PROGETTAZIONE GEOTECNICA E STRUTTURALE CONSULENZE IDROGEOLOGICHE - DIREZIONE LAVORI - COORDINAMENTO SICUREZZA

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2 Indice dei capitoli 1. PREMESSE DETERMINAZIONE AREA SCOLANTE CONSIDERAZIONI DI CARATTERE IDRAULICO Analisi pluviometrica Valutazione dei parametri di verifica Procedura di calcolo VERIFICHE IDRAULICHE CONCLUSIONI...8 1

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 alla porzione scolante nella rete acque bianche comunale con punto di innesto su via Antica Romana Occidentale all'altezza del civico n. 107 (v. Fig.1). Fig. 1 Perimetrazione aree scolanti nella rete acque bianche comunale. 2

4 2. DETERMINAZIONE AREA SCOLANTE 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 la rete acque bianche comunale rappresenta la porzione sud-orientale e a quota inferiore del settore A, che si estende alle spalle dell'edificio AL, in un area racchiusa tra il piede della collina, il Centro Sportivo Simone Canepa e gli edifici che affacciano su via Antica Romana Occidentale (v. Fig.1). L'area è occupata principalmente da un'autorimessa interrata la cui copertura è adibita a parcheggio sia privato che pubblico, con accesso alla limitrofa area scolastica e al Centro Sportivo Simone Canepa, ed in parte minoritaria da una porzione dell'edificio AL e della rispettiva autorimessa la cui copertura è adibita a giardini privati. L'impossibilità di convogliare le acque meteoriche verso il "Rio senza nome 1", causa limitato dislivello tra le quote di progetto e le quote di fondo del rivo, rende necessario il convogliamento delle stesse nella rete acque bianche comunale esistente per mezzo di un nuovo collettore, che fuoriuscendo dall'angolo meridionale del settore A attraversi l'area del Centro Sportivo Simone Canepa e si connetta al collettore sottostante via Antica Romana Occidentale, nel tratto compreso tra le camerette 533 e 534, circa 16 m a monte di quest'ultima (v. Fig.2). Fig. 2 Stralcio cartografia rilievo rete fognaria acque bianche comunale. 3

5 Il tratto terminale del collettore esistente (tubazione in PVC di 24 cm di diametro) verrà ricostruito, adeguando opportunamente la sezione di deflusso alla nuova portata transitante, fino alla cameretta 534 dove si immette perpendicolarmente nel collettore di via Torino (sezione rettangolare larga 70cm ed alta 80 cm). Il nuovo collettore drena un area totale di 3802 mq, comprendente parti delle coperture dell'edificio AL (263 mq) e dell'autorimessa pertinenziale (244 mq), la copertura dell'autorimessa interrata adibita a parcheggio (1790 mq), le scale di accesso all'autorimessa interrata (17 mq) per mezzo di un impianto di sollevamento, l'area sistemata a verde attraversata dalla pista ciclabile presente ad est dell'autorimessa interrata (927 mq) ed il parcheggio pubblico con la relativa viabilità di accesso (561 mq). Inoltre in esso verranno convogliate le portate pluviali dei collettori esistenti intercettati nel tratto esterno all'area di P.U.O.: - collettore area Centro Sportivo Simone Canepa, diametro 16 cm, drenante una superficie impermeabilizzata comprendente un area parcheggio (area stimata 298 mq) e la copertura pressostatica dei campi da gioco (area stimata 448 mq); - collettore via Antica Romana Occidentale, diametro 24 cm, drenante il piano stradale (area stimata 1111 mq). Nel seguito viene proposta una tabella che riporta i dati relativi al nuovo collettore e alle aree da esso drenate. Cameretta Codice scarico Superficie coperture Superficie aree imperm. Superficie aree perm. Totale superficie drenata Lungh. collettore principale Quota fondo Quota scarico Diam. [mq] [mq] [mq] [mq] [m] [m] [m] [mm] 534'' ,4 2,37 2, ' ,7 2,11 2, ,9 2,00 2, Tab. 1 Caratteristiche scarico acque bianche nella rete comunale esistente. 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: 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 4

6 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 della canalizzazione a cielo aperto in conglomerato cementizio a sezione semicircolare diametro 30 cm 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% 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. 5

7 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). Fig. 3: Sezione a pelo libero circolare 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 Noto β è possibile ricavare la sezione liquida A e il contorno bagnato B tramite le seguenti relazioni: 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. Analogo procedimento è stato seguito per quanto concerne la canalizzazione a cielo aperto, in questo caso esclusivamente per verificarne il grado di riempimento al variare della portata vista l'invariabilità della sezione. 6

8 4. VERIFICHE IDRAULICHE Area scolante Tratto da a Q tratto Lunghezza Pendenza DN Riempimento Velocità Scarico Nodo A imp. A perm. A totale Q nodo Nodo Z suolo Z f.c. Nodo Z suolo Z f.c. [m2] [m2] [m2] [l/s] [m] [m] [m] [m] [l/s] [m] [%] [mm] [%A] [m/s] 534 L L l l l k k' k' k k k j L L m m m j j' j' j j j i L L n n n i i' i' i i i h L L o o o h h' h' h h h g r r q s s q q q p p p g g g f f f e e e d d d c c c b b b a x x a canal w v semicirc v v u pl pl1 534u 534u u t t t a a a '' '' '' ' ' '

9 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 nella rete acque bianche comunale. Per maggiori dettagli progettuali si rimanda agli elaborati grafici che costituiscono parte integrante del presente documento. Chiavari, 31 agosto 2016 Il tecnico incaricato: dott. ing. Cristiano Riccamboni Collaboratore: dott. ing. Mario Fontana 8