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1 IMMOBILIARE SENNI S.r.l. via Girolamo Rossi, Ravenna CF e P.IVA PROGETTO URBANISTICO P.U.A. Area sita a S.P. in Vincoli (RA) Via Senni Via San Rocco Città di nuovo impianto residenziale Scheda R19 Classe 3B RELAZIONE IDRAULICA ALLEGATO: SCALA: 1 NOME FILE: CODICE COMMESSA: DATA: APRILE 2015 CONSULENZA IDRAULICA: Ing. Raffaella Lombardi AZIENDA CERTIFICATA ISO 9001 Via Copernico n Forlì Tel. 0543/ Fax 0543/ PROCEDURA DI CONTROLLO INTERNO: REV. DESCRIZIONE: REDAZIONE: VALIDAZIONE: VERIFICA: DATA: 00 EMISSIONE RM RL ES APRILE 2015

2 Sommario 1. Premessa Inquadramento territoriale Invarianza idraulica Verifica idraulica fosso stradale di via San Rocco SEZIONE SEZIONE SEZIONE SEZIONE Conclusioni

3 1. Premessa L espansione urbanistica prevista nell abitato di San Pietro in Vincoli è dotata di tutti i presidi necessari per garantire che il deflusso delle acque meteoriche verso la rete idrografica superficiale avvenga in maniera del tutto analoga a quanto succede allo stato attuale. Il sistema di laminazione delle portate è costituito da una rete fognaria di raccolta delle acque bianche e da un bacino di accumulo posto in parallelo alla rete stessa: pertanto, qualora la portata di pioggia dovesse superare la portata agricola (quantificata in 10 l/sec * ha), l acqua verrà convogliata al bacino di laminazione dimensionato secondo i criteri stabiliti nel Piano stralcio per il rischio idrogeologico dell Autorità di Bacino. Nel corso della presente relazione si riporta il calcolo dell invarianza idraulica e la verifica del volume calcolato per una pioggia con tempo di ritorno trentennale e durata due ore prevista dal Piano stralcio stesso per i casi in cui la Superficie fondiaria dell intervento sia maggiore ad 1 ha. La vasca di laminazione prevista in progetto convoglia le acque al fosso stradale di via San Rocco. Come richiesto in sede di Conferenza dei Servizi si è prodotta la verifica idraulica del fosso stesso. 3

4 2. Inquadramento territoriale L espansione urbanistica è prevista in Comune di Ravenna nella frazione di San Pietro in Vincoli, al limite dell abitato tra la via Senni e la via San Rocco. La trasformazione urbanistica in progetto prevede la realizzazione di un sistema a garanzia dell invarianza idraulica: il sistema fognario di raccolta delle acque bianche carica un bacino di laminazione che scarica le acque nel fosso stradale di via San Rocco, previa laminazione della portata effluente. Il fosso stradale a lato della via San Rocco confluisce le acque nello scolo Consorziale Fosso Ghiaia a Ovest dell espansione urbanistica. L obiettivo dello studio in esame è quello di verificare la capacità idraulica del fosso stradale. Per farlo si è considerato che il bacino scolante nel fosso stesso sia quello indicato con campitura verde nell immagine riportata nella pagina successiva. 4

5 Scolo Consorziale Fosso Ghiaia Area agricola sottesa Fosso stradale a lato via S. Rocco Area espansione 5

6 3. Invarianza idraulica La superficie fondiaria dell espansione urbanistica è pari a ,45 mq e la totalità è allo stato attuale permeabile ad uso agricolo, così come si può vedere dall immagine sotto riportata tratta dal servizio street view di Google. Nel progetto sono previsti ,2 mq di superficie impermeabile (Imp=0,60) e ,25 mq sono invece permeabili (Per=0,40). Tutta la superficie fondiaria viene trasformata rispetto all uso agricolo attuale (I=1, P=0). Dal foglio di calcolo utilizzato e sotto riportato si evince come il volume minimo di invaso, necessario a garantire l invarianza idraulica del comparto, sia pari a 2.499,38 mc. Per dimensionare la strozzatura del sistema di laminazione così previsto si è considerato che la portata agricola ammessa negli scoli consorziali sia pari a 10 l/sec*ha. La tubazione in uscita dal comparto che recapita le acque alla rete idrica superficiale e in particolare al fosso stradale posto sulla via San Rocco ha diametro nominale pari a 150 mm. La portata massima in uscita dall urbanizzazione in progetto è quindi pari a 58 l/s. Si riportano i fogli di calcolo utilizzati per il dimensionamento della vasca di laminazione e della strozzatura. 6

