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PROGETTI E OPERE SRL C.R.E.A. SOC. COOP

REGIONE TOSCANA

PROVINCIA DI MASSA CARRARA

COMUNE DI CARRARA

AUTORITA’ PORTUALE DI MARINA DI CARRARA

PIANO REGOLATORE PORTUALE

DI MARINA DI CARRARA

STUDIO DELLA GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE

novembre 2014

DATA REVISIONE REDATTORE CONTROLLO APPROVAZIONE

30 NOV 2012 EMISSIONE ED GI EC

16 SET 2013 REV. 1 DL GI EC

25 NOV 2014 REV. 2 DL GI EC

NOME FILE: E_11_REV_02.DOCX DISTRIBUZIONE: RISERVATA

AUTORIT A’ PORTUAL E DI MARINA DI CARRARA STUD IO DELLA GESTION E DELLE AC QUE ME TEOR ICHE

PIANO REGOL ATORE PORT UAL E DI MARINA DI CARRARA

A.T.I. PROGETTI E OPERE S.R.L. (C.G.) – C.R.E.A. SOC. COOP. I

INDICE

1. PREMESSA ..................................................................................................................................... 1

2. CONTESTO DI RIFERIMENTO ....................................................................................................... 2

2.1 NORMATIVA .......................................................................................................................... 2

2.2 LA RETE FOGNARIA CITTADINA ......................................................................................... 3

2.3 STATO DI FATTO .................................................................................................................. 4

3. SISTEMI DI TRATTAMENTO .......................................................................................................... 7

3.1 CARATTERISTICHE DELLE ACQUE METEORICHE .......................................................... 7

3.2 SISTEMI DI RACCOLTA E TRATTAMENTO ........................................................................ 9

3.3 GESTIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE METEORICHE ............................................... 11

4. IL NUOVO LAYOUT PORTUALE E LE PREVISIONI DI PIANO .................................................. 14

4.1 LO SVILUPPO DELLE SUPERFICI ..................................................................................... 14

4.2 STIMA AFFLUSSI METEORICI ED ACQUE DI PRIMA PIOGGIA ...................................... 14

5. CONCLUSIONI .............................................................................................................................. 19



A.T.I. PROGETTI E OPERE S.R.L. (C.G.) – C.R.E.A. SOC. COOP. 1

1. PREMESSA

L’Autorità Portuale ha affidato alla scrivente ATI, con Delibera del Comitato Portuale n.57 del 20.12.2010, il servizio di redazione del Piano Regolatore Portuale del Porto di Marina di Carrara con contratto stipulato in data 17.02.2011 (repertorio n. 5/2011 registrato a Carrara il 22.02.2011 al n.31).

La redazione del Piano Regolatore Portuale di Marina di Carrara prevede la stesura degli studi di settore a supporto dello stesso, come prospettato dalle Linee Guida di indirizzo strategico dell’Autorità Portuale di Marina di Carrara per la redazione del Piano Regolatore Portuale di Marina di Carrara e previsti da contratto. Tra gli studi di settore si inserisce il presente “Studio della gestione delle acque meteoriche”.

Nella redazione di un piano risulta evidente che le scelte strategiche da adottare si ripercuotono sui vari comparti ambientali territoriali quali l’atmosfera, gli agenti fisici e la qualità delle acque. Ne consegue che, un adeguato dimensionamento dei sistemi di raccolta, trattamento e smaltimento delle acque di dilavamento delle superfici, seguito da un’opportuna gestione degli impianti, è di fondamentale importanza nelle politiche di salvaguardia ambientale e di qualità della vita.

Nel presente studio è stato valutato lo stato del sistema fognario e di raccolta delle acque piovane presenti nel porto; inoltre sono state studiate le possibili soluzioni da adottare per lo smaltimento delle acque, in merito all’ampliamento delle superfici portuali previste dal PRP.

L’obiettivo strategico principale nella gestione delle acque meteoriche dell’area portuale è quello di garantire un esercizio sostenibile, in modo tale da ridurre al minimo l’impatto derivante dallo scarico delle acque nel corpo idrico ricettore.

Il presente studio contiene anche una possibile configurazione delle infrastrutture destinate alla nautica da diporto da realizzare nel territorio del Comune di Massa, esterno alla circoscrizione dell'Autorità Portuale, ai soli fini stabiliti nei protocolli di intesa del 12.07.2008 e 30.12.2009.

Sono state altresì condotte le opportune verifiche che dimostrano che le opere previste nella circoscrizione portuale dal Piano Regolatore Portuale possono essere realizzate anche indipendentemente dalla realizzazione del Porto Turistico di Massa senza conseguenza alcuna.

In tal senso vanno letti tutti i documenti di supporto al Piano Regolatore Portuale.




