ESAME DI PROGETTO DI OPERE IDRAULICHE PROGRAMMA DEGLI INTERVENTI PORTE DI ROMA

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1 ESAME DI PROGETTO DI OPERE IDRAULICHE PROGRAMMA DEGLI INTERVENTI PORTE DI ROMA RELAZIONE IDRAULICA Studenti: Alessandro Serafini Docente: Corrado Paolo Mancini Gaetano Passaro Flavio Consolo Anno accademico 2011/2012

2 Sommario 1. GENERALITÀ Premessa Scelta del sistema fognario Tracciato della rete fognaria Normativa di riferimento STUDIO DELLE PRECIPITAZIONI INTENSE Casi critici Regolarizzazione dei casi critici Determinazione dei parametri b e m LEGGE DI PROBABILITA PLUVIOMETRICA TEMPO DI RITORNO DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI Individuazione dell aree di progetto Determinazione della portata sanitaria Calcolo della popolazione presente Determinazione della dotazione idrica Determinazione del coefficiente di punta e di minimo Calcolo della popolazione residenziale e commerciale Calcolo della portata media nera Calcolo portate di punta e di minimo sanitarie Determinazione della portata pluviale Coefficienti di deflusso Intensità di pioggia Tempo caratteristico del bacino Scale di deflusso Applicazione della formula razionale Criteri di dimensionamento Tabella Riassuntiva: MANUFATTI ORDINARI Pozzetti di linea Camere di raccordo Pozzetti di cacciata SALTI A GRADINI CONSIDERAZIONI FINALI ELABORATI GRAFICI

3 1. GENERALITÀ 1.1 Premessa La zona interessata dal Programma degli interventi Porte di Roma, servita dal sistema fognario in progetto, è ubicata in località Bufalotta ed è delimitata a Nord dal G.R.A., a Ovest dal quartiere Castel Giubileo Nuovo e dalla borgata Fidene, a Sud dal quartiere Alto Salario e a Est dalla borgata Casal Boccone e dal quartiere Bufalotta. 2

4 1.2 Scelta del sistema fognario L area in esame richiede la costruzione della rete fognaria per consentire la raccolta sia delle acque nere che di quelle bianche: le acque nere provengono sia da abitazioni private che da edifici commerciali o destinati a servizi, mentre le acque bianche derivano dal dilavamento di strade e parcheggi nonche dalla mancata infiltrazione nelle aree permeabili. E stato scelto di utilizzare un sistema fognario unitario, in particolare sono state realizzate due condotte principali ubicate una lungo via Carmelo Bene che prosegue per via Pupella Maggio e si immette nel collettore della Serpentaria (assi 220*275) con esito finale al depuratore di Roma nord, la seconda interessa l area del centro commerciale, in particolare si estende per tutto il viale Franco Arcalli, e si immette nel collettore di Bufalotta (assi 245*340) con esito finale al depuratore di Roma nord. Il tempo di ritorno di progetto e stato fissato pari a 10 anni. 1.3 Tracciato della rete fognaria Di seguito viene elencato come sono composte le condotte principali: Condotta principale viale Carmelo Bene (tronco B): suddivisa in 8 tronchi (B2,B3,B7,B10,B26,B32,B34,B38), nel quale affluiscono anche altri tratti (B1,B4,B5,B6,B8,B9,B11,B12,B13,B14,B15,B16,B17,B18,B19,B20,B21,B22,B23,B24,B25,B27, B28,B29,B30,B31,B33,B35,B36,B37). 3

5 Condotta principale centro commerciale (tronco A): suddivisa in 9 tronchi (A1,A2,A3,A4,A5,A6,A11,A12,A17), nel quale affluiscono anche altri tratti (A7,A8,A9,A10,13,A14,A15,A16). 4

