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Modellazione statistica di valori estremi applicata ai volumi di laminazione generati con simulazioni continue di serie storiche
No full textNel presente lavoro si affronta il dimensionamento delle vasche di laminazione, con un approccio probabilistico, analizzando i dati di una serie storica di volumi, ottenuti tramite la simulazione continua di 16 anni di registrazioni pluviometriche della città di Bologna.
I dati ottenuti dal modello di simulazione sono stati analizzati ed adattati con diverse famiglie di modelli statistici, in particolare la famiglia GEV (Generalized Extreme Value) per i blocchi massimi, e la famiglia GPD (Generalized Pareto Distribution) per i dati estremi eccedenti una soglia. I modelli statistici ottenuti hanno permesso sia di quantificare i volumi di laminazione per vari tempi di ritorno, sia di quantificare l’incertezza su tali valori estremi.
E’ stato quindi utilizzato il metodo cinematico, prendendo in considerazione le formulazioni della Curva Possibilità Pluviometrica (CPP) oltre a quella tradizionale a due parametri (Alfonsi & Orsi, 1987), quella a due parametri doppia e tre parametri (Gottardi & Maglionico, 2006), per dimensionare gli invasi, per diversi tempi di ritorno, e confrontarli con i valori ottenuti dall’analisi statistica.
Dallo studio si rileva che le metodologie tradizionali basate sul metodo cinematico in generale sottostimano i volumi di laminazione rispetto ai valori ottenuti dai modelli probabilistici, pur rimanendo nella maggior parte dei casi all’interno delle fasce di confidenza al 95%. Tra i metodi tradizionali quello che presenta un miglior comportamento di stima, per tutti i tempi di ritorno indagati, è quello con rappresentazione della CPP a 3 parametri
Indicatori di prestazione per la stima, l’analisi e la valutazione delle strategie di riduzione delle perdite idriche nei sistemi acquedottistici
No full textIl progetto si pone l’obiettivo di individuare indici di prestazione (Performance Indicators PI) che permettano una attendibile ed obiettiva valutazione delle prestazioni del sistema idrico, una stima delle perdite idriche ed un supporto alla valutazione delle strategie di riduzione, considerando anche gli aspetti economici che coinvolgono le perdite idriche.
In questo senso gli indici di prestazione verranno inquadrati in quattro gruppi:
- PI di stima delle perdite idriche;
- PI di efficienza strutturale nei confronti delle perdite idriche;
- PI di valutazione delle strategie di riduzione delle perdite idriche;
- PI di valutazione del livello economico delle perdite idriche.
Ci si aspetta che gli indici di prestazione individuati consentano, per diversi sistemi acquedottistici, una valutazione comparativa dell’impatto ambientale, gestionale, economico e sul servizio offerto agli utenti prodotto dal livello attuale di perdita idrica e dal livello conseguente all’applicazione delle strategie di riduzione
Identification of the optimal level of service for sewer networks by means of expert procedure
No full textThis work presents the application of a knowledge base for an expert system that predicts the criticality of sewer pipe-lines. The, SCRAPS model (Sewer Cataloging, Retrieval and Prioritisation System), developed by Hahn (2000) considers information about the state of a sewer network through an extensive set of relationships that describe failure impact mechanisms. The SCRAPS has been applied to a part of the sewer system of Pesaro (Italy) managed from ASPES S.p.A. With the SCRAPS software, combined with EPA SWMM for the simulation of hydraulic aspects, have been analysed the actual state of the sewer system estimating the various degrees of necessity of inspection of the various conduits. The simulations carried out have been allowed to identify the Level of Service corresponding at the minimum management cost supposing that the investment plan is equal to 20 years, resulting equal to the 20%, where the Level of Service is the difference between 100 and the value of Need of Inspection
Influenza di scenari di scarsità di risorsa idrica sulla stima e la sostenibilità ambientale ed economica del recupero delle perdite nelle reti acquedottistiche
No full textIl progetto di ricerca proposto dall'Unità di Bologna intende sviluppare uno strumento in grado di valutare l'effetto e l'efficacia che, in un contesto di scarsità idrica, il recupero delle perdite idriche ha nella gestione delle reti acquedottistiche.
Lo strumento verrà organizzato in moduli e opererà su scenari di carenza idrica nei quali il problema delle perdite idriche viene visto per quello che effettivamente è, ovvero un problema strutturale con implicazioni negative, in termini di efficienza e di costo, su tutti gli aspetti gestionali e dei quali occorre tener conto in una valutazione che sia anche di tipo economico.
Tale strumento, per operare in una dimensione contestualizzata alle dinamiche in atto, dovrà poter considerare gli effetti che l'evoluzione climatica può produrre sul quadro fin qui delineato in termini di riduzione delle risorse naturali e di incremento dei consumi idropotabili.
