CITTADELLA DELLO SPORT INTERVENTO PER LA SISTEMAZIONE DELLE AREE ESTERNE DEL PALAZZETTO DELLO SPORT PROGETTO ESECUTIVO RELAZIONE IDRAULICA

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3 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca CITTADELLA DELLO PORT INTERVENTO PER LA ITEMAZIONE DELLE AREE ETERNE DEL PALAZZETTO DELLO PORT PROGETTO EECUTIVO RELAZIONE IDRAULICA (Art. 35 DPR 7/) INDICE. PREMEE...3. ELABORAZIONE DELLE PIOGGE DETERMINAZIONE DEL TEMPO DI RITORNO EQUAZIONE DELLA CURVA DI POIBILITA PLUVIOMETRICA CROCI EVENTI DI DURATA ORARIA CELTA DELLA CURVA DA UTILIZZARE...3. CALCOLO IDRAULICO PREMEE METODO DELL INVAO PROCEDIMENTO DI CALCOLO EEMPIO DI CALCOLO (TRATTO P L ) CARATTERITICHE DEI COLLETTORI... Pagna

4 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Pagna

5 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca. PREMEE - L Uffco Tecnco LL.PP. del Comune d Cologna Veneta ha affdato allo tudo Tecnco dell Ing. Rccardo ncato con sede n Longo, Va Pontedera n 49, gl ncarch per la Progettazone Prelmnare, Defntva ed Esecutva e per la Coordnazone della curezza n fase d Progettazone per L INTERVENTO PER LA ITEMAZIONE DELLE AREE ETERNE DEL PALAZZETTO DELLO PORT ; - La presente Relazone Idraulca studa l dmensonamento della rete fognara per lo scarco delle acque meteorche; - Il presente studo prevede l dmensonamento della rete fognara della nuova area adbta a parcheggo, n conformtà al D.P.C.M. 4/6/996 che prescrve che a fn del drenaggo delle acque meteorche le ret d fognatura banca o msta debbano essere dmensonate e gestte n modo da garantre che fenomen d rgurgto non nteressno l pano stradale o le mmsson d scarch ner con frequenza superore ad una volta ogn cnque ann per ogn sngola rete. Pagna 3

6 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO. ELABORAZIONE DELLE PIOGGE.. DETERMINAZIONE DEL TEMPO DI RITORNO Come gà accennato al Paragrafo Premesse la scelta del tempo d rtorno pù adeguato allo scopo deve essere compatble con la tpologa realzzatva dell opera n progetto. In questa sede s consdererà a fn del calcolo un tempo d rtorno par a ann... EQUAZIONE DELLA CURVA DI POIBILITA PLUVIOMETRICA Vene d seguto rappresentata le metodologa seguta per la determnazone delle equazon delle Curve d possbltà pluvometrca (CPP) assocate a dvers temp d rtorno. Tal curve sono state costrute attraverso l elaborazone de dat raccolt secondo la metodologa statstco probablstca doppo esponenzale d Gumbel. La rappresentazone d un evento pluvometrco d una certa durata (τ), vene effettuata medante una curva regolarzzatrce, caratterzzata dalla seguente espressone: Dove: n h aτ a a r ( T ) - h : altezza d pogga caduta nell ntervallo d tempo τ. - a,n : coeffcent d Gumbel determnat statstcamente. L equazone può anche essere rscrtta n forma logartmca: log(h) log(a) + nlog(τ) Pagna 4

7 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Alle precptazon massme d data durata, ntese come event estrem che costtuscono una sere d event fra loro ndpendent, può applcars la seguente descrzone statstca, comune, com è noto, a molte sere drologche: X ( Tr ) X + F x Essendo: - X (T r ) : valore dell evento caratterzzato da un tempo d rtorno T r, ossa l perodo d tempo medamente necessaro affnché la realzzazone della varable aleatora (varable drologca) super un determnato valore. - X : l valore medo degl event consderat. - F : fattore d frequenza. - X : scarto quadratco medo della varable n esame. La dstrbuzone d Gumbel assegna al fattore d frequenza F la seguente espressone: F ( ) Y T r Y N N Dove: - Y (T r ) : varable rdotta, funzone del tempo d rtorno T r. - Y N : l valore medo della varable rdotta. - N : scarto quadratco medo della varable rdotta. Tal fattor sono calcolabl con le seguent formule: Y N N N N N - Y ( Y YN ) Pagna 5