6 1.4. Normativa di riferimento Le normative di riferimento considerate nel progetto sono: Principale normativa statale D.M. LL.PP. 23/2/1971: Norme tecniche per gli attraversamenti e per i parallelismi dicondotte e canali convoglianti liquidi e gas con ferrovie e altre linee di trasporto Circolare ministeriale LL.PP. n 11633/74: Istruzioni per la progettazione dellefognature e degli impianti di trattamento delle acque di rifiuto Legge 10/5/1976 n 319: Norme per la tutela delle acque dall'inquinamento Delibera C.I. 4/2/1977 Allegato 4: Norme tecniche generali per la regolamentazione dell'installazione e dell'esercizio degli impianti di fognatura e depurazione D.M. LL. PP. 12/12/1985 : Norme tecniche relative alle tubazioni Competenze regionali Piano regionale di risanamento delle acque (art.8 Legge 319/76) 5

7 2. STUDIO DELLE PRECIPITAZIONI INTENSE 2.1. Casi critici Per effettuare il calcolo delle portate bianche si sono dovuti estrapolare i dati relativi alle precipitazioni di massima intensità dagli Annali Idrologici riferiti al pluviografo di Roma Macao. Bisogna ordinare in senso decrescente le massime altezze annue di precipitazione relative a 1,3,6,12,24 ore in maniera da desumere i casi critici delle altezze e intensità di precipitazione; Si fa riferimento alle massime precipitazioni per più ore consecutive registrate al pluviografo rappresentativo dell area drenata dalla fognatura in progetto. 6

8 7

9 Costruzione delle curve di caso critico delle intensità di precipitazione che presentano un andamento irregolare, variabile da caso a caso; Si noti come le suddette curve mostrino comunque dei caratteri comuni: La diminuzione delle intensità medie di precipitazione al crescere dell'intervallo di durata, dapprima rapidamente, poi sempre più lentamente; Le altezze aumentano con l ampiezza dell intervallo, ma meno che proporzionalmente; 8

10 Curve di caso critico delle altezze delle precipitazioni di massima intensità registrate al pluviometro Roma Macao tra il 1928 e il Curve di caso critico delle intensità delle precipitazioni di massima intensità registrate al pluviometro Roma Macao tra il 1928 e il

11 2.2. Regolarizzazione dei casi critici Ai fini pratici può essere utile regolarizzare gli andamenti empirici per mezzo di curve analitiche. Se si ipotizza che l afflusso pluviometrico sia costituito da uno istogramma rettangolare, uniformemente distribuito sul bacino e ricavato da una legge intensità- durata-frequenza (IDF), tra le diverse formule per esprimere l intensità di pioggia di durata t e tempo di ritorno T, la più utilizzata è la legge IDF a due parametri del tipo: con: - t: è la durata della pioggia (h) - T: è il tempo di ritorno [anni] - n: è un parametro adimensionale positivo minore di uno - ai(t): è una costante numerica pari all intensità della pioggia di un ora (mm/h), relativo al tempo di ritorno considerato. Una legge a 2 parametri, ha lo svantaggio che per t 0 fornisce un intensità infinita, quindi tende a sopravvalutare le intensità di pioggia per le durate molto brevi Nella pratica moderna della progettazione delle fognature, per ovviare gli svantaggi delle leggi a 2 parametri, i casi critici vengono regolarizzati con leggi a 3 parametri, come ad esempio: In cui: -b: è un parametro di deformazione della scala temporale -m: è un parametro adimensionale, compreso tra 0 e 1 Ambedue i parametri sono indipendenti, sia dalla durata della pioggia t, sia dal tempo di ritorno T. Il vantaggio dell utilizzo della relazione IDF (intensità-durata-frequenza) a 3 parametri consiste nel fatto che per tempi di concentrazione che tendono a zero, essa fornisce un intensità di precipitazione finita. 10

