LE ACQUE DI PRIMA PIOGGIALE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA

LA NORMATIVALA NORMATIVA

PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANEINQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANE

SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLDELL’’INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI

DILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATEDILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATE

•• EuropaEuropa•• Normativa Nazionale Normativa Nazionale

Normativa RegionaleNormativa Regionale

•• AccumuloAccumulo•• LavaggioLavaggio•• Ingresso in fognaIngresso in fogna•• Trasporto nei condotti fognariTrasporto nei condotti fognari

RIUTILIZZO DELLE ACQUE METEORICHERIUTILIZZO DELLE ACQUE METEORICHE

Pioggia

ATMOSFERAATMOSFERA

SUOLOSUOLO

Pioggia

Pioggia

• emissione gassose civili e industrialiemissione gassose civili e industriali

•• traffico veicolaretraffico veicolare

•• particelle trasportate dal ventoparticelle trasportate dal vento

• sostanze discioltesostanze disciolte

•• sostanze colloidali e sospese (metalli, composti sostanze colloidali e sospese (metalli, composti organici e inorganici)organici e inorganici)

Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradaliFosforo

Utilizzo di fertilizzanti nelle aree verdi stradaliAzoto

Usura del manto stradale, veicoli, attività di manutenzioneSolidi

Fonte primariaInquinante

Perdite di lubrificanti, fluidi anti-gelo e idraulici,lisciviazione attraverso superfici asfaltateIdrocarburi

Superfici stradali, benzine, Sali sgelantiSolfati

Sali anti-geloCloruro di sodio /Calcio

Composti anti-geloCianuro

Parti meccaniche in movimento, scarichi delle autoManganese

Scarico del diesel e della benzina, oli lubrificanti,corrosione della carrozzeria, usura dei freni,

usura del rivestimento dei freni,superfici asfaltateNichel

Corrosione della carrozzeria, parti meccaniche in movimento, usura del rivestimento dei freniCromo

Usura dei pneumatici, pesticidiCadmio

Corrosione della carrozzeria, usura dei cuscinetti e delle spazzole, parti meccaniche in movimento,

fungicidi, pesticidi, insetticidiRame

Ruggine dei veicoli, strutture stradali in acciaio, parti meccaniche in movimentoFerro

Usura dei pneumatici, oli e grassi del motoreZinco

Scarichi delle auto, usura dei pneumatici, oli e grassi lubrificanti, usura dei cuscinettiPiombo

DEFINIZIONE

Legge Regione Lombardia 62 del 1985Legge Regione Lombardia 62 del 1985: “ Sono considerate acque di prima pioggia quelle corrispondenti per ogni evento meteorico ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull'intera superficie scolante servita dalla rete di drenaggio. Ai fini del calcolo delle portate, si stabilisce che tale valore si verifichi in quindici minuti ”.

First Flush

acque di pioggia che, defluendo nei PRIMI ISTANTI di un evento di precipitazione, sono caratterizzate da ELEVATE concentrazioni di sostanze inquinanti spesso superiori a quelle

che caratterizzano le acque reflue in tempo asciutto

NORMATIVA

EUROPA• Direttiva concernente il trattamento delle acque reflue

urbane (CEE 271/91)

• Direttiva relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti

agricole (CEE 676/91)

Raccolta 31.12.2005 trattamento

Primario (**) o Secondario

Raccolta 31.12.2005 trattamento

Primario (**) o Secondario

Raccolta 31.12.2005 trattamento

Primario (**) o Secondario

Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriat

o o Primario

Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato

AREE MENO

SENSIBILI

Raccolta 31.12.2000 trattamento Secondario

Raccolta 31.12.2000 trattamento Secondario

Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario

Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario

(*)

Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato

AREE NORMALI

Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato

Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato

Raccolta 31.12.1998 trattamento piu avanzato

Raccolta 31.12.2005 trattamento Secondario

(*)

Raccolta 31.12.2005 trattamento Appropriato

AREE SENSIBILI

>150 00015 000-150 00010 000-15 0002 000-10

0000-2000TIPO DI AREA

POPOLAZIONE EQUIVALENTE (1)

ITALIA D.Lgs. 152/99 (D.Lgs. 152/06) Articolo 39

Normativa REGIONALE

PUGLIA Piano Direttore a stralcio del Piano di Tutela delle Acque (2002)

