7. VALUTAZIONE DEGLI SCENARI DI PROGETTO E CONCLUSIONI.

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7. VALUTAZIONE DEGLI SCENARI DI PROGETTO E CONCLUSIONI.

In questo capitolo sono presentati i risultati delle simulazioni condotte per l’asta principale dello Yarqon mettendo a confronto i differenti scenari di progetto analizzati, e le considerazioni conclusive sulle metodologie adottate ed i risultati conseguiti dal presente studio.

I risultati presentati possono essere affetti da errori a causa delle simulazioni semplificate e mediate su lunghi periodi, ma in generale evidenziano e quantificano l’efficacia degli interventi proposti.

7.1. Risultati e confronto fra gli scenari proposti.

I profili dei principali macrodescrittori simulati per l’asta principale della Yarqon e riportati in seguito, mostrano come l’installazione di un trattamento di fitodepurazione a flusso sub-superficiale verticale a valle del depuratore di Kfar Sava – Hod Hasharon (Scenari 1 e 3) sia molto efficace per la riqualificazione di gran parte del tratto di Yarqon a valle dello scarico.

L’installazione dello stesso trattamento a valle del secondo depuratore (scenario 2) non porta particolari giovamenti e tale intervento può essere considerato realizzabile soltanto in seguito al precedente e ad altri interventi che mirino a ridurre le sorgenti diffuse sul bacino.

Gli effetti dei primi tre scenari di progetto durante la stagione secca sono più evidenti che durante la stagione delle piogge, in cui risulta più efficace un intervento sulle sorgenti diffuse, in particolare nelle aree urbane (scenario 4).

Osservando il profilo della concentrazione di BOD lungo l’asta principale dello Yarqon (Figura 6.2) si nota come nella sezione critica centrale il picco è completamente abbattuto e le concentrazioni ristabilite al di sotto dei 10 mg/l. Questo perchè il trattamento viene effettuato sull’effluente che costituisce nella stagione secca la principale fonte sia di carico organico che di deflusso per il corso d’acqua. L’installazione dello stessa tipologia di trattamento sull’effluente del depuratore di Ramat Hasharon (Scenario 2) ha una minore

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(<10 mg/l) e la ridotta portata rispetto al primo depuratore (circa 1/3).

Stagione Secca

0 5 10 15 20 25 30

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Km dalle sorgenti 22 24 26

BOD [mg/l]

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Stato Attuale KS-HH WWTP

RH WWTP

Figura 6.2: BOD lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione secca: confronto fra stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori principali.

Il profilo del BOD riferito alla stagione piovosa (Figura 6.3) mostra come la diluizione dovuta alla portata degli affluenti intermittenti riduca gli effetti degli interventi proposti. In questa stagione i carichi più importanti di BOD sono apportati dagli affluenti per dilavamento del bacino. La massima riduzione (2 mg/l) avviene per gli scenari 2 e 3 a valle dell’immissione del Qanah e tende a ridursi nelle sezioni a valle dove le concentrazioni diminuiscono anche allo stato attuale.

Stagione Piovosa

0 5 10 15 20 25 30

BOD [mg/l]

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Stato Attuale

Raba

Hadar-Qanah (KS-RH WWTP) Shillo

RH WWTP

Figura 6.3 BOD lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione piovosa: confronto fra stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori e degli affluenti principali.

Anche i carichi di azoto durante la stagione secca (Figura 6.4), negli scenari 1 e 3, vengono più che dimezzati e si passa da concentrazioni di 70 mg/l a circa 30 mg/l. La riduzione nello scenario 2 a valle del secondo depuratore è invece di appena 4 mg/l.

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Stagione Secca

0 10 20 30 40 50 60 70 80

TN [mg/l]

KS-HH WWTP

RH WWTP

Figura 6.4: Azoto Totale lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione secca: confronto fra stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori principali.

Nel caso del fosforo (Figura 6.5) le concentrazioni passano invece da circa 15 mg/l a 6 mg/l. Anche se l’abbattimento dell’azoto e del fosforo è consistente, durante la stagione secca non è sufficiente a rispettare le concentrazioni limite allo scarico dettate dal Piano di bacino, e sarà opportuno valutare in futuro l’opportunità dell’installazione di ulteriori trattamenti finalizzati alla rimozione dei nutrienti.