12 Determinazione dei parametri b e m I parametri b e m si determinano come nel caso delle curve a 2 parametri, imponendo che sia minima la somma dei quadrati degli scarti tra i logaritmi dei valori osservati e quelli dei valori per tutti i casi critici. La funzione da minimizzare risulta: Indicando con j = 1,2,3,4,5 rispettivamente le durate t =1,3,6,9,12,24 Annullando la derivata della formula precedente rispetto a m, si ottiene: Dove : Calcolo m ponendo inizialmente b=0 Per piogge di durata inferiore ad un ora, Bell (1969) ha osservato che i rapporti tra r t le piogge di durata t molto breve e la pioggia oraria sono relativamente poco dipendenti dalla località. In termini d intensità di pioggia, il rapporto r5 determinato al pluviografo di Roma Macao è: 11

13 Conoscendo inoltre: Che si può mettere nella forma: Ottengo i valori esatti di b e m facendo tendere la formula precedente a 0 al variare della cella in cui è presente il valore di b (posto inizialmente pari a 0). Si è potuto effettuare questo calcolo tramite la funzione Ricerca obiettivo presente su Excel. Per il pluviografo di Roma Macao, applicando la procedura iterativa descritta,si ottiene: b = 0, (h) m = 0, Dopo aver trovato i valori di b e m, presenti nella funzione da minimizzare: Indicando con j = 1,2,3,4,5 rispettivamente le durate t =1,3,6,9,12,24 Annullo la derivata della formula precedente rispetto agli ai con i valori definitivi di m e b, si ottengono i valori: 12

14 dato questo metodo può accadere che le rette rappresentanti i casi critici si incrocino: si risolve il problema imponendone a priori il parallelismo (a tutte le rette è stato imposto lo stesso coefficiente angolare) accettando la minore accuratezza del modello così manipolato. Faccio gli esponenziali dei valori calcolati dalla formula precedente e ottengo ai. Inserisco i valori di ai nella formula : Otterrò il caso critico calcolato per cui ho minimizzato la distanza tra punto e retta. Regolarizzazione dei casi critici. 13

15 i i (t,t) VALORI CALCOLATI i i (t,t) VALORI OSSERVATI ln a (i) a (i) 1h 3h 6h 12h 24h 1h 3h 6h 12h 24h casi critici Casi critici calcolati e casi critici osservati; Sono evidenziati i casi critici rappresentati nel grafico a pagina precedente. 14

16 3. LEGGE DI PROBABILITA PLUVIOMETRICA La costruzione delle curve di caso critico è stata solo il primo dei due importanti passi che compongono lo studio delle precipitazioni intense. Il secondo consiste nell'attribuzione, all'insieme delle curve di criticità, di una legge di probabilità che ci permetta tramite la scelta del tempo di ritorno di individuare l'espressione della curva di intensità dipioggia di progetto. Col metodo delle curve di probabilità pluviometrica si attribuisce alle curve di caso critico una probabilità di essere superate (o di non essere superate). Il procedimento si articola nelle seguenti fasi: 1. attribuire ad ognuna delle curve di caso critico una costante probabilità di non essere superate (probabilità pluviometrica); 2. determinare la funzione di probabilità cumulata, ossia la probabilità che la massima altezza di pioggia dell'anno (variabile aleatoria) di un assegnato tempo, sia minore od uguale ad un generico valore di tale variabile; 3. determinare il valore della probabilità di non superamento della massima altezza di pioggia dell'anno; a tal fine va ipotizzata la forma assunta dalla funzione di probabilità cumulata (e successivamente stimare i parametri da cui questa funzione dipende) con l'obiettivo di adattarla nel miglior modo possibile ai valori di precipitazione misurati nel sito; La distribuzione scelta è quella asintotica del massimo valore tipo I (o di Gumbel): Con la legge di Gumbel, la Probabilità cumulata si esprime: Dove i parametri valgono: Dove μ e ε sono rispettivamente la media e lo scarto quadratico medio della variabile, stimati con il metodo dei momenti. (Le distribuzioni di Gumbel e quella logaritmica normale sono le più comunemente usate come funzioni di probabilità cumulata delle piogge intense, ma non è escluso che in qualche caso altre leggi possono risultare più adatte). 15

