Stefano Alvisi

A Bilevel Mixed Integer Linear Programming Model for Valves Location in Water Distribution Systems

The positioning of valves on the pipes of a Water Distribution System (WDS) is a core decision in the design of the isolation system of a WDS. When closed, valves permit to isolate a small portion of the network, so called a sector, which can be de-watered for maintenance purposes at the cost of a supply disruption. However, valves have a cost so their number is limited, and their position must be chosen carefully in order to minimize the worst-case supply disruption which may occur during pipe maintenance. Supply disruption is usually measured as the undelivered user demand. When a sector is isolated by closing its boundary valves, other portions of the network may become disconnected from the reservoirs as a secondary effect, and experience supply disruption as well. This induced isolation must be taken into account when computing the undelivered demand induced by a sector isolation. While sector topology can be described in terms of graph partitioning, accounting for induced undelivered demand requires network flow modeling. The aim of the problem is to locate a given number of valves at the extremes of the network pipes so that the maximum supply disruption is minimized. We present a Bilevel Mixed Integer Linear Programming (MILP) model for this problem and show how to reduce it to a single level MILP by exploiting duality. Computational results on a real case study are presented, showing the effectiveness of the approach.

Un nuovo metodo non iterativo per simulazioni pressure-driven in Epanet

PIETRO; Passadore, Giulia; Garbin, Silvia; B., Matticchio; F., Visentin; I., Brunet; R., Lago; F., Facco; Botter, Gianluca; Carniello, Luca. ELETTRONICO. (2016), pp. 1119-1122. ((Intervento presentato al convegno Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche tenutosi a Bologna nel Settembre 2016. Original Citation: Un sistema modellistico integrato per la previsione in tempo reale delle piene del Muson dei Sassi (Pd)Piping induced by seepage is a frequent cause of failure for earthen levees. The probability that the seepage line in the levee body intercepts the landside slope provides an important indication of the levee vulnerability to seepage. Nevertheless, the definition of the seepage paths associated to assigned water levels is affected by the difficulty in estimating the hydraulic parameters that control the filtration process, chiefly the soil hydraulic conductivity. The ideation of expeditious and operational methods, able to analyse extended levee systems quickly and to identify the most vulnerable portions of the systems, is therefore of paramount importance. To this purpose, an existing practical procedure for the evaluation of levee vulnerability to seepage, based on the definition of a vulnerability index (Camici et al., 2015), is here enhanced and it is used to produce synthetic diagrams, easily applicable to derive the seepage probability of the dykes whose hydraulic conductivity is unknown. The procedure is applied for the Tiber River (central Italy) and the Tanaro River (northern Italy). The Italian levee database (DANTE) is briefly presented in the final part of the paper: it is conceived as a dynamic geospatial tool, addressed to collect all the available information on levee systems and to usefully support authorities involved in hydraulic risk mitigationLa XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Universita di Bologna, si e svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale e tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessita delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre piu profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunita tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si e posta come punto d’incontro della comunita tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si e svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi piu caratteristici e belli della citta ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attivita di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Universita di Bologna sita in Via Terracini. nIl presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-societa: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa piu sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastita e la diversita delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessita delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunita Scientifica Italiana e dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoche uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilita di stesura in inglese e stata concessa con l’auspicio di portare la visibilita del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale e dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume.