Concluso lo studio per il Parco Nazionale del Circeo (progetto europeo LIFE) relativo all’Analisi del bilancio idrologico del sistema lago di Fogliano – lago dei Monaci e strategie di riduzione dei fenomeni di eutrofizzazione e salinizzazione.

Per limitare la tendenza all’eutrofizzazione delle lagune costiere di Fogliano e Monaci, attualmente interne all’area del Parco Nazionale del Circeo, l’Ente gestore ha provveduto in passato alla deviazione degli originari corpi idrici immissari, caratterizzati da acque inquinate ricche di nutrienti. L’intervento, unitamente ad altre azioni di gestione ordinaria, ha portato ad un progressivo e netto miglioramento della qualità delle acque, a scapito tuttavia (a causa della scarsità di apporti di acqua dolce) di una salinizzazione dei copri idrici, a tenori anche superiori rispetto a quelli marini.

Hydrodata, in raggruppamento con DHI Italia, ha svolto su incarico dell’Ente Parco uno studio finalizzato all’approfondimento di dettaglio della conoscenza delle dinamiche idrologiche ed ecologiche dell’area in esame, relativamente alla condizione attuale, nonchè l’allestimento di strumenti modellistici in grado di rappresentare tali dinamiche e consentire la simulazione degli effetti di possibili interventi.

Si è proceduto ad una prima fase di costruzione di un quadro conoscitivo aggiornato e sistematizzato dei molti studi pregressi già condotti nell’area, unitamente a un’estesa attività di monitoraggio diretto in sito: quest’ultima ha riguardato: il rilievo in continuo dei principali parametri fisici necessari alla valutazione del bilancio idrologico del sistema dei due laghi; la caratterizzazione chimico-fisica su base mensile dei corpi idrici superficiali e sotterranei dell’area in esame (31 siti di monitoraggio complessivi); tre campagne di dettaglio con mappatura dei principali parametri indicatori del livello di qualità ambientale nei laghi e campionamenti per analisi chimiche di laboratorio su acqua e sedimenti.

È stato quindi allestito uno strumento modellistico completo, derivante dall’integrazione di codici di calcolo di tipo idrodinamico tridimensionale -superficiale e sotterraneo - ed ecologico (MIKE 3, MIKE SHE, ECOLAB di DHI), per la descrizione delle complesse dinamiche che caratterizzano l’ecosistema. Il modello è stato tarato sulla base delle informazioni ricavate dal quadro conoscitivo e degli specifici dati misurati; esso ha consentito la valutazione del bilancio idrologico dei laghi per l’anno di riferimento osservato (di particolare criticità dal punto di vista dello stress ambientale) e, a meno di termini connessi a regolazioni antropiche, per l’anno idrologicamente medio.

Lo strumento ha inoltre permesso la descrizione, con un adeguato livello di accuratezza, dell’evoluzione nell’anno di riferimento delle componenti che determinano la qualità ecologica del sistema, ovvero temperatura, salinità, ossigeno disciolto, ciclo dei nutrienti (fosforo e azoto), livelli trofici primari (fitoplancton, zooplancton, vegetazione bentica) ed alcuni parametri correlati.

È stato possibile infine utilizzare il modello integrato tarato per la simulazione degli effetti di 4 possibili scenari di intervento per ciascun lago, finalizzati al ripristino di condizioni ambientali tipiche delle lagune costiere salmastre; i risultati forniscono indicazioni per la progettazione di tali interventi secondo modalità tali da evitare un eccessivo sbilanciamento verso l’eutrofia del delicato equilibrio attuale dell’ecosistema.

Prosegue  il  monitoraggio dei corpi idrici superficiali e sotterranei nel sito della centrale elettrica a gas naturale E.ON di Livorno Ferraris (VC), attivo dal 2005. Hydrodata ha eseguito gli studi per la caratterizzazione idrogeologica preliminare dell’area interessata dalla realizzazione della nuova centrale e il monitoraggio dei corpi idrici nelle fasi di ante operam, corso d’opera e post operam, fino all’attuale monitoraggio di sorveglianza limitato ad alcuni punti di presidio.

Il piano di monitoraggio, particolarmente mirato alla tutela del biotopo di San Genuario situato a circa 1 km dalla centrale, prevede indagini sia quantitative che chimico-biologiche, su una rete di punti di misura (alcuni dotati di strumentazione fissa) sui corsi d’acqua della zona e su piezometri appositamente realizzati per il controllo della falda.

