ACQ-0013 · Acquedotti · Livello intermedio

Come definire il profilo giornaliero della domanda idrica

Dalla domanda media ai moltiplicatori temporali per una simulazione attendibile della rete

Ultimo aggiornamento: 2026-09-08

In sintesi

Il profilo giornaliero trasforma una domanda base in una successione di domande nel tempo mediante moltiplicatori. Deve essere costruito da misure rappresentative o, in assenza di dati, da ipotesi documentate coerenti con popolazione, usi, stagione e giorno analizzato. Se la domanda base rappresenta la media giornaliera, la media ponderata dei moltiplicatori del ciclo deve essere pari a 1; diversamente si modifica anche il volume totale giornaliero. Il passo del profilo deve essere abbastanza fine da rappresentare le punte ma compatibile con risoluzione e qualità delle misure. Utenze domestiche, industriali, turistiche e servizi possono richiedere profili separati.

Il moltiplicatore orario descrive la variazione interna al giorno rispetto alla domanda base. Un coefficiente relativo al giorno di massimo consumo e uno relativo all'ora di punta rappresentano scale temporali differenti e non devono essere applicati due volte.

Un profilo può avere una forma plausibile ma una media diversa da 1. Se la domanda base è media, questo errore altera il volume giornaliero e produce una deriva artificiale nei livelli dei serbatoi.

Il problema progettuale

I consumi variano durante la giornata. Le punte influenzano pressioni e velocità, mentre le ore di basso consumo condizionano pressioni massime, perdite, qualità dell'acqua e funzionamento delle pompe.

Un calcolo statico rappresenta un solo istante. Per analizzare serbatoi, controlli ed energia occorre una simulazione in periodo esteso con un profilo temporale coerente.

Domanda base e moltiplicatore

Per ogni intervallo la domanda richiesta può essere espressa come:

Q(t) = Q_base · M(t)

dove Q_base è la domanda di riferimento e M(t) il moltiplicatore del periodo. È indispensabile dichiarare se Q_base rappresenta una media annua, stagionale, giornaliera o un'altra condizione.

Se al nodo sono presenti più categorie di utenza, ciascuna può avere propria domanda base e proprio profilo; la domanda totale è la somma delle categorie.

Come costruire il profilo da misure

Le serie di portata devono essere controllate, corrette per periodi di fermo o anomalie e aggregate secondo lo scopo. Per ogni intervallo si può dividere la portata osservata per la media del giorno o del gruppo di giorni considerato.

È opportuno distinguere giorni feriali, festivi, stagioni e condizioni eccezionali. La media di molti giorni attenua il rumore, ma può nascondere punte reali importanti per la verifica.

Esempio di profilo giornaliero normalizzato con domanda notturna, punta mattutina e punta serale.

Normalizzazione dei moltiplicatori

Quando Q_base è la domanda media sul ciclo, deve risultare:

somma(M_i · Δt_i) / somma(Δt_i) = 1

Con intervalli tutti uguali è sufficiente che la media aritmetica dei moltiplicatori sia 1. Se non lo è, il profilo deve essere normalizzato oppure la domanda base deve essere ridefinita consapevolmente.

Questa verifica è particolarmente importante nei modelli con serbatoi, perché un piccolo errore medio ripetuto per più giorni produce una variazione progressiva del volume.

Scelta del passo temporale

Profili orari sono spesso adeguati per analisi ordinarie; intervalli di 15 o 30 minuti possono servire per picchi rapidi, piccoli sistemi o controlli sensibili. Un passo molto fine non migliora il modello se i dati originari sono poco affidabili.

Il passo idraulico può essere uguale o più breve del passo del profilo. Durante ciascun periodo il moltiplicatore resta normalmente costante fino al valore successivo.

Profili differenti per categorie di utenza

Utenze domestiche, commerciali, industriali, ospedaliere, irrigue e turistiche possono avere forme molto diverse. Applicare un unico profilo a tutte le domande può sincronizzare artificialmente le punte.

Quando i dati lo consentono, conviene separare le categorie e attribuire a ciascuna una curva. Le utenze industriali con programma noto possono essere rappresentate con portate quasi costanti o calendari specifici.

Distribuzione spaziale e profilo temporale

Il profilo non corregge una distribuzione nodale errata. Prima si attribuisce correttamente la domanda base ai nodi, poi si applicano i moltiplicatori alle categorie appropriate.

In reti estese zone diverse possono avere fasce orarie sfalsate. La simultaneità delle punte deve essere valutata con dati o scenari, evitando di applicare automaticamente lo stesso massimo a ogni nodo.