17 Per verificare l adattamento del modello probabilistico al campione di dati, si sono confrontate graficamente: - le distribuzioni P(i) con la frequenza empirica Fi (dove il pedice i indica l i-esimo valore della serie delle altezze orarie osservate ordinate in senso decrescente) del campione in carta normale; - le distribuzioni P(i) con la frequenza empirica Fi del campione in carta probabilistica di Gumbel; - le densità di probabilità p(i) con le frequenze empiriche fk, ottenuto tramite la classificazione del campione. ai(altezza i-esima calcolata) e i1( intensità media di precipitazione della durata di un ora) ordinate in senso decrescente. 16

18 Sono stati ricavati i seguenti valori: Media = 31,74569 Varianza = 15,15153 Parametri di Gumbel: α = 0, ε = 24,92659 Tramite questi valori si è passati al calcolo di P(i) e di Fi e al successivo confronto grafico. Le formule utilizzate sono: - Probabilità cumulata con la distribuzione di Gumbel: - Frequenza empirica: P( distribuzione cumulata) Fi ( frequenze empiriche). 17

19 confronto tra la distribuzione cumulata di Gumbel e le frequenze empiriche. confronto tra : ln(-ln(p)) e ln(-ln( Fi)). 18

20 Carta probabilistica di Gumbel Si confronta graficamente l andamento della funzione [p(a)*δa] con quello delle frequenze empiriche. Si suddivide il campione ai in k classi di ampiezza Δa ( si assume Δa = 5), e si indica con nk il numero di valori che cadono nella k-esima classe di ampiezza. Le frequenze empiriche si calcolano con la seguente formula: 19

21 Suddivisione del campione ai in k classi di ampiezza Δa ( si assume Δa = 5). p(a) densità di probabilità e fk frequenze della serie classificata. 20

22 Confronto tra p(a) densità di probabilità e fk frequenze della serie classificata 4. TEMPO DI RITORNO Il tempo di ritorno di progetto assunto dipende essenzialmente dalle conseguenze prodotte da un eventuale insufficienza della rete fognaria. Per fognature che drenano aree pianeggianti, dove sono disponibili grandi capacità d invaso superficiale e non si temono concentrazioni di deflussi e forti velocità di scorrimento superficiale, dove anche non sono presenti seminterrati o in generale beni esposti a quote depresse allagabili, si ammettono tempi di ritorno variabile tra i 5 e i 20 anni (solitamente 10 anni). 21

23 Tempo di ritorno Per un tempo di ritorno di 10 anni: L intensità sarà pari a : 57,6 mm/h, che è un valore compreso tra quelli evidenziati. L altezza di pioggia sarà pari a : 64,3935 mm, che è un valore compreso tra quelli evidenziati. 22

24 5. DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI 5.1. Individuazione dell aree di progetto tronchi aree totali (m area 2 ) edifici comerciali area (medifici privati (mzona attorno edifici (m 2 ) strade parcheggi (m 2 ) verde (m 2 ) B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B Aree di progetto 23

25 5.2. Determinazione della portata sanitaria La portata media delle acque nere può essere espressa in funzione della popolazione P e della dotazione idrica D, per ogni sezione di calcolo, con la relazione: con: - Qn: portata nera; - P: popolazione espressa in abitanti; - d(abit.) : dotazione idrica della popolazione residente in abitazioni, pari a 350 l/(ab*g); - d(comm.) : dotazione idrica della popolazione relativa ai servizi commerciali, pari a 120 l/(ab*g); - f : indice di dispersione, frazione d acqua che non raggiunge le fogne,considera gli usi diversi da quelli domestici, pari a 0, Calcolo della popolazione presente Si è provveduto al calcolo dell'area residenziale e quindi della popolazione presente. Considerando infatti tutta la zona con edifici perimetrati da 5 piani alti ognuno 3 mt, data l'area è stato possibile calcolare la cubatura come il prodotto di questi termini. La popolazione (in abitanti ab ) quindi è stata ricavata da: Con: - V: cubatura dell edificio, espressa in m3 - ν: indice di cubatura per vano, espresso in m3/vano, pari a 100 m3/vano. - a: indice di affollamento, espresso in abitanti/vano, pari a 1 ab/vano per aree residenziali e 0.25 abitanti/vano per aree commerciali, la cubatura dell edificio V (m 3 ) è legata all area netta A dell edificio espressa in m 2, dal numero di piani n dell edificio e dall altezza h di un singolo piano espressa in m. 24

