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1/23 PRIN 2005-2006 UNITA OPERATIVA DI BOLOGNA INDICATORI DI PRESTAZIONE PER LA STIMA, LANALISI E LA VALUTAZIONE DELLE STRATEGIE DI RIDUZIONE DELLE PERDITE.

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1 1/23 PRIN UNITA OPERATIVA DI BOLOGNA INDICATORI DI PRESTAZIONE PER LA STIMA, LANALISI E LA VALUTAZIONE DELLE STRATEGIE DI RIDUZIONE DELLE PERDITE IDRICHE NEI SISTEMI ACQUEDOTTISTICI Il ciclo delle acque in ambito urbano. Il contributo di tre programmi di ricerca di interesse nazionale Taormina 7-9 marzo 2007

2 2/23 Perdite idriche ATTIVITÀ DI RICERCA GESTIONE delle TUBAZIONI QUALITÀ dellACQUA RISORSE idriche GESTIONE degli IMPIANTI Disponibilità Capacità... Rotture Riabilitazione Sostituzione … Insufficienza Tempo di funzionamento.. Infiltrazione Agenti nocivi.. PROBLEMA TIPICAMENTE GESTIONALE TRASVERSALE A TUTTA LA GESTIONE

3 3/23 ATTIVITÀ DI RICERCA Comporta DECISIONI a diverse scale con Necessità di confrontare: Nel SISTEMA Per il GESTORE Per il REGOLATORE gli ELEMENTI di uno stesso Sistema idrico; (Dove destinare le risorse economiche disponibili?) i diversi SISTEMI facenti capo a tale gestore (Quale sistema ha necessità di maggiore cura?) i diversi GESTORI che ad esso fano capo (Quale gestore riesce a perseguire meglio gli obiettivi prefissati?) Risoluzione nello spazio ALTA BASSA

4 4/23 ATTIVITÀ DI RICERCA 1.Quantificare il livello di efficienza complessivo del sistema idrico rispetto alle perdite idriche; 2.Quantificare il livello di efficienza dei diversi elementi del sistema idrico: identificare le aree critiche sedi di perdite idriche (spazio); 3.Confrontare eventuali strategie di riduzione delle perdite idriche: identificare gli elementi del sistema in condizioni di marginalità funzionale; 4.Valutare i riflessi che le perdite idriche inducono sul bilancio economico: risparmio di risorse; cambiamenti nel piano degli investimenti. Alla scala del SISTEMA IDRICO

5 5/23 ATTIVITÀ DI RICERCA Deve essere possibile confrontare sistemi acquedottistici diversi per caratteristiche geometriche e condizioni di esercizio; identificare i sistemi con comportamento critico rispetto alle perdite idriche (spazio); Individuare per ogni sistema acquedottistico un livello prestazionale di riferimento, per le perdite idriche, da assumere quale obiettivo; Valutare i riflessi che le perdite idriche inducono sul suo bilancio economico: risparmio di risorse; cambiamenti nel piano degli investimenti. Alla scala del GESTORE

6 6/23 ATTIVITÀ DI RICERCA Fissare gli obiettivi strategici a livello di settore; Individuare i parametri sul quale imporre delle limitazioni e le procedure di controllo; Fornire incentivi e motivazioni per linnovazione e nuove tecnologie; Valutare la capacità dei diversi gestori. Alla scala del REGOLATORE

7 7/23 ATTIVITÀ DI RICERCA TEMPO SPAZIO Indicatori di PRESTAZIONE ? Sistema Stato Attuale Sistema Stato Futuro Regolatore Stato Attuale Prestazione del sistema con diverse configurazioni di intervento (SCENARI di PIANIFICAZIONE) nei confronti delle perdite idriche

8 8/23 ATTIVITÀ DI RICERCA 1.PI di stima delle perdite idriche; 2.PI di efficienza strutturale nei confronti delle perdite idriche; 3.PI di valutazione delle strategie di riduzione delle perdite idriche; 4.PI di valutazione del livello economico delle perdite idriche.

