R.A.V. ART.2BISDELLACONVENZIONEANAS-RAV DEL29DICEMBRE2009 PROGETTODEFINITIVO R.A.V.

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1 R.A.V. ART.2BISDELLACONVENZIONEANAS-RAV DEL29DICEMBRE2009 PROGETTODEFINITIVO R.A.V.

2 Sommario 1 PREMESSA INQUADRAMENTO NORMATIVO NORMATIVA NAZIONALE NORMATIVA REGIONALE PIANO STRALCIO PER L ASSETTO IDROGEOLOGICO IDROLOGIA CURVE DI PROBABILITÀ PLUVIOMETRICA SISTEMA DI DRENAGGIO REQUISITI PRESTAZIONALI FREQUENZE PROBABILI DI PROGETTO ELEMENTI DI RACCOLTA E CONVOGLIAMENTO Dimensionamento degli elementi di raccolta Dimensionamento degli elementi di convogliamento Elementi di raccolta Canaletta grigliata (CG) Embrici Caditoie Elementi di convogliamento Collettori circolari in PEAD e PP Fossi e canalette LAMINAZIONE DELLE PORTATE SCARICATE Metodologia di dimensionamento dei volumi di laminazione Dimensionamento degli invasi DIMENSIONAMENTI... 24

3 1 Premessa La presente relazione è finalizzata al dimensionamento del sistema di smaltimento delle acque meteoriche relativamente al progetto di potenziamento della SS 26 Dir. nel tratto compreso tra l innesto sull A5 e la località La Palud. L intervento si colloca in corrispondenza dell abitato di Entreves. La rete drenante ha lo scopo di raccogliere le acque superficiali che interessano la piattaforma stradale, evitando che queste scorrano sul pavimentato creando problemi alla circolazione. Laddove l intervento comporta un incremento di superficie pavimentata rispetto alla situazione ante operam, e quindi un incremento di impermeabilizzazione, si è previsto di laminare le portate prima dello scarico nel ricettore finale. L obiettivo che ci si è posti è quello di rispettare l invarianza idraulica, cioè di scaricare una portata non superiore a quella attualmente scaricata. Non si prevede invece alcun trattamento qualitativo delle acque di piattaforma, in quanto attualmente tutta la strada, compresi i tratti a monte e a valle, risulta avere un sistema di drenaggio di tipo aperto. Il tratto oggetto di intervento ha uno sviluppo complessivo di circa 1000 m. In questo tratto sono presenti tre tombini, di cui due raccolgono le acque da impluvi, mentre il terzo, presente in corrispondenza della nuova rotatoria, raccoglie le acque di un rio. Tutti i tombini verranno prolungati con sezione pari all esistente. 2

4 2 Inquadramento Normativo In questo capitolo vengono descritti i principali riferimenti normativi e gli strumenti di pianificazione e di tutela presenti sul territorio, a scala nazionale, regionale e provinciale, al fine di fornire un quadro esaustivo della normativa vigente nel campo idrologico-idraulico, ambientale e di difesa del suolo, in modo da verificare la compatibilità degli interventi previsti con le prescrizioni dei suddetti strumenti di legge. 2.1 Normativa nazionale RD 25/07/1904 n 523 Testo unico delle disposizioni di legge intorno alle opere idrauliche delle diverse categorie. Regio Decreto Legislativo 30/12/1923, n 3267 Riordinamento e riforma della legislazione in materia di boschi e di terreni montani. La legge introduce il vincolo idrogeologico. DPR 15/01/1972 n 8 Trasferimento alle Regioni a statuto ordinario delle funzioni amministrative statali in materia di urbanistica e di viabilità, acquedotti e lavori pubblici di interesse regionale e dei relativi personali ed uffici. L. 64/74 Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. L. 319/76 (Legge Merli) Norme per la tutela delle acque dall inquinamento. La legge sancisce l obbligo per le Regioni di elaborare il Piano di risanamento delle acque. DPR 24/7/1977 n 616 Trasferimento delle funzioni statali alle Regioni L. 431/85 (Legge Galasso) Conversione in legge con modificazioni del decreto legge 27 giugno 1985, n. 312 concernente disposizioni urgenti per la tutela delle zone di particolare interesse ambientale. L. 183/89 Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo. 3