26 Determinazione della dotazione idrica La dotazione idrica d dipende dalla tipologia di zone servite (aree rurali, paesi, città, zone residenziali o commerciali e per servizi, ecc). In mancanza d informazioni si può assumere in prima approssimazione: nelle zone residenziali 350 litri/abitanti giorno; nelle zone commerciali e servizi 150 litri /abitanti giorno Determinazione del coefficiente di punta e di minimo Si è calcolato il coefficiente di punta e di minimo in funzione della popolazione per determinare le fluttuazioni della portata rispetto a quella media giornaliera, tramite le seguenti relazioni: Come portata di progetto si è adottata la portata di punta: 25

27 Calcolo della popolazione residenziale e commerciale m 2 m 2 m 3 m 3 ab ab tratto area edifici area edifici volume edifici volume edifici popolazione popolazione privati commerciali privati commerciali privata commerciale B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B Popolazione residenziale e commerciale. 26

28 Calcolo della portata media nera tratto ab ab ab ab popolazione privata popolazione commerciale TRATTI A MONTE TRATTI DA CONSIDERARE popolazione popolazione commerciale TOTALE privata TOTALE B1 0 0 nessuno B1 0 0 B B1 B1-B B B1-B2 B1-B2-B B nessuno B B nessuno B B B4-B5 B4-B5-B B B1-B2-B3-B4-B5-B6 B1-B2-B3-B4-B5-B6-B B nessuno B B B8 B8-B B B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7-B8-B9 B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7-B8-B9-B B nessuno B B nessuno B B B11,B12 B11,B12,B B nessuno B B nessuno B B B15 B15,B B nessuno B B nessuno B B B17,B18 B17,B18,B B B14,B15,B16,B17,B18,B19 B14,B15,B16,B17,B18,B19,B B nessuno B B nessuno B B B21,B22 B21,B22,B B B11,B12,B13,14,B15,B16,B17,B18,B19,B20,21,B22,B23 B11,B12,B13,14,B15,B16,B17,B18,B19,B20,21,B22,B23,B B nessuno B B1,B2,B3,B4,B5,B6,B B1,B2,B3,B4,B5 B ,B8,B9,B10,B11,B12,B6,B7,B8,B9,B B nessuno B B nessuno B B B27-B28 B27-B28-B B B27-B28-B29 B27-B28-B29-B B nessuno B B32 24 B1,B2,B3,B4,B5,B6,B B1,B2,B3,B4,B5 7,B8,B9,B10,B11,B12,B6,B7,B8,B9,B 0,B13,14,B15,B16,B17 10,B11,B12,B B nessuno B B B1,B2,B3,B4,B5,B6,B B1,B2,B3,B4,B5 7,B8,B9,B10,B11,B12,B6,B7,B8,B9,B 0,B13,14,B15,B16,B17 10,B11,B12,B B nessuno B B B35 B35-B B nessuno B B38 0 B1,B2,B3,B4,B5,B6,B B1,B2,B3,B4,B5 7,B8,B9,B10,B11,B12,B6,B7,B8,B9,B 0,B13,14,B15,B16,B17 10,B11,B12,B Portata media nera 27

29 Calcolo portate di punta e di minimo sanitarie tratto Kp Km l/s portata di punta Qp m 3 /s B B B B B E-05 B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B l/s portata di min. portata media nera Qmn in B B B B B B B Portata di punta e di minimo 28