9 9/23 ANALISI DEI PI ESISTENTI (International Water Association) IWA Definizione Rif PI Acqua non fatturata rispetto al volume immesso Fi46 Rapporto tra il volume dacqua non fatturata ed il volume in ingresso al sistema Costo del volume dacqua non fatturata rispetto ai costi correnti Fi47 Costo del volume dacqua non fatturata rispetto ai costi correnti Inefficienza nelluso dellacqua WR1 Percentuale di acqua che entra nel sistema (estratta od importata) e non viene recapitata allutenza per perdite e sfioramenti Controllo delle perdite Op4 Lunghezza dei condotti sottoposta a controllo attivo delle perdite durante il periodo di valutazione Numero di Riparazioni in seguito a controllo attivo delle perdite Op5 Numero di perdite rintracciate e riparate in seguito a controllo attivo delle perdite durante il periodo di valutazione Perdite totali per connessione* Op23 Perdite totali normalizzate per connessione Perdite totali per unità di lunghezza Op24 Perdite totali normalizzate per lunghezza della rete Perdite Apparenti Op25 Perdite apparenti rapportate al volume immesso nel sistema al netto di quello esportato Perdite Apparenti Op26 Perdite apparenti rapportate al volume immesso nel sistema Perdite reali per connessione Op27 Perdite reali per connessione con il sistema in pressione Perdite reali per lunghezza della rete Op28 Perdite reali per unità di lunghezza della rete con il sistema in pressione Indice di perdita infrastrutturale Op29 Indice di perdita infrastrutturale *Connessione: coincide con gli stacchi dalla rete principale fino alla valvola di arresto od al punto di misura condominiale

10 10/23 ANALISI DEI PI ESISTENTI TipoPI Primari 1 Perdite individuate rispetto alle property * indagate 2 Perdite individuate per singolo operatore 3 Tempo di riparazione Secondari 4 Perdite riparate ogni mille property 5 Perdite da ALC ** riparate ogni mille property 6 Perdite rintracciate con ALC ** rispetto al numero totale 7 Livello minimo di perdita tecnicamente raggiungibile Descrittori del sistema idrico 1 Numero di distretti per Gestore 2 Numero di waste e combined metering areas 3 Numero di PRV per gestore 4 AZNP *** target / (AZNP corrente) *abitazione unifamiliare, sede industriale, artigianale o commerciale spesso priva di contatore. ** Controllo attivo delle perdite *** Pressione media notturna per zona (Economic regulator for the water and sewerage industry in England and Wales) OFWAT

11 11/23 ANALISI DEI PI ESISTENTI Normativa Italiana: PIDescrizione RT Rendimento al trattamento R1 Rendimento primario R2 Rendimento al consumo R3 Rendimento netto R4 Rendimento idraulico del servizio P1 Indice delle perdite totali in distribuzione P2 Indice dell'acqua non servita all'utenza P3 Indice delle perdite in distribuzione R5 Rapporto finanziario (tra il volume fatturato ed il volume immesso nel sistema) I1 Indice lineare delle perdite totali I2 Indice superficiale delle perdite totali I3 Indice lineare delle perdite in distribuzione I4 Indice lineare di consumo netto I5 Indice demografico di consumo netto I6 Indice di eccedenza rispetto alla dotazione minima contrattuale stabilita (Decreto ministeriale 08 gennaio 1997, n. 99)

12 12/23 ANALISI DEI PI ESISTENTI lapproccio IWA, basato sulluso dellILI (Op29), per la definizione di scelte gestionali prescinde dal contesto economico nel quale il sistema insiste (condiziona la sostenibilità di interventi atti a ridurre le perdite) ; Osservazioni: lapproccio OFWAT, incentrato sulla valutazione del livello economico di perdita (ELL), non propone indicatori tecnici ed economici che permettono di valutarlo a priori; ciò rende tale approccio di difficile esportazione (LELL dipende dal sistema e dal contesto nel quale esso si trova) ; la normativa ITALIANA ritenendo accettabili perdite idriche inferiori al 20% del volume immesso, non considera la ricerca di un target ottimale, come equilibrio tra le caratteristiche della rete e gli aspetti economici (Manca completamente un insieme di PI utilizzabile per la valutazione economica, anche se introduce la suddivisione del sistema idrico in cellule funzionali).

