PROGETTAZIONE GEOTECNICA E STRUTTURALE CONSULENZE IDROGEOLOGICHE - DIREZIONE LAVORI - COORDINAMENTO SICUREZZA
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- Fabiano Caselli
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2 Indice dei capitoli 1. PREMESSE DETERMINAZIONE AREE SCOLANTI CONSIDERAZIONI DI CARATTERE IDRAULICO Analisi pluviometrica Valutazione dei parametri di verifica Procedura di calcolo VERIFICHE IDRAULICHE Area scolante 1 - Scarico Area scolante 2 - Scarico Area scolante 3 - Scarico Area scolante 5 - Scarico Area scolante 6 - Scarico Area scolante 7 - Scarico Area scolante 4 - Scarico Area scolante 9 - Scarico CONCLUSIONI
3 1. PREMESSE Il presente documento e gli allegati che ne formano parte integrante viene redatto a supporto della variante alle opere di urbanizzazione inerenti il P.U.O. di località Pietra Calante (via Antica Romana Occidentale ed in via Privata Emilia) che prevede la realizzazione di insediamenti residenziali ed autorimesse interrate con la sistemazione a verde degli spazi esterni: tale variante è stata originata dalle modifiche progettuali richieste dall Autorità di Bacino in relazione all entrata in vigore del Regolamento Regionale n.3/2011 e riguarda in particolare la sistemazione idraulica del Rio Senza Nome 1 che attraversa l area di interesse e di cui non è più prevista la tombinatura bensì l adeguamento idraulico mediante nuova sezione di deflusso rettangolare a cielo aperto.- La gestione delle acque meteoriche intende privilegiare il convogliamento delle stesse verso l'unico collettore naturale presente nell'area, che scorre, come è noto, lungo via Privata Emilia. Tuttavia alcune superfici impermeabilizzate nella zona di levante (30% circa del totale) risultano depresse rispetto al fondo del rivo sopra richiamato; per esse pertanto deve essere prevista una gestione diversa che coinvolge la rete bianca comunale. La presente relazione ha per oggetto il dimensionamento idraulico delle opere di regimazione delle acque meteoriche relativamente al bacino scolante nel "Rio senza nome 1" (v. Fig.1). Fig. 1 Perimetrazione aree scolanti nel "Rio senza nome 1". 2
4 2. DETERMINAZIONE AREE SCOLANTI All'interno del settore A dell'area di P.U.O. sono stati individuati due bacini scolanti principali, drenati dal "Rio senza nome 1" e dalla rete bianca comunale, aventi 0,80 e 0,38 ettari di superficie rispettivamente. L'area afferente al "Rio senza nome 1" è drenata da 8 collettori che convergono nelle zone di scarico 1 e 2, situate nel tratto compreso tra le tombinature di via Antica Romana Occidentale e via Privata Emilia (v. Fig.2). Fig. 2 Individuazione arre di scarico nel "Rio senza nome 1". In particolare la zona di scarico 1, situata nel tratto esteso 30m a monte dell imbocco della tombinatura di Via Antica Romana Occidentale conta 2 scarichi in sponda destra e 3 scarichi in sponda sinistra: - scarico 01 - drena un area di 3187 mq comprendente la copertura dell'edificio AP (519 mq), la copertura dell'autorimessa interrata pertinenziale adibita a parcheggio e giardini privati (1428 mq), la viabilità di accesso e l'area antistante l'edificio (856 mq) e l'area di parcheggio pubblica (384 mq); - scarico 02 - drena una superficie di 161 mq, piccola porzione del sedime di via Privata Emilia; - scarico 03 - drena un area di 464 mq, comprendente una rampa e una scala di accesso alle autorimesse interrate dell'edificio AL (248 mq), nonchè una piccola porzione della copertura dell'autorimessa interrata pertinenziale adibita a giardino privato (66 mq) per 3
