Verso un drenaggio urbano sostenibile Con il patrocinio di
Relatore: Alessandro Paoletti, Politecnico di Milano www.pianeta-acqua.com
OGGETTO INTERVENTO IL DRENAGGIO URBANO SOSTENIBILE I sistemi di drenaggio urbano sono formati da reti di condotti e manufatti destinati alla raccolta e adduzione, separata o mista: delle acque reflue urbane (comprese le acque meteoriche di dilavamento) verso gli impianti di depurazione delle altre acque meteoriche verso gli scarichi nei ricettori. Nei riguardi delle acque meteoriche, che generano portate e volumi di deflusso molto elevati nel corso degli eventi più intensi, la capacità di convogliamento delle reti a loro dedicate è forzatamente limitata e non sufficiente. A causa dei cambiamenti climatici e dell’incessante aumento delle aree urbanizzate le insufficienze sono sempre più pronunciate ed intollerabili per il contesto civile (allagamenti, danni ingenti a beni pubblici e privati, interruzioni della normale vita civile, talvolta anche perdita di vite umane). Inoltre sono sempre più gravi i problemi ambientali dovuti agli scarichi inquinati delle acque meteoriche di dilavamento delle superfici urbane eccedenti le potenzialità degli impianti di depurazione. segue
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OGGETTO INTERVENTO IL DRENAGGIO URBANO SOSTENIBILE Essendo idraulicamente ed ambientalmente controproducenti e comunque non percorribili le soluzioni tendenti ad aumentare le capacità idrauliche di deflusso delle reti (intollerabile aumento delle portate e dei carichi inquinanti verso i ricettori di valle), sono necessarie nuove strategie di drenaggio urbano sostenibile (SUDs).
Sono strategie che adottano configurazioni degli ambienti urbani e delle relative strutture idrauliche atte alla limitazione “a monte “ dei deflussi meteorici, mediante politiche urbanistiche “verdi” di incremento delle capacità diffuse di infiltrazione ed invaso delle acque meteoriche. Le politiche europee e nazionali incentivano tali strategie (EU communication 2013 on “Green Infrastructures”, normative nazionale e regionali). La cultura della diffusione delle misure di controllo delle acque meteoriche sviluppa nella cittadinanza il senso della responsabilità condivisa idraulica e ambientale del territorio e la percezione del rischio idraulico residuo negli eventi più intensi.
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CONTENUTI TECNICI Crescita dell’urbanizzazione (stime ONU) Popolazione attuale: 7,3 miliardi, più del 50% nelle aree urbane (3,6 miliardi) Nel 2050: 9,7 miliardi, con il 75% nelle aree urbane (7 miliardi) Crescita della popolazione urbana: circa 200.000/giorno Impatto dell’urbanizzazione: pesanti impatti su aria, acqua (superficiale e sotterranea), aree umide (wetlands), suolo, ecosistemi
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CONTENUTI TECNICI
La pianificazione e gestione integrata del drenaggio urbano Aspetti idraulici Protezione idraulica del territorio (Dir. UE 2007/60, D. L.vo 49/2010)
Aspetti ambientali Qualità ambientale “buona” (Dir. UE 2000/60, D. L.vo 152/2006)
Strategie urbanistiche Strategie di bonifica dei territori rurali
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CONTENUTI TECNICI
Intensità pioggia
L’impatto idraulico e ambientale dei deflussi meteorici urbani Ietogramma Tempo
Controllo piene Eventi rari (tempo ritorno: 5 – 10 – 50 – 100 anni) Controllo dell’inquinamento Eventi frequenti (tempo ritorno: 40 – 50 volte per anno) Concentrazioni
Idrogramma
Portate
Pollutogramma Tempo
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CONTENUTI TECNICI
L’impatto ambientale sui ricettori nei transitori di tempo piovoso Il ciclo urbano afflussi-deflussi delle acque meteoriche determina, oltre alle modifiche del ciclo idrologico naturale, anche il loro deterioramento qualitativo a causa del dilavamento degli inquinanti depositati sulle superfici urbane.