8 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Operando la sosttuzone d F s ha: Dove: X r N + x x ( T ) X - Y Y( T ) - moda : valore con massma frequenza probable: - u N X - N x YN N r - fattore α: α x N La varable rdotta è legata al tempo d rtorno secondo l espressone: Y T r ( Tr ) -ln - ln Tr L equazone della Curva d possbltà pluvometrca permette d legare n un pano cartesano le altezze d pogga con la durata della precptazone. Tale curva non presenta ncertezza lungo l asse delle ascsse (asse de temp), bensì presenta ncertezze soltanto dal punto d vsta delle altezze d pogga; qund la determnazone de valor da assegnare a due parametr della curva (a, n) non può essere fatta attraverso l uso d una retta nterpolatrce a mnm quadrat (retta faclmente determnable con l programma Excel ) n quanto tale retta consdera delle ncertezze sa per la varable dpendente che per la varable ndpendente, ma attraverso la soluzone del sstema lneare a due equazon e due ncognte che adesso sarà affrontato. consdera l espressone della CPP n forma logartmca: log(h) log(a) + nlog(τ) Pagna 6

9 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Pagna 7 Tale espressone rappresenta una retta nel pano b logartmco e può essere rscrtta n questo modo: x a a y + Dove: - y log(h). - a log(a). - a n. - x log(τ). crvendo po n forma compatta la sommatora degl scart vertcal (scart nelle altezze): ( ) y a x a + Da cu la condzone d mnmzzazone, che da vta al sstema: ( ) ( ) + + y a x a a y a x a x a I parametr della curva s possono così determnare dalla soluzone del sstema equvalente: y y x a a N x x x da cu nfne s determnano parametr (a, n) al varare del tempo d rtorno.

10 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO... CROCI I dat utlzzat nella presente relazone, ordnat n ordne cronologco rportat nella Tab. crosc, s rferscono alla stazone pluvometrca d Vcenza, sgnfcatv anche per l terrtoro comunale d Cologna Veneta (VR). Tab. crosc Durata [mnut] Anno Pagna 8

11 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Per ogn durata consderata, dat sono stat regolarzzat con l metodo d Gumbel. I valor assunt dalle dverse varabl del calcolo e le altezze d pogga n funzone delle equazon delle Curve d possbltà pluvometrca al varare della durata e del perodo d rtorno sono rassunt nella Tab. Rsultat dell elaborazone per gl scrosc. Nella Tab. 3 Parametr CPP per gl scrosc s rassumono nvece parametr della curva regolarzzatrce de dat raccolt. Tab. Rsultat dell elaborazone per gl scrosc τ [mnut] MEDIA E CARTO QUADRATICO MEDIO DEI VALORI OERVATI meda [mm] carto quadratco medo [mm] MEDIA E CARTO QUADRATICO MEDIO DELLA VARIABILE RIDOTTA Y N N VALORE DEI PARAMETRI DI GUMBEL MODA 4,738 9,846,567 α 4,945 7,63 9,5 T r VALORE ETREMI PER I PERIODI DI RITORNO CONIDERATI [mm] I valor estrem al varare del tempo d rtorno consderato dpendono da coeffcent a, n espost nella tabella seguente: Tab. 3 Parametr CPP per gl scrosc Tr [ann] a [mm/mnut -n ] a [mm/ore -n ] n Pagna 9

12 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Quest valor permettono d costrure la Curva d possbltà pluvometrca n funzone de mnut e delle frazon d ora (Fgura e Fgura ). Curva Possbltà Pluvometrca (crosc) Fgura Altezze d Pogga [mm] h(tr ann) 9.34τ Tempo [mnut] Tr 5 ann Tr ann Tr ann Tr 5 ann Tr ann CPP (Tr ann) Curva Possbltà Pluvometrca (crosc) Fgura Altezze d Pogga [mm] h(tr ann) τ Tempo [ore] Tr 5 ann Tr ann Tr ann Tr 5 ann Tr ann CPP ( Tr ann) Pagna

13 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca... EVENTI DI DURATA ORARIA I dat mess n ordne cronologco rportat nella Tab. 4 Precptazon d durata orara, s rferscono sempre alla stazone pluvometrca d Vcenza, e rportano le regstrazon effettuate negl ann nella stazone pluvometrca d Vcenza delle pogge d durata superore all ora. Tab. 4 Precptazone d durata orara Durata [ore] Anno Pagna