5 Scopo della legge è la difesa del suolo, il risanamento delle acque, la fruizione e la gestione del patrimonio idrico per gli usi di razionale sviluppo economico e sociale, la tutela degli aspetti ambientali ad essi connessi (art. 1 comma 1). Vengono inoltre individuate le attività di pianificazione, di programmazione e di attuazione (art. 3); vengono istituiti il Comitato Nazionale per la difesa del suolo (art. 6) e l Autorità di Bacino (art. 12). Vengono individuati i bacini idrografici di rilievo nazionale, interregionale e regionale (artt. 13, 14, 15, 16) e date le prime indicazioni per la redazione dei Piani di Bacino (artt. 17, 18, 19). L. 142/90 Ordinamento delle autonomie locali. DL n 496 Disposizioni urgenti sulla riorganizzazione dei controlli ambientali e istituzione della Agenzia nazionale per la protezione dell'ambiente. (Convertito con modificazioni dalla L. 61/94). L. 36/94 (Legge Galli) Disposizioni in materia di risorse idriche. DPR 14/4/94 Atto di indirizzo e coordinamento in ordine alle procedure ed ai criteri per la delimitazione dei bacini idrografici di rilievo nazionale ed interregionale, di cui alla legge 18 maggio 1989, N DPR 18/7/95 Approvazione dell atto di indirizzo e coordinamento concernente i criteri per la redazione dei Piani di Bacino. DPCM 4/3/96 Disposizioni in materia di risorse idriche (direttive di attuazione della Legge Galli). Decreto Legislativo 31/3/1998, n 112 Conferimento di funzioni e compiti amministrativi dello Stato alle regioni ed agli enti locali, in attuazione del capo I della legge 15 marzo 1997, n. 59 DPCM 29/9/98 Atto di indirizzo e coordinamento per l individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all art. 1, commi 1 e 2, del decreto-legge 11 giugno 1989, N Il decreto indica i criteri di individuazione e perimetrazione delle aree a rischio idrogeologico (punto 2) e gli indirizzi per la definizione delle norme di salvaguardia (punto 3). 4

6 L. 267/98 (Legge Sarno) Conversione in legge del DL 180/98 recante misure urgenti per la prevenzione del rischio idrogeologico ed a favore delle zone colpite da disastri franosi nella Regione Campania. La legge impone alle Autorità di Bacino nazionali e interregionali la redazione dei Piani Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico e le misure di prevenzione per le aree a rischio (art. 1). DL 152/99 Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole. DL 258/00 Disposizioni correttive e integrative del DL 152/99. L. 365/00 (Legge Soverato) Conversione in legge del DL 279/00 recante interventi urgenti per le aree a rischio idrogeologico molto elevato ed in materia di protezione civile, nonché a favore delle zone della Regione Calabria danneggiate dalle calamità di settembre e ottobre La legge individua gli interventi per le aree a rischio idrogeologico e in materia di protezione civile (art. 1); individua la procedura per l adozione dei progetti di Piano Stralcio (art. 1-bis); prevede un attività straordinaria di polizia idraulica e di controllo sul territorio (art. 2). DLgs 152/2006 Ha riorganizzato le Autorità di bacino introducendo i distretti idrografici. Tale Decreto legislativo disciplina, in attuazione della legge 15 dicembre 2004, n. 308, la difesa del suolo e la lotta alla desertificazione, la tutela delle acque dall'inquinamento e la gestione delle risorse idriche. Istituisce i distretti idrografici nei quali sarà istituita l Autorità di bacino distrettuale, che va a sostituire la o le Autorità di Bacino previste dalla legge n. 183/1989. In forza del recente d.lgs 8 novembre 2006, n. 284, nelle more della costituzione dei distretti idrografici di cui al Titolo II della Parte terza del d.lgs. 152/2006 e della revisione della relativa disciplina legislativa con un decreto legislativo correttivo, le Autorità di Bacino di cui alla legge 18 maggio 1989, n. 183, sono prorogate fino alla data di entrata in vigore del decreto correttivo che, ai sensi dell'articolo 1, comma 6, della legge n. 308 del 2004, definisca la relativa disciplina. Fino alla data di entrata in vigore del decreto legislativo correttivo di cui al comma 2-bis dell'articolo 170 del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, come inserito dal comma 3, sono fatti salvi gli atti posti in essere dalle Autorità di Bacino dal 30 aprile Inoltre l articolo 113 del medesimo Decreto legislativo, stabilisce, in materia di controllo dell inquinamento prodotto dal dilavamento delle acque meteoriche, che..le regioni disciplinano:..b) i 5

