizzazione della rete
  5. 5. Zona Sant’Agostino Zona Serapo Zona Caboto Zona Centro storico WWTP di Arzano LA RETE DI FOGNATURA DI GAETA 13’859 utenze – 21’000 residenti - 92% residenziali - 22% seconde case Volume medio d’acqua potabile fatturata 95mc/anno/utenza Rete fognaria rilevata di circa 110km 4 sottobacini principali 17 Impianti di sollevamento (15 con telecontrollo) – installata 806 kW di potenza ~ 234 TEP di consumo annuo - ~ 1,25 GWh/anno
  6. 6.  CATTIVA CONOSCENZA DELLA RETE E DELLE SUE MODALITA’ DI FUNZIONAMENTO: SISTEMA PREVALENTEMENTE DI TIPO MISTO, CON LA PRESENZA DI ALCUNI COLLETTORI PREPOSTI AL DRENAGGIO DELLE SOLE ACQUE METEORICHE E TRATTI TERMINALI PER LA SOLA RACCOLTA DEI REFLUI DOMESTICI  PRESENZA DI CANALIZZAZIONI E MANUFATTI IN CATTIVO STATO DI CONSERVAZIONE CON CONSEGUENTI PROBLEMI DI EXFILTRAZIONI E DANNI AMBIENTALI  INSUFFICIENZA DEL SISTEMA DI DRENAGGIO DURANTE GLI EVENTI PIU’ INTENSI IN ALCUNE ZONE ED IN PARTICOLARE NELLA ZONA DEL LUNGOMARE DI SERAPO  INFILTRAZIONI DI ACQUA SALMASTRA NELLA ZONA DEI LUNGOMARE CON PROBLEMI CONSEGUENTI ALLE INFRASTRUTTURE, AGLI IMPIANTI E AL TRATTAMENTO.  CONSUMI ENERGETICI ELEVATI PER EFFETTO DELLA MOVIMENTAZIONE DELLE ACQUE BIANCHE E DI INFILTRAZIONE (quota WWTP ~ 50 mslm, ultimo sollevamento 0 mslm) CRITICITA’ DELLA RETE
  7. 7. Fasi di sviluppo del progetto Verifica Condizioni strutturali ambientali-sanitarie ed efficienza idraulica Rilievo e digitalizzazione su GIS della rete fognaria e dei sollevamenti Definizione delle criticità del sistema Costruzione modello idraulico della rete Analisi di sensitività (Input->Output) Monitoraggio quali- quantitativo delle portate della rete fognaria e ricerca acque parassite 1° fase 2° fase Calibrazione del modello idraulico Definizione di possibili scenari di riabilitazione 3° fase Riabilitazione dei collettori e dei manufatti Separazione della rete Efficientamento energetico degli impianti Verifica funzionale ed economica delle soluzioni proposte Eventuali prescrizioni normative a livello comunale Soluzioni ‘verdi’
  8. 8. Rilievo e digitalizzazione su GIS della rete di fognatura  Prima rete di fognatura gestita da Acqualatina rilevata e riportata su GIS aziendale  Creazione del modello dati GIS per la fognatura PZ294SR-F2 PZ234SR-F1 PZ014SR-F2
  9. 9. Modello numerico idrologico – idraulico EPA-SWMM 5.0 Autodesk Storm and Sanitary Analysis Modello calibrato minimizzando la sommatoria degli scarti quadratici tra dati misurati e dati osservati con un Algoritmo Genetico in ambiente Matlab. Stima portate parassite in rete attraverso bilanci idrici che utilizzano scenari e pattern temporali dei reflui immessi in rete legati alla domanda idrica delle diverse tipologie di utenza.