Stagione Secca

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

TP [mg/l]

KS-HH WWTP

RH WWTP

Figura 6.5: Fosforo Totale lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione secca: confronto fra stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori principali.

Le considerazioni svolte per il BOD nella stagione delle piogge restano valide anche nel caso dei nutrienti. In particolare per i profili dell’azoto (Figura 6.6) si osserva come l’installazione di trattamenti secondari nelle aree urbane non servite da depuratori (scenario 4) presenti gli effetti più consistenti sulla diminuzione dei carichi, mentre per il fosforo (Figura 6.7) l’intervento più efficace rimane quello adottato negli scenari 1 e 3.

L’intervento sul secondo depuratore (scenario 2) presenta effetti rilevanti solo nel caso dell’azoto.

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Stagione Piovosa

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

TN [mg/l]

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Stato Attuale Scenario 4 Raba

Hadar-Qanah

(KS-RH WWTP) Shillo

RH WWTP

Figura 6.6: Azoto Totale lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione delle piogge: stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori e degli affluenti principali.

Stagione Piovosa

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

TP [mg/l]

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Stato Attuale Scenario 4 Raba

Hadar-Qanah

(KS-RH WWTP) Shillo

RH WWTP

Figura 6.7: Fosforo Totale lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione delle piogge: stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori e degli affluenti principali.

La riduzione di nutrienti, insieme all’abbattimento del BOD, incrementano in maniera notevole l’ossigeno disciolto nella sezione critica dello Yarqon durante stagione secca (Figura 6.8), che passa da valori di 3 mg/l dello stato attuale a concentrazioni superiori a 7 mg/l. Queste nuove condizioni sicuramente favoriscono la riabilitazione della vita acquatica e dell’habitat naturale originario.

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Stagione Secca

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

OD [mg/l]

KS-HH WWTP RH WWTP

Figura 6.8: Ossigeno Disciolto lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione secca: stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori principali.

Nella stagione delle piogge l’ossigeno disciolto presenta già allo stato attuale delle concentrazioni ovunque superiori alla soglia dei 4 mg/l, incrementate negli scenari 1 e 3 fino a circa 5,5 mg/l a valle del primo depuratore (Figura 6.9).

Stagione Piovosa

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

OD mg/l

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Stato Attuale Scenario 4 Raba Hadar-Qanah

(KS-RH WWTP)

Shillo RH WWTP

Figura 6.9: Ossigeno Disciolto lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione delle piogge:

stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori e degli affluenti principali.

Considerazioni analoghe possono essere svolte per i profili dei solidi sospesi totali (Figure.

6.10 e 6.11) che attualmente presentano come gli altri costituenti una criticità maggiore nella stagione secca.

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Stagione Secca

0 10 20 30 40 50 60 70

SST [mg/l]

KS-HH WWTP RH WWTP

Figura 6.10: Solidi Sospesi Totali lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione secca: stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori principali.

Stagione Piovosa

0 5 10 15 20 25 30 35 40

SST mg/l

Raba

Hadar-Qanah (KS-RH WWTP)

Shillo RH WWTP

Figura 6.11: Solidi Sospesi Totali lungo l’asta principale del fiume Yarqon nella stagione delle piogge:

stato attuale e scenari di progetto. Sono indicati i recapiti dei due depuratori e degli affluenti principali.

7.2. Conclusioni.

Il presente studio ambientale sulla qualità delle acque superficiali dello Yarqon parte da un’analisi delle principali problematiche del bacino e del corso d’acqua, per arrivare a proporre, in base all’utilizzo di simulazioni di scenari di progetto con strumenti di modellazione, le soluzioni progettuali ritenute più significative ed efficaci.

La principale difficoltà incontrata nella raccolta dei dati è derivata dall’assetto geopolitico del bacino studiato, diviso internamente fra stato di Israele e territori palestinesi. La descrizione delle caratteristiche del bacino dello Yarqon, ottenuta grazie all’integrazione di dati provenienti da fonti eterogenee, ha considerato gli aspetti principali riguardanti l’inquadramento e l’assetto idrologico e geologico del bacino, le suddivisioni amministrative, le caratteristiche idrauliche e biochimiche delle acque del corso d’acqua e le principali fonti di inquinamento puntuali e diffuse.