30 5.3. Determinazione della portata pluviale Per la determinazione delle portate pluviali si è adottato il modello cinematico tramite la formula razionale in base alla quale il collettore che serve una data area A (in mq) deve smaltire la portata: con: - Q : massima portata al colmo dell anno relativa al tempo di ritorno T, portata pluviale in m3/s - φ : coefficiente di deflusso relativo al tempo dio ritorno T, parametro che rappresenta le perdite idrologiche - i : intensità di pioggia [mm/h] Per poter utilizzare il modello è quindi necessario valutare per ogni tronco l'area contribuente effettiva (quella di competenza diretta di ogni tronco moltiplicata per il coefficiente di deflusso) e l'intensità di pioggia corrispondente al tempo di ritorno fissato Coefficienti di deflusso Nei centri abitati la maggior parte dell'acqua precipitata contribuisce al deflusso superficiale, a differenza delle zone rurali o non urbanizzate, dove è possibile raggiungere percentuali molto basse di deflusso a causa dell'assorbimento del terreno. Il coefficiente di deflusso considera questa differenza, pertanto sono state considerate le seguenti tipologie di aree: Coefficienti di deflusso Definiti tali coefficienti, si è proceduto come segue: Per ogni area, individuata precedentemente, si è calcolata l' area pluviometrica moltiplicando le zone contribuenti per il loro coefficiente di deflusso. Dalle aree precedenti si sono ricavate quelle contribuenti totali, sommando a quelle specifiche di una sezione quelle a monte di essa in modo da ottenere l'area di calcolo per ogni tronco da dimensionare. 29

31 tratto aree totali area edifici zona attorno edifici strade parcheggi verde AREA TOTALE DI PERTINENZA B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B Aree di pertinenza 30

32 tratto area edifici*0,8 zona attorno edifici * strade parcheggi *0,8 verde *0,1 Area equivalente parziale del tratto singolo 0,4 B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B Area pluviometrica totale Area equivalente parziale fi medio 31

33 Intensità di pioggia Per la valutazione dell'intensità di pioggia è necessario basarsi sui risultati dell'analisi statistica precedentemente descritta. Dato il tempo di ritorno di 10 anni, si ha per ogni tronco: con: ai(t) : altezza di pioggia unitaria pari a 64,3935 mm; b = 0, (h); m = 0, Tempo caratteristico del bacino Il tempo di corrivazione per il tronco i-esimo, è composto dal tempo di afflusso in fogna (t a ), e quello di deflusso nei canali sino alla sezione che si sta calcolando (t rete ). Con: ta : tempo di afflusso in fogna 10 min; -Lj, vj : sono rispettivamente le lunghezze e le velocità delle canalizzazioni di monte appartenenti al percorso idraulicamente più lungo, che conduce al collettore i; Li, vi : sono la lunghezza e la velocità del tratto in esame. Il calcolo va eseguito per iterazioni successive, infatti le velocità sui canali a monte di quello di calcolo sono note, mentre le velocità nel canale che si sta calcolando, non lo è a priori. 32

34 5.4. Scale di deflusso Le scale di deflusso sono lo strumento fondamentale per la scelta dello speco in quanto forniscono tutti i valori necessari (portata e velocità specifica, riempimento, Froude, ecc..). Nel progetto le scale sono state costruite considerando il coefficiente di scabrezza di Manning ottenendo quindi l'equazione di Chezy nella seguente forma: con: Q : portata [m3/s]; h : altezza di corrente [m]; i : pendenza del tronco; n : coefficiente di scabrezza di Manning, pari a 0,0014 s/m1/3 (spechi in calcestruzzo); Ω : area bagnata [m2]; R : raggio idraulico [m]. Le scale di deflusso sono state completate con l'inserimento del calcolo della portata e velocità specifica, in modo da lavorare su parametri indipendenti dalla pendenza del tronco: Inoltre si considerano anche le altre grandezze presenti nelle relazioni: b(h): larghezza della superficie libera [m]; C(h): contorno bagnato [m]; Gr: grado di riempimento [%] Applicazione della formula razionale Per ogni tronco sono noti: lunghezza (Li), area contribuente e il tempo di afflusso in fogna (ta) preso pari a 600 secondi (10 min). Da questi dati si è calcolata per ogni tronco la portata di pioggia con la quale, sommata con lo portata nera calcolata precedentemente per ogni tratto, si è dimensionato poi lo speco, in base al seguente processo iterativo: Si è ipotizzato un valore della velocità in fogna (vi) di prima iterazione pari a 1 m/s. Si è calcolato il tempo di percorrenza del tronco di fognatura (tc) come precedentemente indicato. Con questo valore del tempo caratteristico si è calcolata l'intensità di pioggia. 33

