Presentation of the Nettools extensions for uDig at the GFOSSDAY 2011 in Foggia. The presentation gives an insight on possible workflows for professionals that are involved in water management systems and stormwaters.

1. Strumenti Open Source per la
gestione delle reti urbane
HydroloGIS: Antonello Andrea, Silvia Franceschi
Universita' degli Studi di Trento: Paolo Bertola, Maurizio Righetti,
Riccardo Rigon
GFossDay2011 Foggia - Venerdì 25 Novembre
ydroloGIS nvironmental ngineering
HydroloGIS S.r.l. - Via Siemens, 19 - 39100 Bolzano www.hydrologis.com

2. NETTOOLS – LA FOGNATURA
Stato dell'arte
La fognatura bianca di Soraga ha un problema: quando piove si intasa.
Necessaria una verifica della fognatura.
Strumenti utilizzati
• uDig, Spatial Toolbox, JGrasstools: analisi dati
• + estensioni BeeGIS: rilievo in campo
• + estensioni Nettools: verifica della fognatura

3. Dati iniziali forniti: tronco di monte
Lo schema della parte della fognatura che sta a monte:

4. Dati iniziali forniti: tronco di valle
Lo schema della parte della fognatura che sta a valle:

5. Direzione curve di livello

6. Direzione rete fognaria

7. Dettaglio manufatti
Dettagli dei manufatti di interesse:

8. Sopralluogo con BeeGIS
Primo sopralluogo con BeeGIS per verifica e integrazione dei dati.
NOTE: inserimento dei pozzetti nelle geonote. Schizzo del pozzetto + note di
diametro e profondita' nella casella di testo.

9. Diversificazione geonote in campo
Per essere in grado di identificare velocemente le geonote per area tematica
sono stati usati i colori (giallo per i nodi, viola per le indicazioni di
permeabilita').

10. Dato integrato pronto per l'analisi
Sono state quindi create (e controllate) le aree drenanti nei vari tratti della
fognatura

11. Preparazione dei dati con gli strumenti Nettools
Il plugin per uDig dei Nettools fornisce un pulsante per generare shapefile di
base da utilizzare nell'analisi.
Per le aree quindi conviene usare il file generato per fare il lavoro una volta
sola.
I Nettools generano:
• un piano networkCalibration o networkProject per la rete
• un piano area per le aree drenanti

12. Compilazione automatica dei campi
Una volta compilati i campi manuali dei piani di rete e aree, con lo strumento
di query raster si estrae dal dtm la quota da inserire.
I nettools calcolano le aree e le associano ai tratti della fognatura.

13. Run in modalita' di calibrazione
Si lancia la procedura guidata di calibrazione:
Il modello in questione TrentoP e' un modello Geomorphologico sviluppato
dal CUDAM dell'Universita' degli Studi di Trento.

14. Run in modalita' di calibrazione
Si compilani i parametri del modello e si inseriscono delle pioggie statistiche
oppure lo ietogramma di un evento noto.

15. Risultati della calibrazione: portate
Il risultato della calibrazione e' un grafico delle portate [l/s] nel tempo in ogni
tubo. Si nota che dopo il tubo N.6 non vi sono piu' grafici.

16. Risultati della calibrazione: gradi di riempimento
La cosa diventa chiara nel grafico dei gradi di riempimento, dove si nota che
il tubo N.6 va in pressione.
Si e' quindi riprodotto lo stato di fatto, simulando il problema segnalato.

17. Soluzione al problema
A quel punto si decide per una soluzione che si ri-verifica. In questo caso si
e' deciso di creare uno scolo nella parte alta, in modo di sgravare il tronco
problematico dall'apporto dei tratti 1, 2, 11, 12.