in tempo secco
Le misure di controllo dei conseguenti impatti idraulici e ambientali sono solo parzialmente efficaci, in quanto:
Scarichi meteorici puntuali (senza trattamento se scarichi diretti. Solo controllo parziale, con successivo invio al trattamento, presso scaricatori di piena e, se esistono, vasche di prima pioggia)
Scarichi meteorici diffusi
in tempo piovoso
(senza trattamento )
Il canale Navile a Bologna
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CONTENUTI TECNICI Gli allagamenti dei territori urbani
PRECIPITAZIONE
Le strategie di controllo dei fenomeni di piena considerano unitariamente l’insieme delle due categorie di criticità, presenti o separatamente o congiuntamente:
ALLAGAMENTI URBANI
• la criticità delle piene urbane dovuta alla limitata capacità idraulica (trasporto e invaso) delle reti fognarie (dimensionamenti per T = 2-10 anni) • la criticità delle piene fluviali dovuta all’entità delle portate rispetto alla limitata capacità idraulica (trasporto e invaso) dei corsi d’acqua urbani.
RICETTORE
Schema idraulico
Depuratore BACINO URBANO
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CONTENUTI TECNICI Napoli ovest. Allagamenti bacino Arena S. Antonio Bacino Arena S. Antonio 21 km2
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CONTENUTI TECNICI Bacino Arena S. Antonio 21 km2
Napoli ovest. Allagamenti bacino Arena S. Antonio
17-18 settembre 2005 Soluzione prevista e realizzata in buona parte Rimozione criticità e potenziamento delle gallerie Arena S. Antonio e scolmatore Emissario di Bagnoli (T progetto = 50 anni)
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CONTENUTI TECNICI
Allagamenti bacino Lambro - Seveso - Olona
Monza. Esondazioni Lambro (T = 10 - 20 anni)
Milano. Esondazioni Seveso (T << 1 anno)
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CONTENUTI TECNICI Allagamenti bacino Lambro - Seveso - Olona Il Seveso e l’acqua alta a Milano A Milano dal 1976 si sono avute 104 esondazioni (in media 2.7 all’anno). Dal 2000 si sono verificate 44 esondazioni (in media circa 3 all’anno) Dal 2010 si sono verificate 20 esondazioni (in media oltre 4 all’anno) e precisamente: Anno 2010: 03/05, 14/05, 23/07, 05/08, 12/08, 18/09, 01/11, 16/11 Anno 2011: 27/05, 06/08 Anno 2012: 12/09 Anno 2013: 23/10
Anno 2014: 25/06, 08/07, 26/07, 29/07, 03/08, 20/08, 12/11, 15-16/11
L’acqua alta a Milano
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CONTENUTI TECNICI AdBPo- Controllo delle piene nel bacino idrografico Lambro – Seveso – Olona
Sup. totale bacino Lambro-Olona fino al Po 2'490 km2 Sup. urbana bacino Lambro-Olona fino al Po 722 km2 (29%) Sup. totale bacino Lambro-Olona fino a Milano 1'770 km2 Sup. urbana bacino Lambro-Olona fino a Milano 640 km2 (36%) Interventi di laminazione fluviale: n. totale aree di laminazione 33 volume complessivo 17'000'000 m3
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CONTENUTI TECNICI Bacino Seveso: 226 km2 (urbanizzata:100 km2)
Allagamenti bacino Lambro - Seveso - Olona Il Seveso e l’acqua alta a Milano T.Seveso, bacini urbani. Situazione attuale. Simulazione T = 100 anni 340'000
Modello idrodinamico. Risultati per evento T = 100 anni
320'000
280'000
240'000 220'000
Interventi fluviali lungo il T. Seveso Invasi di laminazione a nord di Palazzolo (Autorità di Bacino, AIPO e Regione Lombardia): n. 5 sistemi di invaso – volume = 4.8 Mm3
Totale Wall = -
782'100 m³
Totale Wfgn = 52'200 m³
160'000 140'000
100'000 80'000 60'000 40'000 20'000
40 l/s·haimp = Portata specifica limite da Normativa Regione Lombardia 89.13 l/s·haimp = Valore medio delle portate specifiche scaricate in Seveso
140 120 100
89 80 60 40 20
ce r4
ce r3
ce r2
21 se v-
20 se v-
19 se v-
18 se v-
17 se v-
16 se v-
15 se v-
14 se v-
13
12
se v-
se v-
11 se v-
10
0
Interventi nelle aree urbanizzate Pianificazione idraulica (“invarianza idraulica”) per eliminazione/riduzione dei volumi di allagamento urbani.
