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Il sistema Nord Milano - Modellazione della dorsale di Cornaredo

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Webinar 17-06-2021
Ing. Enrico Murari, Idrostudi

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Il sistema Nord Milano - Modellazione della dorsale di Cornaredo

  1. 1. SISTEMA NORD MILANO MODELLAZIONE DELLA DORSALE DI CORNAREDO Webinar Servizi a Rete - 17 giugno 2021
  2. 2. 18 km di nuova dorsale di adduzione 1’000 km (976,4 km) di rete di distribuzione esistente 150 pozzi (inclusi quelli della centrale di Cornaredo e i pozzi nuovi) 94 impianti pozzo (inclusi quelli che saranno dismessi, ma comunque presenti nel modello di stato di fatto) 2 stazioni di pompaggio (sollevamento Cornaredo e rilancio via Nenni Bollate) 2 STRATEGIA DI MODELLAZIONE Strategia di modellazione: Unione, calibrazione e verifica dello stato di funzionamento attuale dell’intera rete acquedottistica in termini di pressione e portate  Caratteristiche principali infrastruttura di rete: Non si riconosce un sistema di adduzione dedicata, ma linee di trasmissione principali (tipicamente con configurazione ad anello) per il convogliamento e la distribuzione dei volumi idrici Rete fortemente magliata per garantire ridondanza e resilienza al sistema di distribuzione Rete interconnessa per consentire scambio di volumi in funzione del profilo di domanda e della disponibilità di approvvigionamento Impianti pozzo regolati principalmente secondo logiche di automazione a pressione  Modellazione Rete Acquedottistica di n°10 Comuni per totali: 21 interconnessioni esistenti 11 punti di cessione e spillamento Criticità: dorsale di Cornaredo alimenta direttamente la rete di distribuzione ed è soggetta a fluttuazioni della portata e della pressione, sia giornaliere che stagionali
  3. 3. 3 STRATEGIA DI MODELLAZIONE •Importazione geometria e definizione dei controlli •Condizioni al contorno (livelli falde, pressioni/portata di scambio alle interconnessioni,…) •Campagna di monitoraggio di portate e pressioni della durata di 15 giorni •Calibrazione su scala temporale di 1 settimana FASE 1: Costruzione modello a scala comunale Punto di misura: CB33 via Stalingrado Bresso-Cormano-Cusano M. Cinisello B. CB3 3
  4. 4. 4  Sono stati importati tutti gli oggetti forniti dal rilievo delle reti:  SHP condotte  SHP fittings (nodi con quota p.c. e profondità di posa)  SHP valvole  SHP idranti  Quota p.c. e profondità di posa dei nodi del modello assegnata secondo rilievo geometrico-topografico. Altrimenti usato DTM.  Utilizzo di flag  Scabrezza di Hazen William compresa tra 70-120.  Assegnato diametro interno alle condotte in funzione della tabella di look-up (in funzione del materiale e del PN)  Attribuzione della domanda nodale e della perdita per ciascuna rete comunale  Perdite costanti  Perdite distribuite in modo proporzionale sui nodi LiveData = 3 min Demand pattern = 15 min Time-Step sim = 3 min Flag IW Tabelle di look-up Domanda antropica Perdita distribuita STRATEGIA DI MODELLAZIONE Bilancio idrico
  5. 5. 5 STRATEGIA DI MODELLAZIONE FASE 2: Unione dei modelli a scala di bacino (Modello SdF) •Adozione medesimo periodo di simulazione (periodo di massimo consumo) mediante introduzione di opportuni coefficienti stagionali •Verifica calibrazione dello stato attuale BACINO 1_ZONA OVEST: Da Rho a Bollate BACINO 2_ZONA EST: Da Paderno Dugnano a Cologno Monzese Punto di misura: Interconnessione I223 CB-SSG via Podgora I223 I26 4 Punto di misura: Interconnessione I264 AS-BO via Monte Resegone
  6. 6. 6 STRATEGIA DI MODELLAZIONE FASE 3: Modellazione centrale, dorsale e spillamenti (Modello SdP) • Implementazione centrale di Cornaredo e dorsale di adduzione con gruppo di rilancio Nenni • Modellazione spillamenti tramite valvola Clayton di regolazione (valvole riduttrici) •Analisi scenari di simulazione  Scenari di simulazione indagati: 1. STATO ATTUALE: stato di fatto della rete esistente 2. STATO DI PROGETTO: inserimento di centrale, rilancio, dorsale e aggiornamento degli impianti (dismissione e nuovi impianti) 3. STATO EMERGENZIALE: ipotesi di spegnimento di alcuni pozzi e rimodulazione della gestione in caso di emergenza
