RUOLO DELLE FOGNATURE E CAMBIAMENTO CLIMATICO. Maurizio Brown, Fabio Marelli

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1 RUOLO DELLE FOGNATURE E CAMBIAMENTO CLIMATICO Maurizio Brown, Fabio Marelli

2 SOMMARIO pag.03 pag.07 pag,11 pag.16 pag.21 Rete idrometrica e pluviometrica Analisi delle piogge e cambiamenti climatici La rete fognaria della città di Milano La gestione delle portate meteoriche Le nuove tecnologie di invarianza idraulica

3 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO DATI REGISTRATI: Idrometrici, Pluviometrici POSTAZIONE PLUVIOMETRICA CON STRUMENTO DOTATO DI DATALOGGER E MODEM PER LA TRASMISSIONE DEI DATI AL CENTRO DI TELECONTROLLO E DI ELABORAZIONE DATI 3 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

4 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Dati Idrometrici CONTROLLO DELLE PORTATE E DELLA FUNZIONALITA IDRAULICA DEI CORSI D ACQUA. Nell ambito del sistema di drenaggio di Milano sono installati 23 idrometri e sono presenti diversi impianti elettromeccanici necessari per la regolazione delle acque e il controllo del funzionamento idraulico del reticolo di smaltimento delle acque meteoriche. 4 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

5 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Dati Idrometrici CONTROLLO DELLE PORTATE E DELLA FUNZIONALITA IDRAULICA DEI CORSI D ACQUA. 23 stazioni di misura idrometrica per il controllo del funzionamento idraulico dei principali collettori e canali; 11 impianti elettromeccanici di sbarramento su collettori e canali (due impianti di sbarramento sono dotati anche di stazione di pompaggio); 2 Vasche di laminazione; 25 manufatti con griglie a protezione dell imbocco dei tratti coperti dei corsi d acqua; 1 impianto di decantazione e sgrigliatura per il Torrente Seveso. 5 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

6 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Dati Pluviometrici La rete pluviometrica del Comune di Milano, gestita da MM, è: Complosta da 17 postazioni; Si sviluppa dal 1895 (primo strumento installato presso Palazzo Marino, il palazzo del Municipio di Milano); Strumenti digitali monitorati da remoto con definizione delle piogge di 1 minuto Pannello sinottico per il telecontrollo e gestione della rete pluviometrica. Dati elaborati da un software dedicato per consentire le elaborazioni statistiche per consentire: - progettazione reti fognarie e reticolo dei corsi d acqua - analisi delle problematiche per la difesa idraulica della città di Milano 6 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

7 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Analisi dei dati pluviometrici Pluviometro di Milano via Monviso: Altezze di precipitazione massime annuali (mm), per la durata di precipitazione considerata, negli anni Analisi delle precipitazioni massime (mm) del periodo ( ), e comparazione delle stesse con il periodo precedente preso in esame ( ) Anno / Durata 15' 30' 45' 60' 180' 360' 720' 1440' , , ,8 41, ,6 67, ,6 25,6 27,2 28,6 53,6 69,8 95,2 109, ,8 24,6 28,8 37,2 52,2 67,8 84,6 124, ,6 27,2 27,2 27,2 40,4 43,4 67,8 92, ,6 16,8 20,8 32,6 43,6 55,8 59, ,4 21, , ,6 58, , ,6 47,2 54,8 66, , ,8 30,8 34,6 36,6 37,4 51,8 62,2 67, ,6 32,2 32,6 32,6 33,2 38,4 58,4 65, , ,4 83,4 88, ,6 28,6 31,4 32,6 35,8 39,4 50,4 54, ,8 24,8 28,6 29, , , ,6 40,2 44,4 50,6 62,4 87,8 100, ,8 24,2 24,2 24,2 30, , ,8 40,8 45,8 53, ,6 102, ,8 34, ,8 54,2 54,2 54,2 62, , ,8 44, ,2 73,2 79, ,2 27,6 28,6 30, ,4 81, , ,2 31,2 30,8 44,8 62, , ,6 50,8 50,8 50,8 7 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

8 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Analisi dei dati pluviometrici Pluviometro di Milano via Monviso: Altezze di precipitazione massime annuali (mm), per la durata di precipitazione considerata, negli anni Analisi delle precipitazioni massime (mm) del periodo ( ), e comparazione delle stesse con il periodo precedente preso in esame ( ) Altezze (mm) Anno 15 min 30 min 45 min 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

9 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Analisi dei dati pluviometrici Analisi delle precipitazioni massime (mm) del periodo ( ), e comparazione delle stesse con il periodo precedente preso in esame ( ) ANALISI MASSIMA INTENSITA DI PIOGGIA (DIMENSIONAMENTO DEI COLLETTORI I SMALTIMENTO): Variazione percentuale sulla grandezza «altezza di precipitazione massima annuale mediata sui 20 anni di serie storica per le durate di riferimento» DURATA (MINUTI) 15' 30' 45' 60' 180' 360' 720' DIFFERENZA % ,7 +5,4 +8,9 +10,3 +6,7 +11,2 +8,1 ANALISI DEL VOLUME DI PRECIPITAZIONE (DIMENSIONAMENTO DELLE VASCHE DI LAMINAZIONE): Variazione numerica di eventi di pioggia indipendenti suddivisi per classi di altezza totale di precipitazione ventennio tot eventi 0-10 mm 10-20mm 20-30mm 30-40mm 40-50mm 50-60mm 60-70mm 70-80mm 80-90mm mm differenza (+20) (-1) (+4) (+2) (+4) (+2) (+2) (+2) (+2) (=) (+3) 9 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

