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Pierluigi Martini

SERVIZI IDRICI E QUALITÀ DELLA VITA NELL’AREA MEDITERRANEA. Qualche considerazione generale

WATER SERVICES AND QUALITY OF LIFE IN THE MEDITERRANEAN AREA. Some General Consideration


Si premette che la relazione si limita ad alcuni accenni generali e che le attività internazionali finalizzate alla protezione ed allo sviluppo del Mediterraneo hanno avuto di mira, alternativamente, le aree del bacino idrografico che alimenta questo mare, o l’insieme dei Paesi che si affacciano su di esso (area mediterranea), o la regione “euromediterranea”, estesa all’intera comunità europea. Si chiarisce che tra i “servizi idrici” si intendono qui comprese le attività riguardanti gli usi irrigui ed industriali. Si analizzano sinteticamente i caratteri del sistema idrografico mediterraneo, le tipologie di sviluppo del territorio, la storia del rapporto tra servizi idrici e qualità della vita e dell’ambiente. Da un rapido esame della situazione dei servizi idrici italiani e dei problemi riguardanti le acque fossili utilizzabili nei territori africani si traggono indirizzi e raccomandazioni di carattere generale sull’evoluzione dei servizi idrici nell’area mediterranea.

Ugo Moisello, Francesco Vullo

I MASSIMI DI PORTATA DELL’ADDA A LECCO

THE MAXIMUM DISCHARGES OF THE RIVER ADDA AT LECCO (ITALY)

Sommario
La memoria espone i risultati di un’analisi dei massimi annuali di portata dell’Adda a Lecco, all’uscita dal lago di Como. L’indagine è volta a mettere in rilievo gli effetti dei diversi interventi antropici nel bacino (costruzione di serbatoi alpini, sistemazione dell’alveo dell’emissario, regolazione del lago di Como per mezzo della diga di Olginate) attraverso il confronto di situazioni diverse, reali e ipotetiche, e a fornire stime attendibili, ricavate da una serie di osservazioni assai lunga, delle portate con tempi di ritorno elevati. Dall’analisi risulta che non solo la costruzione dei serbatoi alpini, ma anche l’aumento della capacità di portata dell’emissario ha l’effetto di diminuire le portate di piena, mentre la regolazione del lago, a fini irrigui e industriali, ha quello di aumentarle. (I livelli di piena del Lago di Como, invece, diminuiscono.) L’effetto complessivo è un aumento molto ridotto delle portate con tempo di ritorno fino a 50-100 anni. Le portate con tempo di ritorno elevato, invece, restano inalterate. La differenza tra portate al colmo e portate medie giornaliere, sempre trascurabile, per tempi di ritorno maggiori di 10 anni scompare del tutto.
Parole chiave: Piene, Analisi statistiche, Regolazione dei laghi, Gestione delle acque.

Summary
The paper presents the results of an analysis of the yearly maxima of the River Adda discharges at Lecco (Italy), at the Lake Como exutory. The analysis is aimed both to assess the impact exerted on floods by different kinds of waterworks in the basin (construction of reservoirs in the Alps, increase of flow capacity at the exutory, regulation of Lake Como by means of the Olginate Dam), by comparing different real and hypothetical situations, and to derive reliable estimates, based on a very long observation series, of high return period discharges. The analysis shows that not only the construction of alpine reservoirs, but also the improvement of flow capacity at the exutory decreases flood discharges, while the Lake Como regulation (for irrigation and power production) increases them. (The maximum lake levels, instead, decrease.) The overall effect is a slight increase of the discharges with return periods up to 50-100 years. The discharges with higher return periods, instead, remain unchanged. The difference betwen peak and mean daily discharge, always negligible, disappears altogether for return periods higher than 10 years.
Keywords: Floods, Statistical Analyses, Lake Regulation, Water Management.