2. CONTESTO DI RIFERIMENTO

2.1 NORMATIVA

Nella legislazione nazionale non esiste un riferimento specifico alla qualità delle acque meteoriche di dilavamento, alle metodologie di controllo delle stesse e alle relative concessioni allo scarico in un corpo idrico ricettore.

Secondo il Testo Unico in materia ambientale (D. Lgs. 152/06) e successive modifiche ed integrazioni, la disciplina delle forme di controllo degli scarichi delle acque meteoriche spetta alle singole regioni (art. 113).

Le Regioni disciplinano anche i casi in cui può essere richiesto che le acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne siano convogliate e opportunamente trattate in impianti di depurazione per particolari casi nei quali, riguardo alle attività svolte, vi sia il rischio di dilavamento dalle superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose o di sostanze che creano pregiudizio per il raggiungimento degli obiettivi di qualità dei corpi idrici.

La Regione Toscana in attuazione del D. Lgs. 152/06, ha emanato la L.R. 20/06 (Norme per la tutela delle acque dall’inquinamento).

La legge fa distinzione tra acque meteoriche dilavanti contaminate (AMC) e non contaminate (AMDNC); le prime fanno riferimento alle acque meteoriche dilavanti derivanti da attività che comportano oggettivo rischio di trascinamento di sostanze pericolose o di sostanze in grado di determinare effettivi pregiudizi ambientali.

Le acque dilavanti non contaminate (AMDNC), come definite nelle legge citata, sono acque meteoriche derivanti dal dilavamento di superfici impermeabili non adibite allo svolgimento di attività produttive, ossia: le strade pubbliche e private, i piazzali di sosta e di movimentazione di automezzi, parcheggi e similari, anche di aree industriali, dove non vengono svolte attività che possono oggettivamente comportare il rischio di trascinamento di sostanze pericolose o di sostanze in grado di determinare effettivi pregiudizi ambientali.

Sono comprese tra le AMC le acque di prima pioggia (AMPP), definite come acque corrispondenti, per ogni evento meteorico, ad una precipitazione di cinque millimetri uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete di drenaggio.

Nelle Legge Regionale 20/06 è comunque previsto un caso specifico in cui le AMPP sono assimilate ad AMDNC, e cioè quando non siano entrate in contatto con altre acque e derivino esclusivamente da tetti o tettoie di edifici, o altre strutture impermeabili simili che non comportino rischio di contaminazione.

Lo scarico di AMPP derivanti da aree pubbliche è sempre ammesso e non richiede autorizzazione se rispetta le seguenti condizioni (art. 8):

compatibilità della rete fognaria dal punto di vista idraulico con le portate immesse nella medesima;

caratteristiche qualitative e quantitative delle AMPP scaricate tali da non compromettere l’efficienza depurativa dell’impianto di depurazione;

preventivo assenso del gestore del servizio idrico integrato nel caso di fognatura mista o di condotta nera di fognatura separata.

Se le AMPP derivano da aree non pubbliche, devono essere sottoposte ad idoneo trattamento di depurazione prima dello scarico in pubblica fognatura (o in altri sistemi privati).

Lo scarico di AMC è comunque soggetto ad autorizzazione rilasciata dall’ente competente per tipologia di ricettore nel rispetto delle disposizioni a tutela della qualità delle acque e dell’ambiente previste dalla normativa nazionale e regionale per lo scarico di acque reflue industriali.




2.2 LA RETE FOGNARIA CITTADINA

Nella città di Carrara esiste una rete di collettamento delle acque nere, una delle acque meteoriche ed una mista (cfr. Figura 2.1); nella città di Massa è presente una fognatura bianca ed una nera (cfr. Figura 2.2).

Il servizio di depurazione e fognatura è gestito dalla Società G.A.I.A. S.P.A..

La zona portuale si trova quindi in prossimità della rete urbana di smaltimento delle acque nere e delle acque meteoriche, e quindi può essere conveniente effettuare l’allacciamento al sistema.

Figura 2.1. Stralcio della planimetria degli impianti e delle reti tecnologiche del comune di Carrara (fonte: Piano Strutturale di Carrara – Variante Generale 2009, Stralcio Tavola QC.9)

Figura 2.2. Stralcio della planimetria delle reti fognarie del comune di Massa (fonte: Piano Strutturale di Massa, Stralcio Tavola A 12.b)




2.3 STATO DI FATTO

La rete fognaria all’interno dell’area portuale è stata ultimata con i “Lavori di completamento della rete fognaria portuale di Marina di Carrara” sostenuti dall’Autorità Portuale (2011); si tratta di un sistema fognario duale costituito da due reti separate che raccolgono rispettivamente le acque sanitarie e le acque meteoriche.