7 casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque di dilavamento...siano sottoposte a particolari prescrizioni.., art. 113 comma 1, e che i casi in cui può essere richiesto.. siano convogliate e opportunamente trattate.. in relazione alle attività svolte, vi sia il rischio di dilavamento da superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose.., art. 113 comma 3. DM 14/01/2008 "Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni" Il decreto si compone di due articoli e precisamente dell articolo 1 con cui viene approvato il testo aggiornato delle norme tecniche per le costruzioni ad eccezione delle tabelle 4.4.III e 4.4.IV e del Capitolo Le nuove norme sostituiscono quelle approvate con il decreto ministeriale 14 settembre Nel paragrafo , denominato Smaltimento dei liquidi provenienti dall impalcato, si prescrive che: il progetto del ponte deve essere corredato dallo schema delle opere di convogliamento e di scarico. Per opere di particolare importanza, o per la natura dell opera stessa o per la natura dell ambiente circostante, si deve prevedere la realizzazione di un apposito impianto di depurazione e/o decantazione. Successivamente con il DM 06/05/2008 "Integrazioni al decreto 14 gennaio 2008" sono stati approvati il capitolo 11.7 e le tabelle 4.4.III e 4.4.IV del testo aggiornato delle norme tecniche per le costruzioni allegate al decreto ministeriale 14 gennaio Decreto n. 131 del 16/06/2008 Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio e del mare - Regolamento recante i criteri tecnici per la caratterizzazione dei corpi idrici (tipizzazione, individuazione dei corpi idrici, analisi delle pressioni) per la modifica delle norme tecniche del Decreto Legislativo n. 152 del 3/04/2006 recante: "Norme in materia ambientale", predisposto ai sensi dell'articolo 75, comma 4, dello stesso decreto. (GU n. 187 del 11/08/ Suppl. Ordinario n. 189) Decreto n. 56 del 14/04/2009 Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio e del mare - Regolamento recante Criteri tecnici per il monitoraggio dei corpi idrici e l'identificazione delle condizioni di riferimento per la modifica delle norme tecniche del Decreto Legislativo n. 152 del 3/04/2006 recante Norme in materia ambientale, predisposto ai sensi dell'articolo 75, comma 3, del decreto legislativo medesimo (GU n.124 del 30/05/ Suppl. Ordinario n. 83) 2.2 Normativa regionale Legge regionale 24 agosto 1982, n Norme per la tutela delle acque dall'inquinamento. Tale legge disciplina le modalità ed i limiti degli scarichi nelle acque essenzialmente per gli insediamenti produttivi e civili. 6

8 Deliberazione del Consiglio regionale n. 1788/XII dell'8 febbraio 2006 approvazione del Piano regionale di tutela delle acque ai sensi dell art. 44 del D.Lgs.152/1999 e ss.mm.ii., nel quale sono individuati gli obiettivi di qualità ambientale dei corpi idrici e gli interventi volti a garantire il loro raggiungimento o mantenimento, nonché le misure di tutela qualitative e quantitative tra loro integrate e coordinate per bacino idrografico. Il Piano definisce una strategia di intervento che si articola su tre obiettivi principali allo scopo di mitigare o eliminare gli effetti conseguenti alle problematiche riscontrate. Questi sono: di qualità ambientale e per specifica destinazione; di tutela e di riqualificazione dell ecosistema fluviale; di tutela quantitativa. Per ogni obiettivo si sono definite specifiche linee di azione, composte da interventi strutturali e iniziative normative o organizzative. In primis il Piano ha operato una analisi e valutazione di tutti corpi idrici regionali, superficiali e sotterranei, che sono stati classificati in: 1. corpi idrici o tratti di essi significativi, cioè da monitorare e classificare ai fini degli obiettivi di raggiungimento della qualità ambientale, 2. corpi idrici di particolare pregio (significativi e non) da sottoporre a tutela per proteggerne gli ecosistemi o da riservare a specifica destinazione. In questa categoria ricadono tutti i corsi d acqua compresi in bacini idrografici ricadenti in aree di rilevante interesse ambientale e naturalistico. L art. 15 delle Norme di Attuazione del PTA della Regione Autonoma Valle d Aosta recante Aree a specifica tutela stabilisce che il Piano individua le seguenti aree che rivestono particolare importanza per la tutela della risorsa: a) le aree sensibili; b) le zone vulnerabili all inquinamento derivante da prodotti fitosanitari; c) le zone vulnerabili a rischio di inquinamento derivante da prodotti fitosanitari; d) le zone di protezione e aree di salvaguardia delle acque destinate al consumo umano. 7

9 INTERVENTO IN OGGETTO Figura 2.1 Planimetria dei bacini idrografici della Valle d Aosta Figura 2.2 Planimetria dei corpi idrici significativi e di pregio 8