5 mezzo di due impianti di sollevamento, e parte dell'area verde attrezzata antistante l'edificio (150 mq); - scarico 04 - drena un area di 1645 mq, comprendente la porzione di ponente dellla copertura dell'edificio AL (256 mq), la copertura dell'autorimessa interrata pertinenziale adibita a giardini privati (410 mq), l'area verde pubblica attrezzata e il tratto di via Privata Emilia antistanti l'edificio (979 mq); - scarico 05 - drena per mezzo di un impianto di sollevamento una delle due rampe di accesso all'autorimessa interrata dell'edificio AP (superficie 107 mq); La zona di scarico 2, ubicata nel tratto esteso 15 m immediatamente a valle dello sbocco della tombinatura di via Privata Emilia è formata complessivamente da 4 scarichi, equamente divisi tra le due sponde, dei quali solo 3 servono il settore A: - scarico 06 - drena una superficie di 124 mq, comprendente una delle due rampe e le scale di accesso all'autorimessa interrata dell'edificio AP per mezzo di un impianto di sollevamento; - scarico 07 - drena una superficie di 519 mq, comprendente una rampa e tre scale di accesso all'autorimessa interrata privata retrostante l'edificio AL (195 mq) e una porzione del sedime di via Privata Emilia tra gli edifici AL e AN (324 mq); - scarico 09 - drena un area di 1755 mq, comprendente la copertura dell'edificio AN (306 mq), la viabilità di accesso e il parcheggio antistante l'edificio (235 mq), la rampa di accesso all'autorimessa interrata pertinenziale (72 mq) mediante un impianto di sollevamento, le aree a verde private circostanti (507 mq), e il tratto di via Privata Emilia soprastante la tombinatura (635 mq); Nel seguito viene proposta una tabella riassuntiva che riporta i dati relativi agli 8 scarichi nel "Rio senza nome 1" che servono il settore A. La posizione è stata individuata per mezzo di distanze progressive misurate verso monte a partire dalla sezione di imbocco della tombinatura di via Antica Romana Occidentale. Zona di scarico Codice scarico Progr. Superficie coperture Superficie aree imperm. Superficie aree perm. Totale superficie drenata Lungh. collettore principale Quota fondo Quota scarico Diam. [m] [mq] [mq] [mq] [mq] [m] [m] [m] [mm] , ,3 3,32 3, , ,2 3,61 4, , ,7 3,66 4, , ,4 3,69 4, , ,0 3,74 4, , ,7 4,45 5, , ,2 4,52 5, , ,4 4,68 5, Tab. 1 localizzazione e caratteristiche scarichi acque bianche nel "Rio senza nome 1". 3. CONSIDERAZIONI DI CARATTERE IDRAULICO 3.1. Analisi pluviometrica Il calcolo delle portate delle acque meteoriche è stato realizzato utilizzando il cosiddetto metodo razionale. La portata di progetto è data da: 4
6 i A Q = ϕ 3600 dove ϕ è un coefficiente unico di riduzione, A è la superficie del bacino sotteso dalla fognatura espressa in mq e i è l'intensità di pioggia espressa in mm/h. Il prodotto i A rappresenta il volume piovuto nell'unità di tempo, mentre il prodotto di quest'ultimo per ϕ rappresenta la parte di volume piovuto che affluisce alla rete fognaria (il divisore 3600 serve ad ordinare le unità di misura al fine che la portata sia espressa in l/s). Quale intensità di pioggia di progetto è stato assunto un valore i = 120mm / h e cautelativamente tutte le superfici afferenti la rete sono state considerate perfettamente impermeabili, assumendo per qualsiasi tipo di superficie un coefficiente di riduzione unitario, pertanto il coefficiente unico di riduzione è stato posto pari a 1 ( ϕ = 1) Valutazione dei parametri di verifica Le verifiche idrauliche allegate al presente studio sono state svolte utilizzando la legge del moto uniforme per le correnti a superficie libera (formula di Chezy): 2 / 3 Q = K i A R S f i Per il dimensionamento dei collettori fognari interrati a sezione circolare sono stati considerati i diametri interni dei tubi in PVC SN4 SDR41 (norma UNI EN (v. Tab.2). Per garantire un adeguato margine di sicurezza relativamente alle condizioni imposte di deflusso in pelo libero all interno delle tubazioni, evitando che le stesse vadano in pressione, viene imposto un grado di riempimento massimo (% dell'area interna del tubo occupata dalla sezione liquida) sempre inferiore all'80%. Quale parametro di scabrezza delle tubazioni in PVC è stato cautelativamente assunto un valore del coefficiente di Gauckler-Strickler K pari a 85 m 1/3 /s. S Diametro nominale Diametro esterno Diametro interno Spessore DN De s Di [mm] [mm] [mm] [mm] ,2 103, ,2 118, ,0 152, ,9 190, ,2 237, ,7 299, ,8 380, ,3 475, ,4 599,2 Tab. 2 Caratteristiche dimensionali delle tubazioni in PVC. Per la verifica delle canalizzazioni a cielo aperto in conglomerato cementizio a sezione rettangolare 200x200mm quale parametro di scabrezza è stato cautelativamente assunto un valore del coefficiente di Gauckler-Strickler K S pari a 60 m 1/3 /s e, prudenzialmente, un grado di riempimento massimo dell' 80%. 5
