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LA VALUTAZIONE DI IMPATTO LA VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE (V.I.A.) AMBIENTALE (V.I.A.)

Roma, 13 marzo 2007

IngIng. . Serena ConservaSerena Conserva

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Procedura amministrativaProcedura amministrativa

Studio di Impatto AmbientaleStudio di Impatto AmbientaleStudio di Impatto Ambientale

Fase 1Fase 1

Fase 2Fase 2

Fase 3Fase 3

Fase 4Fase 4

Valutazione preliminareValutazione preliminare

DescrizioneDescrizione

Individuazione e stima Individuazione e stima degli impattidegli impatti

ValutazioneValutazione

3

Supporto tecnicoSupporto tecnico

Sistemi Informativi Territoriali (SITA)Sistemi Informativi Territoriali (SITA)

Cartografia tematicaCartografia tematica

Software specificiSoftware specifici

• Raccolta e catalogazione informatica e aggiornamento delle informazioni

• Cartacea

• Digitale

• Implementazione di modelli per lo studio della dispersione degli inquinanti nei diversi comparti ambientali per la quantificazione degli impatti

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Modelli per lo studio dell’inquinamento dei corpi idriciModelli per lo studio dell’inquinamento dei corpi idrici

Acque superficiali:Acque superficiali:

•• FiumiFiumi

•• LaghiLaghi

Acque sotterranee:Acque sotterranee:

•• Zona satura (falde acquifere)Zona satura (falde acquifere)

•• Zona non satura o Zona non satura o vadosavadosa

Modelli per lo studio dell’inquinamento atmosfericoModelli per lo studio dell’inquinamento atmosferico

Modelli per lo studio dell’impatto acusticoModelli per lo studio dell’impatto acustico


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Requisiti del modello:Requisiti del modello:

Capacità di analisi delle condizioni di non stazionarietà

Semplicità (minimizzazione del numero di elementi da studiare alfine di limitare l’uso di parametri addizionali)

Ragionevole approssimazione matematica delle variazioni fisico-chimiche e biologiche che avvengono nell’ecosistema

Possibilità di evidenziare gli errori associati alla fase di campionamento, analisi di laboratorio e le approssimazioni impiegate sui processi fisici, chimici e biologici

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Acque superficiali: fiumiAcque superficiali: fiumi

IpotesiIpotesi::

Corso d’acqua perenne

Schematizzazione monodimensionale

Rappresentazione del corso d’acqua con una serie di CSFTR

Trascurabilità della diffusione molecolare

Regime idraulico stazionario e noto a priori

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Equazione di bilancio delle portateEquazione di bilancio delle portate

∑∑ −=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

uscingi

qqdxdQ

fischimLONG dt

dcSqxcD

txcU

tc

−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+−+

∂∂

∂∂

+∂∂

−=∂∂

Assumendo che il regime idraulico sia

stazionario ovvero 0=∂∂

tu

Equazione di bilancio della massa di Equazione di bilancio della massa di inquinanteinquinante

Dove c è la concentrazione della specie, x l’ascissa longitudinale, U la velocità mediata sulla sezione, t è il tempo, DL il coeff. Di dispersione longitudinale, S eventuali sorgenti esterne, q termine che tiene conto delle relazioni con altri costituenti

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Elementi fondamentali del sistemaElementi fondamentali del sistema::

Influenzati dalla concentrazione di OInfluenzati dalla concentrazione di O22::AlgheAzoto (Norg, N-NH3, N-NO2-, N-NO3-)Fosforo (organico, disciolto)BODSedimenti al fondoScambio di O2 con l’atmosferaTemperatura

Non influenzati dalla concentrazione di O:Non influenzati dalla concentrazione di O:

Coliformi

Metalli pesanti

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Relazioni tra costituentiRelazioni tra costituenti::

Atmosfera

OD BOD

Alghe

Norg

NH4+

NO2-

NO3-

Porg

Pdisc

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Acque superficiali: laghiAcque superficiali: laghi

Idrodinamica dei laghiIdrodinamica dei laghi::

Moto prettamente tridimensionale dovuto a:

Correnti generate dall’azione del vento

Correnti di densità dovute agli effetti di stratificazione termica verticale

Accelerazione di Coriolis (solo nel caso di laghi di elevate dimensioni superficiali)

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Idrodinamica dei laghiIdrodinamica dei laghi::

La stratificazione termica influenza l’idrodinamica del lago condizionando il trasferimento della quantità di moto dagli strati superficiali a quelli più profondi

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Approcci semplificativi per la modellizzazione:Approcci semplificativi per la modellizzazione:

Modelli multistratoModelli multistrato (il lago viene suddiviso in un certo numero di strati in cui le grandezze di interesse possono considerarsi omogenee)

Modelli semplificativiModelli semplificativi (permettono lo sviluppo di equazioni semplificate sotto le ipotesi di lago poco profondo e trascurabilità del trasferimento del trasporto solido sull’orizzontale)

