Variabilità Spazio-Temporali delle Caratteristiche di Qualità delle Acque Convogliate nei Sistemi Acquedottistici

Viene presentato un modello matematico per la determinazione delle caratteristiche di qualità dell'acqua convogliata e/o distribuita da un sistema idrico. Il modello si compone di due sub-moduli: quello idraulico e quello di qualità. Il primo consente di valutare, sia in condizioni di moto permanente che in quelle di moto vario, i versi di percorrenza e l'entità delle portate delle correnti idriche defluenti all'interno del sistema, nonché le quote piezometriche nei diversi nodi; il secondo permette di individuare, in corrispondenza di ciascun punto del sistema, i valori della concentrazione di una qualsiasi sostanza che, una volta immessa al suo interno, rimane soggetta ai diversi processi fisici, chimici e biochimici che possono ivi verificarsi. Il modulo di qualità è basato su un approccio di tipo lagrangiano che consiste, in primo luogo, nel suddividere il volume di acqua contenuto in ciascun tronco della rete in un numero di volumi finiti (celle) e, successivamente, nel seguire, nel tempo, il percorso compiuto da ciascuna cella. In questo modo, risulta possibile valutare, al tempo generico t, le caratteristiche di qualità di ogni cella in funzione delle sole caratteristiche di qualità da essa possedute nell'intervallo di calcolo precedente (vale a dire, al tempo t-t), allorché occupava la posizione posta immediatamente a monte. Ne deriva una notevole semplicità della procedura di calcolo, che, contrariamente a quanto accade per la maggior parte dei modelli esistenti e descritti in bibliografia, non richiede la risoluzione di un sistema di equazioni, presentando, nel contempo, una considerevole robustezza ed una rilevante velocità di elaborazione. Tali caratteristiche rendono il modello uno strumento di notevole flessibilità, in grado di adattarsi bene alle esigenze che possono determinarsi nella fase di gestione di un sistema idrico, al fine di prevedere eventuali interventi di correzione della qualità delle acque. Nell'implementazione del modello è stata rivolta particolare cura al criterio di suddivisione in celle dei volumi di acqua contenuti nei singoli tronchi della rete. Allo scopo di mostrare le potenzialità del modello, ne viene presentata una applicazione ad uno specifico caso di studio, individuando l'andamento temporale della concentrazione di cloro in diverse sezioni della rete idrica, in corrispondenza di differenti modalità di dosaggio di una soluzione a base di cloro.