Hydrodata è stata incaricata da CVA - Compagnia Valdostana delle Acque, della progettazione di una nuova condotta forzata di lunghezza pari a circa 2.800 m che collega la diga del Gabiet a quota 2.373 m s.m. alla centrale di Gressoney a quota 1.642 m s.m., per un salto utile lordo di 731 m. Il territorio su cui si svilupperà il tracciato presenta come caratteristica principale l’inaccessibilità con i mezzi di cantiere, per cui si è reso necessario lo studio di soluzioni tecniche che prevedano l’impiego di teleferiche e di una logistica di cantiere tale da consentire l’avanzamento delle lavorazioni in totale autonomia, limitando gli spostamenti dei mezzi e delle maestranze. Nella definizione del progetto, in considerazione delle particolari difficoltà  operative sopracitate, si è posta  particolare attenzione all’ottimizzazione plano-altimetrica del tracciato, seguendo criteri volti alla limitazione degli scavi, pur evitando tratti di risalita della condotta. Oltre ad un tratto di galleria, da realizzarsi con scavo “in tradizionale”, necessaria per aggirare una borgata, su due tratti del tracciato è previsto il superamento di versanti ripidi mediante lo scavo di pozzi sub verticali con la tecnica del raise boring.

In continuità con le applicazioni modellistiche sul fiume Tanaro sviluppate nel 2009 a supporto della progettazione definitiva dei lotti autostradali a cavallo della città di Alba, Hydrodata ha aggiornato ed approfondito, mediante modello idrodinamico bidimensionale a fondo fisso, gli studi idraulici pregressi, adeguandoli alla nuova configurazione delle opere in progetto. In particolare si sono esaminati due tratti fluviali: il primo riguardante la città di Alba, ed in particolare il tratto interessato dall’adeguamento funzionale della tangenziale, il secondo relativo all’adeguamento funzionale della tangenziale di Asti. Nel caso di Alba si è trattato dell’aggiornamento degli studi eseguiti nel 2009, adeguandoli alla revisione progettuale delle opere relative al lotto 6 (tratto Roddi - Diga  Enel) e all’ex lotto 5, provvisoriamente sostituito dalla tangenziale esistente. Lo studio è stato integrato dall’analisi idrologica e idraulica relativa ai corsi d’acqua minori, affluenti del Tanaro, che interferiscono con l’infrastruttura viaria in esame, al fine di verificarne l’adeguatezza nel rispetto dei franchi di legge. Nel caso di Asti è stato predisposto un modello idrodinamico basato sul codice di calcolo Mike Flood del DHI Water Environment Health. In particolare gli alvei del fiume Tanaro e del torrente Versa sono stati modellati con approccio monodimensionale per meglio rappresentarne le caratteristiche geometriche della sezione incisa e dei ponti interferenti, e successivamente collegati dinamicamente alle adiacenti aree golenali, sia in destra che in sinistra, mediante speciali funzioni di  Mike Flood, nel rispetto delle reali quote spondali e arginali, e sono stati infine accoppiati al modello bidimensionale esteso all’intero territorio di possibile esondazione. In tal modo si è reso possibile simulare anche i diversi fornici esistenti attraverso il rilevato della tangenziale e ricostruire un profilo di piena in adiacenza alla stessa infrastruttura. L’approccio modellistico seguito ha consentito di verificare  l’adeguatezza idraulica delle opere principali di attraversamento sui due corsi d’acqua citati e, nel contempo, l’eventuale necessità di protezione delle scarpate della tangenziale rispetto alle effettive sollecitazioni idrodinamiche attese.

L’area SIN di Taranto rappresenta, come noto, una delle maggiori emergenze ambientali sul territorio nazionale, anche per la prossimità dei siti industriali all’area urbana;  per il SIN di Taranto, come per tutti i siti classificati dalla normativa come “di interesse nazionale”, il Piano della Caratterizzazione, l’analisi di rischio e il progetto di messa in sicurezza sono posti direttamente in capo al Ministero per l’Ambiente e il Territorio.

L’area SIN è costituita da una fascia costiera con sviluppo di 7,5 km circa, in adiacenza al porto commerciale, in cui sono localizzate alcune delle principali realtà industriali italiane (tra cui Petrolchimico ENI, stabilimenti ILVA, Marcegaglia). 

A seguito del Piano della Caratterizzazione, su incarico della SOGESID S.p.A. e per conto del Ministero dell’Ambiente e del Territorio, sono stati predisposti modelli di flusso di falda e trasporto dei contaminanti, a due  livelli di dettaglio, per differenti finalità.

Un modello a scala locale è stato realizzato a supporto del progetto definitivo di messa in sicurezza in emergenza di un’area interna al SIN (Area “ex Yard-Belleli”), tramite diaframmi plastici e sistemi di barriere idrauliche “pump and treat”; attualmente l’intervento modellizzato è in avanzata fase realizzativa.

Un modello di scala più ampia è stato successivamente realizzato a supporto sia dell’analisi di rischio che del progetto preliminare degli interventi di messa in sicurezza, finalizzati all’isolamento dell’intera area con barriere idrauliche, nell’ambito di un più esteso sistema pump and treat.