Modelli in termini di funzioni di correnteModelli in termini di funzioni di corrente

yu

∂Ψ∂

=x

v∂Ψ∂

−=

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Acque sotterraneeAcque sotterranee

Profilo verticale del suolo:Profilo verticale del suolo:

Dal piano campagna andando in profondità si distinguono:

Zona di aerazioneZona di aerazione (non satura) movimento dell’acqua a componente prevalentemente verticale (percolazione)

Zona di saturazioneZona di saturazionemovimento dell’acqua, secondo la Legge di Darcy, a componente prevalentemente orizzontale (filtrazione)

movim

enti prevalenti

zona di saturazione zona di aerazione

frang ia

cap illa re

zona d i

trans izione

zona di

evapotraspirazione

subs tra to im perm eab ile

zona

subzona

igroscopica

pellicolare

capillaresospesa

cap illa re

cont

inua

gravitica

live llo p iezom etrico

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Acque sotterranee: falde acquifereAcque sotterranee: falde acquifere

Modellizzazione del campo fluidodinamico:Modellizzazione del campo fluidodinamico:

Nell’ipotesi di fluido incompressibile e di mezzo omogeneo e isotropo dalla Legge di Darcy si ottiene

WthS

xhT

x jij

i

+∂∂

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

∂∂

∂∂

Con h = carico piezometrico

Tij = trasmissività

W = -Kz(Hs-H)/m fattore di ricarica della falda

Kz = conducibilità idraulica sul fondo del bacino

S = coeff. di immagazzinamento

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Acque sotterranee: falde acquifereAcque sotterranee: falde acquifere

Modellizzazione del trasporto di inquinanti (non reattivi):Modellizzazione del trasporto di inquinanti (non reattivi):

c’ = concentrazione del contaminante nelle acque immesse in faldac = concentrazione del contaminante in faldab = spessore della falda

( ) ( )nWcbc

xxcbD

xtcb

iij

iji

'−

∂∂

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

∂∂

∂∂

=∂

∂ ν

νννα nm

ijmnijD =ναLLD =

ναTTD =

Diffusione longitudinaleDiffusione longitudinale

Diffusione trasversaleDiffusione trasversale

αijmn = dispersività nel mezzov = velocità

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Acque sotterranee: falde acquifereAcque sotterranee: falde acquifereDispersione idrodinamica:Dispersione idrodinamica:

a) Gradienti di velocità nei singoli capillarib) Percorsi tortuosi del fluido che trasporta la sostanza a causa della presenza

dei granic) Diffusione molecolare che tende a diminuire le differenze di concentrazione

dovute ai profili di velocità nei capillari

(a) (b) (c)

Si osserva una dispersione non solo in direzione del flusso medio (Legge di Darcy) ma anche in direzione ortogonale

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Acque sotterranee: la zona non saturaAcque sotterranee: la zona non satura

“La zona non satura costituisce quella parte del profilo del suolo dove l’acqua non riempie completamente le porosità del suolo, o, in senso più formale, dove risulta negativo il potenziale di matrice dell’acqua nel suolo, risultante dalle forze capillari e di adsorbimento dovute alla matrice solida, che attraggono e trattengono l’acqua nel terreno e riducono la sua energia potenziale rispetto a quella dell’acqua “libera””

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Parametri relativi al moto nella zona non satura:Parametri relativi al moto nella zona non satura:

θθrr < < θ θ < < θθss contenuto d’acqua volumetrico [cmcontenuto d’acqua volumetrico [cm33/cm/cm33]]ΨΨ potenziale di matrice [cm]potenziale di matrice [cm]KKss((θθ) conducibilità idraulica a saturazione [cm/h]) conducibilità idraulica a saturazione [cm/h]

Parametri relativi al trasporto di composti nella zona non Parametri relativi al trasporto di composti nella zona non satura:satura:

Parametri relativi all’interazione tra i composti ed il suolo:Parametri relativi all’interazione tra i composti ed il suolo:

KKdd coefficiente di coefficiente di adsorbimento adsorbimento [cm[cm33/g]/g]

D coefficiente di dispersione [cmD coefficiente di dispersione [cm22/h]/h]

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L’equazione del flusso: equazione di L’equazione del flusso: equazione di RichardsRichards

( ) ( )∂θ∂

∂∂ θ ∂θ

∂∂ θ

∂t z D zK

z= ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ −

dove: D [cm2/h] coefficiente di diffusività idraulica

K (θ) [cm/h] conducibilità idraulica

θ [cm3/cm3] contenuto volumetrico d’acqua

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Il moto nella zona non satura: l’infiltrazioneIl moto nella zona non satura: l’infiltrazione

θsθi

z (cm)