I sistemi separati sono generalmente caratterizzati da condotti per le acque piovane di dimensioni simili a quelli di una rete unitaria, mentre i condotti delle acque reflue sono nettamente inferiori, stante le minori portate che vi circolano.

Per questo motivo, visto la mancanza dell’apporto di acqua piovana, la rete delle acque nere è generalmente più delicata rispetto alla rete unitaria, poiché le dimensioni ridotte e l’assenza di forti portate in corrispondenza di eventi meteorici, comportano un aumento delle probabilità del fenomeno di sedimentazione delle sostanze trasportate e quindi un conseguente intasamento delle condutture.

Un’adeguata manutenzione e la presenza di dispositivi di cacciata nei condotti delle acque reflue è quindi fortemente consigliata per evitare l’insorgenza del fenomeno.

Il sistema di raccolta delle acque all’interno dell’area portuale di Marina di Carrara è descritto di seguito.

Nel molo di Levante è presente un sistema separato di acque nere e acque di prima pioggia. Il sistema delle acque nere è stato completamento rinnovato con un sistema di collettamento a pressione (tubazione in P.E.A.D. PN 10), che segue l’evoluzione del vecchio sistema di raccolta delle acque nere a gravità.

Nell’impianto sono presenti una serie di camere di ispezione/rilancio dotate di un doppio sistema di sollevamento e delle camere di ispezione ogni 100-120 m: l’impianto fognario è collegato infine con la rete fognaria urbana.

Nella banchina è presente anche un collettore di acque bianche formato da un sistema di canalette monolitiche (drenaggio lineare) tipo ACO DRAIN® Monoblock o similari (cfr. Figura 2.3) che sfociano in apposite vasche per il trattamento delle acque (filtrazione fisica in continuo utilizzando cartucce filtranti ricaricabili).

Figura 2.3. Monoblocco tipo ACO DRAIN® (Fonte: http://www.aco.it)

http://www.aco.it/




Il sistema utilizzato è quindi costituito da elementi prefabbricati in cui la griglia ed il corpo canale sono un unico elemento monolitico. Dopo il trattamento, le acque trattate vengono scaricate direttamente a mare tramite tubazioni in PVC. Le utenze allacciate alla rete fognaria nera del molo di Levante sono:

in banchina Fiorillo quattro utenze dell’Autorità portuale, quattro utenze Servizi Tecnici, un’utenza Piloti, un’utenza Zona Lavaggio ed un’utenza Officina Portuale;

in banchina Buscaiol un’utenza Bar, un’utenza Sede ex Capitaneria ed un’utenza Uffici Impresa Portuale.

Il sistema di raccolta delle acque meteoriche è presente anche nella porzione del piazzale Città Di Massa già realizzato, suddiviso in più superfici scolanti.

La stessa configurazione è presente anche nella banchina di Ponente con sistema di acque nere ed acque di prima pioggia separato. Anche in questo settore si utilizza un sistema di canalette monolitiche (drenaggio lineare) tipo ACO DRAIN® Monoblock o similari, che sfociano in vasche per il trattamento delle acque (filtrazione fisica in continuo utilizzando cartucce filtranti ricaricabili).

Le utenze allacciate alla rete fognaria nera del molo di Ponente sono:

in banchina Taliercio due utenze per Magazzini Merci Varie;

in banchina Chiesa un’utenza per Guardia di Finanza.

In Figura 2.4 è riportata la planimetria delle superfici scolanti del molo di Levante e di Ponente presenti nel porto (fonte: “Lavori di completamento della rete fognaria portuale di Marina di Carrara”).




Figura 2.4. Planimetria delle superfici scolanti del Molo di Ponente, di Levante e del Piazzale Città di Massa (fonte: Autorità Portuale Marina di Carrara, “Lavori di completamento della rete fognaria portuale di Marina di Carrara”)




3. SISTEMI DI TRATTAMENTO

3.1 CARATTERISTICHE DELLE ACQUE METEORICHE

Le acque meteoriche che scorrono superficialmente nell’area portuale sono spesso potenzialmente inquinanti poiché sono presenti sostanze disciolte, colloidali e sospese di natura diversa. Il carico inquinante deriva anche dal dilavamento atmosferico, legato alle emissioni gassose antropiche, al traffico veicolare ed a fenomeni atmosferici.

Scorrendo sulle superfici, l’acqua meteorica si arricchisce di sostanze inquinanti depositate in tempo secco. Gli inquinanti sulle superfici derivano dalla deposizione atmosferica, dal traffico veicolare (usura dei pneumatici, combustione carburanti, corrosione carrozzeria, impianto frenante), dal’erosione del manto stradale e da rifiuti organici derivanti dalla vegetazione, quando non da depositi di materiali e sostanze sui piazzali.

