Corso di laurea Magistrale in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio

Transcript

1 Corso di laurea Magistrale in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio 1 Corso di Gestione dei sistemi idraulici Progettazione di una rete di drenaggio urbano a servizio del centro abitato del Comune di Cisternino (BR) RELAZIONE TECNICA DESCRITTIVA Docente del corso Prof. Ing. Orazio Giustolisi Prof. Ing. Daniele Laucelli Studenti: Lomartire Matteo Rodio Antonio

2 INTRODUZIONE Il progetto prevede la realizzazione di una rete di drenaggio urbano a servizio del centro abitato del comune di Cisternino (BR); il comune ha una estensione di circa 54 Km 2 con una quota media sul livello medio mare di 394 m. Data la morfologia del territorio e quindi le relative pendenze, la rete di drenaggio complessiva è 2 stata suddivida in tre sottoreti che noi chiameremo RETE 1, RETE 2 e RETE 3. Le principali fasi progettuali seguite nella realizzazione finale della rete di drenaggio sono le seguenti: 1. Scelta del tempo di ritorno, T, ossia l intervallo di tempo all interno del quale si verifica almeno una volta l evento più gravoso (nel nostro caso l intensità di pioggia) 2. Elaborazione dei dati di pioggia (costruzione della curva di possibilità pluviometrica) 3. Analisi dei bacini interessati dagli eventi meteorici 4. Scelta e analisi dei tracciati 5. Scelta dei materiali e delle sezioni 6. Predimensionamento dei tronchi tramite il metodo della corrivazione 7. Verifica dei tronchi e quindi dei modelli di piena tramite l utilizzo del software SWMM Realizzazione di tavole grafiche

3 CURVA DI PROBABILITA PLUVIOMETRICA Inquadramento del problema Per dimensionare un sistema di drenaggio delle acque meteoriche, è necessario stimare la quantità di pioggia che il sistema deve smaltire in occasione delle precipitazioni di maggiore intensità. Dato il carattere aleatorio degli eventi di pioggia, la descrizione del regime delle piogge intense si deve 3 fondare su un analisi statistica delle osservazioni pluviometriche. In particolare, per ricercare la durata critica e quindi l intensità critica della pioggia, è necessario conoscere la legge secondo la quale varia, al variare della durata, l altezza di precipitazione caratterizzata da un certo grado di rarità. Questa relazione, detta curva di probabilità pluviometrica, si rappresenta usualmente con l espressione monomia: h =a t n nella quale h è l altezza di pioggia (mm), t è la durata (ore) e a e n sono parametri che variano a seconda della località indagata. Per caratterizzare il grado di rarità dei valori h forniti dalla si fa ricorso al concetto di tempo di ritorno T. Si definisce tempo di ritorno del valore h la lunghezza dell intervallo di tempo T (anni) per la quale il valore di h è mediamente superato una volta. La relazione monomia fornisce i valori h dell altezza di pioggia, relativi alle diverse durate, che hanno uno stesso valore del tempo di ritorno. Per rappresentare la pluviometria di una data località si adopera un fascio di curve, ciascuna caratterizzata da un particolare valore del tempo di ritorno. Determinazione C.P.P. Essa ha come punto di partenza l elaborazione dei dati pluviometrici forniti dalla stazione pluviometrica di Locorotondo. È compito del Servizio Idrografico Italiano, attraverso una rete di stazioni di misura distribuite sul territorio nazionale, rilevare ed elaborare i dati relativi alle precipitazioni, ai livelli idrometrici nelle aste fluviali e freatimetrici negli acquiferi sotterranei, alle