10 L area interessata dal presente progetto ricade in parte all interno del bacino 1 del corpo idrico significativo superficiale della Dora Baltea, in parte in quello della Dora di Ferret, questo ultimo classificato come corpo idrico di particolare pregio; non sono segnalati invece bacini sotterranei significativi nella zona. In Val D Aosta, in conclusione, non sono presenti norme che disciplinano la gestione delle acque di dilavamento della piattaforma stradale. Si è quindi optato per un sistema di drenaggio di tipo aperto, anche tenendo conto del brevità del tratto oggetto di intervento e del fatto che i tratti di viabilità presenti a monte e a valle hanno un sistema di drenaggio di tipo aperto. 2.3 Piano Stralcio per l assetto idrogeologico L intero territorio regionale della Valle d Aosta, ricade all interno dell ambito di competenza dell Autorità di Bacino di rilievo nazionale del Fiume Po, che è stato approvato con il DPCM del 24 maggio Il PAI disciplina: le azioni riguardanti la difesa idrogeologica e della rete idrografica del bacino del Po; l estensione della delimitazione e della normazione delle Fasce Fluviali a tutti i corsi d acqua del bacino; il bilancio idrico per il Sottobacino Adda Sopralacuale e le azioni riguardanti nuove concessioni di utilizzazione per grandi derivazioni d acqua; le azioni riguardanti le aree a rischio idrogeologico molto elevato. In particolare, il sito in oggetto appartiene al bacino idrografico della Dora Baltea, al sottobacino della Valle d Aosta ed al sotto-sottobacino Dora Baltea tratto Valdostano. Dall analisi della Cartografia del Piano Stralcio per l Assetto Idrogeologico (carta 5476_Tav 6_1 - che riporta il quadro d unione della Valle d Aosta e relative perimetrazioni delle aree a rischio idrogeologico molto elevato), si evince che la suddetta opera ricade in aree a rischio idrogeologico molto elevato. 9

11 Area di intervento Figura 2.3 Stralcio della tavola del PAI rischio idraulico e idrogeologico Nella progettazione del sistema di drenaggio, per non andare a peggiorare l attuale situazione, si è quindi deciso di adottare degli interventi atti a perseguire l invarianza idraulica delle portate scaricate, cioè di non andare ad incrementare le portate rispetto alla situazione attuale; ciò è stato possibile ponendo a monte degli scarichi delle vasche in calcestruzzo o dei fossi di grandi dimensioni dotati di limitatori di portata in uscita per realizzare la laminazione dell acqua di piattaforma. 10

12 3 IDROLOGIA Le precipitazioni che si abbattono sulla sede stradale possono produrre un deflusso superficiale di non trascurabile entità. Ciò è tanto più vero quanto più le precipitazioni sono brevi ed intense; per l analisi idrologica delle piogge si rende perciò necessaria la definizione del regime delle piogge di breve durata e notevole intensità, considerando durate inferiori all ora. La determinazione delle massime portate nelle sezioni d interesse della rete di smaltimento delle acque meteoriche va effettuata in un contesto probabilistico, riferendosi ad un assegnato tempo di ritorno di T anni. Infatti le precipitazioni su un bacino costituiscono una grandezza stocastica variabile sia nello spazio che nel tempo. Inoltre, caratteristica fondamentale della distribuzione di probabilità associata ad un evento di pioggia è la sua forte variabilità da un bacino ad un altro (variabilità spaziale), e quindi, non solo con l area del bacino stesso. Per la progettazione dei sistemi di drenaggio è quindi necessario caratterizzare dal punto di vista idrologico la zona oggetto d intervento. 3.1 Curve di probabilità pluviometrica L altezza di pioggia è stata calcolata con la ben nota formula a due parametri (a ed n):, I parametri sono stati presi dal PAI dell AdB Po che riporta le curve di possibilità pluviometrica relative alle varie stazioni di misura; nel caso in esame si è considerata la stazione di Courmayeur (codice 1237). Le curve presenti nel PAI sono relative ai tempi di ritorno di 20, 100, 200 e 500 anni e sono valide per durate maggiori dell ora. Tabella 3.1 Curve di possibilità pluvimetrica fornite dal PAI per durate maggiori di un ora T R a [mm/h n ] n (>1 ora)

13 Figura 3.1 Grafico delle altezze di pioggia per durate maggiori di un ora Si è quindi proceduto col ricavare le curve relative a durate inferiori all ora. Per far ciò si è utilizzato lo studio di Piga ed altri del In tale studio, basato su un campione di 17 anni di osservazioni sul pluviografo di Milano Monviso, sono stati calcolati i rapporti dei valori medi delle massime altezze di pioggia annue di diverse durate rispetto al valore medio della massima altezza annua oraria. Tabella 3.2 Rapporti tra valori di altezza di pioggia di breve durata ed orari secondo lo studio di Piga del 1990 h1min/h1ora h2min/h1ora h3min/h1ora h4min/h1ora h5min/h1ora h10min/h1ora h15min/h1ora h30min/h1ora h45min/h1ora rd Per garantire la continuità alle curve tra durate inferiori e maggiori dell ora, nel calcolo si è imposto il passaggio per l altezza di pioggia oraria mantenendo invariato il parametro a. Il parametro n è stato invece calcolato minimizzando lo scarto quadratico medio tra i rapporti riportati nella tabella precedente e quelli ottenuti con la formula per il calcolo dell altezza di pioggia. Si è quindi ottenuto un valore di n, relativo a durate inferiori all ora, uguale per tutti i tempi di ritorno e pari a Tabella 3.3 Curve di possibilità pluvimetrica per durate inferiori all ora T R a [mm/h n ] n (<1 ora)