Giorno medio, giorno massimo e ora di punta

È utile predisporre scenari distinti: giorno medio, giorno di massimo consumo, stagione turistica, periodo irriguo o altro caso rilevante. Il profilo descrive la forma interna del giorno; il volume di base stabilisce la scala complessiva.

Se la domanda base è già riferita al giorno massimo, il relativo coefficiente non deve essere applicato nuovamente. L'ora di punta deve emergere dal profilo adottato o da uno scenario statico coerente.

Come procedere in assenza di misure

In assenza di telelettura possono essere utilizzati profili di letteratura, dati di sistemi analoghi o ipotesi convenzionali, dichiarando origine e limiti. È opportuno eseguire analisi di sensibilità su forma, massimo e orario della punta.

Il profilo provvisorio deve essere sostituito o calibrato quando diventano disponibili misure. Una curva dettagliata ma non rappresentativa non è più affidabile di una semplice ipotesi esplicita.

Domanda registrata e perdite

Una portata misurata all'ingresso della zona comprende consumi autorizzati e componenti di perdita. Attribuirla integralmente come domanda degli utenti può falsare la dipendenza dalla pressione e la distribuzione spaziale.

Se si modellano separatamente le perdite, occorre evitare di contarle anche nella domanda base. Il bilancio idrico utilizzato per la calibrazione deve essere coerente con questa separazione.

Effetti su serbatoi e pompe

La forma del profilo determina ore di riempimento e svuotamento, avviamenti, durata di funzionamento e punto operativo delle pompe. Un profilo troppo smussato può sottostimare punte e commutazioni.

Dopo più cicli, i livelli dovrebbero mostrare un comportamento compatibile con il bilancio medio. Una deriva può dipendere da profilo non normalizzato, alimentazione insufficiente o condizioni iniziali non stabilizzate.

Calibrazione e validazione

Il profilo può essere calibrato confrontando portate, pressioni e livelli misurati. La calibrazione della forma temporale deve essere distinta dalla modifica delle scabrezze o delle domande totali.

È preferibile validare il profilo su giornate non utilizzate per costruirlo. Un buon adattamento su un solo giorno non dimostra la rappresentatività stagionale.

Procedura operativa consigliata

1. Definire periodo e scenario da rappresentare. 2. Stabilire il significato della domanda base. 3. Raccogliere e controllare le serie temporali. 4. Separare categorie e zone quando necessario. 5. Scegliere un passo coerente con dati e fenomeni. 6. Calcolare e normalizzare i moltiplicatori. 7. Verificare il volume totale del ciclo. 8. Simulare più giorni e controllare livelli e pressioni. 9. Eseguire sensibilità su punta, orario e simultaneità. 10. Documentare origine, periodo e trattamento dei dati.

Errori frequenti da evitare

• Usare una domanda base senza definirne il periodo.
• Applicare due volte i coefficienti di punta.
• Non normalizzare un profilo riferito alla media.
• Applicare la stessa curva a tutte le utenze.
• Confondere portata immessa con soli consumi autorizzati.
• Usare dati estivi per una giornata invernale senza verifica.
• Impostare un passo più fine della qualità dei dati.
• Valutare soltanto il valore massimo senza controllare il volume.
• Calibrare il profilo modificando impropriamente la scabrezza.

Indicazioni conclusive

Un profilo attendibile deve essere coerente con il significato della domanda base e conservare il volume del ciclo. Forma della curva, valore medio, massimo e simultaneità sono aspetti distinti.

La qualità aumenta separando categorie, utilizzando misure rappresentative e verificando il comportamento su più giorni. Ogni profilo deve riportare fonte, periodo, passo e normalizzazione adottata.

Software correlati

• EdilStudio Acquedotti

Domande frequenti

Deve essere 1 quando la domanda base rappresenta la media del ciclo. Se la domanda base ha un significato diverso, la media può differire ma la scelta deve essere esplicita.

Dipende dalla variabilità del sistema e dalla risoluzione delle misure. Un dettaglio di 15 minuti è utile soltanto se i dati e gli obiettivi lo giustificano.

È possibile per una prima analisi omogenea, ma categorie e zone con comportamenti differenti dovrebbero avere profili separati.

Si assegna una domanda base coerente con quel giorno e un profilo interno normalizzato, evitando di applicare due volte lo stesso coefficiente di massimo.

Può esserci uno squilibrio tra volume alimentato e richiesto, un profilo non normalizzato, perdite non contabilizzate o condizioni iniziali non stabilizzate.

Non necessariamente. L'immissione risente di accumuli, pompe e perdite; i serbatoi possono spostare temporalmente la portata rispetto ai prelievi degli utenti.