Il sistema acquifero modellizzato presenta una struttura particolarmente complessa, essendo costituito da potenti livelli di loppe, scorie e sabbie di fonderia, derivanti dall’industria metallurgica, che costituiscono estesi riporti che hanno modificato nei decenni la linea di costa verso mare, poggianti su depositi sabbiosi costieri e calcareniti. 

L’utilizzo del modello FEFLOW ha consentito di riprodurre in modo adeguato tale andamento estremamente eterogeneo degli acquiferi, tramite la potenzialità di specifico adattamento della griglia agli elementi finiti con i limiti stratigrafici e idrogeologici (schematizzati come “supermesh elements”). 

Per il modello di trasporto degli inquinanti è stata utilizzata l’opzione di FEFLOW per il trasporto multispecie, consentendo di simulare tutti i fenomeni di inquinamento nell’ambito di un unico ambiente modellistico; le simulazioni hanno in particolare riguardato la calibrazione sui dati di misura (oltre 650 punti di campionamento su tutta l’area) e gli scenari previsionali relativi ad una vasta gamma di inquinanti, principalmente composti organici e metalli e, in particolare:  Alluminio, Arsenico, Cromo VI, Ferro, Nickel, Piombo, Benzene, Benzo(a)antracene, benzo(a)pirene, benzo(k)fluorantene, tricloroetano, triclorometano 1,2 dicloropropano, dibromoclorometano.

L’applicazione del modello multispecie, che rappresenta una specificità del codice FEFLOW, ha consentito la calibrazione relativa al trasporto di tutti gli inquinanti nell’ambito di un unico ambiente modellistico,  consentendo di ridurre in modo esponenziale i tempi di calibrazione rispetto all’approccio basato su simulazioni separate, adottato dai modelli di calcolo più comunemente utilizzati nel campo delle simulazioni di trasporto; a partire dagli scenari previsionali ante-operam, il modello è stato applicato alla valutazione di interventi, prevalentemente di barrieramento idraulico.

Schematizzazione di strutture idrogeologiche complesse e lenti discontinue in area SIN Taranto,
tramite le potenzialità del gridding agli elementi finiti del codice FEFLOW 

Calibrazione del modello di flusso complessivo

Scenari di trasporto degli inquinanti

Nel processo di realizzazione di un gestore unico del servizio idrico integrato all’interno dell’ATO-3 “Torinese”, Hydrodata ha affrontato alcuni aspetti connessi alla caratterizzazione della consistenza e alla stima del valore economico degli impianti acquedottistici a servizio di 29 comuni della Provincia di Torino.

Al coordinamento del lavoro hanno partecipato, oltre all’Autorità d’Ambito, SMAT SpA e SAP  SpA.

Le diverse fasi dell’attività sono incentrate principalmente sulla stima del valore economico delle infrastrutture, a diversi livelli di approfondimento e dettaglio, sulla ricognizione della consistenza delle opere principali facenti parte della rete di ciascun comune e sulla predisposizione di un inventario delle opere stesse.

L’inquadramento preliminare dei sistemi acquedottistici ha condotto a una descrizione sintetica degli impianti sulla base delle caratteristiche tecniche delle canalizzazioni e delle opere connesse (captazioni, serbatoi, pompaggi, trattamenti), delle dimensioni della rete e  della funzionalità del sistema.

Il metodo di stima del valore economico, applicato per singola infrastruttura comunale, fa riferimento al Valore Attuale in Uso (VAU), ricostruito sulla base del costo storico indicizzato, a partire dal costo registrato contabilmente; tale costo viene riportato alla data di riferimento utilizzando coefficienti di attualizzazione e successivamente ridotto sulla base della vita utile del bene.
La procedura di valutazione ha fatto riferimento alla suddivisione della rete acquedottistica in categorie che assumono significato sia tecnico sia contabile: prese ed allacciamenti d’utenza, misuratori d’utenza, tubazioni e condutture, impianti di filtrazione e clorazione, impianti di sollevamento, serbatoi di accumulo, opere idrauliche fisse.

Su un campione rappresentativo dei comuni interessati è stato condotto, successivamente alla stima economica, un approfondimento che ha riguardato: l’analisi dettagliata delle caratteristiche strutturali della rete di distribuzione, al fine di rapportare il valore economico stimato con la dimensione delle opere nonchè il confronto con il personale tecnico comunale competente per il servizio in merito  alla consistenza della rete, al funzionamento e ai progressivi adeguamenti realizzati.

Per le categorie di opere che rappresentano, per ogni comune, la quota maggiore del valore economico dell’infrastruttura complessiva (normalmente, tubazioni e prese) è stata eseguita un’ulteriore quantificazione economica sulla base della stima del Valore a Nuovo, tramite la ricostruzione della consistenza delle opere  realizzate.