35 Nota l'area pluviometrica totale d'interesse del collettore e nota l'intensità si è calcolata la portata di prima iterazione ipotizzando la pendenza del tronco (J). Fissata la pendenza e pre-dimensionato il tipo di collettore, si è calcolata la portata specifica e quindi le scale di deflusso. Dalle tabelle si è ricavato il riempimento, il Froude e soprattutto la velocità specifica corrispondente la quale, moltiplicata per la pendenza utilizzata, fornisce la velocità del canale da confrontare con quella utilizzata nell'iterazione. Se diversa si ripete il ciclo utilizzando questo valore, iterazioni che comunque convergono rapidamente (max 3 tentativi). Il grado di riempimento, il numero di Froude, la velocità specifica la determino consultando le scale di deflusso, ricordando che : Il grado di riempimento non deve superare l 80% Il numero di Froude deve essere sempre minore di 1, così ci troviamo in corrente lenta e non in corrente veloce Le pendenze devono essere comprese tra 0,001 e 0,008 Inoltre devo verificare che la velocità per la portata sanitaria sia maggiore di 0,5 m/s (in caso contrario posso: aumentare la pendenza, cambiare la grandezza dello speco o inserire pozzetti di cacciata.) 5.6. Criteri di dimensionamento Il dimensionamento è stato guidato dai seguenti criteri: - Si è optato per spechi ovoidali vecchio inglese in calcestruzzo rivestiti in gres ceramico nella parte lottizzata, sfruttando la loro maggiore capacità di far correre le basse portate meglio dei circolari. - Si è cercato di non differenziare eccessivamente le pendenze dei tronchi utilizzando valori convenzionalmente adottati per garantire più facilmente il rispetto della livelletta nella fase di posa in opera (0,005) - Il dimensionamento è stato effettuato in modo da garantire quando possibile un deflusso in corrente lenta (Fr<1) nella zona lottizzata; il livell0 di riempimento non supera l 80%. 34

36 5.7. Tabella Riassuntiva: tratto L (m) Area totale di pertinenza (m2) φ medio tc (h) i (mm/h) Q (m3/s) TIPO SPECO dimensioni speco Gr % Fr v (m/s) J Q(*1000)/A(ha) B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T.VII) 80x B CIRCOLARE B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VII) 80x B OVOIDALE (T.VIII) 100x B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T. IX) 120x B CIRCOLARE B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VII) 80x B CIRCOLARE B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VI) 60x B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T.VII) 80x B OVOIDALE (T.VIII) 100x B OVOIDALE (T.VI) 60x B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VII) 80x B OVOIDALE (T.IX) 120x B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T.XI) 160x B CIRCOLARE B CIRCOLARE B CIRCOLARE B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T.XI) 160x B OVOIDALE (T.VI) 60x B OVOIDALE (T XI) 160x B CIRCOLARE B CIRCOLARE B OVOIDALE (T.VII) 60x B OVOIDALE (T XII) 180x tratto L (m) Area totale di pertinenza (m2) φ medio tc (h) i (mm/h) Q (m3/s) TIPO SPECO dimensioni speco Gr % Fr v (m/s) J Q(*1000)/A(ha) A OVOIDALE (T.VI) 60x A OVOIDALE (T.VII) 80x A OVOIDALE (T.VII) 80x A OVOIDALE (T.VIII) 100x A OVOIDALE (T.VIII) 100x A OVOIDALE (T.IX) 120x A CIRCOLARE A OVOIDALE (T.VII) 80x A OVOIDALE (T.VIII) 100x A OVOIDALE (T.IX) 120x A OVOIDALE (T.X) 140x A OVOIDALE (T.X) 140x A CIRCOLARE A CIRCOLARE A OVOIDALE (T.VII) 80x A OVOIDALE (T.VIII) 100x A OVOIDALE (T.XI) 160x

