L invarianza idraulica del territorio: aspetti progettuali e normativi. Marco Maglionico Università di Bologna Dipartimento DICAM

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1 L ALLUVIONE, LE ALLUVIONI - MEMORIA E AZIONE L invarianza idraulica del territorio: aspetti progettuali e normativi Marco Maglionico Dipartimento marco.maglionico@unibo.it Bologna, 4 Novembre 2016

2 Effetti dell urbanizzazione sul ciclo idrologico L urbanizzazione provoca alterazioni al regime delle acque superficiali e sotterranee e alle loro caratteristiche qualitative. In particolare si possono evidenziare i seguenti tre aspetti: minore infiltrazione delle acque meteoriche nel sottosuolo, per cui si ha una modifica nel bilancio idrologico delle acque superficiali e sotterranee; l incremento di impermeabilizzazione dei suoli provoca, durante le piogge, un incremento delle portate idrauliche inviate alle reti fognarie o ai ricettori; le acque meteoriche che scorrono sulle aree urbane si deteriorano trasportando le sostanze inquinanti presenti, ai ricettori.

3 Andamento del livello di consumo di suolo in Italia In termini assoluti si è passati da una quantità di suolo consumato pari a 8100 km 2 negli anni 50 fino a circa km 2 nel 2015 Tratto da: Consumo di suolo, dinamiche territoriali e servizi ecosistemici. Rapporto ISPRA Negli anni 2000 il consumo di suolo ha raggiunto gli 8 m 2 /s per poi rallentare negli anni successivi a 6-7 m 2 /s.

4 Evoluzione dei sistemi di drenaggio urbano Raccolta e rapido allontanamento delle acque Recupero e riuso Controllo centralizzato con delle acque temporaneo immagazzinamento in vasche di laminazione e di prima pioggia Aspetti idraulici Aspetti ambientali Sostenibilità e Resilienza Controllo diffuso della formazione del deflusso superficiale: BMP (Best Management Practice) SUD (Sustainable Urban Drainage) LID (Low Impact Development)

5 Impatto idraulico Q post-urbanizzazione pre-urbanizzazione La portata di picco, Qp aumenta; Volume di deflusso, V aumenta; Tempo di picco, tp dell idrogramma decresce. tp Per i nuovi interventi urbanistici si richiede di rispettare il principio dell invarianza idraulica/idrologica t

6 Definizione di invarianza idraulica e di invarianza idrologica, rispetto alla situazione antecedente l urbanizzazione: invarianza idraulica si definisce l invarianza della portata di picco; invarianza idrologica si definisce l invarianza del volume di piena. Q post-urbanizzazione post-urbanizzazione con laminazione (invarianza idraulica) pre-urbanizzazione post-urbanizzazione con laminazione e infiltrazione ( invarianza idrologica) t Lombardia - Legge Regionale 15 marzo 2016, n. 4 Revisione della normativa regionale in materia di difesa del suolo, di prevenzione e mitigazione del rischio idrogeologico e di gestione dei corsi d'acqua). Art. 7 - Invarianza idraulica, invarianza idrologica e drenaggio urbano sostenibile. Modifiche alla L.R. 12/2005

7 Flow(m 3 /s) Flow(m 3 /s) L INVARIANZA IDRAULICA DEL TERRITORIO: TSS-BOD5-COD(mg/l) Cu-Zn-Pb(mg/l) Flow(m 3 /s) TOX-TKN-Ptot(mg/l) Flow TSS BOD5 COD Time (hh:mm) Monitoraggio della qualità delle acque del Canale Navile a valle della città di Bologna durante un evento di pioggia Flow 0,8 Pb Cu 0,6 Zn 0,4 10 Flow 8 TOX 6 TKN Ptot , Time (hh:mm) Time (hh:mm) 0

8 Aspetti normativi La prima norma, nell ambito della pianificazione di bacino del Reno, atta a garantire l invarianza idraulica, nasce nel Piano stralcio per il sistema idraulico Navile Savena Abbandonato, adottato nel 1999, al fine di non incrementare gli apporti d acqua piovana al sistema di smaltimento e di favorire il riuso di tale acqua La norma, per i nuovi interventi edilizi, imponeva: la realizzazione di vasche di raccolta delle acque piovane per un volume complessivo di almeno 500 m 3 per ogni ettaro di superficie territoriale la norma venne poi ripresa dal PSAI e dagli altri piani dove, nel calcolo del volume delle vasche di raccolta, dalla superficie territoriale sono escluse le superfici permeabili destinate a parco o a verde compatto.

9 L Autorità di Bacino del Reno delle Regioni Emilia-Romagna e Toscana, con Delibera CI 1/3 del 05/03/2014 ha approvato le: Linee guida per la progettazione dei sistemi di raccolta delle acque piovane per il controllo degli apporti nelle reti idrografiche di pianura. Nelle Linee Guida viene affrontato anche il tema del recupero e riuso delle acque meteoriche.

10 Per far fronte agli effetti che le urbanizzazione determinano si adottano usualmente due approcci: Sistemi puntuali (invasi per la laminazione delle portate e per il controllo degli inquinanti) spesso denominati anche end of pipe solutions in quanto collocati a valle dei collettori fognari. Laminazione delle portate Controllo delle acque di prima pioggia

11 Sistemi diffusi che intercettano la portata prima che entri in fognatura (BMP, SUD o LID) Sistemi ad infiltrazione Bacini di infiltrazione Canali filtranti Pozzi asciutti Pavimentazioni filtranti Sistemi filtranti Sistemi vegetati Fasce filtro Aree tampone Canali inerbiti Coperture verdi

12 Permanenti o umidi (retention basin) Richiedono una costante e frequente manutenzione e un controllo della qualità dell acqua in ingresso oltre che attenzione alla proliferazione di insetti. Tipologie di invasi Non permanenti o asciutti (detention basin) Ispezionabili Non ispezionabili

13 Aree ad allagamento controllato

14 Esempio di area ad allagamento controllato

15 Combinazione di invasi chiusi e a cielo aperto Zone allagabili per alti tempi di ritorno (25-50 anni) Zona allagabile per bassi tempi di ritorno (2-5 anni)

16 Tetto verde sperimentale presso l Pluviale per la raccolta delle acque del tetto impermeabile Pluviale per la raccolta delle acque del tetto verde Superficie del tetto verde di circa 50 m 2. Spessore del substrato di 10 cm.

17 Portata (l/s) 1:30 1:36 1:42 1:48 1:54 2:00 2:06 2:12 2:18 2:24 2:30 2:36 2:42 2:48 2:54 3:00 3:06 3:12 3:18 3:24 3:30 3:36 3:42 3:48 3:54 4:00 4:06 4:12 4:18 4:24 4:30 4:36 4:42 4:48 4:54 5:00 L INVARIANZA IDRAULICA DEL TERRITORIO: Intensità di pioggia (mm/h) Confronto tra portate defluite dal tetto verde sperimentale rispetto al tetto impermeabile tradizionale Tetto verde - deflusso Pioggia Tetto tradizionale - deflusso Tempo (hh:mm) Tratto da Green Roofs For Sustainable Water Management in Urban Areas M. MAGLIONICO, A. CONTE, A. BONOLI, I. STOJKOV, S. CIPOLLA International Conference ICUD14

18 Modellazione idrologica del tetto verde L implementazione del tetto verde attraverso il codice di calcolo SWMM 5.1 sviluppato dall US-EPA.

19 Grazie per l attenzione!