INDICE INDICE PREMESSA VERIFICA SCOLMATORE DI PIENA Comune di Laurino - Area Tecnica Settore LL. PP.

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2 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 2 INDICE INDICE PREMESSA VERIFICA SCOLMATORE DI PIENA... 3

3 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 3 RELAZIONE IDRAULICA E DI PROCESSO 1. Premessa Il presente documento, costituente la relazione di verifica idraulica dello sfioratore di piena a servizio dell impianto di depurazione a servizio della Frazione Villa Littorio del Comune di Laurino, è parte integrante del progetto Definitivo - Esecutivo relativo agli interventi da effettuare per il Completamento dell impianto di depurazione loc. Vignaliti Fraz. Villa Littorio e ristrutturazione impianto di depurazione Capoluogo loc. Macera - lavori di manutenzione straordinaria e ristrutturazione. 2. Verifica Scolmatore di Piena Di seguito si riportano i dati alla base della verifica idraulica utilizzati per il calcolo della portata dello sfioratore di piena a servizio dell impianto di depurazione della Frazione di Villa Littorio. Impianto di Depurazione Villa Littorio 2.1. Portate Visti i valori della popolazione che grava sul bacino afferente all impianto di depurazione della Frazione di Villa Littorio, tenendo conto delle ipotesi di sviluppo demografico della zona, e dei carichi di picco che si riscontrano nel periodo estivo, causa l aumento stagionale della popolazione, secondo quanto emerso dall analisi degli strumenti di pianificazione territoriale vigenti, si è deciso di dimensionare l impianto di depurazione per una potenzialità futura di circa 800 abitanti equivalenti. La dotazione idrica lorda di progetto è stata fissata in circa 200 l/ab/d, tenendo conto che si tratta di piccole comunità a carattere fluttuante. Essendo il comprensorio un sistema fognario di tipo misto, il calcolo delle portate affluenti all impianto di depurazione è conseguenza della reale popolazione allacciata alla rete fognaria e della portata meteorica ammissibile. In base alla popolazione di progetto (800 a.e.), attribuendo una dotazione idrica media di 200 l/ab*d ed un coefficiente di afflusso in fogna pari a 0,90, si ottiene un valore della portata media (Qm) complessiva pari a 6,00 mc/h. La portata di punta nera, calcolata nello Studio preliminare alla progettazione, risulta pari a circa 2,0 volte la portata media nera. La portata massima ammissibile al trattamento biologico è stata fissata pari a 2 volte la portata media nera (Qbio = 2*Qm = 12,00 mc/h).

4 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 4 Per quanto riguarda infine la portata massima che viene ammessa all'impianto, (portata utilizzata per la verifica idraulica dello sfioratore di piena), il valore di questa dipende dal limite di diluizione ammissibile per lo scolmatore di piena posto in ingresso dell impianto. La taratura dello scolmatore deve consentire la deviazione dei reflui quando le portate in tempo di pioggia superano di almeno 5 volte la portata nera media in tempo secco [ ] calcolata sulla base della popolazione servita (numero abitanti), della dotazione idrica, fissata in 200 litri/abitante x giorno, e del coefficiente di restituzione in fogna fissato in almeno 0,9. Tenendo conto che l impianto di depurazione esistente è già dimensionato per circa 400 abitanti equivalenti, e che la popolazione da servire è pari a circa 800 abitanti equivalenti, abbiano che i dati utilizzati per la presente verifica idraulica sono riferiti a 800 abitanti equivalenti, visto che lo scolmatore è posto in testa all impianto ed è a servizio di entrambi le linee depurative ( linea esistente e linea in progetto). Le portate di calcolo a base della progettazione sono riassunte di seguito. Portate di progetto affluenti ad entrambi le linee di depurazione Popolazione da servire complessiva 800 ab.eq. Dotazione idrica lorda di progetto 200 l/ab*d Coefficiente di afflusso in fogna 0,9 - Contributo idrico 180 l/ab*d Portata media nera (Qm) = 144 mc/d Portata media nera (Qm) = 6,00 mc/h Portata alle 2 linee biologiche (Qbio = 2*Qm) 12,00 mc/h Portata max all intero sistema di trattamento (Qmax = 5 *Qm) 30,00 mc/h 2.2. Descrizione Scolmatore di Piena Esistente In generale gli scaricatori di piena sono manufatti atti a ripartire la portata. Costituiscono organi essenziali del funzionamento di una rete di drenaggio urbano qualora si desideri controllare le portate convogliate verso l'impianto di depurazione e quelle avviate allo scarico nel recettore. Queste esigenze sono legate alla necessità di contenere la variazione delle portate avviate all'impianto di trattamento. Questo tipo di manufatti sono inseriti maggiormente all'interno di fognature a sistema misto, onde intercettare le prime acque di pioggia, generalmente più inquinate, e sottoporle a trattamento depurativo, mentre per le acque eccedenti, di solito pari a portate > 5

