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Le infrastrutture verdi per la gestione e la tutela delle risorse idriche: il progetto

GREEN4WATER

Prof. Attilio Toscano – Università di Bologna

Prof. Giuseppe Cirelli – Università di Catania

GREEN4WATER – Le infrastrutture verdi per la gestione e la tutela delle risorse idriche

INQUADRAMENTO PROGETTO

FONTE DI FINANZIAMENTO

MIUR PRIN – Progetti di ricerca di rilevante interesse nazionale – Bando 2015

DURATA

36 mesi (decorrenza 5 febbraio 2017)

UNITÀ OPERATIVE

Università di Bologna (coordinatore)

Università di Catania

Università di Padova

Università di Palermo

Università di Reggio Calabria

PAROLE CHIAVE


INTRODUZIONE

Acque meteoriche

Acque reflue

Deflussi superficiali

Misure naturali di ritenzione delle acque

Sistemi naturali di depurazione delle acque

Green Infrastructures (GI)

Strumento più promettente per la rinaturalizzazione delle città e in generale del te rritorio


INTRODUZIONE

Sistemi naturali per il disinquinamento dei corpi idrici

Metodi di ritenzione naturale delle acque (NWRM)

Il carattere multifunzionale delle GI consente l’assolvimento di diverse funzioni nello stessoluogo con impatti positivi negli ambiti tecnico-scientifico, socia le ed economico .


INTRODUZIONE

• Nel contesto italiano , le principalicriticità per un’ampia diffusione delle GIriguardano prevalentemente:

→ la mancata definizione di unanormativa specifica

→ l’assenza di opportune conoscenzetecniche e scientifiche sull'utilizzo e sullagestione .

OBIETTIVI

Valutazione e

ottimizzazione

delle GI oggetto di studio in diversi contesti climatici e regionali


INTRODUZIONE

→ del funzionamento

→ dell'applicabilità tecnica ed economica

→ della capacità di fornire servizi

→ dell'efficienza e delle modalità di gestione

Ambito produttivo (agricolo, agroindustriale, zootecnico)

Ambito urbano e peri-urbano


INTRODUZIONE

Sviluppo per un settore su cui le politiche comunit arie e nazionali prevedono e destinano un flusso sempre più crescente di investi menti e di risorse.

DEFINIZIONELe infrastrutture verdi (Green Infrastructures, GI)possono essere sinteticamente definite comesistemi integrati di infrastrutture naturali osemi -naturali che sono progettate e realizzateper fornire un'ampia gamma di serviziecosistemici sia in ambito rurale che urbano .

La loro principale caratteristica è assolverediverse funzioni nello stesso luogo .


STATO DELL’ARTE

A LIVELLO EUROPEOLa strategia europea (COM (2013) 249 final) riconoscendo che le GI possono apportare uncontributo significativo nelle aree dello sviluppo regionale, del cambiamento climatico e dellagestione dei rischi da disastro naturale, specifica che le GI devono diventare uno standardnella pianificazione spaziale e nelle politiche di svilupp o territoriale .

Tali infrastrutture, fornendo molteplici vantaggi, hanno la capacità di contribuirecontemporaneamente al raggiungimento degli obiettivi di diverse politiche chiavedell'Unione Europea: direttiva quadro sulle acque, dirett iva sul trattamento delle acquereflue, direttiva alluvioni, strategia sulla biodiversit à, azione sulla carenza d'acqua e lasiccità, strategia di adattamento ai cambiamenti climatic i, linee guida sul riuso delleacque reflue .


STATO DELL’ARTE

A LIVELLO NAZIONALEL’importanza delle GI per la gestione e la tutela della risorse idriche è stata evidenziata dalMinistero dell'Ambiente nell’ambito della Conferenza Nazionale del 2013 dedicata alla “greeneconomy” in cui veniva auspicata una politica di sviluppo e di investimenti su larga scala ininfrastrutture verdi , riconoscendo il grande beneficio di tali sistemi nei confronti delle criticitàambientali ed economico-sociali, particolarmente gravi in Italia per la crisi climatica, il consumodei suoli e il dissesto idrogeologico.


STATO DELL’ARTE

OBIETTIVI

Obiettivo principale → avanzamento delle conoscenze sul funzionamento e sullemodalità di utilizzo delle GI dedicate alla gestione sostenibile e al disinquinamento dellerisorse idriche, con il fine ultimo di promuovere e incrementare il loro utilizzo in Italia.

Obiettivi specifici → valutazione e l’ottimizzazione di:

1) funzionamento

2) applicabilità tecnica ed economica, capacità di fornitura di servizi

3) efficienza

4) modalità di gestione.