13 13/23 Indicatori Proposti: Attività IWAOFWATDM 99/97PRIN 1WR 1 Età Media dei Contatori 2WR 2, WR 3 1,3Op 29 1,3,4Op 23,Op 24,Op 25 1Ph 10,Ph 11,Ph 12,Ph 13, Ph 14,Ph 15 1Op 7,Op 9,Op 10,Op 38,Op 36 2,3Ph 1,Ph 2,Ph 3,Ph 4 Saturazione Rete 3,4Op 4 Pressione Esercizio/P Rif 3Op 5,Op 8,Op 19,Op 20 Durata Riparazioni Rendimento Trattamento Rendimento Serbatoi 3Op 31,Op 32,Op 33,Op 35 4Fi 1,Fi 4,Fi 5,Fi 6,Fi 17,Fi 18,Fi 19 4Fi 25, Fi 46,Fi 47 Attività: 1stima; 2 Efficienza Strutturale; 3 Valutazione Strategie Riduzione; 4 Valutazione ELL Qualità del Monitoraggio ATTIVITÀ DI RICERCA

14 14/23 ATTIVITÀ DI RICERCA LIVELLO DECISIONALE SISTEMA GESTORE REGOLATORE Risoluzione nello spazio ALTA BASSA Espressione dellinformazione Valori NUMERICI Valori LINGUISTICI

15 15/23 Valori LINGUISTICI ATTIVITÀ DI RICERCA OTTIMO BUONO SUFFICIENTE CATTIVO PESSIMO Consentono la caratterizzazione della prestazione di un particolare elemento (gruppo di elementi) del sistema. Tali valori possono essere considerati ambigui se non attribuiti secondo una metodologia standardizzata e comune a tutti gli operatori!

16 16/23 0 25 % allora CATTIVO Se 0 < WR2 < 75 % allora BUONO Se 75 < WR2 < 80 % allora SUFFIC. Se WR2 > 80 % allora CATTIVO Se WR3 > 90 % allora BUONO Se 90 > WR3 > 70 % allora SUFFIC. Se WR3 < 70 % allora CATTIVO Descrizione – Sistema- Gestore - Regolatore

17 17/23 ATTIVITÀ DI RICERCA Elementi di base e di funzionamento della procedura di calcolo (fondata sulluso delle reti bayesiane): Nodo Padre Nodo Figlio Arco Arco: grado di dipendenza condizionale tra nodi dipendenti; Nodo: variabile che può assumere un numero limitato di stati: buono, sufficiente, cattivo;

18 18/23 ATTIVITÀ DI RICERCA Nodi Padre Nodi Figlio Arco

19 19/23 Obiettivo: avere una valutazione dinsieme della prestazione ATTIVITÀ DI RICERCA Consideriamo le risorse idriche sono stati selezionati tre indicatori che ne descrivono di aspetti particolari; Attraverso i due indicatori LINGUISTICI WR_A_MARK WR_Man_MARK WR1=18 WR2=57 WR3=43 WR1=14 WR2=75 WR3=43

20 20/23 Rete Bayesiana per la scelta delle aree di intervento più appropriate Prestazione Indicatori NUMERICI Indicatori LINGUISTICI

21 21/23 CASI DI STUDIO: MODENA & REGGIO EMILIA 5 DISTRETTI MONITORATI MNF 3 DISTRETTI MONITORATI REGGIO EMILIA Dati: Volumi in ingresso e uscita; Modello della rete; Archivio delle rotture; Dati gestionali; Ecc. MODENA

22 22/23 CONCLUSIONI 1.È stata condotta una analisi di letteratura per la selezione degli indicatori dei diversi gruppi; 2.Sono stati individuati 44 indicatori da diverse fonti; 3.Sono stati proposti 4 possibili nuovi indicatori per la stima delle perdite idriche e per la valutazione di possibili strategie di riduzione delle perdite; 4.È stata proposta una struttura, basata su logica bayesiana, in grado di attribuire dei giudizi linguistici a diversi aspetti della gestione delle perdite idriche aggregando più PI; 5.La struttura proposta permette di selezionare le aree di maggior criticità della rete rispetto alle perdite idriche; 6.Sono state già attivati due casi di studio tra Modena e Reggio Emilia, mentre sono in fase di definizione due altri casi di studio a Bologna e Ravenna.