7 3.3. Procedura di calcolo L'area scolante è stata suddivisa in sottobacini afferenti alle singole caditoie o griglie, per ognuna delle quali è stata quantificata la superficie drenata e conseguentemente calcolata la portata pluviometrica immessa in rete; è stato quindi possibile determinare la portata di progetto per ogni tratto di rete, sommando a partire da monte i contributi di ogni singola caditoia o ramo afferente. Le verifiche idrauliche sono state svolte utilizzando l equazione del moto uniforme delle correnti a pelo libero, con procedimento di interpolazione analitico, che ha consentito di dimensionare i vari tratti dei collettori e di verificarne il grado di riempimento, assegnate la portata, la pendenza, la natura e la forma del canale. Data la natura implicita dell equazione considerata l individuazione dei diametri cercati è stata condotta a ritroso, a partire dai valori dei diametri delle tubazioni in PVC in commercio (v. Tab.2). Per ogni tratto e per ogni valore del grado di riempimento si è calcolata la relativa portata defluente. Fissati i valori di D e del riempimento (e quindi di h) si determina l angolo al centro β espresso in radianti (cfr. Fig.3): 2 h β = 2 ar cos 1 D Fig. 3: Sezione a pelo libero circolare. Noto β è possibile ricavare la sezione liquida A e il contorno bagnato B tramite le seguentirelazioni: 2 = D D A ( β sin β ) B = β 8 2 Una volta noti A e Β si ricava il raggio idraulico R i : A R i = B e quindi Q per mezzo dell equazione di moto uniforme: 2 / 3 Q = K i A R S f i A seguire i valori di portata così ottenuti sono stati confrontati col valore di portata di progetto per individuare con quale grado di riempimento la tubazione di diametro D garantisse il deflusso di tale portata. Il procedimento sopra illustrato, ripetuto per vari diametri e per ogni tratto a portata e pendenza costante, ha consentito di individuare il diametro ottimale per ogni tratto. 4. VERIFICHE IDRAULICHE Nel seguito vengono riportate le tabelle riassuntive delle verifiche idrauliche, corrispondenti ad ogni singola area scolante individuata dalla sigla del rispettivo scarico nel "Rio senza nome 1". 6
8 4.1. Area scolante 1 - Scarico 01 da a Q tratto Lunghezza Pendenza DN / BxH Riempimento Velocità 1 [m2] [m2] [m2] [l/s] [m] [m] [m] [m] [l/s] [m] [%] [mm] / [mm x mm] [%A] [m/s] 1g g f f'' f'' f' x f' f' f f f e h h e P P e'' P P e'' e'' e'' e' P P e' e' e' e e e d j j d i i d d d c P P c' c' c' c k k c l l c c c b P P b' b' b' b m m b b b a P P a' a' a' a o o n n n a r r q q'' q'' q' x P P q' P P q' q' q' q s s q q q p p p a a a ' u u t t t ' v v ' ' '
9 4.2. Area scolante 2 - Scarico b b a a a Area scolante 3 - Scarico 03 [m2] [m2] [m2] [l/s] [m] [m] [m] [m] [l/s] [m] [%] [mm] [%A] [m/s] 3 pl pl3 3a 3d d c pl pl4 3a 3b b a a a Area scolante 4 - Scarico 04 4 L L g g g f f f e L L i i i h h h e e e d d d c L L j j j c c c b L L k k k b b b a o o n n n m m m l l l a a a Area scolante 5 - Scarico 05 5 pp pp2 5a 5a a
10 4.6. Area scolante 6 - Scarico 06 6 pp pp1 6a 6a a Area scolante 7 - Scarico 07 7 pl pl2 7c 7d d c c c b b b a a a Area scolante 9 - Scarico j j i i i d h h g g g f pn pn1 9f 9f f e e e d d d c l l c N N N N N N N N k k k c c c b N N q N N q q q p p p o N N o o o n N N n n n m N N m m m b b b a s s r r r a a a
11 5. CONCLUSIONI A seguito delle verifiche eseguite è stato quindi possibile determinare i diametri delle tubazioni necessarie all'allontanamento delle acque meteoriche generate dalle superfici impermeabili di nuova realizzazione all'interno del settore A dell'area di P.U.O. scolanti nel "Rio senza nome 1". Per maggiori dettagli progettuali si rimanda agli elaborati grafici che costituiscono parte integrante del presente documento. Chiavari, 26 agosto 2016 Il tecnico incaricato: dott. ing. Cristiano Riccamboni Collaboratore: dott. ing. Mario Fontana 10
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