In tal senso, saranno presi in considerazione e valutati, con un approccio multidisciplinare , gliaspetti tecnico-ingegneristici legati al funzionamento idraulico e idrologico, quelli agronomici ebotanici riguardanti la vegetazione utilizzata nelle GI, e quelli economici e sociali che attengonoalla multifunzionalità di tali sistemi.


OBIETTIVI, METODOLOGIE, RISULTATI ATTESI

METODOLOGIE Saranno studiate e monitorate, mediante la messa a punto di appositi impianti sperimentali a scala pilota e reale realizzati in diversi contesti climatici e regionali,

GI destinate



a) all’ambito produttivo (agricolo, agroindustriale, zootecnico)

b) all’ambiente urbano e peri-urbano

a) Sistemi di fitodepurazione , di lagunaggio e fasce tampone per il trattamento delle acque di scarico di origine puntuale o diffusa



b) Sistemi naturali di ritenzione delle acque (Natural Water Retention Measures, NWRM), quali bacini di detenzione e di infiltrazione, giardini pluviali, tetti verdi, nonché sistemi di depurazione naturale delle acque reflue domestiche e delle acque di prima pioggia provenienti da strade o piazzali.



METODOLOGIE

a) Ambito produttivo (agricolo, agroindustriale, zootecnico)

Fasce tampone (Riparian Zones)

Le attività sperimentali riguarderanno il monitoraggio delle differenti funzioni ecosistemiche(rimozione di inquinanti, trattenimento di sedimenti, regolazione dei deflussi).

Sistemi di fitodepurazione (Constructed Wetlands)

Le attività sperimentali riguarderanno principalmente la valutazione dell’efficienza di rimozione(sia in termini chimico-fisici che microbiologici ai fini di un eventuale riutilizzo a scopo irriguo delleacque reflue depurate) e delle proprietà idriche del substrato (mediante misurazione in situdella conducibilità idraulica a saturazione, nel tempo, per analizzare i fenomeni di occlusione).



Lagunaggio (lagoons)

Gli aspetti che saranno analizzati riguarderanno la quantificazione dell'abbattimento dellesostanze inquinanti attraverso prove che utilizzano entità e tipi di carico diverse ed efficienza nonsolo in termini di rimozione ma anche di energia , nel caso di lagunaggio aerato artificialmente.



b) Ambito urbano/peri-urbano

Serbatoi di detenzione (Wet Bioretention Ponds), serbatoi d’infiltrazione ( InfiltrationPonds), giardini pluviali (Rain Gardens)

Gli sviluppi di ricerca che verranno affrontati riguardano due ambiti principali:

1) caratterizzazione idraulica del substrato , con particolare riferimento alla misurazione direttain-situ della velocità di infiltrazione del suolo che costituisce il bacino;

2) caratterizzazione della vegetazione da utilizzare, in modo da poter individuare le specie piùadatte a ricoprire le aree di bioritenzione e che abbiano al contempo una certa valenza estetica.



Tetti verdi (Green Roofs)

L’analisi riguarderà innanzitutto la caratterizzazione idraulica del substrato poiché esso deveconsentire un rapido drenaggio degli eccessi idrici ma al tempo stesso immagazzinare acqua asufficienza per assicurare la sopravvivenza della pianta e garantire l'effetto di regimazione. Inseguito si passerà anche alla caratterizzazione vegetale con riferimento alla valutazione dellaresistenza agli stress idrici da una parte, e della capacità di cattura del sistema deimicroinquinanti atmosferici dall’altra.

Sistemi di fitodepurazione (Constructed Wetlands)

Le attività sperimentali riguarderanno principalmente la valutazione dell’efficienza di rimozione (sia in termini chimico-fisici che microbiologici ai fini di un eventuale riutilizzo a scopo irriguo delle acque reflue depurate) e delle proprietà idriche del substrato (mediante misurazione in situ della conducibilità idraulica a saturazione, nel tempo, per analizzare i fenomeni di occlusione).



RISULTATI ATTESIOttenimento di informazioni e indicazioni per:

→ la corretta scelta (tecnica e economica)

→ la progettazione

→ l’implementazione

→ l’inserimento ambientale

→ la gestione e la manutenzione



In funzione di..

delle GI oggetto di studio.

- diversi contesti territoriali e climatici

- molteplici variabili previste(es: diverse tipologie di risorsa idrica, specievegetale utilizzata, carico idraulico ed organico,substrati, possibilità di riuso delle acque reflue)

come base per “linee guida” che potranno esseredivulgate anche a operatori del settore e/o adamministrazioni pubbliche che intendano sfruttare lepotenzialità delle GI.

