IL BACINO SPERIMENTALE DI PICCHIANTIPER LO STUDIO DELLA QUALITA’

DELLE ACQUE METEORICHE

V. Milano, S. Pagliara, F. Dellacasa

Dipartimento di Ingegneria CivileUniversità di Pisa

OBIETTIVI DELLO STUDIO

Monitoraggio quantità e qualità delle acque meteoriche

Modellazione matematica della rete

Simulazione continua su 25 anni

Stima del carico annuo medio di inquinanti

Distribuzione delle masse durante l’evento

Valutazione efficienza vasche di prima pioggia

IL BACINO SPERIMENTALE DI PICCHIANTI

Superficie: 43 ha

Area impermeabile: 13 ha (30%)

Area impermeabile effettiva:6 ha (14%)

Precipitazione annua media: 769 mm

Bacino sperimentale Picchianti

• Area commerciale e artigianale• 10% area residenziale• Pendenza media 0.18%• Sviluppo rete L=4.5 km • Collettore finale D=1100 mm• Qbase=2 l/s (acque di infiltrazione)

• Geologia: prevalentemente sabbioso

STRUMENTAZIONE

Pluviografo Campionatore automatico

Modulo Area Velocity

MISURE DI QUANTITA’ E QUALITA’

Raccolta dati: dal 2000 al 2003

ietogrammi idrogrammi pollutogrammi 188 188 18

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

9.48 10.28 11.08 11.48 12.28 13.08 13.48 14.28

Pre

cipi

tazio

ne (m

m)

0

0.050.1

0.15

0.20.25

9.48 10.28 11.08 11.48 12.28 13.08 13.48 14.28

Por

tata

(m3 /s

)

0

200

400

600

9.48 10.28 11.08 11.48 12.28 13.08 13.48 14.28

TSS

(mg/

l)

PARAMETRI MISURATI

Parametri chimico-fisici pH, potenziale redox, conducibilitàSolidi TSSMateriale organico CODNutrienti Ptot, NH4, NtotOli e grassiTensioattivi

CONCENTRAZIONE MEDIA PER EVENTOParagone con altri databases

0

100

200

300

400

500

600

Picchianti NURP QASTOR

EM

C S

ST

(mg/

l)

range 26-568media 217

TSS

050

100150200250300350

Picchianti NURP QASTOR

EMC

CO

D (m

g/l)

range 27-267media 128

COD

SIMULAZIONE DELLA QUANTITA’COEFFICIENTE DI DEFLUSSO

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% Impervious

Runo

ff c

oeff

icie

nt

NURP

PICCHIANTI

QASTOR

Depressioni superficiali: 1.2 mm

Area impermeabile effettiva: 14%

hd = 0.14 (ht-1.2)R2 = 0.91

02468

0 10 20 30 40 50

ht (mm)

hd (m

m)

0.0

0.1

0.2

0.3

0 20 40 60 80 100

ht (mm)

Aimp/Atot

CALIBRAZIONE MODELLO SWMMQUANTITA’

Evento 31/10/00

Evento 24/01/02

Paragone tra idrogrammi simulati e misurati

0

0.2

0.4

0.6

0.8

20.00 20.20 20.40 21.00 21.20 21.40

time (h)

flow

(m3 /s

)

0

1

2

3

prec

itatio

n (m

m)

measuredsimulated

0

0.1

0.2

0.3

9.48 10.48 11.48 12.48 13.48 14.48

time (h)

flow

(m3 /s

)

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

prec

ipita

tion

(mm

)

measured

simulated

0

200

400

600

800

1000

13.30 14.00 14.30 15.00 15.30 16.00

time (hh:mm)

conc

entra

tion

(mg/

l)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

flow

(m3/

s)

TSS meas ured

TSS s imula ted

flo w

CALIBRAZIONE MODELLO SWMMQUALITA’

Distribuzione fra COD disciolto e COD contenuto nei solidi sospesi

% di COD contenuto nei solidi sospesi

I solidi sospesi sono stati rimossi mediante filtrazione

92%

8%

COD particle-bound

COD dissolved

SIMULAZIONE CONTINUA

Simulazione continua su 25 anni per il periodo dal 1962 al 1986con le registrazioni pluviometriche di Livorno digitalizzate con passo temporale di 20’Stima del carico annuo medio per i SST e il COD

OBIETTIVI

Valutazione dell’influenza della variabilità delle precipitazioni sulla quantità di inquinanti

Stima degli impatti sui ricettori dovuti agli effetti a lungo termine

0

5

10

1962

196 4

1 96 6

1 96 8

1 97 0

1972

1974

1976

1 97 8

1 98 0

1 98 2

1 98 4

1 98 6

caric

o an

nuo

(t)

0

400

800

1200

prec

ipita

zione

ann

ua to

tale

(mm

)

TSSCOD

Carico annuo per i SST e il COD anno per anno

SIMULAZIONE CONTINUA SWMM0

20

40

60

80

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Flow

(m

3 /s)

0

400

800

1200

1600

2000

TSS

(m

g/l)

0

200

400

600

800

1000

Jan

Feb

Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug

Sep Oct

Nov

Dec

CO

D (

mg/

l)

Anno 1962

STIMA DEL CARICO ANNUO MEDIO

carichi PICCHIANTI

t 5.5

kg/ha 127

kg/ha imp 416

kg/ha act 1048

kg/mm 7

SST

Paragone con altri databases Carico annuo specifico (kg/ha act)

carichi PICCHIANTI

t 3.3

kg/ha 77

kg/ha imp 252

kg/ha act 635

kg/mm 4

COD

0

2000

4000

NURP QASTORCar

ico

annu

o C

OD

(kg/

ha a

ct)

Picchianti635

0

2000

4000

6000

NURP QASTOR

Car

ico

annu

o S

ST

(kg/

ha a

ct)

Picchianti

1048

DISTRIBUZIONE DELLE MASSEDURANTE L’EVENTO

SST

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

V/Vtot

MSST/Mtot

media

COD0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

V/Vtot

MCOD/Mtot

media

EFFICIENZA DELLE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA

0

0.5

1

0 25 50 75 100 125

V (m3/haimp)

e m media

Efficienza media in termini di massa

su 25 anni (SST)

0.6

0.8

1

1.2

0 25 50 75 100 125

V (m3/haimp)

e m/e m(0h)

0 h12 h24 h48 h

Influenza del tempo di svuotamento

sull’efficienza (SST)

0

0.5

1

0 100 200 300

Vst (m3/haimp)

e v

mean

Efficienza in termini di volume in funzione del volume specifico distoccaggio

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 100 200 300

Vst (m3/haimp)

e v/e v(0h)

0 h12 h24 h48 h

Influenza del tempo divuotamento sull’efficienza

della vasca

CONCLUSIONI

Importanza inquinamento acque meteorichein termini di concentrazione e carico:

- a livello di evento: effetti acuti- a livello annuo: effetti cumulativi

Vengono proposte curve di efficienza che andranno generalizzate

Fine