  10. 10.  Analisi di sensitività locale basata sulle derivate  Analisi di sensitività globale (ASG) Valuta gli effetti della variazione contemporanea di gruppi di parametri non nell’intorno di uno specifico valore ma nell’intero campo di variazione possibile. Serve ad identificare e classificare i parametri più influenti, fissando a valori nominali i meno influenti Risulta quindi di particolare utilità nella calibrazione di un modello Incertezza dei risultati del modello vs parametri del modello: ANALISI DI SENSITIVITA’         )( )( iparamX outputY i Modello numerico idrologico – idraulico I metodi di ASG usati, FAST e PRCC, necessitano dei risultati di un numero elevato di simulazioni del modello, condotte per diversi scenari di parametri, per cui serve un codice di calcolo ( ) che:  Generi distribuzioni casuali dei parametri  Effettui per ciascuno scenario la simulazione idrologico/idraulica con EPASWMM5.1  Analizzi con un metodo ASG le relazioni input/output
  11. 11. Attività per il monitoraggio Risultati della ricerca di acque parassite Esecuzione campagna di misura Progetto della campagna di misura
  12. 12.  La strumentazione portatile area – velocity basa la determinazione della portata sulla misura della velocità del refluo e sull’integrazione di quest’ultima sull’area bagnata (determinata sulla base della geometria della condotta e del livello idrico).  La strumentazione ha campo di applicazione sia per deflusso a pelo libero, sia in pressione.  Pluviometro a bascula per la registrazione degli eventi meteorici durante la campagna di monitoraggio.  Sonda induttiva con trasmettitore 4-20 mA per la misura della conducibilità con scala 0/100 mS/cm. Strumentazione utilizzata
  13. 13. Ubicazione e caratteristiche dei punti di misura Ubicazione dei punti di misura Diagramma di flusso Modellazione numerica Ricerca acque parassite OBIETTIVI Punti di misura area- velocity Pluviometri Misure di conducibilità 17 2 2 Per la calibrazione del modello utilizzati anche i dati forniti dai 15 impianti di sollevamento telecontrollati e i dati in ingresso al WWTP.
  14. 14. Esempi di installazioni
  15. 15. DISTRETTO GAE D08 – zona Serapo • Tempo secco E’ stata installata una misura di conducibilità per evidenziare eventuali ingressi di acqua marina. I valori sono compatibili con scarichi civili. Sono presenti immissioni CALDE. Tempo di pioggia Q media [l/s] GAE08 48,9 Q picco [l/s] GAE08 1398 Q media [l/s] GAE D08 4,6 Q min [l/s] GAE D08 0 Limite acqua potabile 2,5
  16. 16. DISTRETTO GAE D10 – Centro storico di Gaeta • Tempo secco In tempo secco il comportamento è legato al sollevamento di monte mentre i rigurgiti riscontrati durante le piogge sono legati al funzionamento del sollevamento di valle. Tempo di pioggia Q media [l/s] GAE10 4,4 Q picco [l/s] GAE10 51,8 Q media [l/s] GAE D10 4,6 Q min [l/s] GAE D10 3,1
  17. 17. DISTRETTO GAE D09 – misura di conducibilità • Tempo secco E’ stata installata una misura di conducibilità per evidenziare eventuali ingressi di acqua marina. I valori risultano elevati a dimostrare un’infiltrazione di acqua salata. Tempo di pioggia Q media [l/s] GAE09 13,1 Q picco [l/s] GAE09 103,5 Q media [l/s] GAE D09 8,5 Q min [l/s] GAE D09 3,4 Limite acqua potabile2,5 Andamento in fase con la marea
  18. 18. DISTRETTO GAE D05 – zona Caboto • Tempo secco Il comportamento sia in tempo secco che in tempo di pioggia risulta legato al funzionamento dei gruppi di pompaggio di monte con fenomeni di rigurgito in tempo di pioggia. In tempo secco la portata è risultata variabile nel corso del monitoraggio. Tempo di pioggia Q media [l/s] GAE05 99,9 Q picco [l/s] GAE05 327,3 Q media [l/s] GAE D05 17,4 Q min [l/s] GAE D05 7,2 Durante il monitoraggio si è rilevata una diminuzione di portata di circa 10 l/s. Tale portata ha trovato riscontro dai tecnici di Acqualatina stante la riparazione di una serie di perdite idriche importanti in tale distretto.
