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L’obiettivo logico di ogni gestore efficiente è quello di eliminare completa-mente le perdite della rete di distribuzione, in quanto queste si associano ad incrementi di costi per la produzione e la distribuzione delle risorse, in termini di sovradimensionamento dei serbatoi, degli impianti di trattamento e delle tubazioni della rete. Tuttavia la completa eliminazione è impossibile, e in realtà va individuato il livello di perdite che si può tollerare e controllare. La definizione teorica dei livelli economici delle perdite idriche non è nuova. Già Parry nel 1881 discusse i costi e i benefici di una strategia di ridu-zione degli sprechi con ispezioni, uso di materiali e infrastrutture di buona qualità evidenziando i primi risultati della misurazione delle perdite ottenuti nella città di Liverpool. In quel tempo in vaste zone di Londra l’approvvigionamento idrico era «imperfetto e intermittente» e la priorità del gestore era garantire la continuità del servizio. Anni dopo, nel 1957, Gledhill studiò gli aspetti economici legati alla ricerca perdite ed elaborò alcune delle teorie ancora oggi in uso. Nel 1980 il Report 26 (Technical Group on Waste of Water) metteva a confronto il rapporto costi/benefici delle diverse forme di controllo delle per-dite: il controllo passivo, le ispezioni regolari, la misurazione degli sprechi. Il Report 26 recitava: «È chiaramente antieconomico fare in modo che non vi siano perdite lungo le reti e presso i serbatoi. È altresì chiaro che esiste un li-mite economico di perdite idriche che dovrebbe essere tollerato». Nel 1988 Shore propose un metodo di definizione degli obiettivi basato sul calcolo dei costi ottimali. Nel 1994, a cura del WSA/WCA Engineering and Operation Commitee, fu pubblicato il Managing Leakage – Report C che definiva il livello economico di perdite, come «quel livello di perdite per il quale il costo marginale per il controllo attivo delle perdite è pari al co-sto marginale dell’acqua persa». È importante evidenziare come tutti gli approcci seguiti siano simili. Nel grafico che segue (Farley e Trow, 2003) è rappresentata la relazione generale esistente tra la spesa per interventi finalizzati alla gestione delle perdite e i costi di produzione unitari dell’acqua in funzione del livello delle perdite. In ogni caso i diversi autori sono concordi nel ritenere che una efficiente strategia di gestione delle perdite idriche si debba basare sulla raccolta di un numero di dati sufficienti a definire questa relazione per ogni zona di approvvigionamento o distretto del sistema di distribuzione. In questo contesto gestire praticamente la problematica delle perdite si riconduce allo sviluppo di strategie e pratiche di gestione appropriate, definendo target economicamente sostenibili in termini di livello di perdite di riferimento fissato dal gestore che deve essere nel tempo monitorato e mantenuto. L’attività di controllo delle perdite interagisce in maniera articolata con le diverse strutture operative di un’azienda idrica: gli addetti specializzati nel settore sono interessati all’ottimizzazione della metodologia, i gestori della rete ai benefici indotti dalla gestione della pressione, dalla distrettualizzazione e dalle misure che si rendono disponibili, mentre gli addetti alla gestione delle fonti di approvvigionamento sono interessati alle implicazioni sul bilancio idrico per pianificare le azioni finalizzate a soddisfare la domanda idrica.

Nel capitolo, vengono descritti i criteri di progetto, espansione e riabilitazione delle reti di condotte. Partendo dalla classica minimizzazione dei costi si passa a descrivere i metodi e le tecniche da utilizzare quando ci si trovi di fronte a più obiettivi conflittualicommensurabili o non-commensuarabili, per giungere al Fronte di Pareto ed al concetto di compromesso.