7 CALCOLO DEI VOLUMI MINIMI PER L'INVARIANZA IDRAULICA (inserire i dati esclusivamente nei campi cerchiati) Superficie fondiaria = mq inserire la superficie totale dell'intervento ANTE OPERAM Superficie impermeabile esistente = 0.00 mq inserire il 100 % della superficie impermeabile e il 50% della superficie di stabilizzato/betonella Imp = 0.00 Superifice permeabile esistente = mq inserire il 100 % della superficie permeabile (verde o agricola) e il 50% della superficie di stabilizzato/betonella Per = 1.00 Imp +Per = 1.00 corretto: risulta pari a 1 POST OPERAM Superficie impermeabile di progetto = mq inserire il 100 % della superficie impermeabile Imp = 0.60 e il 50% della superficie di stabilizzato/betonella Superficie permeabile progetto = mq inserire il 100 % della superficie permeabile (verde o agricola) e il 50% della superficie di stabilizzato/betonella Per = 0.40 Imp+Per = 1.00 corretto: risulta pari a 1 INDICI DI TRASFORMAZIONE DELL'AREA Superficie trasformata/livellata = mq I = 1.00 Superficie agricola inalterata = 0.00 mq P = 0.00 I+P = 1.00 corretto: risulta pari a 1 CALCOLO DEI COEFFICIENTI DI DEFLUSSO ANTE OPERAM E POST OPERAM = 0.9 x Imp + 0,2 x Per = 0.9 x x 1.00 = 0.20 = 0.9 x Imp + 0,2 x Per = 0.9 x x 0.40 = 0.62 CALCOLO DEL VOLUME MINIMO DI INVASO w=w (f/f ) (1/(1-n)) - 15 I w P = 50 x x x 0.00 = mc/ha w W = w x Superficie fondiaria (ha) = x : = mc W 2) Dimensionamento bocca in uscita Q=μA(2gh)^0,5 μ= 0.6 Qu= 10 l/s ha 0.01 m3/s ha A= m2 h= 1.3 m S= 5.87 m2 D= = 157 mm Q= Qu*S= m3/s DN adottato 150 mm A questo punto è necessario svolgere la verifica della volumetria di invaso, così come previsto dal piano stralcio, per gli interventi che hanno superficie fondiaria maggiore di 1 ha per piogge con tempo di ritorno pari a 30 anni e durata di 2 ore. Si riporta il foglio di calcolo utilizzato. 7

8 VERIFICA DELLA VOLUMETRIA PER PIOGGE CON TR 30 ANNI E DURATA d 2h da effettuarsi per casi di Superficie fondiaria > 1 ha Superficie fondiaria 5.87 ha superficie totale dell'intervento TR 30 anni a 50 n 0.29 tp 2.00 ore durata di pioggia 0.62 coeff. di deflusso dopo la trasformazione h mm altezza pioggia in tp Vp mc Volume piovuto in tp Ve mc Volume effluente in vasca in tp Qu l/sec Portata scaricabile dalla strozzatura adottata Vu mc Volume scaricato dalla vasca nel ricettore in tp Ve-Vu mc Volume da laminare per evento TR 30 d 2 ore W mc Volume di laminazione (formula del w) VERIFICATO 8

9 4. Verifica idraulica fosso stradale di via San Rocco. La verifica idraulica del fosso di via San Rocco è stata effettuata considerando le seguenti portate affluenti al fosso: dall abitato di San Pietro in Vincoli giungono, mediante condotta, 800 l/sec (valore fornito dal tecnico Hera); dalla lottizzazione di progetto 60 l/sec (così come calcolato nel capitolo precedente); dalla lottizzazione esistente su Via Strocchi circa 60 l/sec; dai terreni agricoli posti in sinistra idraulica del fosso di via San Rocco. Pertanto si è provveduto a verificare le sezioni del fosso attuale rilevate. Si allega, per maggiore chiarezza espositiva lo schema del rilievo. 9