14 Figura 3.2 Grafico delle altezze di pioggia per durate inferiori all ora 13

15 4 SISTEMA DI DRENAGGIO Il sistema di drenaggio deve consentire la raccolta delle acque meteoriche cadute sulla superficie stradale e sulle superfici ad essa afferenti ed il loro trasferimento fino ai punti di recapito. Come detto in precedenza, si è adottato un sistema di drenaggio di tipo aperto, cioè senza trattamento qualitativo delle acque raccolte. E invece previsto un trattamento quantitativo che ha come obiettivo l invarianza idraulica, cioè il non incrementare la quantità di portata scaricata. 4.1 Requisiti prestazionali Il sistema di smaltimento delle acque meteoriche ricadenti sulla pavimentazione stradale deve soddisfare tre requisiti fondamentali: garantire, ai fini della sicurezza degli utenti ed in caso di forti precipitazioni, un immediato smaltimento delle acque meteoriche, evitando il formarsi di ristagni sulla pavimentazione stradale; questo è possibile assegnando alla pavimentazione un idonea pendenza trasversale, come da norme vigenti, e predisponendo un adeguato sistema di raccolta; convogliare le acque raccolte dalla piattaforma ai punti di recapito; garantire, ove richiesto dalla normativa vigente, un sistema di trattamento quali-quantitativo delle acque prima della loro immissione nel ricettore finale. 4.2 Frequenze probabili di progetto Il dimensionamento di un sistema di drenaggio stradale, come di ogni opera idraulica, dipende in prima analisi dalla definizione del cosiddetto rischio d'insufficienza che dovrà caratterizzare l'opera stessa durante la fase di esercizio; tale rischio fissa la frequenza probabile che si possano manifestare eventi estremi più gravosi di quelli compatibili con le caratteristiche idrauliche dell'opera, e quindi con portate e/o volumi complessivi maggiori di quelli previsti e definiti compatibili con il buon funzionamento dell opera stessa. Di conseguenza nei calcoli di verifica e/o dimensionamento occorre preliminarmente stabilire quale rischio di insufficienza si voglia accettare. In altri termini occorre fissare il valore del tempo di ritorno T di progetto, definito come il numero di anni che mediamente intercorre tra due eventi di entità uguale o superiore a quello di progetto. La definizione del tempo di ritorno dell'evento pluviometrico di progetto è effettuata generalmente sulla base del compromesso fra due obiettivi: contenere la frequenza attesa delle insufficienze funzionali del sistema di drenaggio, rappresentata, nel caso in esame, dagli allagamenti dell'infrastruttura; contenere i costi di intervento, compatibilmente con i vincoli progettuali e territoriali. 14

16 Detto compromesso deriva in linea teorica da un analisi tipo costi-benefici, nella prassi, però, l assunzione del valore del tempo di ritorno viene fatta in base a considerazioni dovute sia all'esperienza del progettista, sia a riferimenti normativi, sia, infine, a riscontri avuti dall esercizio dell infrastruttura. Individuato il tempo di ritorno, è possibile definire la probabilità di superamento dell'evento di progetto in un periodo di N anni di esercizio ossia il rischio di insufficienza, definito dalla relazione: R N 1 ( T ) = 1 1 T dove R N (T) rappresenta il rischio di insufficienza idraulica associabile al tempo di ritorno T (anni) ed alla vita utile N dell opera (anni). In figura si riporta l andamento del rischio idraulico al variare del tempo di ritorno e della vita attesa dell opera. N 1000 Tempo di ritorno di progetto, Rischio 5% Rischio 10 % Rischio 20 % Rischio 25 % Rischio 50% Vita utile dell'opera, N [anni] Figura Andamento del rischio idraulico al variare del tempo di ritorno di progetto e della vita utile dell opera Tutti gli elementi del sistema di drenaggio sono stati dimensionati con la curva di possibilità pluviometrica avente tempo di ritorno pari a 20 anni. 4.3 Elementi di raccolta e convogliamento Dimensionamento degli elementi di raccolta La raccolta dell acqua di piattaforma può essere effettuata con elementi continui, longitudinali alla carreggiata, o discontinui ad interassi dimensionati per soddisfare in modo corretto la loro funzione 15