10 CAMBIAMENTO CLIMATICO A MILANO: Analisi dei dati pluviometrici Curve di possibilità pluviometrica, per durate di pioggia inferiori all ora, per assegnato t. di ritorno. Curve per elaborazioni sino al Parametri delle curve di possibilità pluviometrica per assegnato tempo di ritorno Curve per elaborazioni sino al Tempo di ritorno Parametri delle curve di possibilità pluviometrica per t < 1 ora [anni] a [mm/ora n ] n [-] Sono in fase di elaborazione da parte del Politecnico di Milano le curve di possibilità pluviometrica di Milano via Monviso, elaborate a partire dalle serie storiche sino al 2012 con incremento degli indici per effetto dei cambiamenti climatici. 10 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

11 LA RETE DI FOGNATURA DI MILANO Si sviluppa a partire dalla seconda metà del XIX secolo sulla base di lunghi e approfonditi studi : contribuirono, il Collegio degli ingegneri e studiosi insigni, quali l ing. Felice Poggi e il prof. Gaudenzio Fantoli del Politecnico di Milano; vennero esaminate e confrontate le esperienze e i sistemi adottati nelle principali città europee. si sviluppa sulla base di studi e pianificazioni contestuali alla estensione dell area urbana: sistema concepito in funzione delle caratteristiche peculiari del territorio milanese: scarsa pendenza del suolo (max. 0,27% NO SE) presenza di un fitto reticolo di corsi d acqua superficiali; assenza di recapiti naturali adeguati allo smaltimento delle acque di origine meteorica 11 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

12 Il sistema adottato: indipendente dal reticolo dei corsi d acqua; unitario (le acque di rifiuto e quelle di pioggia vengono raccolte in unico condotto); funzionamento per gravità (sfruttando cioè la pendenza naturale del suolo); struttura della rete minore a maglie chiuse (elevata capacità di invaso in rete). LA SITUAZIONE ATTUALE sviluppo complessivo: km età media: > 60 anni superficie urbanizzata: ha 12 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

13 LE CARATTERISTICHE PECULIARI DEL SISTEMA Ossatura principale: collettori autonomi a servizio di una serie di zone concentriche rispetto al centro a quote decrescenti; evitano scarichi localizzati dei diversi quartieri della città nel reticolo dei corsi d acqua presenti nel territorio; i collettori più esterni sono in grado di ricevere, in periodo di pioggia, parte delle acque del bacino più interno (interconnessione dei bacini scolanti) 13 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

14 Rete Minore: estesa ( più del 78% dello sviluppo complessivo della rete) costituita da condotti, di sezioni ampie e interconnessi (struttura a maglie chiuse); elevata capacità di invaso ( m3; 130 m3/ha); capacità di trasferire le portate eccedenti alle zone contigue. in caso di eventi piovosi intensi le dimensioni dei condotti e la loro interconnessione consentono di accumulare in rete le acque meteoriche e di trasferire le portate eccedenti alle zone contigue rallentando il deflusso verso gli impianti di depurazione e i corpi ricettori finali 14 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

15 EMERGENZA SEVESO: Durante le esondazioni la capacità di invaso della rete di fognatura viene utilizzata per smaltire le acque fuoriuscite dal Seveso 15 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

16 GESTIONE DELLE PORTATE METEORICHE: criticità e prospettive il sistema di drenaggio di Milano è in grado di esercitare naturalmente la laminazione e l accumulo in rete delle portate di pioggia drenate, e di contribuire alla salvaguardia dei corpi ricettori finali. Negli ultimi anni si stanno registrando situazioni critiche per lo smaltimento delle portate meteoriche anche per la rete milanese Cause principali (più significative rispetto ai cambiamenti climatici) estensione delle aree urbanizzate; (spesso caratterizzate da ampie superfici impermeabilizzate) diminuzione della capacità ricettiva dei corsi d acqua che fungono da recapito per le piene della rete fognaria durante gli eventi piovosi intensi i corpi ricettori quando attraversano la città hanno già raggiunto il limite delle loro capacità di deflusso gli scaricatori di piena risultano fortemente rigurgitati (in alcuni casi avviene l ingresso in rete delle piene del reticolo idrografico) 16 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

17 RIDUZIONE DELLE PORTATE METEORICHE CIRCOLANTI IN RETE E RECAPITATE NEI CORPI RICETTORI. a) Gestione ottimale della capacità d invaso della rete esistente Invaso in rete in alternativa alle vasche di laminazione; ci sono ampie possibilità per migliorarne l efficienza complessiva. SISTEMA DI CONTROLLO IN TEMPO REALE DEL FUNZIONAMENTO DELLA RETE: potenziamento del sistema di monitoraggio e telecontrollo esistente; nodi principali della rete scaricatori di piena modellazione della rete gestire la manovra degli organi di regolazione (soglie variabili) delle portate nei collettori principali e sugli scaricatori di piena. 17 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