18. NETTOOLS – L'ACQUEDOTTO

19. Un po' di storia
• acquedotto realizzato dalla coop belga negli anni 80
• sollevamento dell'acqua con pompa diesel
• durante i disordini del 90 che hanno portato al genocidio del 94 e' caduto
in disuso e tutto si e' deteriorato
• le strutture sono state saccheggiate

20. Il progetto prevede...
• prevede il recupero delle strutture esistenti
• ridurre costi ed impianti sia in fase di costruzione che gestione
• limitare interventi sulle opere esistenti
• ridurre al minimo elementi facilmente usurabili
• 20000 abitanti, 12 serbatoi, 41 fontane (non c'e' acqua in casa) e 6 scuole
Strumenti utilizzati
• Geopaparazzi
• uDig, Spatial Toolbox, JGrasstools: analisi dati
• + estensioni Nettools: progettazione e verifica dell'acquedotto

21. Il rilievo della situazione attuale
La regola da tenere a mente e' che il primo rilievo potrebbe essere l'unico e
comunque non essere un rilievo.
A volte vai a fare una visita ed e' l'unico dato che hai, poi devi farteli prendere
da persone inesperte (e non si parla ancora di GIS). Ergo, ci vuole uno
strumento semplice.
Noi abbiamo utilizzato (e sviluppato) Geopaparazzi per questo scopo e ci e'
stato utile in due modi:
• la prima volta (la visita) siamo riusciti a recuperare molti dati per
inquadrare la situazione
• e' stato semplice insegnare l'utilizzo ai tecnici

22. Creazione di schede di rilevamento
Sono state create delle semplici schede per geopaparazzi per "costringere" i
rilevatori a una sorta di standard:

23. Dati rilevati: tipo geografico e idraulico
Posizione opere esistenti, foto delle opere per l'identificazione delle tecniche
in uso (stramazzi, paratie).

24. Dati rilevati: tipo pianificatore
Vista sulla regione nella quale poi sono state create le opere: condotta
forzata, stazione di pompaggio, condotta di mandata.

25. Il progetto: prima
La decisione di progetto e' stata quella di passare dalla seguente situazione:

26. Il progetto: dalla sorgente al serbatoio
alla seguente, che pero' necessita' sempre di una pompa:

27. Il progetto: sostenibilita'
e' stata creata una diga e sfruttata per generare l'energia necessaria:

28. Progettazione: i dati di base
Sono stati compilati i file di base (generati dai nettools) con i dati rilevati +
quelli di progetto.

29. Progettazione: sincronizzazione dei piani
I nettools permettono poi di sincronizzare di dati per calcolare le lunghezze
dei tubi in 3d, associare i nodi alle condotte ed estrarre le quote dei
serbatoi dal DTM.

30. Run della simulazione
Il software alla base e' il ben noto EPANET. I Nettools offrono una interfaccia
GIS per la preparazione dei dati e una guida all'esecuzione:

31. Risultati: visualizzazione spaziale
I dati dei risultati vengono inseriti in un database locale.
La visualizzazione spaziale mostra un'istantanea dei dati nei nodi e sulla
rete:

32. Risultati: grafici
E' possibile visualizzare il grafici degli andamenti temporali delle grandezze
calcolate nei nodi e nei tronchi:

33. CONCLUSIONI
I Nettools sono:
• particolarmente adatti a contesti di piccola scala
• stati testati e usati (in campo professionale e accademico)
• pensati per l'applicazione in piccoli comuni e per il supporto ai
professionisti. La legge imporra' l'utilizzo di strumenti anche nei
piccoli comuni per perseguire obiettivi di controllo dei consumi e
limitazione degli sprechi
• particolarmente adatti in progetti di cooperazione (e' partito un nuovo
progetto che li utilizza per la verifica di un acquedotto anche in Etiopia)
Sviluppi futuri: ottimizzazione energetica in produzione (idromini accoppiati
ad acquedotti) e funzionamento (orari di attivita' e
dislocazione/dimensionamento dei serbatoi).

34. COLLEGAMENTI
Gli strumenti presentati sono:
• JGrasstools: http://www.jgrasstools.org
• uDig: http://udig.refractions.net
• Spatial Toolbox:
http://code.google.com/p/jgrasstools/wiki/JGrassTools4udig
• BeeGIS: http://code.google.com/p/beegis/
• Geopaparazzi: http://www.geopaparazzi.eu/
I Nettools sono scaricabili utilizzando Osgeo 4 Windows:
http://download.osgeo.org/osgeo4w/osgeo4w-setup.exe