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Da questa analisi è emerso che alla base del degrado dello Yarqon vi sono da un lato gli ingenti prelievi operati alle sorgenti e dall’altro le sorgenti di inquinanti. La più importante di queste è costituita dal depuratore di Kfar Sava- Hod Hasharon il cui effluente, nella stagione secca, non è sufficientemente diluito all’interno dell’alveo. Durante la stagione delle piogge, anche le sorgenti diffuse, costituiscono un carico di inquinanti eccessivo per il corso d’acqua.

Nei capitoli 3 e 4 è stata fornita una descrizione comparativa di alcuni modelli di qualità delle acque superficiali, evidenziandone l’utilità come strumenti di previsione, modellazione e controllo. Sono stati quindi individuati ed analizzati i modelli MONERIS e QUAL2K, ritenuti i più appropriati al caso di studio.

Come esposto nel capitolo 5, i due modelli sono stati calibrati sulla base delle misurazioni compiute lungo l’asta principale del fiume ed analizzando le caratteristiche di uso del suolo dei sottobacini considerati. Questi costituiscono circa la metà dell’intero bacino dello Yarqon in quanto è stato escluso il sottobacino del principale affluente perché ritenuto ininfluente sul tratto di fiume interessato dagli interventi proposti. Così, una volta determinati i carichi diffusi di nutrienti attraverso l’utilizzo di MONERIS, per il modello QUAL2K sono stati determinati i valori delle cinetiche di degradazione del BOD, di nitrificazione e di aerazione che determinano l’andamento delle concentrazioni dei costituenti lungo il corso d’acqua.

I risultati della simulazione dello stato attuale sono ben rappresentativi delle problematiche del bacino, come si evince dall’analisi dei dati raccolti ed esposti nella prima parte del lavoro.

Alla fase di definizione dello stato attuale e della corrispondente taratura dei modelli, è seguita la simulazione degli scenari di progetto ritenuti più significativi al fine di valutare l’efficacia dei possibili interventi per la riqualificazione ambientale del fiume Yarqon.

Sono state quindi condotte due tipi di simulazioni, riferite alle due stagioni secca e delle piogge che, pur essendo mediate su lunghi periodi, hanno messo in evidenza le problematiche ambientali principali dello Yarqon e la validità delle soluzioni progettuali proposte.

Per la stagione secca le simulazioni condotte mostrano come l’installazione di un trattamento di fitodepurazione a flusso subsuperficiale verticale a valle del depuratore di Kfar Sava – Hod Hasharon sia l’intervento più efficace per la riqualificazione di gran parte del tratto di Yarqon. I carichi di nutrienti vengono più che dimezzati durante la stagione

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sicuramente favoriscono la riabilitazione della vita acquatica ed il ripristino dell’habitat naturale. L’installazione dello stessa tipologia di trattamento sull’effluente del depuratore di Ramat Hasharon ha una minore efficacia, data la già buona qualità dell’effluente attuale.

Le simulazioni riferite alla stagione piovosa mostrano invece come la diluizione dovuta alla portata degli affluenti intermittenti renda meno evidenti gli effetti degli interventi proposti. In questa stagione le fonti di inquinamento più importanti sono di tipo diffuso e possono essere più efficacemente contrastate mettendo in atto interventi di incremento dei trattamenti delle acque superficiali provenienti dalle aree urbane e di miglioramento delle pratiche agricole. Questi interventi avrebbero inoltre effetti positivi sulla riqualificazione delle acque sotterranee.

La stagione più critica resta tuttavia quella secca, per cui, sulla base delle simulazioni effettuate, un trattamento di fitodepurazione installato a valle del depuratore di Kfar Sava – Hod Hasharon risulta essenziale per la riqualificazione ambientale del fiume Yarqon.

Questo lavoro può inoltre rappresentare una base di partenza per uno studio più approfondito dei processi di bacino tramite modelli che utilizzano informazioni GIS o di modelli dinamici che simulano gli effetti delle piene nell’accumulo di detriti inquinati sul fondo dell’alveo.

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