MESSA IN SICUREZZA DI EMERGENZA FINALIZZATA A RIDURRE LA SORGENTE PRIMARIA DI CONTAMINAZIONE PROGETTO ESECUTIVO

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2 Pag. 1 di 21 SOMMARIO 1 PREMESSA RACCOLTA DELLE ACQUE METEORICHE Studio pluviometrico Studio idrologico e determinazione della curva di possibilità climatica Definizione dei bacini scolanti Calcolo delle portate incidenti GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE RACCOLTE Smaltimento acque raccolte nei vari bacini Trattamento e scarico finale delle acque meteoriche trattate GESTIONE TERRE E ROCCE DA SCAVO Relazione idrologico-

3 1 PREMESSA Pag. 2 di 21 Gli interventi di MISE oggetto del presente progetto sono i seguenti: a) Realizzazione e/o ripristino impermeabilizzazione aree critiche con percolato affiorante b) Riprofilatura del Lotto IVA con pendenze verso la parte perimetrale della discarica; c) Completamento capping provvisorio su lotto IV A e III e su volume rifiuti tra lotto IV B e II; d) Regimentazione, trattamento e scarico acque meteoriche; e) Drenaggio sub-superficiale del percolato; f) Intensificazione sistema estrazione percolato g) Impianto elettrico a servizio degli interventi di MISE Nella presente relazione sono indicati i calcoli relativi al dimensionamento del sistema di gestione delle acque meteoriche. Relazione idrologico-

4 Pag. 3 di 21 2 RACCOLTA DELLE ACQUE METEORICHE Una delle operazioni più rilevanti al fine delle messa in sicurezza dell impianto di discarica riguarda la gestione delle acque meteoriche. Valutata l estensione dell area (ca. 6.5 ha) e la conseguente portata di acqua da gestire nell evento critico, sommata alla complessità dovuta dalla morfologia della discarica, hanno portato ad una soluzione che prevede diverse opere e linee impiantistiche. Il sistema di gestione delle acque meteoriche proposto prevede: 1. la suddivisione dell area afferente ai lotti III e IV in bacini scolanti, individuati secondo le diverse caratteristiche morfologiche di tali aree; 2. tali acque, per ciascun bacino scolante, sono raccolte in vasche di rilancio; 3. le acque vengono successivamente convogliate, mediante pompe elettromeccaniche, verso la vasca di trattamento meccanico blando (sedimentazione e dissabbiatura); 4. le acque vengono vengano, infine, smaltite in trincee drenanti. Il presente paragrafo ha come obiettivo la determinazione della portata idrologica di progetto della rete di drenaggio interna al sito per l impianto di discarica per le superfici relative ai lotti III e IV Studio pluviometrico Di seguito verranno illustrate le metodologie di calcolo per la determinazione degli eventi critici e i valori delle portate massime di dimensionamento dei collettori delle acque di capping afferenti l area di discarica interessata dai lotti III e IV. Una precisazione va fatta con riferimento al tempo di ritorno scelto per il dimensionamento della rete di drenaggio: questo è stato effettuato con un tempo di ritorno di 5 anni, in considerazione del fatto che la copertura prevista è provvisoria. Relazione idrologico-

5 Pag. 4 di Studio idrologico e determinazione della curva di possibilità climatica Ai fini dello studio idrologico sono stati rilevati i dati degli eventi pluviometrici riportati sui registri degli Annali Idrologici, per la stazione pluviometrica di Brindisi, relativamente al periodo e per durate pari a 1h, 3h, 6h, 12h e 24h. DATI PLUVIOMETRICI (mm) STAZIONE PLUVIOMETRICA DI BRINDISI SERVIZIO IDROGRAFICO DURATA DELLA PIOGGIA (ore) ANNO Relazione idrologico-