Zona satura

Zona ditrasmissione

Zona umidafronte umido

θsθr

z

Fronte di umidità a seguito di un evento di pioggia

Contenuto d’acqua durante il processo di redistribuzione interna dell’acqua

accumulata durante l’evento di pioggia

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Modellizzazione del trasporto e della diffusione di un Modellizzazione del trasporto e della diffusione di un contaminante reattivo in fase liquidacontaminante reattivo in fase liquida

dove: ρ [g/cm3] è la densità della fase solida

s [mg/l] concentrazione di soluto associata alla fase solida

θ [cm3/cm3] contenuto volumetrico di acqua

c [mg/l] concentrazione di soluto associata alla fase liquida

D [cm2/h] è il coefficiente di dispersione

q [cm/h] flusso di acqua nel suolo per unità di superficie

φ tasso di rimozione o apporto di soluto

( )∑+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

∂∂

∂∂

=∂

∂+

∂∂

ii scqc

zcD

ztc

ts ,...,φθθρ

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Modellizzazione del trasporto e della diffusione di un Modellizzazione del trasporto e della diffusione di un contaminante reattivo in fase liquidacontaminante reattivo in fase liquida

L’equazione in termini di isoterma lineare di equilibrio:

dove: R [adim] è il fattore di ritardo

kd [cm3/g] è il coefficiente di ripartizione tra la fase solida e quella liquida

ρ [g/cm3] è la densità della fase solida

α [h-1] il coefficiente di scomparsa nella fase liquida

β [h-1] il coefficiente di scomparsa nella fase adsorbita

γ [h-1mg/l] il termine sorgente nella fase liquida

D [cm2/h] è il coefficiente di dispersione

µ [cm] dispersività

τ tortuosità

( ) γθθβραθθθθ +−−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

∂∂

∂∂

=∂∂ cKcqc

zcD

zRc

t d

cKs d=

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jjij

ijj x

cDxcK

xxcu

tc

2

2

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

+=+

Variazione della concentrazione nel

tempo

Trasporto Diffusione turbolenta

Diffusione molecolare

Equazione di bilancio della massa di inquinante:Equazione di bilancio della massa di inquinante:

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Modelli KModelli K

Modelli Modelli gaussianigaussiani

Puff modelsPuff models

Box Box modelsmodels

Street canyon Street canyon modelsmodels

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Modelli KModelli KUtilizzati prevalentemente per la soluzione dell’equazione della diffusione in atmosfera in presenza di terreno pianeggiante

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

zcK

zxcu z ∂

∂∂∂

∂∂

Ipotesi:

•Flusso nel piano verticale (x,z)

•Stazionarietà

•Omogeneità lungo la direzione y

•Vento medio diretto lungo x

•Trasporto essenzialmente dovuto a u

•Lungo z diffusione funzione solo della turbolenza

L’equazione può essere risolta solo numericamente ad esempio utilizzando il metodo alle differenze finite, discretizzando il dominio di calcolo tramite una griglia (grid models)

0=∂

⋅∂y

0;0 ==≠ wvu

0=∂∂tc

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

>>∂∂

zck

zxcu z

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Modelli Modelli gaussianigaussianiSe le diffusività turbolente e le velocità medie sono costanti nello spazio, l’equazione della diffusione è risolvibile per via analitica. L’espressione che si ricava per c è di tipo esponenziale analoga ad una distribuzione gaussiana

Ipotesi:

• Kx, Ky, Kz costanti

• u, v , w costanti nel tempo

• Emissione stazionaria da sorgente puntiforme

• Flusso turbolento omogeneo e stazionario

• Lungo z diffusione funzione solo della turbolenza

H

Sorgenteimmagine

z

σz

σz

x

z

(x)

(x)

s

∆ h

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−⋅⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 2

2

2

2

2)(exp

2exp

2),,(

z

s

yzy

zzyu

Qzyxcσσσπσ

Soluzione analitica

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Puff Puff modelmodelNel caso di campi fluidodinamici non omogenei, quando le componenti medie di velocità del vento e la turbolenza variano in modo non trascurabile nel caso considerato (orografie complesse, circolazioni di brezza, isole di calore) e/o emissione di una sorgente non stazionaria

Box modelBox modelSi assume che il campo delle concentrazione sia costante all’interno di un parallelepipedo di aria (box). Il parallelepipedo deve essere sufficientemente alto da evitare che vi siano flussi di inquinante attraverso la superficie superiore, le sue dimensioni variano a seconda del problema e possono essere grandi quanto un’intera città

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Modelli per lo studio dell’impatto acusticoModelli per lo studio dell’impatto acustico


Modelli Modelli previsionali previsionali dell’inquinamento acustico da dell’inquinamento acustico da traffico stradaletraffico stradale

• Basati su dati acustici ( partendo da dati di indagini già effettuate)

• Basati sull’entità del traffico previsto

Modelli di previsione del rumore da traffico ferroviarioModelli di previsione del rumore da traffico ferroviario

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