37 6. MANUFATTI ORDINARI 6.1. Pozzetti di linea Per poter provvedere alla pulizia e all'ispezione dei collettori e stato necessario disporre lungo i collettori dei pozzetti di linea che permettano l'accesso in fogna. Sono costituiti da due camere, una con accesso dalla strada nella quale possono scendere gli operai, l'altra cieca distante 1 m dall'esterno dove e presente il manufatto. Il loro posizionamento e stato effettuato dopo aver precedentemente individuato l'ubicazione di quelli di confluenza, in modo da evitare che ci fossero tratti di fognatura piu lunghi di m privi di ispezione. I pozzetti sono conformati in modo da non introdurre apprezzabili perdite di carico per le portate di tempo asciutto e da evitare il ristagno del liquame e quindi la formazione di depositi putrescibili. Pozzetti di linea. 36

38 6.2. Camere di raccordo Le camere di raccordo chiamate anche pozzetti di confluenza, sono disposte in corrispondenza di tutte le intersezioni tra i collettori, realizzando quindi dei piccoli salti all'interno dei pozzetti stessi. Tuttavia, a causa delle basse portate in gioco e i bassi valori di dislivelli, si possono trascurare tutte le problematiche legate alla dissipazione di energia. Camere di raccordo. 37

39 6.3. Pozzetti di cacciata Nelle fognature è frequente la necessità di effettuare operazioni di pulizia, particolarmente nei tratti con minor velocità ed in presenza di acque ricche di sostanze sedimentabili. Sono quindi soggetti a depositi soprattutto i condotti neri con scarsa pendenza ed anche i tronchi iniziali, con maggior pendenza, ma spesso con dimensioni esuberanti rispetto alla portata, poiché il diametro di calcolo è inferiore a quello minimo. Per lo stesso motivo, anche nei tronchi iniziali dei condotti misti, l'autolavaggio in tempo di pioggia può essere insufficiente. Per risolvere questi problemi, si può periodicamente realizzare, nelle tratte critiche della fognatura, una portata che scorre con elevata velocità, anche se per un tempo abbastanza modesto, con l'effetto di asportare le sostanze sedimentate. Sia che il tronco di fognatura da pulire sia vuoto, oppure convogli la portata abituale, l'immissione dell'acqua di lavaggio produce un'onda, il cui fronte si propaga verso valle. Nel caso più semplice, si utilizza la capacità degli stessi manufatti d'ispezione di tipo corrente, la quale viene riempita d'acqua, sbarrando l'accesso al condotto di valle, che viene poi improvvisamente aperto, con la fuoriuscita del getto di lavaggio. Tuttavia la capacità delle camerette normali spesso non è sufficiente per generare una buona corrente di lavaggio; perciò è preferibile ricorrere ad un pozzetto addizionale, ricavato su di un lato del manufatto, con un volume minimo di 3 m³. È possibile inoltre dotare questi pozzetti di sistemi di tipo automatico, in cui la portata di pulizia viene scaricata a intervalli regolari; gli effetti della cacciata si risentono fino a una distanza variabile in relazione alle dimensioni dei condotti da lavare e alla tipologia dei manufatti. L'acqua viene immessa tramite un rubinetto regolabile ed il funzionamento si basa sul medesimo principio di adescamento di un sifone, il quale consente di vuotare rapidamente la cameretta. 38