L'articolo prende in esame diversi approcci per la rappresentazione delle perdite idriche in una rete d’acquedotto oggetto di monitoraggio, nell’ambito del processo di calibrazione della rete stessa. In un primo caso le perdite di rete vengono conglobate nei consumi degli utenti e localizzate spazialmente in corrispondenza delle utenze considerate. Nelle altre elaborazioni invece le perdite ed i consumi vengono tenuti separati. Le perdite idriche vengono schematizzate come orifizi: il loro andamento temporale è quindi legato all'andamento temporale della pressione in rete, mentre vengono definiti, nell'ambito delle procedure di calibrazione, la loro localizzazione ed il valore dei coefficienti di efflusso, che possono tener conto, a seconda dell’impostazione scelta, della lunghezza delle tubazioni, ovvero del numero di allacci che su di esse insistono. Infine il valore dei coefficienti di efflusso utilizzati per rappresentare le perdite viene fatto variare anche in funzione della tipologia di urbanizzazione del territorio. La rete d'acquedotto presa in esame è quella di una cittadina di circa 25000 abitanti distribuiti sul territorio in un centro principale che raggruppa circa l’80% dei consumi e 10 piccoli agglomerati. La rete, servita da un unico serbatoio pensile, è in buona parte magliata in particolare nel capoluogo, e si caratterizza per una significativa presenza di tratti ad albero a servizio delle frazioni di campagna. Le misure disponibili in rete sono numerose e riguardano, oltre i consumi semestrali degli utenti disponibili per singolo numero civico, le portate e le pressioni misurate in continuo in 10 diverse stazioni. La rete si configura quindi come un laboratorio particolarmente ricco di dati che viene utilizzato per investigare, oltre alla rappresentazione delle perdite, anche l’intero processo di calibrazione, definendo cioè i coefficienti di scabrezza per la stima delle perdite di carico distribuite e concentrate e la legge temporale di variazione dei consumi (intesa in senso deterministico) da applicare alla portata media misurata consumata da gruppi di utenti connessi al medesimo allaccio. Un altro aspetto preso in esame riguarda infine l'influenza che le diverse stazioni di misura, per la misura della portata e della pressione, hanno sui risultati del processo di calibrazione.

Nella presente memoria, viene proposto un approccio innovativo, di portata sufficientemente generale, per l’analisi dell’affidabilità meccanica dei sistemi di irrigazione in pressione nei confronti di eventuali fenomeni di moto vario innescati da una qualsivoglia perturbazione indotta nelle condizioni al contorno. Tale approccio porta esplicitamente in conto la variabilità aleatoria delle condizioni a partire dalle quali il transitorio può avere inizio, a loro volta dipendenti dall’aleatorietà della domanda idrica da parte dell’utenza, ed utilizza una serie di indici di performance all’uopo definiti. A scopo dimostrativo, la metodologia proposta viene applicata a una rete di irrigazione servita da un impianto di sollevamento, il cui improvviso malfunzionamento è in grado di originare temibili transitori.

Nell’articolo viene proposta una procedura per la determinazione della posizione delle stazioni di monitoraggio per la pronta rilevazione di contaminazioni intenzionali di reti di distribuzione idrica. La procedura, che consente di portare esplicitamente in conto anche la componente stocastica della variabilità nel tempo e nello spazio della domanda, e dunque delle condizioni idrauliche nella rete, si avvale di un modello di convezione-dispersione-reazione del contaminante in grado di minimizzare gli effetti di diffusione numerica dovuti alla componente convettiva del trasporto delle sostanze in soluzione. L’ottimizzazione della posizione delle stazioni di monitoraggio viene effettuata con riferimento a diversi obbiettivi, avvalendosi di opportuni indici, sia adimensionali che dimensionali. Infine, la procedura messa a punto viene applicata a una rete esistente.

Il sistema di supporto decisionale CARE-W, nato da un progetto di ricerca europeo consente la gestione informatizzata delle reti di distribuzione idrica urbane. I temi che ne stanno alla base sono il calcolo dell’affidabilità, i livelli di performance, la previsio-ne delle rotture e l’analisi dei costi e delle tecniche di riabilitazione. Questa memoria oltre a presentare le possibili prestazioni di CARE-W, ne descrive, nella seconda parte, una applicazione. Il caso studio considerato è la rete di distribuzione idrica di Villadose (RO) gestita dalla società Polesine Acque s.p.a e i risultati ottenuti, con lo scopo di diagnosticarne lo stato di salute e fornire una programmazione agli interventi futuri. La scelta della rete idrica è ricaduta in quella di Villadose in quanto le caratteristiche e le problematiche presentate dalla rete possono essere considerate rappresentative per molte altre realtà Italiane.