WP 3 e 4 sono rivolti alla conduzione dell'attività sperimentale sulle GI rispettivamente inambito produttivo ed urbano/peri-urbano.

WP 3 (ambito produttivo) → Descrizione impianti

1) Fasce tampone

Sarà utilizzato un sito sperimentale allestito dall’UOR UNIPD, collocato tra il terreno coltivato e lascolina, con una lunghezza di circa 200 m, profondità di 40 m e pendenza verso la scolina di0,8%. Saranno predisposti diversi tipi di vegetazione e di profondità. I risultati delle attività disperimentazione saranno confrontati con quelli ottenuti su una parcella testimone dove lacoltivazione arriva fino al bordo della scolina.


IMPIANTI SPERIMENTALI

2) Fitodepurazione

Per quanto riguarda gli impianti di fitodepurazione in ambito di utilizzo produttivo, sarà condottaun'attività di ricerca, anche a scala reale, per il trattamento di acque reflue agro-industriali,zootecniche e di origine diffusa (agricola).

In particolare, l’UOR UNIBO (grazie a una collaborazione con il Consorzio del Canale EmilianoRomagnolo) metterà a disposizione per le attività di progetto un’area umida realizzata pressoun’azienda con indirizzo produttivo orticolo-cerealicolo.





Il sistema di fitodepurazione, che riceve leacque di drenaggio agricolo dell’azienda,ha una superficie di circa 3 ettari ed ècaratterizzato da un fondo scavato a -30cm dal piano di campo originario. Essa ècontornata da un'arginatura alta 90 cm esezione in sommità di 2,5 m per renderepossibile il transito ai mezzi meccaniciagricoli. L’interno della vasca èmeandrificato attraverso setti in terra nonrettilinei che creano un percorso idricolungo 470 m e largo 8-10 m.

Altro impianto di fitodepurazione è quello messo a disposizione dall‘UOR UNIRC a scala pilotaper il trattamento di reflui zootecnici. Esso prevede due vasche a flusso subsuperficiale(integrabili a quattro) dotate di dispositivo automatico di alimentazione idraulica.



3) Lagunaggio

È messo a disposizione dall’UOR UNIRC un impianto dilagunaggio collocato nello stesso sito di quello fitodepurantereflui zootecnici). Esso è costituito da quattro vasche della

capacità di 1500 litri cadauna con possibilità di deboleaerazione tramite dispositivi pneumatici per un confronto contrattamento del tutto anaerobico. Un ulteriore impianto pilota dilagunaggio sarà realizzato per il trattamento di reflui agro-industriali (oleari e/o agrumari).



WP 4 (ambito urbano/peri-urbano) → Descrizione impianti

1) Serbatoi di detenzione



L'UOR UNIPD dispone di uno stagnopermanente per la raccolta dei deflussi dipioggia da una superficie pavimentata dicirca 2300 m2. Esso è rappresentato da uninvaso impermeabilizzato di 9,4x7,3 m per1,65 m di profondità, sulla cui superficiesono disposte celle flottanti con varie pianteornamentali.

2) Tetti verdi

L’UOR UNIPD mette a disposizione delprogetto circa 40 microcosmi di tetti verdi (inPVC con dimensioni di 0,80x0,6x0,22 m), di cuitre testimoni (a ghiaia) e i rimanenti derivantidalla combinazione fattoriale di diversi:substrati di coltivazione, sistemi di accumulo edrenaggio e miscugli di specie vegetali.



3) Giardini pluviali

Saranno oggetto di sperimentazione duegiardini pluviali (con superficie di 10,5 e21 m2) messi a disposizione dall’UORUNIPD che ricevono l'acqua di pioggiaraccolta da un tetto con superficie pari acirca 220 m2.

Ulteriori impianti pilota saranno realizzatipresso l’UOR UNIPA anche al fine diverificare la risposta delle GI in diversicontesti climatici.



4) Fitodepurazione

L'UOR UNICT metterà a disposizionel'impianto di fitodepurazione a scala realedell'IKEA Store di Catania e un impiantopilota, da realizzare appositamente, per iltrattamento delle acque di prima pioggia deipiazzali e della viabilità interna del medesimocentro commerciale.

sistema di fitodepurazione per iltrattamento terziario delle acque refluedomestiche è costituito da un primo letto aflusso subsuperficiale (H1, 400 m2) e da dueletti a flusso subsuperficiale verticale (V1 eV2, 530 m2 ciascuno).



Inoltre, sarà studiato anche un sistema di fitodepurazione denominato Cascade WallSystem, messo a disposizione dall’UOR UNIPD, caratterizzato da una struttura terrazzata di7,5 m2 con sei linee di fitodepurazione.



Grazie per l’attenzione!

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