4 temperature, ecc.. I dati così ottenuti vengono pubblicati in bollettini ufficiali chiamati annali idrologici. REGIONE PUGLIA SETTORE PROTEZIONE CIVILE Ufficio Idrografico e Mareografico Stazione: LOCOROTONDO lat '15,8'' long '20,4'' Tabella piogge intense valore Max ANNI 1 ORA 3 ORE 6 ORE 12 ORE 24 ORE 34 mm da ta mm da ta mm data mm da ta mm data ,2 01/11/ ,8 01/11/ ,8 01/11/ ,2 01/11/ ,0 31/10/ ,0 24/09/ ,6 10/02/ ,6 10/02/ ,8 10/02/ ,8 10/02/ ,6 04/11/ ,8 04/11/ ,2 04/11/ ,8 04/11/ ,0 04/11/ ,2 12/06/ ,2 12/06/ ,6 13/12/ ,0 17/02/ ,8 12/12/ ,8 25/08/ ,2 25/08/ ,2 25/08/ ,8 25/08/ ,8 25/08/ ,0 30/11/ ,0 30/11/ ,0 30/11/ ,6 30/11/ ,6 11/09/ ,4 05/07/ ,6 18/10/ ,0 18/10/ ,2 17/10/ ,6 17/10/ ,0 13/11/ ,4 13/11/ ,0 03/01/ ,6 03/01/ ,8 03/01/ ,8 01/09/ ,4 01/09/ ,6 01/09/ ,2 01/09/ ,4 01/09/ >> >> >> 40,8 08/11/ ,4 11/12/ >> 73,4 05/06/ ,0 05/06/ ,8 05/06/ ,8 05/06/ ,0 24/01/ ,2 11/04/ ,2 23/01/ ,4 23/01/ ,4 23/01/ ,6 11/08/ ,8 05/09/ ,2 20/10/ ,4 20/10/ ,8 20/10/ ,8 23/09/ ,4 23/09/ ,8 03/11/ ,0 04/11/ ,0 03/11/ ,4 28/09/ ,4 28/09/ ,4 28/09/ ,4 15/03/ ,4 15/03/ ,8 15/08/ ,0 22/06/ ,0 22/06/ ,0 22/06/ ,0 21/02/ ,4 26/07/ ,4 26/07/ ,0 28/11/ ,4 28/11/ ,4 28/11/ ,0 30/06/ ,0 03/12/ ,0 03/12/ ,0 02/12/ ,4 02/12/ ,0 28/11/ ,2 28/11/ ,6 17/02/ ,2 17/02/ ,2 17/02/ ,2 30/10/ ,2 30/10/ ,0 30/10/ ,8 30/10/ ,8 30/10/ ,0 20/07/ ,6 01/02/ ,0 01/02/ ,0 01/02/ ,0 01/02/ ,6 11/10/ ,4 11/10/ ,4 11/10/ ,0 21/10/ ,6 21/11/ ,6 22/10/ ,4 22/10/ ,8 22/10/ ,0 22/10/ ,6 21/10/ ,6 09/08/ ,6 27/09/ ,8 27/09/ ,8 27/09/ ,0 29/04/ >> >> >> 47,0 15/11/ ,6 15/11/ ,8 16/09/ ,2 16/09/ ,0 16/09/ ,2 16/09/ ,6 15/09/ >> >> 31,8 31/12/ ,2 31/12/ ,4 31/12/ ,2 14/05/ ,0 02/11/ ,8 01/01/ ,2 02/12/ ,4 01/12/ ,8 06/11/ ,2 06/11/ ,6 06/11/ ,0 14/02/ ,0 14/02/ ,0 09/10/ ,0 29/01/ ,8 29/01/ ,2 29/01/ ,6 29/01/ ,8 20/08/ ,0 13/11/ ,4 13/11/ ,6 13/11/ ,0 13/11/ ,2 09/09/ ,6 25/09/ ,2 22/12/ ,8 22/11/ ,6 22/11/ ,8 30/08/ ,6 30/08/ ,6 30/08/ ,2 16/06/ ,8 16/06/ ,4 01/05/ ,2 10/02/ ,4 10/02/ ,0 10/02/ ,0 10/02/ Affinché le deduzioni siano attendibili è necessario che il periodo di osservazione sia sufficientemente esteso nel tempo, solitamente esso non deve essere inferiore ai 30 anni: nel nostro caso N=34. L elaborazione consiste nella ricerca della relazione esistente tra l altezza h delle precipitazioni e la loro durata t, per un assegnato valore del tempo di ritorno T, periodo nel quale