10 10

11 Il calcolo della portata proveniente dai terreni agricoli scolanti nel fosso stradale di via San Rocco è stato fatto secondo le modalità stabilite dal Consorzio di Bonifica della Romagna che si basa sul metodo razionale introdotto da Turazza: Dove: k C i c A fattore di correzione dell unità di misura=0,278; coefficiente di afflusso; intensità della pioggia di progetto (mm/h); superficie del bacino (kmq) Stima del coefficiente di afflusso (C) Dall'analisi della tavola di G. Benini ("Sistemazioni idraulico forestali " ) Si assume C= 0.50 (valori minimi: 0,5 pianura - 0,8 collina) Per calcolare l intensità di pioggia si considerano le leggi di possibilità climatica. In particolare per un valore del tempo di ritorno di 30 anni si è considerata la seguente legge di possibilità climatica: dove: h d altezza di precipitazione (mm); durata della precipitazione (ore) Si assume poi che la pioggia critica sia quella con durata pari al tempo di corrivazione del bacino. Per stimare il tempo di corrivazione sono disponibili numerose formule, nel caso specifico si è adottato la formula di Ongaro t c A tot L tempo di corrivazione (ore) estensione del bacino (kmq) lunghezza dell asta principale (km) 11

12 i tot pendenza media dell asta (m/m) Si considera la pendenza del fosso di via San Rocco pari al 2,1, la lunghezza del fosso stesso pari a circa 590 m e l area agricola su cui cadono le acque meteoriche raccolte dal fosso stradale pari a circa 0,61 kmq. Si riporta il foglio di calcolo utilizzato per il calcolo della portata proveniente dai terreni agricoli. Si evidenzia che la portata effluente calcolata è quella alla sezione di chiusura del bacino e quindi, nel caso specifico, quella che viene convogliata allo scolo consorziale. CALCOLO DELLA PORTATA DI PROGETTO (Q 200_S, Q 30_S ) Canale Consorziale: Si adotta il metodo razionale introdotto da Turazza: Q k ove: k = fattore di correzione delle unità di misura = 0,278 C= coefficiente di afflusso i c = intensità della pioggia di progetto (mm/h) A = Superficie del bacino (kmq) C i c A Stima del coefficiente di afflusso (C) Dall'analisi della tavola di G. Benini ("Sistemazioni idraulico forestali " ) Si assume C= 0.50 (valori minimi: 0,5 pianura - 0,8 collina) Calcolo del tempo di corrivazione Per i bacini di montagna si adotta la formula di Pezzoli (1970): tc L 0,055 i 0,5 ove: t c = tempo di corrivazione (ore) L= lunghezza dell'asta principale estesa fino allo spartiacque (Km) i= pendenza media dell'asta principale Per i canali di pianura si adotta la formula di Ongaro (A tot < 1,0 Kmq) t c 0,183 A L tot t c = tempo di corrivazione (ore) L= lunghezza dell'asta principale estesa allo spartiacque (Km) A tot =estensione bacino idrografico (Kmq) i tot = pendenza media dell'intera asta principale (m/m) Tipologia bacino (m/p): p A tot = 0.10 kmq L= 0.67 Km i tot = m/m t c = 1.73 ore 12

13 Stima dell'intensità di precipitazione critica (i c ) Si considerano le leggi di possibilità climatica costruite a partire dall'analisi statistica regionale del PAI - stralcio dell'autorità dei bacini regionali romagnoli (2001) Le leggi sono esspresse nella consueta forma: ove: h( TR) a( TR) n( T) h = altezza di precipitazione (mm) i = intensità di precipitazione (mm/h) d = durata della precipitazione (ore) a - n = parametri desunti dall'interpolazione dei valori sperimentali TR = tempo di ritorno Per fissati valori del tempo di ritorno si è ottenuto: d i ( TR) h( TR) / d T=30 anni h = 50 d 0,30 Autorità di bacino T=200 anni h = 75,00 d 0,29 Autorità di bacino Si assume che la precipitazione critica sia quella con durata pari al tempo di corrivazione. Ponendo d = tc nelle leggi precedenti, si ottengono i seguenti valori dell' altezza critica hc e della intensità critica ic: TR=30 anni hc= mm ic= mm/h TR=200 anni hc= mm ic= mm/h Calcolo della portata di progetto alla sezione terminale dello scolo Q k C i c A tot Q 30, TOT = 0.45 m 3 /sec q 30 = m 3 /sec/km 2 Q 200, TOT = 0.68 m 3 /sec q 200 = m 3 /sec/km 2 Si procede quindi alla verifica delle 4 sezioni riportate nello schema precedente. SEZIONE 1 La portata affluente nella sezione 1 è formata da: 800 l/sec provenienti dall abitato di San Pietro in Vincoli (valore fornito dal tecnico Hera); 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione esistente e fuori comparto; 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione a servizio dell urbanizzazione in progetto; Non si tiene conto del contributo dovuto alle acque meteoriche gravitanti sul terreno in sx idraulica del fosso di via San Rocco perché nella sezione 1 il fosso è appena diventato a cielo aperto, prima infatti scorreva tombato. 13