Rispettare i limiti previsti dalla Tab. 4 all.5 D.Lgs.152/99

Rispettare i limiti previsti dalla Tab. 3 all.5 D.Lgs.152/99

Recapito su suoloRecapito in fogna o in acque superficiali

Raccolte in vasche a tenuta stagna

Stabilimenti industriali e piazzali in cui vi sia la possibilità di rilascio delle sostanze indicate in

Tab. 3 all.5 D.Lgs.152/99

Condotte separate (coperture, canalette, strade, rampe e piazzali in cui avvenga la

movimentazione di sostanze non pericolose)

Sottoposte a grigliatura e dissabbiatura

Reti fognarie separate

DEF. Prime acque meteoriche di dilavamento fino ad una altezza di precipitazione massima di 5 mm, relative ad ogni evento meteorico preceduto da almeno 48 ore di tempo asciutto, uniformemente distribuite sull'intera superficie scolante.

Le a

cque

di p

rima

piog

gia

prov

enien

ti da

Appendice I

EMILIA ROMAGNADirettiva concernente indirizzi per la gestione

delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne (D.G.R. n. 286 del 2005)

industria petrolifera;industrie/impianti chimici;impianti di produzione e trasformazione dei metalli trattamento e rivestimento superficiale dei metalli;stazione di distribuzione dei carburanti;depositi all’ingrosso di preparati/sostanze liquide

e/o solide, anche pericolose;depositi di veicoli destinati alla

rottamazione/attività di demolizione autoveicoli;depositi di rifiuti, centri di

raccolta/stoccaggio/trasformazione degli stessi.

Convogliate in fogna aziendale o in vasche e rispetto dei limiti previsti Tab. 3 all.5D.Lgs.152/99

Convogliate in fogna nera

Convogliate in fogna aziendale

Recapito in acque superficiali o suolo

Recapito in fogna

Aree non dotate di sistemi fognari

Aree dotate di sistemi fognariAree commerciali e industriali per le quali vi sia rischi di rilascio di sostanze pericolose

Esercizi commerciali–S<250 m2 e popolazione >10.000 abitanti;–S<150 m2 e popolazione <10.000 abitanti;

–250<S<2.500 m2 e popolazione >10.000 abitanti;–250<S<1.500 m2 e popolazione <10.000 abitanti;

Superfici impermeabili scoperte non suscettibili di essere contaminate con sostanze pericolose

Recapitati su suolo permeabili o corpi ricettori superficiali

Tetti

DEF. Acque di prima pioggia quelle corrispondenti ai primi 2,5 – 5 mm di acqua meteorica di dilavamento uniformemente distribuita su tutta la superficie scolante servita dal sistema di drenaggio (escluse le superfici coltivate).

Le a

cque

di p

rima

piog

gia

prov

enie

nti d

a

LOMBARDIARegolamento Regionale per lo smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree

esterne (R.R. n.4 del 2006)

Disposizioni di cui all’articolo 34, commi 1 e 2 del D.Lgs. 152/99 (scarico di sostanze pericolose)

Superfici scolanti destinate al deposito, al carico, allo scarico, al travaso e alla movimentazione delle sostanze indicate in tab. 3/A e 5 all. 5 del D.Lgs. 152/99.

Rispetto dei valori limite Tab.4 all.5 D.Lgs. 152/99 in zone non direttamente servite da rete fognaria e non ubicate in prossimità di corpi d’acqua superficiale

Superfici scolanti destinate al carico, alla distribuzione dei carburanti ed operazioni connesse e complementari nei punti vendita delle stazioni di servizio per autoveicoli

Rispetto dei valori limite Tab.3 all.5 D.Lgs. 152/99

Convogliate in vasche a perfetta tenuta ( V=50 m3/S.scolante (ha))

Rispetto dei valori limite di emissione adottati dal gestore del servizio idrico e approvati dall’Autoritàd’ambito.

Recapito in acque superficiali o suoloRecapito in fognaSuperfici scolanti di estensione maggiore di 2.000 m2

(escluse coperture e aree a verde) in cui si svolgono le seguenti attività:

DEF. Si definiscono acque di prima pioggia quelle corrispondenti, nella prima parte di un evento meteorico, ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta delle acque meteoriche.

industria petroliferaindustrie chimichetrattamento e rivestimento dei metalliconcia e tintura delle pelli e del cuoioproduzione della pasta carta, della carta e del cartone produzione di pneumaticiaziende tessili che eseguono stampa, tintura e finissaggio produzione di calcestruzzoautofficinedepositi di rifiutidepositi di rottamidepositi di veicoli destinati alla demolizione