Baldassare Bacchi, Matteo Balistrocchi, Giovanna Grossi

SULL’EFFICIENZA DELLE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA

ON THE STORMWATER CAPTURE TANK EFFICIENCY


Sommario
Il controllo degli scarichi in tempo di pioggia rappresenta uno degli strumenti essenziali nella mitigazione dell’impatto del drenaggio urbano sui corpi idrici ricettori e nel conseguimento degli obiettivi di qualità imposti dalla normativa in materia di tutela delle acque. L’accoppiamento di capacità d’invaso, quali le vasche di prima pioggia, agli scaricatori è di fatto il provvedimento più diffusamente consigliato. La sua reale efficacia è tuttavia legata a numerosi fattori, tra i quali uno dei più rilevanti è certamente il fenomeno di trasporto degli inquinanti noto come “first flush” che, purtroppo, non si dimostra sistematico né facilmente prevedibile. Diverse ricerche sono state condotte recentemente mediante analisi di tipo continuo, ovvero modellazioni che hanno preso in esame ampi orizzonti temporali e la naturale variabilità dei processi idrologici e di trasporto coinvolti. In questa memoria il problema della valutazione dell’efficienza di questi dispostivi strutturali è affrontato mediante metodologie di tipo analitico probabilistico, le quali offrono a differenza di altri approcci la possibilità di ricavare una rappresentazione del fenomeno mediante relazioni analitiche in forma chiusa.
Parole chiave: Metodi analitico probabilistici, Regimi pluviometrici italiani, Acque di prima pioggia, Curve di efficienza.

Summary
The wet weather overflow control represents one of the essential tools both for mitigating the impact of the sewer systems on the receiving waters and for achieving the quality targets enforced by the environmental protection laws. As a matter of fact the coupling of storage capacities, like stormwater capture tanks, and overflow devices is the most suggested practice for such a kind of application. Nevertheless its effective efficiency depends upon various factors: one of the most relevant among them is certainly the pollution delivery phenomenon known as “first flush”, that does not show to be systematic nor easily predictable. Several researches have been recently carried out based on the continuous analyses, which account for long time ranges and the natural variability of the involved hydrological and pollutant delivery dynamics. In this paper the performance assessment of these structural devices is faced by the analytical-probabilistic method since, unlike other approaches, it offers the chance to obtain an analytical closed form description of the phenomenon.
Keywords: Analytical-Probabilistic Methods, Italian Rainfall Regimes, First Flush, Efficiency Curves.

Carmine Di Nucci, Aniello Russo Spena

LA TEORIA DI BOUSSINESQ PER LO STUDIO DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA BIDIMENSIONALI STAZIONARIE

BOUSSINESQ’S THEORY FOR TWO-DIMENSIONAL STEADY FREE SURFACE FLOW

Sommario
È descritta la generalizzazione al caso delle correnti bidimensionali, stazionarie, a superficie libera, in presenza degli effetti legati alle irreversibilità termodinamiche del moto, della teoria di Boussinesq (1871) relativa all’onda solitaria. È dimostrato che l’impostazione che discende da tale teoria è equivalente al quella proposta dallo stesso Boussinesq nell’Essai sur la théorie des eaux courantes del 1877. È posto in evidenza che questo risultato, di interesse concettuale non secondario, fornisce indiscutibili elementi di giudizio sulla accettabilità delle ipotesi da adottare nella costruzione di modelli matematici monodimensionali in grado di simulare il carattere bidimensionale delle correnti a superficie libera.
Parole chiave: Correnti a superficie libera, Moti a potenziale di velocità, Equazione di Boussinesq.

Summary
It is described the generalization to the case of steady two-dimensional free surface flows, in the presence of the effects connected to the thermodynamic irreversibility of the motion, of Boussinesq’s theory (1871) concerning the solitary wave. It is shown that the approach coming from such theory is equal to that proposed by Boussinesq himself in the Essai sur la théorie des eaux courantes, dated 1877. It is also shown that this result, of non-minor conceptual interest, gives unquestionable elements of judgment on the acceptability of the hypotheses to adopt in the building of one-dimensional mathematical models capable of simulating the two-dimensional character of the free surface flows.
Keywords: Open Channel Flow, Potential Flow, Boussinesq’s Equation.