17 che è quella di limitare i tiranti idrici sulle pavimentazioni a valori compatibili con la loro transitabilità, per garantire la dovuta sicurezza del sistema infrastruttura. Nel progetto in esame, come elementi di raccolta discontinui si sono utilizzati gli embrici e le caditoie, mentre come elementi continui la canaletta con griglia. Il dimensionamento avviene in maniera diversa se si stanno considerando gli elementi di raccolta continui (longitudinali alla carreggiata) o quelli discontinui (elementi puntuali). Nel primo caso si dimensionano gli interassi degli scarichi calcolando la portata massima smaltibile e la massima portata defluente dalla falda piana (superficie stradale scolante) per unità di lunghezza. Quest ultima è data dalla formula: q 0 = ϕ b i = ϕ b con b larghezza della falda, ϕ coefficiente di deflusso ed i intensità di pioggia. Il coefficiente di deflusso è stato posto pari ad 1 per le superfici pavimentate e a 0.7 per le trincee. In base alla teoria dell onda cinematica si ha che la condizione più gravosa è quella per cui il tempo di pioggia è pari al tempo di corrivazione. Trascurando il tempo di percorrenza dell elemento da dimensionare si ha che il tempo di corrivazione è pari al tempo di afflusso da una falda piana che è dato dalla seguente formula: dove: j j l + j t t a = t c n a t 1 L = 3.26(1.1 ϕ) j 2 2 = pendenza della strada lungo la linea di corrente (jl pendenza longitudinale; jt pendenza trasversale); j l L 1 eff = b + lunghezza del percorso dell acqua prima di raggiungere le canalizzazioni a lato jt della carreggiata. Si è comunque imposto un tempo di corrivazione minimo pari a 3 minuti poiché per tempi molto brevi la curva dell intensità di pioggia a due parametri tende all infinito, fornendo quindi dati non realistici. Il rapporto tra la massima portata convogliabile nell elemento e la massima portata defluente per unità di larghezza definisce l interasse massimo tra i pozzetti di scarico. Il dimensionamento dell interasse degli elementi puntuali (embrici, caditoie, ecc.) si ottiene facendo il rapporto tra la portata massima transitante in un ipotetica canaletta triangolare delimitata dal manto stradale e dal cordolo, e la massima portata defluente dalla falda piana per unità di larghezza (q 0 ). Si è ammesso un allagamento massimo della carreggiata pari a 1.5 m e si è posto un interasse massimo pari a 20 m. 0.5 eff

18 4.3.2 Dimensionamento degli elementi di convogliamento Il dimensionamento degli elementi di convogliamento (collettori) è dato dal confronto tra la portata transitante e quella massima ammissibile dall elemento in questione. Anche in questo caso la condizione più gravosa è quella per cui il tempo di pioggia è pari al tempo di corrivazione. Quest ultimo in questo caso è pari alla somma del tempo di afflusso (dato dalla formula vista nel paragrafo precedente) e del tempo di traslazione (t r ) lungo i rami costituenti il percorso idraulicamente più lungo ( asta principale ). Il tempo di traslazione si ottiene quindi dalla formula: t r = N i= 1 dove: N = numero dei tronchi della rete a monte della generica sezione, facenti parte dell asta principale; l i = lunghezza del tronco i-esimo; v i = velocità nel tronco i-esimo. Il moto all interno della rete si descrive adottando uno schema di moto uniforme. In particolare si utilizza la formula di Chézy per ottenere le scale di deflusso: 5 3 A Q = χ A R j = k j 2 3 C dove: Q portata di dimensionamento della canalizzazione (m 3 /s); k = 1/n coefficiente di scabrezza di Strickler (m 1/3 /s); A area bagnata (m 2 ); C contorno bagnato (m); j pendenza media della condotta (m/m); A R = raggio idraulico (m). C Per ottenere la velocità di percorrenza del singolo tratto basta dividere la portata Q per l area bagnata A Elementi di raccolta Canaletta grigliata (CG) La canaletta grigliata è stata utilizzata in un tratto di strada nel quale la pendenza trasversale è rivolta verso un muro di controripa esistente che ha al piede una cunetta triangolare. L utilizzo della canaletta ha permesso di evitare scavi davanti al muro e di separare le acque di piattaforma da quelle che scolano lungo il muro e che continueranno ad andare nella cunetta. Le dimensioni della canaletta sono riportate nella seguente figura. li v i 17

19 Figura 4.2 Dimensioni della canaletta grigliata in PEAD (in cm) Di seguito si riporta il criterio di dimensionamento della canaletta. La canaletta è prefabbricata in PEAD e lo scarico nel collettore avverrà a fine tratto tramite caduta in un pozzetto. Per il dimensionamento si è posto un riempimento massimo di 20 cm sui 25 totali (80%). Con tale riempimento si ha che: 2 A = 0,0396 m C = 0, 5744 m La portata massima transitante nella canaletta grigliata è stata calcolata con la formula di Chézy avendo posto come parametro di Strickler il valore di 80 (n = ). 3 Si ottiene quindi una portata specifica pari a: Q sp = 0,5326 m / s Il tratto massimo di strada che la canaletta riesce a drenare è quindi dato dal rapporto tra la massima portata smaltibile (riportata in Figura 4.3 in funzione della pendenza longitudinale) e la massima portata defluente dalla falda piana per unità di larghezza (q 0 ). 18