Le a

cque

di p

rima

piog

gia

prov

enie

nti d

a

PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI PROCESSI CHE REGOLANO IL DILAVAMENTO DEGLI INQUINANTI DELLE SUPERFICI URBANEDELLE SUPERFICI URBANE

Volume acque meteoriche interessate dal First Flush

FATTORI IDROLOGICI

INTENSITÀ DELLA PIOGGIADurata precipitazioneALTEZZA TOTALE DELLA PIOGGIAForma idrogramma VOLUME TOTALE DI SCOLO

FATTORI CLIMATICI

TEMPO SECCO ANTECEDENTEIntensità di pioggia antecedentePeriodo dell’anno

CARATTERISTICHE DEL BACINO

ESTENSIONE (% impermeabile)PENDENZATIPOLOGIA DI SUPERFICIE (industriale, centro abitato)

CARATTERISTICHE RETE FOGNARIATIPOLOGIA (mista, separata)STRUTTURA (dimensioni, pendenza)

FASI FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DEGLI INQUINANTIFASI FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DEGLI INQUINANTI

ACCUMULO

LAVAGGIO

INGRESSO IN FOGNA

TRASPORTO IN FOGNA

• tipologia di insediamento (residenziale, industriale,…..)

• tempo secco antecedente l’evento meteorico

• intensità di pioggia

• durata della pioggia

• presenza di vegetazione

• granulometria del materiale accumulatosi sulla superficie

• portata che defluisce in condotta• granulometria materiale in ingresso• periodo di tempo secco• stagionalità• tipologia di insediamento

• geometria della rete fognaria• caratteristiche delle particelle (dimensioni, densità,…)• portata di ingresso

Individuazione dei volumi delle acque meteoriche interessate dal First Fush

ACCUMULO

• tipologia di insediamento (residenziale, industriale,…..)

• tempo secco antecedente l’evento meteorico

• frequenza ed efficienza della pulizia delle strade

Modello SWMM (1988)

( )( ) ( )ss dtDispdtDisps eMre1PimpA

DispAccu)Ma(dt ⋅−⋅− ⋅+−⋅⋅⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

Modello di SERVAT (1984)

ss dtAccu)dt(Ma ⋅=

35 kg/(giorno·ha)zone industriali

15 kg/(giorno·ha)zone commerciali

10 ÷ 25 kg/(giorno·ha)residenziali altamente abitate

5÷6 kg/(giorno·ha)zone residenziali scarsamente abitate zone

DILAVAMENTO

• intensità di pioggia

• durata della pioggia

• presenza di vegetazione

• granulometria del materiale accumulatosi sulla superficie

• pendenza del bacino Modello SWMM (1998)

)e1()t(Ma)t(Md)dtt(Md )dtwash)t(iArra( ⋅⋅−−⋅=−+

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

tim e (m in ute s)

TSS

(mg/

l)

wash =1

wash = 3

MASSA DILAVATA CUMULATA

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15time (minutes)

Cum

ulat

ive

mas

s (K

g)

INGRESSO IN FOGNA

• portata che defluisce in condotta• granulometria materiale in ingresso• periodo di tempo secco• stagionalità• tipologia di insediamento

Modello FLECCHER e PRATT (1981)

Sedimenti GIA in sospensione⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅⋅⋅

−⋅= V100

PQt

eCoCP=P(Q) percentuale di pozzetti con fluido miscelato

Sedimenti RIMESSI in sospensione ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−⋅=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

−VQt

eQKrC 1

KrMt <<0

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅⋅

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅

−⋅

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−⋅= VKr

QMVQt

KrVtMQ

eeQKrC 1

∞<< tKrMKr=Kr(Mt) rapporto di rilascio

Modello FLUPOL

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

⋅−+⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡−⋅= desK

dt

desKdt

e)tt(Fine1)t(Fs)t(Fin Δ

TRASPORTO IN FOGNA

• geometria della rete fognaria• caratteristiche delle particelle (dimensioni, densità,…)• portata di ingresso

Modello HYPOCRAS (Bertrand-Krajewski, 1993) Hp: condotto equivalente

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

+=

dt)t(Q)t(Mero)t(Me)t(Cent ii

i∑ ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅

⋅−⋅⋅⋅

=

ηiρsiwiρ)si(Fpi

IUρCTρ

Concentrazione entrante Capacità di trasporto della corrente

Se Cent<CT tutte le particelle potranno essere trasportate, in caso contrario parte di esse si depositeranno.