5 un dato evento possa in media essere eguagliato o superato. Le curve che ne derivano sono dette CURVE DI POSSIBILITA PLUVIOMETRICA O CLIMATICA. Il tempo di ritorno è funzione dell entità dell opera che si vuole realizzare: TIPO DI OPERA PERIODO DI RITORNO (anni) Ponti e difese fluviali Difese dei torrenti Dighe Fognature urbane 5 10 Tombini e ponticelli per piccoli corsi d acqua Sottopassi stradali Cunette o fossi di guardia per strade importanti Per la nostra opera di drenaggio urbano (fognatura urbana) abbiamo utilizzato un tempo di ritorno pari a 10 anni. La statistica idrologica tratta le grandezze idrologiche come variabili casuali, ossia variabili che assumono valori in accordo ad una certa distribuzione di probabilità. Il metodo statisticoprobabilistico da noi ipotizzato è quello di GUMBEL, noto anche come DISTRIBUZIONE ASINTOTICA DEL MASSIMO VALORE, caratterizzato dalla funzione di probabilità cumulata: in cui y è la variabile ridotta P(h)=e -e^-y y= α(h-u) con h= generico massimo annuale delle altezze di pioggia di durata 1, 3, 6, 12, 24 ore; α e u= parametri della distribuzione di Gumbel, che sono stati stimati con il metodo dei momenti. Il metodo dei momenti attribuisce a ciascun momento della popolazione il valore del corrispondente momento del campione estratto da quella popolazione. È sufficiente conoscere la media m e la deviazione standard s per la stima dei due parametri:

6 Si ricorda che: α = s u = m s mx = N i=1 N x i 6 DEV. ST.= N i= 1 ( x m i N 1 x ) 2 I valori così ottenuti sono stati riportati nella seguente tabella: Determinati i parametri α e u mediante il metodo dei momenti, relativi alle durate di pioggia di 1, 3, 6, 12, 24 ore e fissato un certo tempo di ritorno, ci siamo calcolati la probabilità di non superamento dell altezza h, associata a quel tempo di ritorno. La formula utilizzata è la seguente: TR 1 P( h) = T Dalla formula inversa dell equazione analitica della distribuzione di Gumbel, abbiamo ottenuto il valore della variabile ridotta y 1 ORA 3 ORE 6 ORE 12 ORE 24 ORE N m 27,6 39,3 49,5 60,4 72,2 VAR 113, , , , ,4557 DEV.ST 10, , , , ,99028 α 0, , , , , β 22, , , , ,59849 R Y=-ln(-ln(P)) ed infine si è giunti alla determinazione delle altezze di pioggia h h=(y/α)+ u

7 I valori così ottenuti sono mostrati in tabella: VALORI DELLE ALTEZZE DI PIOGGIA Tempo di ritorno anni h max = 41, , , , , anni h max = 47, , , , , anni h max = 50, , , , , anni h max = 55, , , , , anni h max = 60, , , , , Si è giunti infine, alla determinazione della curva di possibilità pluviometrica (C.P.P.) per un tempo di ritorno pari a 10 anni: 120 C.P.P. 100 y = 42,33x 0,3089 R² = 0, Tr=10 anni Una volta individuata la curva di possibilità climatica è necessario verificare l adattabilità dei dati alla distribuzione probabilistica di Gumbel. La verifica viene fatta utilizzando dei test statistici: noi utilizzeremo il Test di Pearson che prevede la suddivisione del campione in k intervalli a cui è associata la medesima probabilità. Per la suddivisione si segue generalmente il criterio empirico di delimitare le classi in modo da avere: Npi 5 in cui N = numero delle osservazioni