14 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Come nel caso degl scrosc, anche ora per ogn durata consderata dat sono stat regolarzzat con l metodo d Gumbel. I valor assunt dalle dverse varabl del calcolo e le altezze d pogga n funzone delle equazon delle Curve d possbltà pluvometrca al varare della durata e del perodo d rtorno sono rassunt nella Tab. 5 Rsultat dell elaborazone per event d durata orara. Nella Tab. 6 Parametr CPP per event d durata orara s rassumono nvece parametr della curva regolarzzatrce de dat raccolt. Tab. 5 Rsultat dell elaborazone per event d durata orara τ [ore] MEDIA E CARTO QUADRATICO MEDIO DEI VALORI OERVATI meda [mm] carto quadratco medo [mm] MEDIA E CARTO QUADRATICO MEDIO DELLA VARIABILE RIDOTTA Y N N VALORE DEI PARAMETRI DI GUMBEL MODA α T r VALORE ETREMI PER I PERIODI DI RITORNO CONIDERATI [mm] I valor estrem al varare del tempo d rtorno consderato dpendono da coeffcent a, n espost nella tabella seguente: Pagna

15 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Tab. 6 Parametr CPP per event d durata orara T r [ann] a [mm*ore -n ] n Quest valor permettono d costrure la Curva d possbltà pluvometrca (Fgura 3). Curva Possbltà Pluvometrca (Pogge Orare) Fgura 3 5 Altezze d Pogga [mm] 9 6 h(tr ann) τ Tempo [ore] Tr 5 ann Tr ann Tr ann Tr 5 ann Tr ann CPP (Tr ann).3. CELTA DELLA CURVA DA UTILIZZARE Il progetto rguarda un ntervento su una superfce d estensone abbastanza lmtata, essendo qund abbastanza breve l tempo d corrvazone della rete, nell ordne de mnut, fra le due curve determnate al paragrafo precedente s consdererà per l calcolo delle condotte d fognatura la curva degl scrosc, secondo cu: h τ Pagna

16 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO. CALCOLO IDRAULICO.. PREMEE La rete d fognatura sarà realzzata con tubazon n calcestruzzo. sngol tratt d fognatura sono stat calcolat mponendo una pendenza costante... METODO DELL INVAO Il dmensonamento s svolge utlzzando l Metodo dell Invaso, facente rfermento a questo sstema d equazon: dove: ( n' ) K n' c u v ϕa ( n' ) K c n' 3,6 ε ε ln ε 3,94 8,n' + 6,3n' ( ε ) - u : coeffcente udometrco, ossa l contrbuto specfco d pena, msurato n l/(s*ha): - v : nvaso specfco totale par a: Q u v max V msurato n m 3 /ha, dove V è l volume d nvaso totale. Il volume d nvaso specfco totale è dato da: v c : volume profondo, ossa l volume d nvaso sotteso dall'nseme delle condotte a monte della sezone consderata Pagna 4

17 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca v s : volume superfcale, ossa l velo drco sulla superfce scolante, detto anche volume de pccol nvas, e che s consdera costante e par a: 3 m v s 4 ha ; - K c : varable che raccogle le grandezze legate al carattere clmatco del luogo a e n, drettamente, e tramte l parametro ε. - φ: coeffcente d deflusso:. ϕ V V Dove:.: coeffcente d deflusso relatvo alle aree verd.9: coeffcente d deflusso relatvo ad aree mpermeabl V : superfce a verde afferente al tratto d fognatura d calcolo I : superfce mpermeable afferente al tratto d fognatura d calcolo I I - ε: varable par a: Dove: p ε n' + 6.3n' Q p: mpulso stantaneo d pogga par a: p ϕ j ϕa' n' t p con che è la superfce totale sottesa dalla rete d nteresse, j è l ntenstà d pogga, e t p è la durata della pogga. Q : portata con condotta pena Pagna 5

18 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO l equazone è l equazone ottenuta dervando l coeffcente udometrco rspetto a ε, e ponendo tale dervata nulla: du dε n questo modo s ottene l valore d ε che sollecta n maggor msura la rete. I parametr a e n delle curve d possbltà pluvometrca sono de parametr puntual, sarà qund necessaro adattarl ad una superfc. Applcando le formule d Massar s ottengono valor de parametr a e n, ossa parametr puntual a e n adattat ad un area: a' a,5 n' n +,75 +, Queste formule sono applcate alle sngole aree sottese da cascun collettore, e sono valde a determnate condzon (che sono soddsfatte nello studo n esame): [ ] [ ore] ha τ τ < 3ha.3. PROCEDIMENTO DI CALCOLO Lo step nzale consste nella determnazone de coeffcent dell equazone della Curva d possbltà pluvometrca per le sngole aree ncdent con le formule vste n precedenza. A questo punto prende avvo l calcolo vero e propro: s assume un volume d nvaso specfco totale d prmo tentatvo par al volume d nvaso specfco superfcale: v v s 3 m 4 ha Pagna 6