Dal processo di dilavamento atmosferico si possono generare solidi sospesi ed inquinanti quali:

azoto;

fosforo;

piombo:

zinco;

ferro e rame.

Al successivo processo di dilavamento delle superfici stradali, le acque meteoriche si arricchiscono di metalli e altre sostanze come:

cadmio;

cromo;

nichel;

manganese;

olii ed idrocarburi.

Nel porto di Marina di Carrara è molto sviluppato il traffico di prodotti lapidei: la movimentazione di questi materiali, dovuta sia al traffico veicolare all’interno dell’area portuale, che ai dispositivi di carico e scarico delle merci, provoca un ulteriore aumento del particolato che si deposita sulle superfici.

Altra fonte di inquinamento da non trascurare è relativa al rilascio accidentale di sostanze oleose ed idrocarburi, sempre dovuti alla presenza di automezzi in sosta o in fase di carico e scarico: pur trattandosi di eventi eccezionali, è comunque consigliabile anche un trattamento di rimozione di queste sostanze dalle acque meteoriche raccolte.

La Tabella 3.1 (Ball et al., 1998) riporta le principali sostanze inquinanti depositate sul manto stradale in relazione all’attività di natura antropica da cui sono state prodotte: il traffico veicolare che insiste nel porto è tra le principali cause di inquinamento dell’acqua meteorica.

Le concentrazioni dei vari inquinanti dipendono da fattori idrologici (intensità di pioggia e volumi totali), climatici (tempo secco antecedente l’evento meteorico), da caratteristiche del bacino (estensione, pendenza, tipo di superficie, livello di permeabilità) e dalle attività principali che si svolgono nell’area soggetta all’evento meteorico (verniciatura, stoccaggio sostanze oleose, movimentazione sostanze polverulente, zone di traffico veicolare, ecc.).

La durata dell’evento meteorico è un altro fattore che condiziona la qualità del carico inquinante: se si considerano le acque di prima pioggia, cioè i primi 5 mm di ogni evento di pioggia indipendente, uniformemente distribuiti sull’intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta delle acque meteoriche, queste sono caratterizzate da elevate concentrazione di sostanze inquinanti.




Tabella 3.1 Inquinanti depositati in superficie e le relative fonti di emissione (Ball et al., 1998)

La concentrazione di sostanze inquinanti all’interno delle acque di dilavamento dipende anche dalla tipologia di superficie di scorrimento; le zone industriali contribuiscono maggiormente all’inquinamento delle acque meteoriche, di contro le zone residenziali e commerciali producono delle acque meno inquinate.

Gioca un ruolo fondamentale anche il tempo trascorso dall’ultimo evento meteorico (o dall’ultima pulizia della strada); per tempi brevi, infatti, non vi è nessuna differenza considerevole tra acque di dilavamento di superfici industriali e residenziali (cfr. Figura 3.1).

Figura 3.1. Valori di concentrazione di solidi sospesi in dipendenza del tempo e del tipo di superficie (Sartor e Boyd, 1974)




Un altro paramentro che varia a seconda della superficie scolante è la qualità dell’acqua; come evidenziato dalla Tabella 3.2, a seconda della tipologia di traffico che interessa la strada, si può avere una variazione significativa dei singoli inquinanti.

Tabella 3.2. Concentrazioni medie di alcuni inquinanti nelle acque di dilavamento di dierse tipologie di strade nel bacino di Marquette (Papiri e Todeschini, “Qualità e controllo delle acque di dilavamento di infrastrutture viarie”)

3.2 SISTEMI DI RACCOLTA E TRATTAMENTO

Il sistema di raccolta e trattamento delle acque meteoriche deve essere opportunamente valutato in base alle caratteristiche fisico-chimiche delle acque. Indicazioni più dettagliate sui sistemi di trattamento si ritrovano nelle “Linee guida di indirizzo per gestione acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia in attuazione della deliberazione G.R. n.286 del 14/2/2005”. Per il dimensionamento dell’impianto bisogna fare affidamento alla norma europea UNI EN 12056-3.

Si consiglia di utilizzare un sistema di drenaggio separato dal sistema delle acque nere, in modo tale da non gravare ulteriormente sulla rete fognaria urbana. Nella scelta delle dimensioni dell’impianto di raccolta e delle tubazioni bisogna tenere in considerazione le portate di pioggia.

Una corretta manutenzione del sistema di collettamento è fortemente consigliata in quanto riduce sensibilmente il fenomeno di intasamento dei tubi dovuto al deposito di materiale, rendendo inefficace la raccolta stessa.

Le caratteristiche principali dei sistemi di trattamento delle acque meteoriche devono essere:

separare le acque di prima pioggia da quelle successive;

rimuovere gli inquinanti;

smaltire con opere separate le acque di prima pioggia dalle successive;

consentire il prelevamento distinto di campioni delle acque di prima pioggia e di quelle successive.

I sistemi di trattamento devono essere progettati in modo tale da garantire la separazione delle acque di prima pioggia dalle restanti. Per questo motivo una soluzione ottimale è rappresentata dalle vasche di accumulo costituite da serbatoi interrati in cemento armato o altro materiale (cfr. Figura 3.2), con modalità di svuotamento differito nella rete fognaria o in impianto di trattamento.

Questi serbatoi devono garantire una capacità di accumulo delle acque di prima pioggia e uno sfioro continuo delle acque di seconda pioggia che vengono direttamente inviate al corpo idrico ricettore (scolmatori laterali).




Come dispositivi di trattamento si possono utilizzare vasche di sedimentazione e unità di filtrazione; un’ottimo dispositivo di trattamento è lo schema di filtro a sabbia, rappresentato in Figura 3.3.

I filtri a sabbia in superficie sono sistemi che possono trattare esclusivamente il deflusso di prima pioggia e sono formati da:

camera di by-pass per proteggere il sistema da deflussi troppo grandi;

camera di sedimentazione che provvede al pretrattamento;

camera di filtrazione formata da un letto di sabbia.

Figura 3.2. Serbatoio di accumulo di acque meteoriche [fonte: http://www.greenplumbingtechnology.com]

Figura 3.3. Schema di filtro a sabbia (Papiri e Todeschini, “Qualità e controllo delle acque di dilavamento di infrastrutture viarie”)




3.3 GESTIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE METEORICHE

La gestione delle acque piovane si deve basare su una visione più ampia di uso sostenibile ed efficiente della risorsa idrica; l’acqua meteorica raccolta non si considera più rifiuto ma risorsa da riutilizzare per molteplici usi. Tale approccio permette di progettare la struttura fognaria allo scopo di ottimizzare il sistema nel suo complesso.

Per contenere i deflussi delle acque piovane bisogna considerare delle tecniche di gestione sostenibile delle acque meteoriche; in questo modo oltre a contenere i volumi da trattare, si migliora la qualità delle acque di dilavamento permettendo quindi un’ottimizzazione della gestione del fenomeno.

La gestione sostenibile delle acque meteoriche deve essere attuata in modo tale da:

contenere i deflussi delle acque meteoriche;

infiltrare opportunamente nel terreno le acque meteoriche;

raccogliere, trattare e riutilizzare la risorsa idrica.

Le finalità gestionali sono quindi riconducibili ad una riduzione dei volumi da smaltire, favorendo l’infiltrazione nel terreno, ad una riduzione del carico inquinante delle acque di pioggia e al recupero e riutilizzo della risorsa idrica.

In questo modo le acque meteoriche diventano un’ulteriore risorsa rinnovabile da potere utilizzare in attività dove non è richiesta una qualità delle acque particolarmente elevata: deve quindi essere prevista una rete di distribuzione delle acque meteoriche trattate.

Per attuare le finalità di una gestione sostenibile delle acque meteoriche bisogna adottare degli interventi di BMP (Best Management Practice) che mirano a trattare in loco le acque di drenaggio per un successivo possibile riutilizzo.

La scelta, il dimensionamento e l’applicabilità delle BMP dipende da molti fattori legati alle caratteristiche proprie dell’area specifica di intervento. A livello programmatico, le azioni da intraprendere devono prevedere dunque:

pavimentazioni permeabili lungo i percorsi stradali e le aree pedonali all’interno dell’area portuale;

trattamento con aiuole vegetali e canali filtranti delle acque di dilavamento dei parcheggi;

trincee filtranti ai margini delle pavimentazioni stradali.

Le pavimentazioni permeabili vengono costruite utilizzando elementi modulari (blocchi in cemento o stuoie in plastica rinforzata) con un’alta percentuale di vuoti riempiti con materiale permeabile, sabbia o ghiaia. In Figura 3.4 vengono mostrati alcuni esempi di pavimentazioni permeabili e le principali caratteristiche.

Deve essere prevista la possibilità di potere riutilizzare le acque meteoriche di dilavamento all’interno dell’area portuale per molteplici scopi, facendo molta attenzione alle caratteristiche chimico-fisiche e biologiche richieste per gli usi previsti.

In questo modo le acque trattate possono essere riutilizzate per irrigare le aree verdi pubbliche, per il lavaggio delle superfici, per alimentare la rete antincendio o le cassette di scarico dei WC.