8 pi = 1/k = probabilità che un osservazione qualsiasi ricada nell i-esimo intervallo. In pratica il numero degli intervalli k è uguale al più grande numero che non supera N/5. Il test considera la grandezza statistica: χ k 2 2 ( Ni ) = i= 1 Np Np 8 in cui Ni= numero delle osservazioni che ricadono nello stesso intervallo. La grandezza deve essere confrontata con il valore 2 χ tabulato in funzione dei gradi di libertà n= k-m-1 dove m= numero di parametri della distribuzione scelta ( per Gumbel m=2) n χ Affinché il test di Pearson sia verificato deve essere rispettata la condizione 2 χ < χ 2 Nel nostro caso il valore k=7 è quello che meglio si addice a tale condizione, mentre n= 6-2-1=3. Dalla tabella χ 2 = La verifica dell adattabilità dei dati a Gumbel che deve essere ripetuta per tutte le durate di precipitazione. CALCOLO IDRAULICO DELLE CONDOTTE A PELO LIBERO Il dimensionamento delle canalizzazioni di una rete di drenaggio richiede il calcolo della portata massima (o portata al colmo) che, con prefissata probabilità, ogni tronco della rete deve far defluire senza inconvenienti. Le procedure tradizionali per il calcolo della portata massima pluviale ipotizzano una precipitazione uniforme nello spazio e di intensità costante nel tempo (di durata pari almeno tempo di corrivazione) desunta dalla curva di probabilità pluviometrica (ietogramma

9 di progetto costante) espressa nella forma che lega l altezza di precipitazione h (in mm) cumulata in uno scroscio avente tempo di ritorno T (in anni) alla durata dell evento t (in ore). mm ietogramma di progetto 42,33 42,33 42,33 42,33 42,33 42,33 ietogramma di progetto Metodo cinematico o metodo della corrivazione Il metodo cinematico lineare, che altro non è che il tradizionale metodo della corrivazione, si basa sulla considerazione che: Gocce di pioggia cadute contemporaneamente in punti diversi del bacino impiegano tempi diversi per arrivare alla sezione di chiusura di questo; Il contributo di ogni singolo punto del bacino alla portata di piena è direttamente proporzionale alla intensità di pioggia caduta nel punto in un istante precedente quello del passaggio della piena del tempo necessario perché detto contributo raggiunga la sezione di chiusura; Questo tempo è caratteristico di ogni singolo punto e invariante nel tempo. Ne consegue che: Esiste un tempo di corrivazione tc caratteristico del bacino che rappresenta il tempo necessario perché che la goccia caduta nel punto più lontano del bacino raggiunga la sezione di chiusura;

10 La portata massima al colmo si ottiene normalmente per piogge di durata pari al tempo di corrivazione; la portata al colmo della piena critica sarà pertanto data da: Qc = i S φ / 360 essendo: Qc = la portata al colmo di piena (m 3 /s); 10 φ = il valore del coefficiente di afflusso medio del bacino; i = l intensità media della pioggia di durata pari al tempo di corrivazione tc (mm/h); S = la superficie del bacino (ha) Nel nostro caso, trattandosi di tetti impermeabili e strade asfaltate si è scelto un valore pari a 0,8. Per una fognatura urbana il tempo di corrivazione può essere determinato facendo riferimento al percorso idraulico più lungo della rete fognaria fino alla sezione di chiusura considerata. In particolare, dopo aver individuato la rete fognaria sottesa dalla sezione di chiusura aver delimitato i sottobacini contribuenti ad ogni ramo (vedi tavola grafica), per determinare il tempo di corrivazione si deve far riferimento alla somma: tc= ta+tr ove ta è il tempo di accesso alla rete relativo al sottobacino drenato del condotto fognario posto all estremità di monte del percorso idraulico più lungo, e tr è il tempo di rete.