6 Tab. 1 - Dati pluviometrici stazione di Brindisi ( ) Pag. 5 di 21 Successivamente è stata determinata della curva di possibilità climatica al variare del tempo di ritorno, la cui espressione classica risulta: h = at n dove: H = altezza di pioggia in mm caduta nel tempo t; a = costante rappresentativa dell altezza di pioggia nel tempo t=1h, espressa in mm; t = durata dell evento piovoso espressa in ore; n = coeff. esponenziale adimensionale. La metodologia statistica adottata per il calcolo dei parametri a ed si basa sull'individuazione della legge di probabilità asintotica di Gumbel, quale la più idonea a rappresentare il fenomeno in questione. Nella seguente tabella vengono riassunti i valori di altezza critiche di pioggia calcolate in funzione di diversi tempi di ritorno. Tr (anni) Altezze critiche di pioggia "H crit " (mm) BACINI IDROGRAFICI SOTTESI Relazione idrologico-

7 B1 B2 B3 B4 B5 B Tab. 2 - Altezze critiche di pioggia calcolate in funzione di diversi tempi di ritorno Pag. 6 di 21 Le diverse curve di possibilità pluviometrica sono riportate in Fig. 1 (in ascissa compare il logaritmo del tempo, in ordinata l altezza di pioggia h in mm). 1, T = 5anni T = 50anni T = 25anni T = 10anni T = 100anni T = 250anni Fig. 1 - Curva di possibilità pluviometrica in funzione di diversi tempi di ritorno Nel caso specifico, per un tempo di ritorno di 5 anni, sono stati calcolati a = 42,81 mm e n = 0, Definizione dei bacini scolanti Per bacino scolante si intende l area sulla quale incidono le acque meteoriche e scorrono seguendo la direzione preferenziale di deflusso dettata dall andamento delle quote topografiche. Relazione idrologico-

8 Pag. 7 di 21 L area che comprende i lotti III e IV è stata suddivisa in n.7 bacini scolanti per via delle differenti caratteristiche morfologiche dell area stessa. L estensione dei bacini scolanti è riportata nella tabella seguente, mentre la delimitazione e localizzazione delle aree è riportata nel relativo elaborato grafico di progetto. Bacini scolanti Area (mq) Area Area Area Area Area Area 6a 6000 Area 6b 3340 Area Tab. 3 Estensione dei bacini scolanti Calcolo delle portate incidenti Nella tabella seguente si riporta la superficie dei bacini scolanti compresi nei lotti III e IV e l estensione delle superficie efficace, considerando un coefficiente di deflusso pari a 1, ipotesi dovuta al fatto che l acqua, ruscellando sul telo in HDPE, non trovi ostacoli e defluisca rapidamente verso la vasca di raccolta. Bacini scolanti Area (mq) Superficie efficace (mq) Area Area Area Area Area Area 6a Area 6b Area Tab. 4 - Area di estensione dei bacini scolanti con coefficiente di deflusso pari a 1 Il calcolo della portata massima di acque meteoriche per ciascun bacino scolante, che potrebbe affluire verso le vasche di raccolta e successivamente verso le trincee drenanti a Relazione idrologico-

9 Pag. 8 di 21 seguito di particolari eventi piovosi, è stato sviluppato considerando l altezza critica di pioggia misurata nell arco temporale di un ora e considerando valori superiori a quelli determinati dal tempo di ritorno di 5 anni che nella fattispecie è pari a 42,81 mm di pioggia. Per quanto esposto la portata massima è calcolata secondo la seguente formula: dove: Q = portata defluente in mc/s; i = intensità di pioggia in m/h; i A Q 3600 φ = coefficiente di deflusso nella fattispecie pari a 1; A = area del bacino scolante in mq. Le portate che si raccolgono dal dilavamento della copertura di tali superfici è riportata nella seguente tabella. Bacini scolanti Area (mq) Superficie efficace (mq) i (mm/h) Q (mc/s) Area ,81 0,101 Area ,81 0,075 Area ,81 0,171 Area ,116 Area ,81 0,199 Area 6a , Area 6b , Area , Tab. 5 Stima delle portate derivanti da ciascun bacino scolante Le acque pluviali raccolte su ciascuna superficie di copertura confluiranno verso delle vasche, opportunamente posizionate in corrispondenza della zona a quota più bassa, al fine di valorizzare il naturale deflusso delle acque sulla superficie così come riportato nei relativi elaborati grafici di progetto relativi alla regimazione raccolta trattamento e scarico delle acque meteoriche. Relazione idrologico-

10 Pag. 9 di 21 3 GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE RACCOLTE Valutata la quantità di acqua da smaltire e acclarata l assenza di acque superficiali e/o altri recapiti prossimi all area oggetto di studio, si è prevista, quale modalità di smaltimento dell acqua, la dispersione negli strati superficiali del suolo mediante trincee drenanti. Tale sistema di smaltimento infatti, può essere adottato qualora non siano disponibili corpi recettori idonei e qualora le caratteristiche del suolo e del sottosuolo non presentino controindicazioni. Il sistema di gestione delle acque meteoriche proposto prevede che tali acque, per il bacino 3, dopo essere state raccolte nella canaletta perimetrale da realizzare a seguito della riprofilatura del bacino, confluiscano per gravità nei suddetti punti di scarico mediante una canaletta di raccolta delle acque meteoriche. Per i restanti bacini (1, 2, 4 7) si prevede che le acque vengano raccolte in vasche di rilancio e convogliate, mediante pompe elettromeccaniche, verso la vasca di trattamento meccanico blando (sedimentazione e disabbiatura) ed, infine, smaltite in trincee drenanti. Tale distinzione tra i vari bacini è stata effettuata in quanto, essendo una Messa in Sicurezza di Emergenza, si ritiene di realizzare interventi di riprofilatura, scavi, ecc. soltanto in casi ove strettamente necessario: per i bacini 1 e 2, risulta già eseguita (dal gestore) una profilatura dell area con raccolta delle acque nelle vasche Q1 e Q2 per cui modificare i profili già realizzati, in questa fase di messa in sicurezza, comporterebbe l allungamento dei tempi e dei costi d intervento. Basta osservare le differenze di quote tra il corpo rifiuti, coperto con materiale stabilizzato ed il perimetro della discarica: differenze di quote di oltre un metro (di media) e di 2 metri in alcuni punti (bacino 1) non rendono possibile, in tempi brevi, la copertura e gestione delle acque meteoriche, ameno di non effettuare dei complessi lavori di totale riprofilatura del Lotto IVB. Si ritiene che tali interventi si debbano eseguire in fasi successive di gestione della discarica. Relazione idrologico-

11 Pag. 10 di 21 Fig. 2 Particolare quote sul bacino 1 (lotto IVB) In ottemperanza alle osservazioni formulate nel corso della riunione tecnica del 12/2/2016 si è previsto di riprofilare completamente tutta la superficie del bacino 3, sostanzialmente coincidente con il lotto IVA. Le acque meteoriche raccolte dalla canaletta perimetrale del bacino 3 defluiranno attraverso una canaletta esterna verso il punto di scarico nel bacino naturalizzato nelle immediate vicinanze Relazione idrologico-