Il risultato finale della procedura consisterà nella possibilità di disporre di un insieme di contesti di valutazione delle strategie di intervento in scenari di scarsità idrica, al quale sono associati tutti gli elementi nel seguito descritti e che potranno quindi fornire un quadro cognitivo di supporto al decisore finale oppure essere utilizzati in un contesto di ottimizzazione come ingresso di specifici algoritmi
Heat recovery from urban wastewater: Analysis of the variability of flow rate and temperature in the sewer of Bologna, Italy
No full textDomestic wastewater were characterize by higher temperature because inside the buildings 60% of the water was heated by showers, tubs, sinks, dishwashers and clothes washers. This heat, nowadays lost into the sewer system, could be make the wastewater a carrier of heat. This heat can be reused, for the production of clean and regenerable thermal energy, through heat exchangers and heat pumps, for the conditioning and heating of buildings. There are several options to recover this heat embedded in the wastewater: within houses (small scale applications), from the sewer (medium scale applications), or at wastewater treatment plants (large scale applications). In this paper results of a monitoring period of six months in the sewer system of Bologna (Italy) have showed the variability of wastewater flow rate and temperature and their daily trend. The trend of the flow (ratio between the hourly flow and the medium daily flow) for the generic day is linked with the population, with coefficients that are in the range of 0.25 - 1.50 with peak values ranging between 1.30 and 1.50; the trend of the sewage temperature for the generic day has coefficients in a range between 0.90 and 1.05, and it is independent by the population. The amount of thermal energy that can be obtained from wastewater and the optimally design of heat recovery systems depend on knowledge of the flow rate and wastewater temperature. This study can be useful to map the potential thermal energy of sewage systems and to design the heat recovery systems. © 2013 The Authors
Analisi del metodo cinematico per il dimensionamento degli invasi di laminazione a servizio delle reti di drenaggio urbano
No full textLa necessità di adottare invasi per la laminazione delle portate è una esigenza sempre più presente sul nostro territorio. La progettazione di questi manufatti è però un problema complesso se lo si vuole risol-vere in modo rigoroso. Le difficoltà sono da ricercarsi essenzialmente nell’aleatorietà dei processi idro-logici che portano alla determinazione delle portate in ingresso agli invasi ed al reale funzionamento de-gli stessi. I metodi semplificati di dimensionamento sono molto diffusi nella pratica ingegneristica anche se basati su ipotesi che li rendono adeguati nel dimensionamento di opere minori. Il presente lavoro cer-ca di mettere in evidenza alcuni limiti dei metodi semplificati proponendo espressioni di dimensionamen-to che superano alcune delle ipotesi di base. In particolare le formulazioni proposte nel presente lavoro hanno l’obiettivo di riprendere le formulazioni semplificate tradizionali, basate sul metodo cinematico, introducendo la possibilità sia di adottare curve di possibilità pluviometrica a tre parametri, sia di consi-derare la portata in uscita non costante. Le formulazioni proposte sono quindi state confrontate con un dimensionamento eseguito ricorrendo alla simulazione idraulica di una serie storica di 15 anni e si è evi-denziato come l’uso di serie storiche appare comunque la procedura più corretta, ma che per dimensio-nare opere minori anche le formulazioni semplificate possono essere applicate con opportuni coefficienti di sicurezza
Long term simulation analysis under two different rainfall regimes as an aid to gully pot management
No full textA roadside gully pot is the most superficial component of the urban drainage system. Being the connection point between the street surface and the network below, involves both hydraulic and water quality aspects, as well as associated management and maintenance problems. Gully pots are supposed to trap solids material washed off the catchment surface, but also to collect and convey the stormwater network. The continuous accumulation of particulate matter brings to a progressive loss of the gully pot hydraulic conveyance, then increasing the probability of urban flooding problems during rainstorm events. This raises questions about maintenance needs and scheduled maintenance timing. Previous laboratory studies have analyzed the settling phenomena inside gully pots, developing and validating also analytical expressions for estimating the trapping efficiency. Based on experimental findings, the present work aims to assess the long-term behaviour of a single gully pot by means of numerical simulation modelling. The analysis made use of two long term rainfall series representative of fairly different hydrological regimes (Milan and Palermo, Italy). The widely known build-up and washoff models included in EPA SWMM 5 have been considered. Their parameters values have been randomly sampled by uniform or non-uniform distributions within the normal ranges reported in literature. From long-term simulation results it is possible to estimate a probability distribution of solids mass annually retained in the gully pot as well as to study the relationship between such mass and the main parameters involved in the build-up and washoff equations
Heat recovery from urban wastewater: Analysis of the variability of flow rate and temperature
No full textHeating, cooling and domestic hot water supply represent the biggest share of energy demands in residential buildings. Usually for these demands fossil fuels are used, however in the last years international energy policies recommended the use of less valuable energy. This paper investigated the possibility to use sewer water as alternative source of heat. Wastewater deriving from buildings is characterized by higher temperature than clean water because inside the buildings 60% of water is heated. The amount of energy that can be obtained from wastewater and the optimal design of heat recovery systems depend on knowledge of the flow rate and the temperature. In this paper the sewer system in Bologna (Italy) is taken as case study. Results of a monitoring period have showed the variability of wastewater flow rate and temperature and their correlation. Data analysis allowed to identify the daily trend for the wastewater flow, whose coefficients in relation to the average flow (where average flow = 1) vary between 0.25 and 1.50, and for the wastewater temperature in which the coefficients ranging from 0.90 to 1.05. This study can be useful to map the potential thermal energy of sewage systems and to design of heat recovery system
Combined application of real-time control and green technologies to urban drainage systems
No full textThe increase in waterproof surfaces, a typical phenomenon of urbanization, on the one hand, reduces the volume of rainwater that naturally infiltrates the subsoil and, on the other, it determines the increase in speeds, flow rates, and outflow volume surface; at the same time, it causes a qualitative deterioration of the water. This study researched the optimal management of urban drainage systems via the combined application of real-time control and green technologies. A hydraulic model of the sewer system of the suburbs of Bologna (Italy) was set up using the Environmental Protection Agency (EPA) Storm Water Management Model (SWMM) to evaluate the reduction in water volume and the masses of pollutants discharged in water bodies. The combined application of these technologies allows significantly reducing both the pollutants released into the receiving water bodies and the overflow volumes, while optimizing the operation of the treatment plants. Green technologies cause an average reduction equal to 45% in volume and 53% of total suspended solids (TSS) sent to the receiver. The modeled cases represent only some of the possible configurations achievable on urban drainage systems; the combined use of different solutions could lead to further improvements in the overall functioning of the drainage system
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