11 Il tempo di accesso è sempre stato di incerta determinazione, variando con la pendenza dell area, la natura della stessa e il livello di realizzazione dei drenaggi minori, nonché dell altezza di pioggia precedente l evento critico di progetto; tuttavia il valore normalmente assunto nella progettazione è sempre stato compreso entro l intervallo di 5 15 minuti; i valori più bassi per le aree di minore estensione, più attrezzate e di maggiore pendenza e i valori più alti nei casi opposti. 11 Il tempo di rete è data dalla somma dei tempi di percorrenza di ogni singola canalizzazione seguendo il percorso più lungo della rete fognaria. Pertanto il tempo di rete sarà dato dall espressione: con: L = lunghezza della canalizzazione; V = velocità del fluido. tr = L/V PREDIMENSIONAMENTO CANALIZZAZIONI Il dimensionamento di un canale di fognatura consiste nel determinare le dimensioni da assegnare allo speco in modo tale che la portata di progetto Qc possa transitare con un tirante idrico h in grado di assicurare un prefissato franco minimo di sicurezza. Il calcolo presuppone la preliminare definizione della forma e della pendenza i da assegnare alla canalizzazione, nonché la scelta dei materiali con i quali la canalizzazione verrà realizzata. Il problema è in genere risolto ipotizzando condizioni di moto uniforme e ricorrendo alle usuali formule valide per il moto uniforme nei canali. La massima portata al colmo di piena, procedendo lungo la rete fognaria da monte verso valle, può essere calcolata per ogni sezione di progetto seguendo la sotto riportata procedura: 1. per ogni sezione di calcolo si determini l area totale sottesa S e il coefficiente di deflusso (nel nostro caso 0,8 per tutti i bacini); 2. si assegni ad ogni singolo tratto il tempo di accesso ta, in base alle caratteristiche topografiche e di urbanizzazione dell area parziale servita; 3. si calcoli il tempo di corrivazione tc = ta + tr della sezione di calcolo;

12 4. noto il tempo di concentrazione, si determini l intensità di pioggia media di durata pari al tempo di corrivazione dalla relazione: i =a tn-1 e in base a questa si calcoli la portata al colmo di piena; 5. si ipotizzi un diametro iniziale di riferimento della canalizzazione verificando, attraverso opportune scale di deflusso, che la velocità di calcolata sia coincidente con la velocità ipotizzata per il calcolo del tempo di rete e che lo speco si al di sotto di quello ipotizzato in precedenza; in caso di verifica si potrà passare alla sezione successiva a valle; la scala di deflusso utilizzata è la seguente: Sulle ascisse ritroviamo i rapporti V/Vr e Q/Qr dove Q e V sono le velocità e la portata dell acqua all interno della canalizzazione, mentre Vr e Qr sono la velocità e la portata dell acqua con speco h/d = 1 ( cioè quando la tubazione lavora in pressione); in particolare, Vr viene calcolata attraverso la famosa formula di Chezy: 12

13 ( ) ( ) ( ) V h = C R h R h i ( ) C R h = K R 1 6 con : R = raggio idraulico, rapporto tra l area e il perimetro bagnato; c = scabrezza del canale espressa tramite la formula di Gauckler-Strickler; 13 i = pendenza canale. DIAMETRI, SEZIONI E MATERIALI UTILIZZATI La scelta progettuale è stata quella di utilizzare canali chiusi a sezione circolare realizzati in calcestruzzo armato:

14 Per il parametro di resistenza k [m 1/3 /s], si consigliano i seguenti valori: - condotti in PVC, Polietilene e Vetroresina: k = 80-90; - condotti in gres ceramico, fibrocemento, ghisa sferoidale con rivestimento interno cementizio, cemento armato con rivestimento in resina a spessore: k = 70-80; - condotti prefabbricati in calcestruzzo di cemento e condotti in calcestruzzo gettati in opera e 14 privi di intonaco lisciato: k = Nel nostro caso il valore di scabrezza di Gauckler Strickler è stato assunto pari a 75; Procedendo con i passi progettuali visti nel paragrafo precedente si sono ottenuti i seguenti diametri: RETE 1 ASTA ID DIAMETRO (m) 1-a 0,4 a-b 0,4 b-c 0,6 c-d 0,7 d-e 0,7 e-f 0,7 f-g 0,7 g-h 0,8 h-i 0,9 i-l 0,9 l-m 1 m-n 1 n-o 1 o-p 1,1 p-q 1,1 q-2 1,1 3-a' 0,5 a'-b' 0,6 b'-c' 0,7 c'-d' 0,8 d'-e' 0,8 e'-f' 0,9 f'-g' 0,9 g'-h' 0,9 h'-i' 0,9 i'-l' 1 l'-m' 1,1 m'2 1,1 2-a" 1,5 a"-b" 1,5 b"-4 1,5 ASTA ID RETE 2 DIAMETRO (m) ,4 11-i 0,6 i-l 0,8 l-12 0,8 12-m 1,2 m-9 1,2 8-f 0,3 f-7 0,4 6-a 0,8 a-b 1 b-c 1 c-d 1 d-e 1 e-7 1,1 7-g 1,1 g-h 1,1 h-9 1,1 RETE 3 ASTA ID DIAMETRO (m) ,6

15 ULTERIORI PARAMETRI PROGETTUALI Pendenza del fondo La pendenza di fondo i da assegnare alla canalizzazione è strettamente legata alla pendenza naturale del terreno dalla quale, in generale, non dovrà discostarsi molto al fine di evitare eccessivi volumi e profondità di scavo. 15 Spesso i valori da assegnare alle pendenze sono fortemente condizionati dalle profondità minime o massime che la fognatura, in particolari sezioni, deve avere rispetto al piano di campagna in dipendenza di esigenze costruttive o di esercizio: così, ad esempio, la profondità minima dei condotti di testata deve garantire l'allacciamento a gravità degli utenti e l'eventuale allacciamento di un pozzetto di cacciata; l'estradosso del cielo fogna deve inoltre presentare un affondamento minimo di 30 cm rispetto alla generatrice inferiore di eventuali condotte destinate al servizio idropotabile (v. Circolare Ministero LL. PP. n 11633/74); la profondità massima di una fognatura bianca o mista nella sezione di recapito o nelle sezioni dove sono localizzati scaricatori di piena deve garantire uno scarico possibilmente non rigurgitato delle portate di origine meteorica; eventuali attraversamenti di altri servizi (ferrovie, metanodotti, ecc.) devono uniformarsi a profondità imposte dai loro enti gestori. Questi vincoli, che possono interessare un numero anche limitato di tronchi fognari, si ripercuotono sulle profondità di posa (e quindi sulle pendenze) anche di altre canalizzazioni che costituiscono la rete, per via della necessità di assicurare, per quanto possibile, confluenze a gravità. I valori comunemente adottati per le pendenze variano da 0,002 a 0,050; di norma i valori più alti sono attribuiti alle fogne elementari e i valori più bassi ai collettori terminali. Massimo grado di riempimento Fissata la pendenza i del canale, il problema del dimensionamento si riduce alla definizione della dimensione della sezione in modo che il tirante idrico h connesso con la portata Q di progetto, assicuri un prefissato franco minimo di sicurezza. Nel nostro caso di condotti chiusi, il franco deve consentire una completa ed efficace aerazione della canalizzazione ed evitare che i fenomeni ondosi, che possono innescarsi sulla superficie