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ce r4
ce r3
0
9
8
7
6
1 se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
se v-
ce r2
2
2
1
1
1
5
1
4
1
3
1
2
1
1
1
1
0 1
se v-
T.Seveso, bacini urbani. Situazione attuale. Simulazione T = 100 anni
Portata specifica scaricata in Seveso
se v-
IMP)
se v-
9
-
9
Soluzione prevista Laminazioni urbane e fluviali
Totale Wsc = 1'966'400 m³
-
120'000
Portata specifica scaricata in Seveso (l/s·ha
CSNO
180'000
se v-
La portata di piena nella sezione di Palazzolo è di 150 m3/s, rispetto a 60 m3/s compatibili nel CSNO (25 m3/s nel CSNO a valle di Senago)
200'000
Volumi (m³)
All’interno delle aree urbanizzate si formano allagamenti per un totale di 782'000 m³ di invaso, mentre i volumi scaricati in Seveso dalle stesse aree sono pari a circa 2'000'000 m³
-
Volume allagamenti urbani
Volume immagazzinato nelle fognature
260'000
Criticità estese urbane e fluviali
Volume scaricato in Seveso
Volumi scaricati in Seveso Volumi allagamenti urbani Volumi nelle fognature
300'000
CONTENUTI TECNICI
São Paulo - Brasil 60 km 20 milioni abitanti
Rio Tamanduatei
Sottobacino Anhangabaù • superficie 5,4 km2 • impermeabilizzazione 78,5 % • allagamenti gravi 4 volte/anno
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CONTENUTI TECNICI São Paulo (Brasil) Allagamenti del bacino Anhangabaù rio Anhangabau
Feb. 2013
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CONTENUTI TECNICI
São Paulo - Brasil Rio Tamanduatei
Soluzione proposta Laminazione distribuita con rete di “supertubi “ (condotti circolari diam. 3.6 m o scatolari 3.2x3.2 m) Sottobacino Anhangabaù Lunghezza • superficie 5,4 km2 FASE collettori da • impermeabilizzazione 78,5 % TR costruttivagravi 4 volte/anno realizzare per • allagamenti
Prima Seconda Terza
10 25 100
fase (km) 7,5 3,5 8,0
Lunghezza totale (km)
Invaso totale (m3 x 1000)
7,5 11,0 19,0
77 113 200
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CONTENUTI TECNICI
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile Le modellazioni idrodinamiche fisicamente basate, estese congiuntamente alle aree urbane e al sistema ricettore, consentono una rappresentazione idraulica unitaria per una pianificazione del rischio idraulico e degli interventi sia interni ai centri urbani sia lungo il reticolo idrografico ricettore.
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CONTENUTI TECNICI
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile I piani del rischio idraulico urbano devono comprendere: − le misure strutturali e non strutturali di controllo per eventi fino a tempi di ritorno di 50 – 100 anni − le misure di protezione civile per le aree comunque soggette a rischio residuo per eventi ancora più straordinari (partecipazione pubblica del rischio idraulico).
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CONTENUTI TECNICI
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile Le nuove normative prevedono (es. Regioni Veneto, Emilia Romagna, Lombardia): − il rispetto del principio dell’INVARIANZA IDRAULICA per tutte le nuove edificazioni o ricostruzioni (impatto idraulico “zero” per tali aree) − la progressiva riconfigurazione dell’esistente per il contenimento degli impatti attuali.