Una sempre crescente attenzione è rivolta alla necessità di avere una gestione efficace delle reti di distribuzione idrica per un uso più oculato della risorsa. In quest’ottica, è estremamente utile poter disporre di modelli in grado di simulare adeguatamente il comportamento delle reti, in modo da effettuare le scelte gestionali più opportune. Affinché un modello di simulazione fornisca risultati prossimi a quelli osservati è necessario prevedere una sua calibrazione. Per la calibrazione dei modelli di simulazione, ma anche per risolvere altri problemi, ugualmente importanti, come ad esempio l’individuazione delle perdite, è necessario un’adeguata conoscenza del funzionamento reale della rete. Questa è rappresentata unicamente dai dati forniti dai sensori collocati nei nodi o sui lati, che misurano rispettivamente le pressioni e le portate circolanti. In genere, soprattutto nelle reti di grosse dimensioni, il numero dei sensori disponibili è molto ridotto per i costi che essi comportano; pertanto è fondamentale che le misure siano realizzate nella maniera più efficiente possibile. Per questo motivo è particolarmente importante pianificare adeguatamente le misure, problema generalmente indicato come “sampling design”. In particolare, stabiliti il numero e il tipo di misure da effettuare, un punto cruciale riguarda la scelta della disposizione dei sensori, che è lo scopo dell’operazione di progettazione della localizzazione dei punti di misura, o “sensor location”. Nella seguente nota sono presentate e confrontate alcune delle procedure maggiormente utilizzate per la localizzazione ottimale dei punti di misura con riferimento ad una rete di distribuzione precedentemente utilizzata dagli autori. L’esempio riportato evidenzia bene l’importanza di un buon posizionamento dei sensori al fine di una migliore calibrazione.

© 2014 The Authors. This paper introduces a new approach to water management that is 'Safe & SuRe'. This includes presenting a conceptual framework to link the emerging threats of climate change and variability, rapid urbanization and population growth, energy constraint and tightening environmental regulation through to their consequences on social, economic and environmental recipients. The framework allows identification of the role and need for mitigation, adaptation and coping strategies. The paper proposes definitions and discusses what engineering, organizational and/or social options can potentially develop the degree of resilience and sustainability needed to deal with these 21st century threats. The paper goes on to propose how these approaches might be objectively assessed and identifies gaps in our knowledge that require further research.

The modelling of chlorine residual in water supply systems is of great importance in managing disinfectant concentrations throughout the network. First order decay kinetics are currently often used to describe both bulk and wall chlorine consumption. However, more complex approaches have been proposed, namely a parallel, two-reactant second order decay model (2R model) that has been reported as yielding better accuracy for simulating chlorine bulk decay in laboratory tests. The recent EPANET Multi-Species Extension (EPANET MSX) brought enhanced capabilities for the simulation of chlorine residuals in water supply systems, including the use of the 2R model or any other formulation. In the current paper, the performance of the 2R model as well as of first and nth order decay kinetics was assessed for full scale modelling of chlorine in a transmission system. Results have shown that a similar level of accuracy can be achieved with the three tested kinetic models, provided that a good calibration of the wall decay coefficient is accomplished. Although with improved modelling capabilities, the use of the stand- alone EPANET MSX was less user-friendly than normal EPANET application by the lack of a graphical interface allowing for the visualization of chlorine concentration profiles along the system. The use of the 3D-enabled Epanet Java web application circumvented such limitations. This tool together with a better characterization and estimation of the bulk and wall decay components allow for a more practical and accurate modelling of chlorine in water supply systems, while taking advantage of EPANET MSX's enhanced capabilities. 4 4 1192-1200pp available online at www.sciencedirect.com doi:10.1016/j.proeng.2014.02.132 Nº 70 DHA/NES Procedia Engineering