16 libera, occludano momentaneamente lo speco provocando fenomeni di battimento pericolosi per la durata e la stabilità della condotta. Il riempimento massimo deve essere inferiore a quello a cui corrisponde la massima velocità di moto uniforme (per condotte circolari quindi hmax < 0,85 D); Vincoli sulla velocità 16 La velocità della corrente nelle canalizzazioni fognarie deve essere tale da evitare sia la formazione di depositi persistenti di materiali sedimentabili che l'abrasione delle superfici interne. La Circolare del Ministero dei LL.PP n del 7/1/1974 (contenente istruzioni per la progettazione delle fognature) indica che per le acque nere la velocità relativa alle portate medie non deve essere di norma inferiore a 50 cm/s; la velocità relativa alle portate nere di punta non deve di norma superare i 4 m/s, mentre per le portate pluviali la velocità massima connessa con l evento meteorico di progetto non deve superare i 5 m/s. I limiti di velocità sopra indicati hanno un valore indicativo e possono essere derogati dal progettista tenendo conto delle particolari condizioni di progetto e delle particolari prestazioni dei materiali scelti per le canalizzazioni. MANUFATTI ORDINARI Affinché le normali operazioni di manutenzione e pulizia possano avvenire agevolemente è necessario dotare la rete di manufatti di ispezione ubicati in punti opportunamente previsti nella fase progettuale.(vedi tavola grafica). La funzione di ispezione viene peraltro espletata anche da altri manufatti non specifici, quali pozzetti di confluenza, di salto e così via. In ogni caso è buona norma posizionare manufatti di ispezione in presenza di curve, di cambiamenti di sezione, di confluenze e di scaricatori. La distanza fra due successivi manufatti lungo tratti rettilinei è correlata alle modalità di esecuzione delle operazioni di pulizia e manutenzione, ai mezzi di dotazione degli operai e alle dimensioni del condotto da servire.

17 In relazione all esperienza fino a oggi acquisita sulle reti esistenti, e allo stato attuale delle attrezzature di pulizia, le distanze consigliate sono le seguenti: 17 SOFTWARE EPA SWMM 5.0 Il modello utilizzato per l esercitazione è SWMM, fa parte di una serie di modelli detti fisicamente basati, i quali cercano di aderire il più possibile alla realtà fisica. La simulazione dei fenomeni è realizzata tenendo conto della reale distribuzione spaziale dei fenomeni meteorologici e di tutte le caratteristiche fisiche del bacino. La fase di inserimento dei valori di input che il modello richiede per la simulazione è stata preceduta da una fase di accurato studio topografico del territorio, sul quale ricade il bacino di nostra competenza. Il passo successivo è stato l individuazione di sottobacini scolanti, ognuno dei quali risulterà tributario a ciascun canale. Individuato il reticolo idrografico sulla cartografia, è stato importato quest ultimo all interno di SWMM ed è stato ricreato il reticolo, individuando una serie di nodi, tronchi di canali, sezioni di sbocco e sottobacini scolanti. Per ognuno di questi, ne sono state definite le caratteristiche, che di seguito sono elencate. PROPRIETA DEI NODI Per ogni nodo è stato inserito il valore relativo alla sua quota rispetto al p.c. (dal fondo del relativo pozzetto), andando a specificare l eventuale presenza di un efflusso puntuale esterno e l utilizzo di

18 trattamenti puntuali mirati all abbattimento degli inquinanti, presenza che in questa esercitazione è stata ritenuta trascurabile. PROPRIETA DEI CANALI Per ciascun canale sono stati individuati: Nodo d ingresso 18 Nodo d uscita Forma Lunghezza Scabrezza secondo Manning del materiale da utilizzare per la realizzazione del canale; materiale che nel nostro caso abbiamo scelto sia il calcestruzzo. PROPRIETA DEI SOTTOBACINI Per ogni sottobacino sono stati individuati: Centro di scroscio Sbocco, inteso come nodo ad esso collegato Area, misurata sulla cartografia Lunghezza media di ruscellamento; in prima approssimazione si considera il rapporto tra area del bacino e il percorso più lungo in piano di ruscellamento Pendenza Percentuale di terreno impermeabile Parametri relativi alla scabrezza del terreno permeabile ed impermeabile (valori che abbiamo preso dalle tabelle presenti nel manuale di SWMM) Profondità media delle depressioni nelle aree impermeabili ed in quelle permeabili ( valori anch essi messi a disposizione dal manuale di SWMM) Percentuale di aree impermeabili che non ha depressioni Meccanismo di afflusso verso il sottobacino Percentuale di acqua trasportata quando c è scambio tra aree impermeabili e permeabili.