23 23/23 1.Liserra T., C. Bragalli, M. Maglionico, S. Artina, Luso degli Indicatori di prestazione nella riduzione delle Perdite Idriche; Rivista Ingegneria Ambientale (in corso di stampa); 2.Liserra T., R. Ugarelli, V. Di Federico, M. Maglionico, A GIS based approach to assess the vulnerability of water distribution systems LESAM 2007, Lisbon, Portugal October 2007 (Abstract inviato); 3.Maglionico M., C. Bragalli, T. Liserra, A procedure based on performance indicators in water distribution system for the identification of scenarios in terms of water losses reduction and structural improvement, Water Loss 2007, September 2007, Bucharest, Romania (Abstract Accettato); 4.Ugarelli R., T. Liserra, I. Di Federico, V. Di Federico, M. Maglionico, La vulnerabilità delle reti di acquedotto nello scenario di ristrutturazione del servizio idrico italiano, Ferrara Giugno 2007 (Abstract inviato). PUBBLICAZIONI

24 24/23 Indicatori IWA: WR 1 % Perdite Reaali / Acqua in ingresso al sistema Op 38 % di contatori di utenza effettivamente in servizio WR 2 % Acqua impiegata / capacita disponibile Ph 1 % di utilizzazione dellimpianto di trattamento WR 3 % Acqua in ingresso / capacità proprie risorse Ph 2 Capacità dei serbatoi di acqua grezza (giorni) Op 4 % rete ispezionata per anno Ph 3 Capacità dei serbatoi di acqua trattata (giorni) Op 5 N° riparazioni da ALC per anno ogni 100 km Ph 4 % di utilizzazione delle pompe Op 7 Frequenza di calibrazione dei contatori di sistema Ph 10 Numero di distretti ogni 1000 utenze Op 8 % di contatori sostituiti per anno Ph 11 Contatori utenza rispetto alle utenze (%) Op 9 Frequenza di calibrazione dei misuratori di pressione Ph 12 N° utenze con contatore /N°utenze Op 10 Frequenza di calibrazione dei misuratori di livello Ph 13 N° utenze residenziali /N°utenze Op 16 % Annua di rete principale riabilitata Ph 14 Grado di automazione (%) Op 19 % Valvole rimpiazzate per anno Ph 15 Unità Controllate in remoto (%) Op 20 % Annua di service connection riabilitate Fi 1 Prezzo di vendita per m 3 Op 23 Perdite annue per connessione Fi 4 Costo totale per m 3 Op 24 Perdite annue per km di rete Fi 5 Costi correnti per m 3 Op 25 Perdite Apparenti (% di acqua in ingresso al Sistema) Fi 6 Costi fissi per m 3 Op 29 ILI (indice di perdta infrastrutturale) Fi 17 Costo e gestione della risorse idriche (% C. C.) Op 31 N° di Failure annue per 100 km di rete principale Fi 18 Costo di estrazione e trattamento (% C. C.) Op 32 N° di Failure annue per 100 km di cond. di conn. Fi 19 Costo di trasmissione stoccaggio e distrib. (% C. C.) Op 33 N° di Failure annue per 1000 idranti Fi 25 Costo per investimento in strutture per m 3 Op 35 N° di Failures per water-point per anno Fi 46 Volume acqua persa (% volume in ingresso) Op 36 Efficienza nella lettura dei contatori di utenza Fi 47 Costo acqua persa (% C.C)

25 25/23 Indicatori OFWAT DM 99/97 OFWAT Durata Riparazione (per tipo di struttura) Periodo medio che intercorre tra la segnalazione/localizzazione della perdita e la sua riparazione (Giorni). DM 99/97 Rendimento Trattamento Rapporto tra i volumi in uscita dallimpianto di potabilizzazione rispetto ai volumi in ingresso.

26 26/23 Indicatori proposti PRIN Età Media dei Contatori (Età media pesata dei contatori anni, con lo scopo di stimare il valore delle perdite per sottocontazione) Saturazione Rete (Valutare il grado di utilizzazione della rete rispetto ad un suo valore massimo accettabile) Numero di fallannze, in carico minimo e velocità massime, per diversi valori di perdita in funzione del moltiplicatore (MD) per ottenere la domanda dellora di massimo consumo. Pressione Esercizio/P Rif. Valutare lentità della riduzione massima di pressione che si può operare nella rete. Rendimento Serbatoi Effetto degli sfiori dai serbatoi per effetto di un cattivo controllo.


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