Il prolungamento della linea “M3” della rete metropolitana di Milano. Valutazione dell’impatto sul flusso di falda e definizione di interventi per la minimizzazione delle interferenze (cliente: MM - Metropolitana Milanese).

Il modello di flusso FEFLOW è stato applicato nell’ambito del progetto  di prolungamento della linea M3, nell’area metropolitana orientale di Milano: la nuova linea, di estensione 6,5 km, si sviluppa interamente in sotterraneo, pressochè totalmente sotto al livello di falda, nell’ambito di un acquifero alluvionale di spessore 40 m circa. Lungo la linea sono previste cinque stazioni, con opere di fondazione a profondità prossima alla base dell’acquifero; a supporto del progetto e delle valutazioni di interferenza con il flusso di falda sono stati realizzati vari modelli 3D a differente scala, sia a layer orizzontali che verticali.

La finalità dei modelli, come richiesto dagli Enti di controllo, è la valutazione dell’”effetto barriera”, con particolare riferimento all’effetto di rigurgito a monte dell’opera: tale elemento risulta di particolare rilevanza vista la già attuale prossimità della superficie di falda alle strutture interrate esistenti, nell’ambito di un settore metropolitano densamente urbanizzato. Altro aspetto “critico” è rappresentato nell’area dalla presenza dei fontanili, che costituiscono affioramenti naturali della superficie di falda connessi alla diminuzione della conducibilità idraulica nel settore inferiore della pianura milanese, estesamente utilizzati per l’alimentazione dei canali agricoli. Il modello, che ha riguardato tutta la linea in progetto, è stato applicato ad un maggiore livello di dettaglio nell’ambito delle “zone critiche”, in corrispondenza delle stazioni più profonde, a supporto del progetto di trincee drenanti per la riconnessione idraulica monte-valle e la conseguente riduzione dell’impatto sul flusso sotterraneo.

Dati di dettaglio in regime transitorio sono derivati in gran parte da un precedente modello di bilancio in ambiente MIKE SHE,  realizzato da DHI Italia per lo studio del cono di depressione metropolitano e la pianificazione dello sfruttamento della risorsa sotterranea; i dati di input da MIKE SHE, con passo giornaliero, hanno incluso il campo di valori della ricarica da precipitazioni e irrigazione, trasferimento per leakage verso gli acquiferi profondi, livelli idrici sia nel Lambro che nei principali canali irrigui non rivestiti. L’implementazione di dettaglio del modello ha inoltre richiesto una caratterizzazione integrativa specificamente finalizzata agli aspetti stratigrafici e idrogeologici, attraverso sondaggi geognostici e prove di permeabilità in foro.

La linea M3 in progetto e la griglia di simulazione ali elementi finiti

Applicazioni a scala locale del modello: valutazione degli effetti combinati della stazione “Pantigliate”
lungo la linea M3 e della galleria in progetto lungo la viabilità stradale (S.S. “Paullese”) 

Applicazioni a scala locale: a – simulazione di trincee di drenaggio; b – modello 3D a layers verticali

Hydrodata sta supportando i principali gestori idroelettrici del Piemonte (ENEL Produzione, ENEL Green Power, Tirreno Power) per la redazione del “Programma dei rilasci del deflusso minimo vitale” dagli invasi artificiali secondo le Linee Guida emesse dalla Regione Piemonte (DGR 80-1651 del 20/02/2011) in applicazione del Regolamento 8R-2007 sul DMV. Il “Programma dei rilasci”, che Hydrodata sta predisponendo per un totale di 22 dighe presenti sul territorio regionale, comprende la descrizione dell’impianto, la caratterizzazione ambientale (sulla base di indagini preliminari) del corso d’acqua sotteso e di siti di riferimento indisturbati, l’aggiornamento della valutazione idrologica del DMV e la relativa proposta di modulazione, il progetto del dispositivo di rilascio e la redazione del piano di monitoraggio per la valutazione degli effetti ambientali del rilascio.  

Nell’anno 2011 è proseguita l’attività di gestione idraulica delle oltre 120 stazioni idrometriche e di qualità dell’acqua costituenti la rete strumentale regionale del Piemonte, che Hydrodata segue da oltre un decennio insieme a SMAT. L’attività, che consiste principalmente nell’esecuzione di misure di portata con relativo aggiornamento delle scale di deflusso, nella verifica e segnalazione delle situazioni di anomalia e non funzionalità delle stazioni, nella definizione dei bilanci idrologici, nella manutenzione/taratura delle stazioni di qualità dell’acqua, è stata particolarmente impegnativa nell’anno appena passato per garantire un adeguato monitoraggio degli eventi di piena di significativa gravosità verificatisi a marzo (bacini appenninici), a giugno (bacini occidentali) e a novembre (bacini appenninici, bacini occidentali e asta del Po).