19 Parametri relativi al modello di infiltrazione di Horton: o Massimo tasso di infiltrazione o Minimo tasso di infiltrazione o Costante di tempo o Tempo dopo il quale un terreno completamente saturo diventa secco 19 o Massimo volume possibile di infiltrazione PROPRIETA DEL CENTRO DI SCROSCIO Per definirlo, abbiamo inserito i valori dell intensità di pioggia ricavati dallo ietogramma istogramma ad intensità costante per un tempo di ritorno di 10 anni, fissando inoltre un intervallo di campionamento della pioggia pari a 10 minuti. Terminata questa fase relativa all inserimento dei dati idrologici, si è proceduto alla simulazione la cui durata abbiamo posto pari a 1 ora. RECAPITO DELLE ACQUE DI PIOGGIA Il D.Lgs 152/06 all art. 113 demanda le competenze sulle acque meteoriche e di dilavamento a livello regionale prevedendo, in determinati casi, l obbligo di autorizzazione per gli scarichi di acque meteoriche, la separazione e lo specifico trattamento delle acque di prima pioggia derivanti da superfici potenzialmente contaminate. Nel caso specifico, per il recapito della portata che defluisce attraverso la sezione di chiusura del bacino imbrifero si è prevista l installazione di idonei sistemi di raccolta e depurazione delle acque di prima pioggia in caso di scarico in acque superficiali o sul suolo. In particolare, data l estensione molto piccola del bacino relativo alla RETE 3, l acque meteoriche raccolte, una volta depurate delle acque di prima pioggia verranno smaltite tramite un processo di subirrigazione con l utilizzo di trincee drenanti; Il calcolo della lunghezza della trincea drenante è stato effettuato con metodi comuni in letteratura. Il dimensionamento deriva dalla formula: (Qp - Qf) t= W dove:

20 Qp: portata influente di acque meteoriche Nel nostro caso 998 l/s (0,998 m 3 /s) Qf : portata infiltrata da determinare in base alla permeabilità del suolo t : intervallo di tempo dell evento meteorico a portata massima W : variazione del volume invasato nel mezzo filtrante nel tempo t 20 L intervallo di tempo t da considerare può essere per tempi di ritorno T=2-10 anni: t : 10 min-1ora suoli molto permeabili e superfici piccole t : qualche ora-1giorno suoli con permeabilità modesta Nel caso in questione si considera il tempo t = 1 ora Per quanto riguarda la portata infiltrata si determina dalla formula: Qf = K J A dove: Qf : portata d infiltrazione [m 3 /s] K : permeabilità [m/s] J : cadente piezometrica [m/m] A : superficie netta d infiltrazione [m 2 ] J=1 se il tirante idrico sulla superficie filtrante è molto minore dell altezza dello strato filtrante e la superficie piezometrica della falda è convenientemente al di sotto del fondo disperdente come nel caso in oggetto. La permeabilità K è stata assunta 10-4 m/s La superficie di infiltrazione per la trincea drenante può essere determinata dalla formula: A = L B + 2 (L + B) H dove: L= lunghezza della trincea drenante (da determinare) B= larghezza della trincea (fissata a 0,9 m) H=altezza dello strato drenante (fissato a 1 m)

21 Infine: W = L B H n dove: n : è la porosità del materiale di riempimento assunta nel caso in questione pari a 0,5. 21 Esplicitando L da tutte le formule (usando il foglio di calcolo) si ottiene una lunghezza delle trincee drenanti complessiva pari a 195 m, utilizzando tre trincee drenanti affiancate.