  7. 7. IL SISTEMA NORD MILANO - MODELLAZIONE DELLA CENTRALE La centrale di produzione di Cornaredo è costituita da:  8 colonne pozzo in falda profonda: Qtot= 200 l/s  3 vasche di per un totale di 9424 mc di accumulo  Gruppo di rilancio di n. 6 pompe: Qtot= 245 l/s e Hn = 70 m  Riprodotte logiche di automazione:  Pozzi (on/off in funzione del livello vasca)  Rilancio (logica bi-oraria della pressione) Ricostruzione della centrale nel modello idraulico (Infoworks WS Pro) NOTE DI MODELLAZIONE:  SERBATOIO: Modellato con oggetto «tank» con altezza di massimo invaso di 7 m e volume di 9424 mc  GRUPPO DI RILANCIO: Modellato con oggetto «Stazione di sollevamento» e attivazione delle pompe secondo logica di pressione e in funzione del numero di giri della pompa master Oscillazione livello vasca (3.0- 6.5 m) nel giorno di massimo consumo Portata ingresso vasca da poz Portata rilanciata in dorsale
  8. 8. IL SISTEMA NORD MILANO - CARATTERISTICHE DEL RILANCIO Rilancio Nenni a Bollate – caratteristiche principali:  Situato nell’area impianto di via Nenni (a servizio della rete di Bollate)  Rilancio in linea senza vasche di accumulo grazie all’ausilio di tecnologie di ultima generazione che garantiscono l’ottimizzazione energetica e la continuità del segnale e del servizio grazie alla fibra ottica  Gruppo di rilancio di n. 4 pompe: Qtot= 196 l/s e Hn = 70 m  Adottata logica bi-oraria di funzionamento del rilancio (80 mH2O giorno, 70 mH2O notte) Individuazione area Riproduzione rilancio nel modello idraulico (Infoworks WS Pro) Posizione rilancio Nenni Pressione rilancio con logica bi-oraria (notte/giorno) Portata rilancio verso bacino 2 zona est
  9. 9. IL SISTEMA NORD MILANO – MODELLAZIONE IDRAULICA  Dorsale di approvvigionamento con lunghezza complessiva di 18 km mediante posa delle seguenti tratte: • 1° Tratto DN600 con sviluppo di 5 km (da Centrale fino a stacco per Pero) e tratto di 1.4 km DN300 per consegna Pero • 2° Tratto DN500 con sviluppo di 7.0 km (da stacco per punto di consegna Pero a punto consegna Bollate/Baranzate) • 3° Tratto DN400 con sviluppo di 4.4 km (da punto di consegna Bollate/Baranzate fino a collegamento/sfruttamento dorsale di distribuzione rete esistente DN450 - tratta comprensiva di stazione di rilancio in linea presso impianto di via Nenni)  Impianto di rilancio in linea di via Nenni per fornitura zona est (Bresso, Cormano, Cusano Milanino, Cinisello Balsamo e Sesto San Giovanni) • Gruppo di rilancio di n. 4 pompe: Qtot pari a 196 l/s e Hn pari a 70 m  Elenco dei comuni forniti: Cornaredo, Pero, Rho, Arese, Baranzate, Bollate e Novate TRACCIATO DORSALE DA CENTRALE DI CORNAREDO A RILANCIO NENNI
  10. 10. IL SISTEMA NORD MILANO – MODELLAZIONE IDRAULICA TRACCIATO DORSALE DA RILANCIO NENNI A PUNTO DI CONSEGNA DI CINISELLO BALSAMO  Impianto di rilancio in linea di via Nenni per fornitura zona est (Cormano, Bresso, Cusano Milanino, Cinisello Balsamo e Sesto San Giovanni)  Dorsale di distribuzione rete esistente (DN450/400/300) con lunghezza complessiva di 7.7 km mediante parziale riconfigurazione del sistema principale di distribuzione attuale  Elenco dei comuni forniti: Cormano, Bresso, Cusano Milanino, Paderno Dugnano, Cinisello Balsamo, Sesto San Giovanni e potenzialmente Cologno Monzese (interconnessione)
  11. 11. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI Scenario di simulazione dello Stato di Progetto: - Elenco impianti dismessi (ipotesi)  Rho: Carroccio, Legnano-Diaz, Acquedotto, Visconti  Bollate: S. Ambrogio da Bollate  Novate Milanese: 1° Maggio  Arese: Roma con serbatoio pensile - Elenco nuovi impianti di progetto o riattivati  Rho: nuovo pozzo Sempione (Qn=40 l/s)  Baranzate: rifacimento impianto Mentana (2 pozzi) - Condizioni al contorno principali:  Livello della falda statico e dinamico  Nodo di trasferimento a valle del rilancio Nenni per simulare domanda verso zona est (comuni di Cinisello Balsamo, Cormano, Bresso, Cusano Milanino, Paderno Dugnano, Sesto San Giovanni e Cologno Monzese) Centrale Cornaredo S. Ambrogio da Bollate Estensione rete modellata: 375 km Serbatoio 1° Maggio Scenario di progetto che prevede l’opportunità di dismettere/parzializzare il funzionamento di alcuni impianti, eventualmente riattivabili nei periodi di maggior consumo, razionalizzando la gestione dell’approvvigionamento.