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CONTENUTI TECNICI
Le aree di laminazione CONTROLLO PIENE CONTROLLO PIENE
RICARICA FALDE PAESAGGIO, RICREAZIONE, ALTRI USI
CONTROLLO PIENE CONTROLLO PIENE PAESAGGIO, RICREAZIONE, ALTRI USI
PAESAGGIO, RICREAZIONE, ALTRI USI
SERVIZI IGIENICI MANUTENZIONE STRADE
CONTROLLO QUALITA’ ACQUA E SUOLO
CONTROLLO QUALITA’ ACQUA E SUOLO PIOGGE = RISORSA (“RAINWATER HARVESTING")
in passato
RIUTILIZZAZIONE:
oggi
IRRIGAZIONE URBANA IRRIGAZIONE AGRICOLA INDUSTRIALE
Le aree di laminazione, destinate al controllo delle piene, rappresentano anche l’occasione per ripensare il rapporto tra i diversi elementi che caratterizzano il territorio e per valorizzare il paesaggio urbano o rurale. (EU Communication 2013 on “GREEN INFRASTRUCTURES”) (http://ec.europa.eu/environment/nature /ecosystems/)
Il progressivo sviluppo delle finalità degli invasi di laminazione [Walesh, 1989; USEPA, 1999]
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CONTENUTI TECNICI
Il Seveso e Milano AIPO-Agenzia Interregionale per il Fiume Po. Progetto aree di laminazione di Senago
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CONTENUTI TECNICI
Invasi laminazione
1
Portat a
Portata
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile Deflusso superficiale da tetti e strade (1, 2) Scarico in fognatura (6) Infiltrazione (3, 5)
Tempo
infiltrazione
Riduzione/annullamento delle portate meteoriche scaricate in fognatura mediante: separazione delle acque meteoriche dei tetti e coperture non soggette a scarichi inquinati laminazione in invasi superficiali e sotterranei infiltrazione (ove possibile in relazione alla permeabilità dei suoli e alla tutela delle falde) limitazione della portata immessa in fognatura o nei ricettori (con manufatto per controllo pubblico)
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CONTENUTI TECNICI
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile Aree di evaporazione, infiltrazione e laminazione
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CONTENUTI TECNICI Esempio di invarianza idraulica Lottizzazione privata Descrizione
SITUAZIONE ATTUALE
percent. sul totale %
Sup. (m²)
Sup. (ha)
24'890
2.49
TETTI
5'857
0.59
24%
STRADE INTERNE
1'399
0.14
6%
PARCHEGGI (IMPERMEABILI)
3'287
0.33
13%
2'797
0.28
11%
1'221
0.12
5%
10'330
1.03
42%
SUPERFICIE TOTALE
VIALETTI, MARCIAPIEDI, PISTE CICLAB., PIAZZETTE ALTRE AREE PAVIMENTATE (accessi, ecc.) AREE VERDI
Invaso necessario: 2.49 haimp x 0,58 x 1000 m3/haimp = 1500 m3
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CONTENUTI TECNICI Esempio di invarianza idraulica Nuova area ospedaliera di Parco della Trucca a Bergamo (2009 – 2011) • • •
Area ospedaliera di 27,5 ha. Parco di 22 ha. Portate uscenti nel limite di 20 l/s/haimp (PTUA Reg. Lombardia) Vasca prima pioggia da 50 mc/haimp (Reg. n. 3/2006 Reg. Lombardia) 5 Vasche di laminazione Vasca interrata di laminazione area ospedaliera
4 Vasche di laminazione Roggia Serio e aree extra urbane
Volume (mc)
Prima pioggia
1.000
Laminazione
5.000
Vasca interrata
24.000
Lago A
8.000
Lago B
24.000
Lago C
18.000
Totale
80.000
Portata meteorica massima uscente (compresi corsi d’acqua esterni) ~ 1,2 mc/s
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CONTENUTI TECNICI
Le strategie di drenaggio urbano sostenibile Esempio di invarianza idraulica Città della Salute a Sesto S. Giovanni (MI)
Aree coperte Padiglioni Aree esterne fruibili Aree verdi Area agricola Area Polo Tecnologico Superficie totale
3,30 ha 3,80 ha 6,40 ha 5,50 ha 1,50 ha 20,5 ha
Portata meteorica in fogna o nel reticolo superficiale 0 mc/s
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CONTENUTI TECNICI
Grazie per l’attenzione Relatore: Alessandro Paoletti, Politecnico di Milano www.pianeta-acqua.com
CONTATTI Alessandro Paoletti ETATEC STUDIO PAOLETTI Srl - Milano E-Mail: a.paoletti @etatec.it Telefono: 02 26681264 Cellulare: 335 8273798
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