Francesco Gentile, Tiziana Bisantino, Fabio Milillo, Giovanni Romano, Giuliana Trisorio Liuzzi

IMPIEGO DI UNA SONDA OTTICA AD IMMERSIONE PER IL MONITORAGGIO DEL TRASPORTO SOLIDO IN SOSPENSIONE NEL TORRENTE CARAPELLE (PUGLIA SETTENTRIONALE)

USE OF AN INFRARED PROBE FOR THE SUSPENDED SEDIMENT TRANSPORT MONITORING IN THE CARAPELLE TORRENT (NORTHERN PUGLIA)

Sommario
I corsi d’acqua della Puglia settentrionale sono caratterizzati, durante gli eventi piovosi più intensi, da un trasporto solido in sospensione di notevole entità. Tale fenomeno rappresenta un efficace indicatore dei processi erosivi che interessano i versanti ed il reticolo idrografico. Le misure di trasporto solido disponibili ad oggi risultano quelle effettuate dal Servizio Idrografico e Mareografico dal 1933 al 1989. Allo scopo di riprendere le misure di trasporto solido, utilizzando tecnologie in grado di effettuare un monitoraggio in continuo, è stata realizzata sul torrente Carapelle una stazione sperimentale di misura. Lo strumento adottato è una sonda ottica ad immersione funzionante in doppia modalità (torbidità/solidi sospesi). La sonda è stata testata in laboratorio su miscugli con differente concentrazione e granulometria. Alla luce dei risultati conseguiti, lo strumento è stato sottoposto ad una fase di taratura in campo con verifica del dispositivo di alloggiamento. Così validati, i dati raccolti in tre anni di osservazione (gennaio 2007 – gennaio 2009) hanno permesso di analizzare, a scala di evento, le dinamiche del trasporto solido che si manifestano nel bacino in esame.
Parole chiave: Trasporto solido in sospensione, Torbidimetri, Monitoraggio in continuo.

Summary
Flood events in the north-western area of the Puglia Region (Southern-Italy) are characterized by a considerable amount of suspended solids. This phenomenon is a useful indicator of the erosion processes that affect the hillslopes and hydrographic network. In the main torrent the solid load was monitored until 1989 by the National Hydrographic Service using manual sampling. To accurately estimate the sediment transport during flood events and in order to improve the methodologies to assess and predict soil erosion, a watershed representative of the area (Carapelle torrent) was selected, where an experimental station was set up for the continuous measuring of suspended solids. The instrument is a dual function optical immersion probe (turbidity/sediment). It was tested in laboratory and calibrated in field to determine the relationship between optical and gravimetric data and to check the housing device. The high temporal resolution data collected over a 3-year period (2007-2009) were used to analyze the sediment transport dynamics at event scale.
Keywords: Suspended Sediment Transport, Turbidimeters, Continuous Monitoring.

Alberto Marini, Luca Cavallaro

VULNERABILITA’ DI UN LITORALE ANTROPIZZATO COSTITUITO DA CIOTTOLI E MASSI. Il caso di Riposto (Catania)

VULNERABILITY OF A HIGHLY ANTHROPIC LITTORAL MADE OF GRAVEL AND BOULDERS. The Case of Riposto (Catania)

Sommario
Le spiagge costituite da materiale di grossa pezzatura sono state solo raramente oggetto di studio, sia per la loro limitata diffusione, sia per le incertezze che ancora oggi esistono nella caratterizzazione di alcuni fenomeni . Il presente lavoro ha lo scopo di valutare la stabilità del tratto di litorale immediatamente a Sud del Porto di Riposto (Catania), costituito da ciottoli e massi in presenza di diverse opere. Per una corretta descrizione della mobilità del materiale è stata preventivamente studiata l’idrodinamica sia con modelli analitici sia con modelli numerici che risolvono le equazioni non lineari per acque basse. Note le caratteristiche idrodinamiche si sono valutate le dimensioni dei ciottoli mobilitabili da mareggiate caratterizzate da diversi tempi di ritorno. I risultati evidenziano una significativa mobilità dei sedimenti anche in corrispondenza di tempi di ritorno non elevati e inducono a proporre soluzioni con interventi atti a mitigare la vulnerabilità degli edifici per civili abitazioni e delle infrastrutture stradali litoranee.
Parole chiave: Spiaggia ciottolosa, Equazioni non-lineari per acque basse, Frangimento, Idrodinamica, Morfodinamica.