18 b) Riduzione degli apporti meteorici da insediamenti nuovi o di recupero Adozione dei criteri del Piano di Tutela e Uso delle Acque della Regione Lombardia Recapito Aree ampliamento-espansione Limiti Corso d acqua Nuove 20 l/s ha imp Corso d acqua In zone già dotate di fognatura 40 l/s ha imp Fognatura 20 l/s ha imp Realizzazione di reti separate con accumulo locale delle acque meteoriche: recapito reti bianche: - in corso d acqua (se possibile); - in rete di fognatura unitarie; Tecnologia adottata: - vasche di laminazione; - mega pipe. Contenimento dei deflussi delle acque meteoriche: - limitazione delle superfici impermeabili; - infiltrazione delle acque meteoriche; - recupero ed utilizzo delle acque meteoriche. 18 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

19 negli ultimi anni per i nuovi quartieri, interventi di recupero o ristrutturazione urbana significativi è stata richiesta agli operatori l applicazione di tali criteri Qualche esempio di laminazione: P. P. Zona ZRU3 Paullese - Rogoredo (Città 2000): Superficie complessiva di circa 35 ha Recapito rete meteorica: Cavo Redefossi Vasca di laminazione compartimentata: m3 19 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

20 PII Adriano- Marelli superficie complessiva di circa 40 ha reti separate rete meteorica con recapito in fognatura unitaria Invaso mediante mega pipe: m 3 (d = ,80 m). 20 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

21 INVARIANZA IDRAULICA Le modificazioni sul clima si vanno ad aggiungere alla crescita dell impermeabilizzazione dei suoli degli ultimi 100 anni. Situazione attuale urbanizzazione città di Milano. Situazione anni 30 urbanizzazione città di Milano. 21 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

22 INNOVAZIONE DELLA RETE ACQUE REFLUE NUOVE TECNOLOGIE DI INVARIANZA IDRAULICA Gestione delle piene urbane mediante mero trasferimento di portata verso valle. Tradizionale sistemi di convogliamento (vecchia filosofia di progetto e gestione) Gestione delle piene urbane centralizzata per controllare portate e volumi di piena e per migliorare la qualità delle acque meteoriche (prime piogge e impatti cumulativi e /o transitori) (attuale filosofia di progetto e gestione, spesso riconosciuta insufficiente) Gestione delle piene urbane diffusa (alla sorgente) con invasi e trattamenti delle acque meteoriche atti a ridurre la formazione e il degrado qualitativo delle piene (drenaggio urbano sostenibile) (nuova filosofia di progetto e gestione) NUOVE INDICAZIONI TECNICHE / NORMATIVE: Lo schema idraulico da adottare all interno delle singole proprietà deve prevedere che il drenaggio dei tetti, coperture e pavimentazioni esterne pervenga direttamente, e separatamente dalle altre acque di scarico, ad invasi locali chiusi e/o aperti, comunque realizzati e distribuiti, atti a trattenere temporaneamente il volume meteorico in funzione della portata di scarico compatibile con la capacità di infiltrazione del suolo o con la limitazione allo scarico imposta dall Ente che gestisce il recapito Limite ammissibile 5 10 l/s/haimp, pari ai valori usuali dei coefficienti udometrici dei territori rurali pianeggianti 22 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

23 INNOVAZIONE DELLA RETE ACQUE REFLUE RECENTI NORMATIVE DI DRENAGGIO URBANO SOSTENIBILE D. Lgs. 152/2006 e s.m.i.: Principi base dell azione ambientale (art. 3 ter) e dello sviluppo sostenibile (art. 3 quater) Regione Lombardia: PRRA 1995 e PTUA Delibera G.R. n. 8/2244 del29/03/2006 Regione Veneto: Delibere della Giunta Regionale del Veneto n del 10 maggio 2006 e n del 19 giugno 2007 (Invarianza idraulica) Provincia Autonoma Bolzano: Legge 18/06/2002 n. 81 (art. 46) Comune di Bolzano: Regolamento edilizio - RIE (Riduzione Impatto Edilizio) Autorità Bacini Regionali Romagnoli: PAI - Delibera n. 3/2 del 20/10/2003 Regione Puglia: Legge n. 13/2008; Documento regionale DGR 2753/2010 Provincia Torino: PTCP 2010 (Invarianza idraulica) Regione Lombardia: (in studio) nuova regolamentazione invarianza idraulica 23 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

24 INNOVAZIONE DELLA RETE ACQUE REFLUE NUOVE TECNOLOGIE DI INVARIANZA IDRAULICA ALLA PARCELLA 24 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico

25 QUALE IL FUTURO PREVISTO? con questo trend nel 2070 le intensità di pioggia saranno statisticamente raddoppiate rispetto al valore massimo anno del GRAZIE PER L ATTENZIONE 25 Ruolo delle fognature e cambiamento climatico