5 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 5 volte la Qm in tempo asciutto, le stesse essendo acque molto diluite possono essere inviate direttamente allo scarico finale. Nella progettazione di uno scolmatore di piena, e per la verifica di quelli esistenti, bisogna determinare la portata di soglia oltre la quale inizia lo sfioro verso il recettore. Essa corrisponde alla massima portata trattabile dall'impianto di depurazione nei periodi di pioggia. Le esigenze progettuali da soddisfare sono: 1. buona efficienza idraulica ai vari regimi di funzionamento per ridurre le portate immesse nel derivatore e quindi le sue dimensioni; 2. garantire un'efficienza ambientale accettabile (inquinamento) delle acque di pioggia dovuto all'attraversamento dell'atmosfera e della superficie del bacino). Per limitare tali effetti bisogna ridurre al minimo sia il volume annuo complessivo sfiorato che il numero annuo degli scarichi. Ovviamente ciò contrasta con la scelta di bassi valori di portata di soglia tendenti a ridurre le dimensioni del derivatore. In ogni caso bisogna tener conto che il comparto biologico del depuratore può trattare al massimo una portata pari a 2-3 volte la portata media nera Qm, cosa facilmente ottenibile grazie alla presenza di una vasca di equalizzazione. Bisogna dunque definire il valore da assegnare al rapporto di diluizione, inteso come moltiplicatore della portata media nera al di là della quale l'opera di scarico entra in funzione; nel nostro caso tale valore è stato posto pari a 5, come in genere previsto nei comuni impianti di depurazione. Gli scaricatori sono manufatti ripartitori che hanno lo scopo di dividere una portata in arrivo da monte, generalmente molto variabile, in una portata che prosegue a valle nello stesso sistema di canalizzazioni, detta portata derivata, e in una portata scaricata verso un differente ricettore. Tale esigenza è tipica delle fognature a sistema unitario, al fine di contenere la portata avviata in tempo di pioggia all'impianto di depurazione. Il progetto o verifica dello scaricatore è effettuato in funzione della portata critica di piena Q i,max in arrivo da monte (detta portata di progetto), da valutare in base a considerazioni probabilistiche e che quindi risulta associata ad un tempo di ritorno, e della portata massima Q d,max che devono avere le acque derivate, da valutare sulla base della capacità idraulica del sistema di canalizzazioni a valle e/o della capacità di trattamento dell impianto di depurazione a cui esse sono destinate. In uno scaricatore ideale la portata massima Q d,max coincide con la portata di attivazione Q b, cioè quella oltre la quale inizia lo scarico delle acque in eccesso rispetto a tale limite, ossia dovrebbe capitare che: - non vengano scaricate acque finché la portata nell immissario non supera quella di attivazione, ossia:

6 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 6 - sia derivata una portata pari a quella di attivazione Qb = Qd,max per qualsiasi valore della portata in arrivo, ossia: Nel nostro caso lo scolmatore posto a monte del sistema di trattamento depurativo, è costituito da un manufatto in c.a. di dimensioni nette interne di 2,00 x 1,20 x h.:1,10 m, in cui è ubicato uno stramazzo a soglia bilaterale, in quanto lo sfioro dell acqua avviene sui due lati lunghi, costituito da una tubazione in PVC con sezione circolare diametro DN 160, perfettamente tagliata secondo una semicirconferenza il cui grado di riempimento massimo è pari al 50 % della sezione di partenza. L elemento di sfioro presenta una pendenza dello 0,5 % pari a 0,005 m/m. Per maggiori dettagli si rimanda all elaborato grafico allegato alla presente relativo allo sfioratore di piena presente sull impianto Verifica Idraulica scolmatore di piena In base ai dati sopra riportati è possibile verificare la portata massima (Q d,max ) dello sfioratore sopra descritto che è annessa al sistema di trattamento in caso di pioggia, che risulta essere pari a Q d,max = 5 Q m = 30,00 mc/h (Q m = 6,00 mc/h portata media acque nere in tempo asciutto); pertanto le acque eccedenti tale portata, rappresentando la porzione di refluo maggiormente diluita, grazie alle due soglie laterali (sfioratore bilaterale o stramazzi longitudinali) saranno scolmate direttamente al corpo idrico ricettore. Per la verifica della portata massima dello sfioratore di piena ci rifacciamo alla Formula di Chezy con coefficiente di scabrezza di Gauckler-Strickler, la quale ci consente di calcolare la portata massima di un canale a pelo libero supponendo di essere in moto uniforme. Dove: V = K S * Rh 2/3 * if 1/2 K S è il coefficiente di scabrezza (per tubi in PVC è pari a 120) Rh è il raggio idraulico if è la cadente piezometrica ( nel nostro caso si assume pari a 0,01 pendenza tubazione)

7 Relazione di Verifica Idraulica Scolamtore di Piena 7 per il calcolo della portata massima transitabile per la nostra sezione abbiamo: Q = V*A = A * K S * Rh 2/3 * if 1/2 Essendo la sezione dello sfioratore laterale una semicirconferenza con: D int = 0.15 m (Diametro interno tubazione) A max =1/2 * Π * R 2 (Area contorno bagnato) C = Π * R (Contorno bagnato) Rh max = A/C =1/2 * Π * R 2 / Π * R = ½ * R Abbiamo che la Q max è pari a: Q max = A * K S * Rh max 2/3 * if 1/2 = = Q max = 1/2 * Π * R 2 * K S * (½ * R) 2/3 * if 1/2 = 0, mc/sec Pertanto la portata max transitabile per lo sfioratore prima dello scolmo, nelle fissate ipotesi, è pari a circa 30 mc/h, che è proprio la portata max da inviare a trattamento in tempo di pioggia: Q max = Q d,max = 5 Q m = 30,00 mc/h La portata eccedente tale valore sarà stramazzata dai due lati della tubazione semicircolare, andando in caso di pioggia direttamente al recapito finale. Ovviamente tutte le portate inferiore a 5 Q m saranno convogliate al sistema di trattamento. Laurino, lì Gennaio 2013 Il Progettista Area Tecnica Settore LL.PP. Ing. Luigi Angione