Al fine di dimostrare le grandi potenzialità del modello di ottimizzazione SuperNet per la progettazione delle reti idriche in pressione multiconnesse, si é ritenuto opportuno applicare il modello stesso ad un caso di indubbio interesse, quale la ristrutturazione della rete idrica della città di New York.

La rete idrica della città di New York é stata oggetto, nel passato più o meno recente, di una lunga serie di studi per determinare la sua configurazione ottimale. Per questo motivo risulta semplice e immediato operare un confronto diretto, nelle medesime condizioni di applicazione, fra i risultati ottenuti con il modello proposto e quelli pubblicati dai più autorevoli esperti del settore. Tra questi si ricordano, in particolare, Lai e Schaake (1969), Quindry e altri (1981), Gessler (1982), Morgan e Goulter (1985), Dandy et al. (1996), i quali hanno raggiunto, con il progredire della tecnica risolutiva adottata, una configurazione della rete idrica ottimale ad un costo sempre inferiore.

La rete idrica della città di New York è costituita da un sistema di gallerie in pressione funzionanti a gravità, che nel 1969 dovette essere adeguato alle mutate esigenze dei consumi cittadini realizzando un sistema di gallerie in pressione parallele a quelle esistenti. Il progetto, realizzato da Schaake and Lay, ricercò la soluzione relativa a un dimensionamento ottimale, tale cioè da soddisfare i vincoli di consumo e di carico piezometrico in condizioni di minimo costo di realizzazione.
La soluzione ottenuta con il modello SuperNet è stata confrontata con quelle ricavate, nelle medesime condizioni di progetto, da alcuni dei più autorevoli esperti del settore, che hanno potuto pubblicare i risultati ottenuti in quanto migliorativi rispetto ai precedenti (Tab. A.4).

Tab. A.4 Confronto della soluzione ottenuta con il modello proposto per il problema dell'espansione della rete idrica della città di New York con quella ricavata in alcuni studi precedenti, utilizzando, in ogni caso, dati omogenei sia per quanto riguarda i costi unitari delle condotte sia per quanto concerne le dimensioni della rete.

Applicazione del Modello SuperNet

Tab. A.1 Set dei materiali utilizzati per realizzare il progetto della rete dell'acquedotto di New York. La scabrezza è stata posta, conformemente agli esperimenti effettuati dagli altri ricercatori, pari a 100 nella formula di Hazen-Williams.

Esame dei risultati dell'elaborazione

Nel progetto di ristrutturazione e adeguamento della rete della città di New York, ogni condotta principale già esistente è stata affiancata da una condotta di progetto. Durante la fase di ottimizzazione il modello elimina le condotte superflue, riduce le condotte esuberanti e aumenta quelle di diametro insufficiente.

Il procedimento di eliminazione delle condotte è stato effettuato controllando che i collegamenti ritenuti superflui non inducano nel sistema, dopo la loro eliminazione, un aumento del costo complessivo della rete oppure una soluzione non ritenuta accettabile dal punto di vista idraulico.

Il processo di ottimizzazione termina solo quando la riduzione percentuale del costo della rete risulta trascurabile. Per la particolare struttura del modello la soluzione ottenuta si presenta sia congruente dal punto di vista idraulico sia, allo stesso tempo, la più economica.

Il modello consente di considerare contemporaneamente tutte le molteplici condizioni di carico ipotizzabili dal progettista (funzionamento della rete in condizione di massimo o minimo consumo, rotture di condotte, allarmi antincendio etc.).

Nel caso dell'estensione della rete idrica della città di New York, è stata considerata la sola condizione di carico riportata in letteratura (Quindry et al. (1979)).

Tab. A.2 Confronto tra i valori di pressione calcolati e imposti come condizione di vincolo nel caso della rete. I valori sono gli stessi di quelli utilizzati dagli altri ricercatori.

Tab. A.3 - Soluzione determinata con il modello di ottimizzazione per il problema dell'espansione della rete idrica della città di New York