14 La portata di verifica della sezione 1 è quindi 920 l/sec = 0,92 mc/sec. Per fare la verifica della sezione si utilizza la pendenza media del fosso pari al 2,1. La sezione del fosso rilevata è riportata nell immagine sotto: Dal foglio di calcolo sotto riportato è immediato verificare che la portata del fosso nella sezione 1 è pari a 0,92 mc/sec. Dunque la verifica è positiva. CALCOLO DELLA OFFICIOSITA' ALLA SEZIONE S (Q S ) Canale Consorziale: Condizioni approssimate di moto uniforme Q AV Formula di Bazin II L V K K 87 R RJ R y B F A = Area sezione utile R = raggio idraulico = A/C C = Contorno bagnato J = Pendenza = coefficiente di scabrezza F = franco di sicurezza o di bonifica H b L= 2.00 m b= 0.80 m H= 0.80 m F= 0.00 m J = m/m tg( )= 0.75 pendenza sponde=ctg( )= 1/ B= 2.00 m 0.75 A = 1.12 mq C = 2.80 m R = 0.40 m = 1.30 m 1/2 K = V = 0.83 m/sec Q S = 0.92 mc/sec 14

15 SEZIONE 2 La portata necessaria nella sezione 2 è formata da: 800 l/sec provenienti dall abitato di San Pietro in Vincoli (valore fornito dal tecnico Hera); 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione esistente e fuori comparto; 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione a servizio dell urbanizzazione in progetto; Portata, con tempo di ritorno trentennale, proveniente dai terreni agricoli posti a monte della sezione 2. Alla sezione 2 però non confluisce l intero bacino gravante sul fosso di via San Rocco, ma solamente l area perimetrata in rosso nell immagine sottostante e pari a circa 2,93 ha. Sezione 2 Pertanto la portata agricola alla sezione 2 è pari a 90 l/sec, come sotto riportato: Calcolo della portata di progetto alla sezione da verificare A S = 0.03 Km 2 Area bacino chiuso alla sezione da verificare Q 30, S = Q 200, S = 0.09 m 3 /sec 0.14 m 3 /sec La sezione 2 pertanto dovrà essere verificata per una portata totale pari a quella effluente dalla sezione 1 maggiorata del contributo della pioggia: 1010 l/sec = 1,01 mc/sec. La geometria della sezione 2, desunta dal rilievo precedentemente riportato, è la seguente: 15

16 Si riporta il foglio di calcolo utilizzato per la verifica della sezione 2: CALCOLO DELLA OFFICIOSITA' ALLA SEZIONE S (Q S ) Canale Consorziale: Condizioni approssimate di moto uniforme Q AV Formula di Bazin II L V K RJ B K 87 R R y F A = Area sezione utile R = raggio idraulico = A/C C = Contorno bagnato J = Pendenza = coefficiente di scabrezza F = franco di sicurezza o di bonifica H b L= 2.14 m b= 0.80 m H= 0.90 m F= 0.05 m J = m/m tg( )= 0.74 pendenza sponde=ctg( )= 1/ B= 2.07 m 0.74 A = 1.22 mq C = 2.92 m R = 0.42 m = 1.30 m 1/2 K = V = 0.85 m/sec Q S = 1.04 mc/sec La sezione 2 è in grado di smaltire una portata pari a 1,04 mc/sec: risulta pertanto verificata. 16

17 SEZIONE 3 La portata affluente nella sezione 3 è formata da: 800 l/sec provenienti dall abitato di San Pietro in Vincoli (valore fornito dal tecnico Hera); 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione esistente e fuori comparto; 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione a servizio dell urbanizzazione in progetto; Portata, con tempo di ritorno trentennale, proveniente dai terreni agricoli posti a monte della sezione 3. Alla sezione 3 però non confluisce l intero bacino gravante sul fosso di via San Rocco: solamente l area perimetrata in rosso nell immagine sottostante e pari a circa 3,8 ha. Sezione 3 Calcolo della portata di progetto alla sezione da verificare A S = 0.04 Km 2 Area bacino chiuso alla sezione da verificare Q 30, S = Q 200, S = 0.19 m 3 /sec 0.28 m 3 /sec Il valore sopra riportato tiene già conto della portata di pioggia proveniente dai terreni agricoli a monte della sezione 2. Pertanto la portata per cui deve essere verificata la sezione 3 è quella della sezione 1 maggiorata della portata sopra calcolata: La geometria della sezione 3, desunta dal rilievo precedentemente riportato, è la seguente: 17