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

⋅++⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−⋅= Ksusp

dt

uscitaKsuspdt

inguscita e)dtt(Cse1)t(Cs)t(Cs

Dts=13 giorni Dts=2 giorni

• dipende dal tempo secco antecedente l’evento;

• si manifesta soprattutto per i solidi sospesi, il COD, l’azoto ammoniacale, Zn, Pb e Cu;

• il picco del pollutogramma anticipato rispetto a quello dell’idrogramma di piena e dello ietogramma

…. Il First Flush….

SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE SISTEMI NATURALI SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLDELL’’INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI DILAVAMENTO IN INQUINAMENTO DIFFUSO DELLE ACQUE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANIZZATEAREE URBANIZZATE

EFFETTO DELL’URBANIZZAZIONE: DEFLUSSI SUPERFICIALI

• Aumento della portata al colmo

• Diminuzione del tempo di corrivazione

• Riduzione della ricarica della falda

• Aumento dell’intensità e della frequenza delle piene fluviali

SISTEMI NON STRUTTURATISISTEMI NON STRUTTURATI

Prevenzione

• Rimozione di detriti da aree impermeabilizzate;

• Programmi di educazione del personale impiegato in lavori di immagazzinamento;

• Riduzione dell’esposizione alle piogge di materiali stoccati in piazzali;

• Pulizia delle strade e delle aree di parcheggio con macchine spazzatrici;

• Sistemi secondari per la deviazione e la raccolta provvisoria delle acque di pioggia

• Riduzione e conversione dei potenziali inquinati chimici utilizzati in varie applicazioni industriali ed agricole;

• controllo nello spargimento di fertilizzanti, pesticidi o diserbanti; • pulizia delle strade; • raccolta degli sfalci; • controllo degli scarichi abusivi di olii usati, detergenti, vernici nei collettori delle acque chiare; • controllo dei possibili passaggi o infiltrazioni dalle fognature.

SISTEMI STRUTTURATISISTEMI STRUTTURATI : BEST MANAGEMENT PRACTICES (BMP)BEST MANAGEMENT PRACTICES (BMP)

OBIETTIVI • Controllo delle portate• Riduzione o rimozione degli inquinanti

• Sedimentazione• Flottazione• Filtrazione• Infiltrazione• Assorbimento• Assimilazione• Conversione biologica• Degradazione

MECCANISMI

SISTEMI NATURALISISTEMI NATURALI

STAGNI (Ponds)

SISTEMI VEGETATI (Vegatated devices)

FILTRI ( Filter sistems)

AREE UMIDE ( Wetlands)

SISTEMI DI INFILTRAZIONE (Infiltration devices)

Con

trollo qu

alitativo e qu

antitativo

STAGNI (Ponds)

Presenza di zone parmanentemante allagate

CONTROLLO QUANTITATIVO: effetto volano

CONTROLLO QUALITATIVO: sedimentazione + assimilazione biologica

• Stagni TEMPORANEIValenza idraulica

• Stagni PERMANENTI

SISTEMI VEGETATI (Vegatated devices)

• FASCE FILTRO

• CANALI INERBITI

• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione)• Favoriscono l’infiltrazione nel suolo ricarica della falda• attenuazione LIEVE dei picchi di portata

• SISTEMI VEGETATI

FILTRI ( Filter sistems)

• FILTRO A SABBIA TRICAMERALI

• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione)• Trattano acque provenienti da piccole superfici• Trattano unicamente le acque di prima pioggia• Necessitano di manutenzione

• FILTRO A SABBIA SUPERFICIALE

AREE UMIDE ( Wetlands)

• Trattano acque a basso carico inquinante• Controllo delle portate• Migliorano la qualità dell’acqua (filtrazione, sedimentazione, processi biologici)

Rimozione di metalli pesanti, nitrati, idrocarburi, sostanze organiche

Caratteristiche fisiche del sistema:• rapporto tra la superficie scolante e SFE• tempo di residenza• portate e velocità di flusso nei vari comparti

• SISTEMI DI FITODEPURAZIONE ESTENSIVI

• BACINI UMIDI (simile a SFE ma con presenza massiccia di piante radicate >50%)

SISTEMI DI INFILTRAZIONE (Infiltration devices)

• Controllo quantità infiltrazione

• Controllo qualità rimozione inquinanti

VANTAGGI:SVANTAGGI:

• Inquinamento della falda

• BACINO DI INFILTRAZIONE

• POZZI ASCIUTTI

• PAVIMENTAZIONI DRENANTI

RIUTILIZZO ACQUE METEORICHERIUTILIZZO ACQUE METEORICHE

• Riutilizzo delle acque per scopi irrigui, domestici e industriali;• Riduzione del consumo della risorsa idrica