  12. 12. 12 IL SISTEMA NORD MILANO – SIMULAZIONE SPILLAMENTO RHO Spillamenti - caratteristiche principali:  Regolati mediante valvole Clayton di riduzione della pressione  Dimensionamento condotto sulla base del range di portata di funzionamento simulato e taglio di pressione ottimizzato Portata spillamento Rho Pressione monte lato dorsale Pressione valle lato dorsale Dimensionamento valvola di regolazione riduttrice di pressione
  13. 13. SISTEMA NORD MILANO – RISULTATI MODELLAZIONE IDRAULICA Estensione rete modellata: 601.4 km Scenario di simulazione dello Stato di Progetto: - Elenco impianti dismessi (ipotesi):  Cusano Milanino: Buffoli (pozzo 2), P.zza Italia (pozzo 4), Pedretti (pozzo 28)  Paderno Dugnano: Vallette (pozzo 9), Galli (pozzi 16 e 20) e serbatoi pensile  Sesto S.G.: Marelli, Rovani (pozzi 5 e 21), Garibaldi-Zorn - Elenco nuovi impianti di progetto o riattivati  Cusano Milanino: riattivazione pozzo 27 Pedretti e pozzo 1 Buffoli  Paderno Dugnano: campo pozzi Valassina (Qn=20 l/s pozzo sup., Qn=30 l/s pozzo prof.)  Paderno Dugnano: riattivazione Mazzini e Monte Cimone  Cinisello Balsamo: impianto Malpensa (Qn=12 l/s pozzo sup., Qn=30 l/s pozzo prof.)  Sesto San Giovanni: Baracca Bixio (Qn=50 l/s pozzo 17 e Qn=40 l/s pozzo 27)  Sesto San Giovanni: Rovani (Qn=30 l/s pozzo 8 e Qn=30 l/s pozzo 10) - Condizioni al contorno principali:  Livello della falda statico e dinamico  Piezometrica a monte del rilancio Nenni per simulare carico idraulico della dorsale  Domanda area ex-FALK
  14. 14. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI Nuovi impianti o riattivazione Rilancio Bollate via Nenni Sesto San Giovanni
  15. 15. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI Rilancio Bollate via Nenni Sesto San Giovanni Scenario di progetto che prevede l’opportunità di dismettere/parzializzare il funzionamento di alcuni impianti, eventualmente riattivabili nei periodi di maggior consumo, razionalizzando la gestione dell’approvvigionamento.
  16. 16. 16 IL SISTEMA NORD MILANO – ACCORGIMENTI DI PROGETTO Spillamenti – interventi principali:  Rifacimento interconnessione esistente I217 di via Argentina  Rifacimento rete e realizzazione spillamento bi-direzionale con Paderno Dugnano Spillamenti - caratteristiche principali:  Scenario di progetto: flusso idrico determinato dalla spinta del rilancio Nenni  Scenario di emergenza: possibilità di ripristinare l’originale flusso idrico dalla rete di Paderno D. verso Cormano e anche Bollate Legenda Pressione monte lato dorsale Rifacimento rete esistente Punto consegna Cormano – I217 via Argentina Punto consegna Paderno Dugnano via C. Porta Direzione flusso scenario di progetto Direzione flusso scenario di emergenza Tratte oggetto di intervento
  17. 17. SISTEMA NORD MILANO – CONCLUSIONI  Modello idraulico è rappresentativo poiché le condizioni al contorno sono limitate a:  Livelli statico/dinamico dei pozzi  Perdita idrica distribuita sulla base del bilancio idrico calcolato dai dati di monitoraggio  Domanda antropica (associati consumi contabilizzati e definito pattern di consumo)  Dimensionamento della dorsale e delle sue componenti impiantistiche, basato su approccio modellistico, consente di:  Valutare l’impatto della nuova infrastruttura sulla dinamica di funzionamento della rete  Possibilità di indagare diversi scenari di funzionamento e verificare l’efficacia degli interventi proposti  Adeguare le logiche di automazione degli impianti esistenti al fine di consentirne il regolare esercizio  Ulteriori sviluppi:  Simulazione di scenari di qualità per ottimizzare il funzionamento dei pozzi  Modello real-time per previsione comportamento futuro e adozione di logiche/procedure automatiche durante l’esercizio della dorsale

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