20 0,12 0,10 Portata Q [m 3 /s] 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Pendenza longitudinale j [%] Figura 4.3 Portata massima transitante per canaletta grigliata in Pead in funzione della pendenza longitudinale Embrici Gli embrici vengono utilizzati nelle sezioni in rilevato quando è possibile scaricare nel fosso al piede. Il dimensionamento degli embrici consiste nello stabilire l interasse massimo in modo che l acqua presente sulla strada transiti in un tratto limitato di banchina delimitata dall arginello. Per il calcolo della portata massima transitante nella banchina si utilizza la formula di Chézy ponendo come parametro di Strickler il valore di 70 (n = ). Si ha: 2 B A = 2 1 C = B jt + cos( arctg Si è accettato un allagamento massimo pari ad 1.5 m. L interasse massimo degli embrici è comunque stato posto pari a 20 m. j t jt ) Caditoie Le caditoie sono state utilizzate dove non è stato possibile usare gli embrici oppure nel tratto di strada le cui acque meteoriche sono state portate alla vasca di laminazione; sono costituite da pozzetti prefabbricati in C.A. dotati di griglie carrabili e collegate da collettori in PEAD. Il dimensionamento delle caditoie, compreso l interasse massimo e minimo, è fatto in modo analogo a quello degli embrici. 19

21 4.3.4 Elementi di convogliamento Collettori circolari in PEAD e PP Per collegare le caditoie e scaricare verso i ricettori finali, si sono utilizzati collettori in PEAD (polietilene ad alta densità) SN 8 kn/m 2 conformi alla norma UNI (PrEN ) per i tubi che viaggiano longitudinalmente alla viabilità, mentre collettori in PP (polipropilene) SN 16 kn/m 2 secondo EN ISO 9969, conformi alla norma UNI 10968, per gli attraversamenti trasversali che necessitano di una resistenza a schiacciamento maggiore essendo soggetti ai passaggi dei veicoli. Per il dimensionamento si è considerato il diametro interno (riportato nella Tabella 4.1), che risulta identico per le due tipologie di tubi ed un coefficiente di scabrezza di Manning pari a 0,0125. Nel dimensionamento dei collettori si è solitamente utilizzata la pendenza stradale. Per i tratti molto pianeggianti e nel caso in cui il collettore è in contropendenza rispetto alla livelletta stradale si è adottata una pendenza minima dello 0,20% ed una velocità minima di 0,5 m/s in modo da avere una velocità dell acqua in grado di asportare eventuali sedimenti accumulatisi nel tempo. Tabella 4.1 Diametri interni dei collettori in PEAD SN 8 kn/m 2 e in PP SN 16 kn/m 2 DN Spessore Raggio interno (mm) (mm) (mm) Per evitare che i collettori vadano in pressione, si è considerato un riempimento massimo dell 80% con la portata di progetto avente tempo di ritorno pari a 20 anni. Nelle Figure 4.4 e 4.5 sono riportate le portate massime smaltibili dai collettori in PEAD ed in PP considerando il valore di riempimento massimo indicato. 20

22 Figura 4.4 Portata massima per collettori circolari in PEAD e PP di diametro 315 e 400 mm Figura 4.5 Portata massima per collettori circolari in PEAD e PP di diametro 500 e 630 mm Fossi e canalette Nel progetto in esame sono stati utilizzati fossi di guardia trapezi e canalette rettangolari. La canaletta è denominata CR1 ed è quadrata con dimensioni interne pari a 40x40 cm ed è stata utilizzata in testa ai muri di sottoscarpa. 21

23 I fossi di guardia sono tutti rivestiti in CLS per evitare l erosione dell acqua dovuta alle loro forti pendenze longitudinali. Si sono utilizzati fossi trapezi di tipo FR1 e FR2 che presentano dimensioni interne pari a rispettivamente a 50x50x50 e 75x75x75. Il fosso FR2 è stato utilizzato come vasca di laminazione per le acque provenienti dal curvone dove c è l innesto che permette l accesso all abitato di Entreves. La laminazione è stata ottenuta posizionando dei limitatori di portata in corrispondenza del manufatto di scarico verso il ricettore finale che è costituito da un tombino esistente. 4.4 Laminazione delle portate scaricate Come riportato in precedenza, si è previsto di laminare le portate di picco delle acque di piattaforma subito a monte degli scarichi per i tratti di strada che subiscono un ampliamento, con conseguente incremento dell impermeabilizzazione. Nei tratti dove invece il pavimentato rimane pressoché invariato, non si prevede alcuna laminazione Metodologia di dimensionamento dei volumi di laminazione Di seguito si riporta la metodologia utilizzata per il dimensionamento dei volume di laminazione da anteporre agli scarichi nei ricettori finali. Il volume che affluisce nella vasca in funzione del tempo è dato da: V affl = h A con h altezza di pioggia ed A area ridotta drenata. L altezza di pioggia [m/h], è data da: a h = 1000 Considerando costante la portata in uscita (q), che sarà pari allo scarico attuale, si ha che il volume defluito risulta essere: V defl = q t Il volume all interno della vasca in funzione del tempo è quindi dato dalla differenza tra il volume affluito e quello defluito: a n Vaffl Vdefl = h A q t = A t q t = V 1000 Per determinare la durata dell evento meteorico che massimizza il volume da invasare, basta porre a 0 la derivata, fatta in funzione del tempo, della funzione precedente. Si ottiene quindi: a n A t 1000 n 1 Esplicitando la precedente in funzione del tempo si ha: n t q = 0 22