Summary
Boulder beaches have so far been a neglected subject, both because of the their relative rarity and because of the inherent difficulty to characterize their behaviour. The present paper is aimed at estimating the morphological stability of a boulder and gravel littoral zone, close to the Port of Riposto (Catania), which over the years has been the object of various beach protection measures. Both analytical and numerical models, these latter based on Non Linear Shallow Water Equations, have been used with storm wave data with various return period, in order to correctly evaluate the hydrodynamic conditions triggering the beach material movements. Results point out that high displacements can occur even for low return period storms, thus suggesting that that new beach protection measures must be take into account in order to mitigate the impact on houses and littoral infrastructures.
Keywords: Boulder Beach, Non-Linear Shallow Water Equations, Breaking, Hydrodynamics, Morphodynamics.

Ezio Baldovin, Nicola Brizzo

GORGE DI SUSA. Un serbatoio di demodulazione per l’impianto idroelettrico di Pont Ventoux

SUSA GORGE. A Demodulation Reservoir for Pont Ventoux Hydro Power Plant


Sommario
Nell’ambito di un importante programma di manutenzione straordinaria e sviluppo di Iride Energia S.p.A. (già A.E.M. di Torino S.p.A.) è stato progettato e costruito nell’Alta Val di Susa il nuovo Impianto Pont Ventoux-Susa da 150 MW. La produzione di energia ed il pompaggio sono realizzati in una centrale sotterranea ubicata tra i Serbatoi di Clarea e Susa. Quest’ultimo è lungo circa 1.100 m ed ha una capacità di 470.000 m3. Esso è formato da una diga sul Fiume Dora Riparia, 1 km a monte della Città di Susa, in un tratto della valle denominato“Le Gorge”. Le condizioni geostrutturali e le caratteristiche favorevoli dei calcescisti locali hanno determinato la scelta di una diga ad arco-gravità. Essa ha un’altezza massima di 57 m sulla fondazione. L’imposta è stata ricavata con uno scavo, nelle alluvioni di fondo, profondo 27 m. Il coronamento, a quota 537.75 m s.m., è largo 4 m ed ha una lunghezza di 92 m. Lo scarico di superficie è situato nella parte centrale della diga ed è dimensionato per una portata millenaria di 1100 m3/s. La galleria dello scarico di fondo principale, progettata per una portata massima di 142 m3/s, è ubicata in sinistra. Uno scarico di fondo sussidiario con portata massima di 49 m3/s è ricavato nel corpo diga. L’escursione giornaliera del livello idrico, per la regolazione delle portate scaricate ed il pompaggio, varia tra 515.0 e 531.2 m s.m.
Parole Chiave: Modellazione dell’imposta, Diga ad arco gravità, Serbatoio di demodulazione, Centrale sotterranea, Scarico di superficie.

Summary
The new 150 MW Pont Ventoux-Susa Plant has been designed and built in the Upper Susa Valley as a part of an important program of extraordinary maintenance and development of Iride Energia S.p.A. (once A.E.M. of Turin S.p.A.). The production of energy and the pumping are realized in an underground power station located between Clarea and Susa Reservoirs. The second one is about 1.100 m long and has a capacity of 470.000 m3. It is formed by a dam on the Dora Riparia River, 1 km upstream of Susa Town, in a stretch of the valley named “Le Gorge”. The geostructural conditions and the favourable characteristics of the local calcschists suggested to build an archgravity dam. It has a maximum height on the foundation plan of 57 m. The abutment has been excavated 27 m deep in the alluvium material of the valley bottom. The crest, at elevation 537.75 m a.s.l., is 4 m wide and has a length of 92 m. The spillway is located in the central part of the dam and is able to discharge a flow of 1100 m3/s with return time of 1000 years. The main bottom outlet tunnel, designed for a maximum discharge of 142 m3/s, is located on the left. A subsidiary bottom outlet with maximum discharge of 49 m3/s is present also in the dam body. The daily water level range, due to the regulation of the discharged flows and the pumping, varies between 515.0 and 531.2 m a.s.l.
Key Words: Abutment Modelling, Arch-Gravity Dam, Demodulation Reservoir, Underground Powerhouse, Spillway.

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