La scelta di un impianto di riutilizzo delle acque meteoriche deve essere eseguita in stretto raccordo con le autorità competenti ed il gestore del servizio idrico. In sede di progettazione è opportuno prevedere un programma di pretrattamento delle acque accompagnato da uno specifico protocollo di controllo delle caratteristiche qualitative.

Gli impianti necessari per un intervento di recupero delle acque meteoriche sono fondamentalmente:

una rete di raccolta delle acque meteoriche;

un sistema di trattamento (sistema di filtraggio);




un serbatoio di accumulo;

un sistema di pompaggio per i possibili riusi.

Figura 3.4. Esempi di pavimentazioni permeabili (fonte: “Migliori pratiche per la gestione sostenibile delle acque in aree urbane”, I.R.I.D.R.A. s.r.l.)

Il trattamento delle acque piovane dipende in prevalenza dalla destinazione d’uso del loro riutilizzo e dalla durata del tempo secco antecedente l’evento meteorico; in funzione di questi due parametri è possibile definire gli obiettivi depurativi dell’impianto.

Nel dimensionamento delle opere (sistema di raccolta, accumulo, trattamento e pompaggio) bisogna considerare:

le precipitazioni locali;

i consumi giornalieri di acqua nell’area portuale;

le superfici di raccolta;

la qualità delle acque recuperate;

l’uso dell’impianto;




la disponibilità finanziaria.

Un sistema di accumulo e pretrattamento della frazione più inquinata delle acque di prima pioggia può essere realizzato utilizzando vasche di prima pioggia, che consentono la sedimentazione dei solidi sospesi.

Si utilizzano per questo scopo serbatoi interrati in cemento armato (cfr. Figura 3.5) con volumi uguali ai volumi delle acque di prima pioggia. In seguito le acque vengono inviate ai successivi trattamenti o nella rete fognaria, tramite un opportuno sistema di sollevamento.

Figura 3.5. Serbatoio interrato per il pretrattamento delle acque di prima pioggia [fonte: http://www.sintini.it/]

In queste vasche inoltre deve essere presente uno sfioro continuo delle acque di seconda pioggia, che possono essere inviate anche direttamente al corpo idrico ricettore; la separazione può avvenire anche utilizzando un pozzetto selezionatore. I tempi di detenzione delle acque di prima pioggia nei serbatoi non devono essere eccessivi (in media 2-3 giorni).

Questi sistemi possono essere utilizzati nelle aree adibite alla sosta degli autoveicoli, mentre è da escludere nei piazzali di carico e scarico delle merci e nelle aree di stoccaggio, visto la maggiore probabilità di venire a contatto con elementi contaminanti, di difficile rimozione per il successivo riuso dell’acqua. Sistemi BMP possono essere realizzati anche nelle aree adibite ai camminamenti pedonali e nelle piste ciclabili.

http://www.sintini.it/




4. IL NUOVO LAYOUT PORTUALE E LE PREVISIONI DI PIANO

4.1 LO SVILUPPO DELLE SUPERFICI

Il primo approccio al dimensionamento del sistema di raccolta e smaltimento delle acque meteoriche è strettamente connesso al calcolo delle superfici previste dal nuovo PRP, da cui poi ricavare i volumi di acqua da trattare in caso di eventi meteorici.

La nuova configurazione dell’area portuale prevede un ampliamento della zona commerciale del porto, a ridosso del piazzale Città di Massa, dove è prevista un’area adibita al traffico merci e crocieristico. Inoltre è previsto un approdo turistico oltre il torrente Carrione (cfr. tavole di piano).

In Tabella 4.1 viene mostrato lo sviluppo delle superfici e l’aumento conseguente delle aree con la proposta del nuovo PRP; si nota subito che le superfici totali previste sono quasi il doppio delle superfici attuali. Deve quindi essere ampliato l’attuale sistema drenante in virtù del nuovo carico di acque meteoriche previsto.

Funzione Stato di Fatto Proposta Nuovo PRP

Sviluppo banchina (m)

Superficie (m2) Sviluppo

banchina (m) Superficie (m

2)

Commerciale 1.738 236.711 3.243 338.030

RO-PAX/Crociere 0 0 447 50.350

Cantieri Navali 950 65.459 1.138 62.300

Approdo Turistico 305 8.335 2.022 88.300

Edilizia Demaniale 0 6.680 0 6.680

Servizi Portuali 120 2.775 412 6.020

Servizi urbani 0 0 0 15.250

Totale 3.113 319.960 7.262 566.920

Tabella 4.1 Lunghezze delle banchine e superfici delle aree funzionali

4.2 STIMA AFFLUSSI METEORICI ED ACQUE DI PRIMA PIOGGIA

Per desumere la quantità di pioggia che insiste nell’area portuale si è fatto riferimento ai dati pluviometrici del comune di Massa, in quanto ricoprenti un più ampio arco temporale rispetto ai dati di Carrara. La conoscenza dei deflussi che possono interessare l’area portuale risulta di fondamentale importanza per il calcolo dei sistemi di raccolta delle acque di pioggia e dei sistemi di trattamento e recupero delle acque di prima pioggia.