18 Si riporta il foglio di calcolo utilizzato per la verifica della sezione 3 da cui si evince che la portata ammissibile nella sezione è pari a 1,47 mc/sec: CALCOLO DELLA OFFICIOSITA' ALLA SEZIONE S (Q S ) Canale Consorziale: Condizioni approssimate di moto uniforme Q AV Formula di Bazin II L V K K 87 R RJ R y B F A = Area sezione utile R = raggio idraulico = A/C C = Contorno bagnato J = Pendenza = coefficiente di scabrezza F = franco di sicurezza o di bonifica H b L= 2.70 m b= 0.80 m H= 1.25 m F= 0.25 m J = m/m tg( )= 0.76 pendenza sponde=ctg( )= 1/ B= 2.32 m 0.76 A = 1.56 mq C = 3.31 m R = 0.47 m = 1.30 m 1/2 K = V = 0.95 m/sec Q S = 1.47 mc/sec 18

19 SEZIONE 4 La portata affluente nella sezione 4 è formata da: 800 l/sec provenienti dall abitato di San Pietro in Vincoli (valore fornito dal tecnico Hera); 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione esistente e fuori comparto; 60 l/sec provenienti dalla vasca di laminazione a servizio dell urbanizzazione in progetto; Portata, con tempo di ritorno trentennale, proveniente dai terreni agricoli posti a monte della sezione 4. Si assume che la sezione 4 sia, di fatto, la sezione di chiusura del bacino e che quindi tutta la portata agricola affluente dal bacino considerato giunga in questa sezione. La portata, generata da piogge aventi tempo di ritorno trentennale, è pari a 0,45 mc/sec. Il valore sopra riportato tiene già conto della portata di pioggia proveniente dai terreni agricoli a monte della sezione 3. Pertanto la portata per cui deve essere verificata la sezione 4 è quella della sezione 1 maggiorata della portata sopra calcolata: La geometria della sezione 4, desunta dal rilievo precedentemente riportato, è la seguente: Si riporta il foglio di calcolo utilizzato per la verifica della sezione 4 da cui si evince che la portata ammissibile nella sezione è pari a 3,35 mc/sec: 19

20 CALCOLO DELLA OFFICIOSITA' ALLA SEZIONE S (Q S ) Canale Consorziale: Condizioni approssimate di moto uniforme Q AV Formula di Bazin II L V K K 87 R RJ R y B F A = Area sezione utile R = raggio idraulico = A/C C = Contorno bagnato J = Pendenza = coefficiente di scabrezza F = franco di sicurezza o di bonifica H b L= 2.80 m b= 0.80 m H= 1.80 m F= 0.15 m J = m/m tg( )= 0.56 pendenza sponde=ctg( )= 1/ B= 2.63 m 0.56 A = 2.83 mq C = 4.58 m R = 0.62 m = 1.30 m 1/2 K = V = 1.18 m/sec Q S = 3.35 mc/sec 20

21 5. Conclusioni Si vuole evidenziare che l invarianza idraulica ha ragion d essere proprio perché consente di far defluire le acque verso la rete superficiale in maniera graduale e del tutto analoga al deflusso che si avrebbe nel caso di terreno agricolo. Ad ogni modo, dai calcoli idraulici sopra riportati, si evince che il fosso stradale di via San Rocco ha una geometria adeguata a convogliare allo scarico anche le acque provenienti dalla vasca di laminazione a servizio della lottizzazione in progetto, consentendo di smaltire le acque derivanti da eventi meteorici con tempo di ritorno Tr=30 anni. La presenza dei tombamenti per l accesso alle abitazioni e alle poche carraie ai lotti agricoli può essere trascurata in questa sede in quanto di assai modesto sviluppo rispetto all assetto quasi esclusivamente a cielo aperto del fosso stesso. Si evidenzia infine che il ciglio destro del fosso, quello lato via San Rocco, è sensibilmente più alto rispetto al ciglio sinistro (lato campi) e ciò risulta un ulteriore fattore di sicurezza dal punto di vista della circolazione stradale. 21

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