  19. 19. Conclusioni Condizioni di tempo di pioggia OBIETTIVO Si riportano i valori di: • Qpicco/Qmedia nei punti di misura • Gradi di riempimento delle condotte
  20. 20. Per ciascun distretto si riportano i valori di minimo notturno MNF e i valori di portata specifica relativa all’area del distretto stesso. Conclusioni Condizioni di tempo secco
  21. 21. OBIETTIVO Conclusioni La portata di minimo notturno complessiva a carico della rete fognaria analizzata è valutata in circa 55.4 l/s, pari a 199.4 m3/h e 1’747’094 m3/anno. La portata media a chiusura del bacino registrata nei punti di misura GAE01, GAE02 e GAE02b è pari a 123.4 l/s (444.2 m3/h); l‘incidenza dei minimi notturni sulla portata media transitante risulta pari al 44%. Dal monitoraggio eseguito è emerso quanto segue: • Si sono riscontrati minimi notturni elevati nei distretti GAE D03, GAE D05 e GAE D11. • Nei due punti prossimi al depuratore si evidenziano condizioni di rigurgito con la messa in pressione della condotta; comportamenti analoghi sono presenti nei punti vicini ai sollevamenti distribuiti sul territorio. • Le misure di conducibilità hanno mostrato ingressi salmastri nel punto GAE18 proveniente dal centro storico. • Nel pozzetto GAE12 è stata riscontrata un’infiltrazione puntuale durante le attività in campo. • Nel distretto GAE08 è presente un’immissione reflua a temperatura più calda dovuta probabilmente a degli insediamenti presenti nel distretto. 40% del MNF totale rete idrica di Gaeta (137 l/s)
  22. 22. Mappatura Anomalie
  23. 23. 28/11/2018 ANALISI SUI PARAMETRI 23 Parametro Descrizione Range PctImperv Percentuale di area impermeabile (%) 50 – 80 PctZero Percentuale di area impermeabile senza depressioni (%) 50 – 80 D-Imperv Profondità delle depressioni dell'area impermeabile (mm) 20 – 200 CN Curve Number (-) 0 – 70 N-Imperv Coefficiente di Manning dell'area impermeabile (-) 0.005 – 0.05 N-Conduit Coefficiente di Manning dei collettori (-) 0.009 – 0.018 DISTRETTO GAE D08 – zona Serapo ANALISI DI SENSITIVITA’ GLOBALE metodo PRCC (Partial Rank Correlation Coefficient) – basato sull’analisi di regressione lineare metodo FAST (Fourier Amplitude Sensitivity Testing) – variance-based, tiene conto delle non linearità SCELTA DEI PARAMETRI - CONDIZIONI DI TEMPO DI PIOGGIA D.I.C.E.A. Facoltà di Ingegneria civile e industriale
  24. 24. 28/11/2018 ANALISI SUI PARAMETRI 24 RISULTATI DELL'ANALISI SUI PARAMETRI PRCC FAST Tempo di picco Volume cumulato Portata di picco DISTRETTO GAE D08 – zona Serapo D.I.C.E.A. Facoltà di Ingegneria civile e industriale
  25. 25. CALIBRAZIONE MODELLO – DISTRETTO GAE D01 Q media [l/s]GAE01 1,5 Q picco [l/s] GAE01 26,8 Q media [l/s]GAE D01 1,5 Q min [l/s] GAE D01 0,9 Modello costruito attraverso il software Storm &Sanitary Analysis La sovrapposizione in ambiente GIS della rete rilevata con le utenza fornite da AcquaLatina permette la creazione del modello all’interno di Storm &Sanitary Analysis Dalla sovrapposizione dei grafici si nota, sia dal dato misurato che da quello simulato , un picco di portata nelle prime ore della giornata presa in esame, dovuto allo scarico della Pozzi -Ginori In assenza di tale scarico il comportamento dei due grafici è assimilabile ad un pattern di tipo residenziale Anche in condizione di pioggia il modello cosi calibrato riesce a replicare le condizioni osservate durante il monitoraggio In conclusione è possibile evidenziare come la calibrazione del modello per il bacino in esame , sia in condizione di tempo secco che di pioggia ,riesca a cogliere alcuni valori fondamentali , come la portata media o il valore di picco durante l’evento di pioggia D.I.C.E.A. Facoltà di Ingegneria civile e industriale
  26. 26. Si ringrazia per l’attenzione
  • serviziarete

    Nov. 28, 2018

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