L’afflusso totale di acqua piovana A su tutta la superficie contribuente è calcolato con la seguente espressione:

dove h è l’altezza di pioggia precipitata (mm) ed S la superficie di tutto il bacino tributario (m2).

La modellazione idrologica che riguarda la formazione del deflusso superficiale D è avvenuta tramite l’applicazione della formula razionale:




dove:

i = intensità di pioggia lorda (mm/h);

C = coefficiente di afflusso;

S = superficie contribuente (m2);

Δt = durata dell’evento meteorico.

Il coefficiente di afflusso C è definito come il rapporto tra i deflussi superficiali D e gli afflussi A precipitati relativi ad una determinata area contribuente. Esso si stima in funzione delle caratteristiche di permeabilità e di copertura del suolo e del tempo di ritorno Tr. Nel presente studio si è deciso di utilizzare un coefficiente di deflusso pari a C = 0.8.

L’intensità i è stata stimata come rapporto tra l’altezza di pioggia lorda h precipitata e il tempo dell’evento.

L’altezza di pioggia lorda h è stata stimata a seguito di un’analisi statistica di tipo regionale, utilizzando la legge di distribuzione a doppia componente, TCEV, in modo tale da ottenere le Linee Segnalatrici di Probabilità Pluviometrica (LSPP), che esprimono la relazione tra l'altezza della precipitazione (h), la durata dell'evento (t) e la sua frequenza (Tr).

Nell'ambito del lavoro di regionalizzazione delle portate di piena promosso e finanziato dalla Regione Toscana (Dip. PTA) e svolto dal PIN - Centro Studi Ingegneria (UNIFI), sono state calcolate le LSPP per le stazioni di rilevamento con serie storiche almeno trentennali, mediamente di 30-50 anni. Per la Regione Toscana, la relazione tra h, t e Tr è esprimibile tramite la seguente relazione:

dove:

h = altezza critica di pioggia (mm);

t = durata della pioggia (ore);

Tr = tempo di ritorno (anni).

I parametri a, m, n vengono stimati, per ogni stazione pluviometrica, tramite regressione multipla lineare, linearizzando l’espressione precedente attraverso il passaggio alla forma logaritmica:

La relazione, che ne deriva consente di valutare l'altezza di pioggia (h), in funzione della durata della pioggia (t) e dei tempi di ritorno secondo le due classi:

t < 1 ora → 5’, 10’, 15’, 20’, 30’

t > 1 ora → 1h, 3h, 6h, 12h e 24h

Le buone pratiche tecniche suggeriscono ai fini del calcolo del dimensionamento della rete, di considerare l’altezza relativa a Tr = 10 anni e di assumere la durata dell’evento pari a t = 15 minuti.




Si è quindi considerata la Tabella 4.2, relativa alla stazione pluviometrica di Massa, ovvero la stazione più vicina all’area oggetto di studio in cui è possibile ritrovare le curve LSPP anche per durate dell’evento inferiori all’ora.

Tabella 4.2 Altezze di precipitazione in funzione della durata e del tempo di ritorno per la Stazione pluviografica di Massa, con durata della pioggia inferiore a 1 ora (fonte: Servizio Idrografico Regionale,

Regione Toscana, http://www.sir.toscana.it ])

Figura 4.1. LSPP per la stazione di Massa, con durata della pioggia inferiore a 1 ora (fonte: Servizio Idrografico Regionale, Regione Toscana)

La Tabella 4.3 riporta i parametri scelti ed i valori di deflusso superficiale e di portata totale di acqua meteorica che interessa l’intera area portuale.

Conoscendo le superfici delle singole aree funzionali, è stato possibile calcolare le portate di deflusso per ogni sottobacino, riportate in Tabella 4.4.




Parametro Simbolo Valore U.M.