19 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Il procedmento che s va ad affrontare è un procedmento d tpo teratvo n cu s deve tenere presente che l grado d rempmento della condotta deve essere compreso tra.5 e.75, cercando d non superare l lmte dato da.8: Dove: y D.5.75 <.8 - y: profondtà dell acqua nella condotta (trante d acqua). - D: dametro della condotta. Per svolgere l procedmento bsogna tenere presente altr tre termn: - Q: portata: Q u msurata n l/s, con la superfce msurata n ha. - A: area, msurata n m : Q A v - V c : volume profondo nvasato, msurato n m 3 : V c AL dove L è la lunghezza della condotta consderata, n m..4. EEMPIO DI CALCOLO (TRATTO P L ) In prmo luogo s devono determnare le aree sottese da questo tratto d condotta, date dalla somma dell'area sottesa drettamente dal tratto n esame, e dalle aree sottese da tratt precedent. I tratt precedent sono tratt B P, D P e E P P, e le aree saranno chamate rspettvamente A, A e A 3, mentre l area relatva al tratto n esame sarà l area A 4. Pagna 7

20 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Tab. 7 Aree per esempo d calcolo Area [ha] Area [ha] Area 3 [ha] Area 4 [ha] L P L [m] determnano qund le correzon a coeffcent a e n come vsto al paragrafo precedente e coeffcent K c ed ε. Tab. 8 Parametr per area d calcolo a [mm/ore -n ] n ε K c '8.69 Come detto n precedenza s pone un volume d nvaso specfco totale v par al volume superfcale specfco v s ( v s 3 m 4 ha 3 m calcolato ne tratt precedent ( v p 8.54 ): ha v ) con l aggunta del volume profondo specfco 3 m ha determna qund l coeffcente udometrco d prmo tentatvo: K u v c ( n' ) (.44 ) n' ' l s * ha Conoscendo l area afferente s determna la portata d prmo tentatvo: Q ua 983.5x.44 l s Pagna 8

21 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca Ora s pone un dametro d prmo tentatvo. consdera una tubazone n calcestruzzo DN A' 6 mm, s determna l termne l fattore d portata e da esso D crcolar. Nel calcolo s consdera una pendenza del tratto del.5%., tabellato per tub K D Q x x.5 ' A'.394 D.5499 A questo punto s determna A : A' A'.5499 A' D D xd.5499x.6.98m L ultmo step della prma terazone è la determnazone del volume profondo nvasato: V A'L.98x9..78m P nza qund la seconda terazone. Il volume specfco totale nvasato d seconda terazone è qund: VP.78 v v s A m 5.58 ha Il calcolo procede fno a convergenza, qund s scegle l grado d rempmento e l raggo A' draulco n relazone al termne D fnale. RH.8 RH.8xD.8x.6.69m A'.55 D D y.6 y.6xd.6x.6.37m D Pagna 9

22 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Da cu s determnano la veloctà nella condotta e lo sforzo tangenzale agente sulle paret: m 3 3 v K RH x.69 x.5.6 s τ γrh 9'86x.69x.5 8.3Pa I replogano alcun termn utlzzat nel calcolo: - K s è l coeffcente d scabrezza secondo trckler, assunto par a m /3 /s per le condotte n calcestruzzo - τ Pa, così da evtare l deposto d sedment sul fondo delle condotte. - γ: peso d volume dell acqua, par a 9 86N. Pagna

23 PROGETTO EECUTIVO Relazone Idraulca.5. CARATTERITICHE DEI COLLETTORI rportano ora le caratterstche de var collettor d progetto: E P Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] E E E P P P B P Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] B P D P Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] D P P P 4 Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] P L L P P 3 P A P 4 Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] A A A A A 3 P P 4 INVAO Collettore A [ha] A tot [ha] L [m] DN [mm] y/d [%] v [m/s] τ [Pa] P 4 INVAO Longo, Maggo 4 Il progettsta ng. Rccardo ncato Pagna

24 Relazone Idraulca PROGETTO EECUTIVO Pagna