24 1000 q * = A a n 1 n 1 t [ore] Il massimo del volume da invasare è dato quindi da: V max a = A 1000 ( t *) n q t * Si fa notare che l evento meteorico che massimizza il volume di laminazione non è quello che massimizza la portata al colmo (tempo di pioggia uguale al tempo di corrivazione del bacino). Con la metodologia descritta in precedenza si ricava prima il tempo t * per cui si ha il massimo volume da invasare e poi con questa durata si ricava il volume minimo da garantire all interno della vasca. Sul massimo riempimento della vasca verrà garantito un metro di franco di sicurezza Dimensionamento degli invasi Il primo tratto dove è prevista la laminazione comprende la nuova rotatoria e l asse B fino al sottovia (PK ). L area drenata affluente di progetto è pari a 6611 mq ed ha un tempo di corrivazione pari a 6.36 minuti, da cui deriva una portata massima pari a 150,6 l/s. Attualmente l area pavimentata è pari a circa 4720 mq; considerando invariato il tempo di corrivazione, si ha una portata scaricata pari a 107,5 l/s e quindi l incremento di portata sarebbe pari a 43,1 l/s. Per il calcolo del volume da invasare si è quindi imposto che la portata massima scaricata debba essere pari a 100 l/s. Utilizzando la metodologia esposta nel paragrafo precedente, si ottiene un valore di t * pari a 3.1 minuti e un volume da invasare pari a 23.3 mc. Tale volume sarà garantito da una vasca interrata di volume utile pari a 30 mc dotata di limitatore di portata. Il secondo tratto dove è prevista la laminazione include il tratto di asse B compreso tra il sottovia (PK ) e la PK L area drenata affluente di progetto è pari a 4050 mq e viene captata tramite embrici; si è quindi supposto un tempo di corrivazione pari a 5 minuti, da cui deriva una portata massima pari a 105,6 l/s. Attualmente l area pavimentata è pari a circa 2450 mq; considerando invariato il tempo di corrivazione, si ha una portata scaricata pari a 63,9 l/s e quindi l incremento di portata sarebbe pari a 41,7 l/s. Per il calcolo del volume da invasare si è quindi imposto che la portata massima scaricata debba essere pari a 60 l/s. Utilizzando la metodologia esposta nel paragrafo precedente, si ottiene un valore di t * pari a 3.2 minuti e un volume da invasare pari a 14.5 mc. Tale volume sarà garantito dall ultimo tratto dei fossi di guardia posti al piede del rilevato che verranno realizzati con pendenza nulla. Alla fine dei fossi verranno posizionati dei limitatori di portata. 23

25 5 DIMENSIONAMENTI DIMENSIONAMENTO DEI COLLETTORI Codifica Asse PK inizio PK fine Lungh. (m) Collettore Area rid. (m 2 ) i l (%) t a (min) i (mm/h) Q (m 3 /s) h (m) Riemp. (%) Vel. (m/s) T1 Asse B DX T2 Asse B DX T3 Asse B DX T4 Rotatoria T5 Rotatoria T6 Rotatoria 3 attr T7 Asse B SX 3 scarico T8 Asse B SX scarico DIMENSIONAMENTO DEGLI EMBRICI, DELLE CADITOIE E DELLA CG Asse PK inizio PK fine Lungh. (m) Largh. (m) Area rid. (m 2 ) i l (%) i t (%) t a (min) i (mm/h) Allagamento (m) Q (m 3 /s) Passo teorico (m) Passo utilizzato (m) Embr. Asse B SX Embr. Asse B SX Cad. Asse B DX Cad. Asse B DX Cad. Rotatoria Cad. Asse B SX CG Asse B SX % Embr. Asse A DX Embr. Asse A DX Cad. Asse A SX Si ricorda che come passo massimo degli elementi di raccolta puntuali si è imposto 20 m 24