Altezza di pioggia Lorda h 28,70 mm

Superficie bacino tributario S 566.919 m2

Intensità pioggia lorda i 1,91 mm/min

Durata evento meteorico Δt 15 min

Coefficiente Afflusso C 0,80 -

Afflusso Totale A 16.271 m3

Deflusso superficiale D 13.016 m3

Portata Q 14,46 m3/sec

Tabella 4.3 Sintesi riassuntiva dei parametri stimati e dei valori di deflusso e portata calcolati

Suddivisione per area funzionale

Superficie (m2)

Portate deflusso (m

3/sec)

Portate deflusso (l/sec)

Commerciale 338.030 8,62 8.624

RO-PAX/Crociere 50.350 1,28 1.284

Cantieri Navali 62.300 1,59 1.589

Approdo Turistico 88.300 2,25 2.253

Edilizia Demaniale 6.680 0,17 170

Servizi Portuali 6.020 0,15 154

Servizi urbani 15.240 0,39 389

Totale 566.920 14,46 14.463

Tabella 4.4 Portate di deflusso per ogni area funzionale

Secondo le prescrizioni di legge, le AMPP che devono essere adeguatamente trattate corrispondono, per ogni evento meteorico, ai primi 5 mm di pioggia.

Se consideriamo, in via cautelativa, la superficie totale proposta dal nuovo PRP, possiamo calcolare il volume d’acqua di prima pioggia da trattare per ogni singolo evento meteorico, utile per il dimensionamento dei sistemi di trattamento delle acque di prima pioggia (sistemi di accumulo e pretrattamento).

Il volume relativo alle acque di prima pioggia può essere calcolato in prima approssimazione, attraverso la semplice relazione:

(m3)

dove:

I = altezza di pioggia (mm);

A = superficie totale su cui insiste l’evento meteorico (m2).

Il valore dell’intensità di pioggia I assumerà valore pari a 5 mm per il calcolo della portata di acque di prima pioggia, corrispondente alle prescrizioni normative. In questo modo si ottiene, per l’intera superficie portuale, un volume totale di acqua di prima pioggia da trattare di 2.835 m3.




La Tabella 4.5 riporta i volumi di acqua di prima pioggia da trattare per le singole aree funzionali del nuovo layout portuale.

Suddivisione per area funzionale

Volume (m3)

Commerciale 1.690

RO-PAX/Crociere 252

Cantieri Navali 312

Approdo Turistico 442

Tabella 4.5 Volumi totali di acque di prima pioggia da trattare per le singole aree funzionali del porto

I sistemi di raccolta e trattamento delle acque piovane, all’interno delle aree del porto previste dal PRP, possono essere progettati, in prima approssimazione, tenendo conto delle quantità di acqua piovana (e acque di prima pioggia) calcolate.




5. CONCLUSIONI

La presenza della nuova configurazione portuale proposta dal PRP, comporta un aumento delle superfici e quindi un potenziamento del sistema fognario già esistente e lo sviluppo di un’apposita rete nelle nuove aree da adibire ad approdo turistico.

Particolare attenzione deve essere data allo sviluppo di sistemi di gestione sostenibile delle acque di pioggia, in modo tale da poter essere riutilizzate per attività quotidiane che si svolgono nell’area portuale.

L’aumento delle superfici portuali comporterà una modifica del sistema fognario delle acque di prima pioggia: un nuovo e adeguato sistema fognario e di smaltimento delle acque meteoriche deve essere previsto nell’ampliamento dell’area commerciale e nella nuova configurazione dell’approdo turistico.

Anche il sistema delle acque nere deve essere adeguatamente dimensionato per le due nuove aree che si verranno a creare; in particolar modo bisogna prevedere un sistema di collettamento adeguato ai nuovi servizi che si verranno a sviluppare (terminal crociere, nuovi magazzini e strutture di servizio dell’approdo turistico).

La separazione delle due linee deve comunque essere attuata in modo tale da non aumentare il carico sulla fognatura pubblica.

Le acque di prima pioggia raccolte dovranno essere opportunamente trattate, prima di essere rilasciate in mare, attraverso l’utilizzo di sistemi per la rimozione dei solidi sospesi e di microinquinanti (sistemi di filtrazione o decantazione).

Inoltre bisogna prevedere la suddivisione del sistema in piccoli bacini autonomi ed indipendenti, in modo tale da avere degli impianti di dimensioni ridotte, in cui risulta facile l’attività di manutenzione ordinaria e straordinaria; un possibile guasto o malfunzionamento del sistema viene così circoscritto in un area limitata e ben definita, non sviluppandosi lungo l’intera superficie portuale.

La realizzazione di sistemi BMP per la gestione sostenibile delle acque meteoriche è auspicata nella realizzazione dei nuovi parcheggi, dei percorsi stradali e dei passaggi pedonali.

Quando le aree a disposizione non lo consentono, l’utilizzo di sistemi compatti e non estensivi è da preferire ai sistemi BMP, che richiedono invece più ampie superfici: un’ottima soluzione è data dall’utilizzo di moduli filtranti, capaci di intercettare la maggioranza delle sostanze inquinanti presenti nelle acque, utilizzando spazi ristretti e facilmente ispezionabili per operazioni di manutenzione.

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