12 Pag. 11 di 21 Per tutti gli altri bacini, in particolar modo quelli drenanti verso l interno della discarica per effetto delle differenze di quote esistenti tra i lotti più alti (IVB e III) rispetto a quelli più bassi (II), in questa fase di intervento di emergenza non è possibile fare più di una copertura e convogliamento delle acque verso vasche di raccolta impermeabilizzate e d attrezzate con pompe di rilancio per lo svuotamento delle stesse Smaltimento acque raccolte nei vari bacini Le vasche di raccolta devono essere dimensionate in funzione della durata di pioggia critica ovvero pari ad 1 ora. I volumi delle vasche per ciascun bacino sono riportate nella tabella seguente. Bacini scolanti Vol (mc) Area Area Area Area 5 + Area 6b 860 Area 6a + Area Tab. 6 Volumi delle vasche di raccolta Si prevede che le vasche di raccolta interrate e opportunamente impermeabilizzate con un telo in HDPE abbiano le seguenti caratteristiche dimensionali: Bacini scolanti Vol (mc) h (m) A (m) B (m) Area 1 (Vasca Q1) 363 1, Area 2 (Vasca Q2) 270 1, Area 4 (Vasca Q4) 418 1, Area 5 + Area 6b (Vasca Q5) 860 1, Area 6a + Area 7 (Vasca Q6) 425 1, Tab. 7 Caratteristiche dimensionali vasche di raccolta Va specificato che per le aree 1, 2, 4 e 5 l acqua defluirà per gravità verso le vasche di raccolta mentre per le aree 6a, 6b e 7 (aree del versante interno del pendio del lotto IVB) saranno predisposte due canalette di raccolta che trasporteranno le acque sottese alle aree 6 e 7 verso le vasche Q5 e Q6. Relazione idrologico-

13 Pag. 12 di 21 La portata massima derivante dall area 6 è pari a 0,07 mc/s mentre per l area 7 è pari a 0,048 mc/s. Utilizzando una canaletta trapezoidale, le cui caratteristiche dimensionali sono riportate nella Fig. 3, la portata in condizioni di moto uniforme si calcola con la seguente formula: Q = V*A Per il calcolo della velocità si utilizza la relazione di Gauckler-Strickler: dove: Q = la portata in mc/s; K s = coefficiente di scabrezza (m 1/3 /sec), dipendente dalla natura del materiale che costituisce l alveo, nella fattispecie calcestruzzo e quindi pari a 60; A = area bagnata in mq, nella fattispecie pari a 0,28 mq; R h = raggio idraulico (m) definito come rapporto tra l area bagnata ed il perimetro bagnato, nella fattispecie pari a 1,39 m e quindi il raggio è pari a 0,2; i f = la pendenza del fondo, pari a 0,01 per la canaletta in area 6 e 0,035 per l area 7. Si specifica che la pendenza dell area 7 è del 7% pertanto si provvederà ad opportuna sistemazione del fondo della canaletta mediante briglie per ridurre la velocità di deflusso delle acque al suo interno Fig. 3 Caratteristiche dimensionali della canaletta Relazione idrologico-

14 Pag. 13 di 21 Con la suddetta formula si ottiene per la canaletta in area 6 una velocità pari a 2,04 m/s ed una portata di 0,57 mc/s con un riempimento di 40 cm della canaletta, per l area 7 una velocità di 3,8 m/s ed una portata di 1,06 mc/s (Tab. 8). Area bagnata (mq) perimetro bagnato (m) raggio idraulico (m) pendenza V (m/s) Q (mc/s) ,57 Area bagnata (mq) perimetro bagnato (m) raggio idraulico (m) pendenza V (m/s) Q (mc/s) ,06 Tab. 8 Calcolo della velocità e della portata nella canaletta area 6 (a) e area 7 (b) Essendo la portata sottesa all area 6 pari a 0,07 mc/s la canaletta, progettata per Q = 0,57 mc/s, sarà in grado di contenere la portata richiesta. Anche per la portata relativa all area 7 (0,048 mc/s) la verifica è effettuata, tenendo presente che andranno realizzati degli scavi per posare la canaletta con una pendenza intorno al 3,5%. Le acque meteoriche afferenti al bacino 3, come già detto precedentemente, data la pendenza verso il bacino naturalizzato, confluiranno per gravità mediante una canaletta di raccolta delle acque meteoriche. La canaletta avrà le stesse caratteristiche riportate in Fig. 3 con una pendenza di 1% ed una portata Q=0,58 mc/s. Essendo stimata la portata afferente al bacino 3 pari a 0,171 mc/s, la canaletta risulta verificata (Tab. 9). Area bagnata (mq) perimetro bagnato (m) raggio idraulico (m) pendenza V (m/s) Q (mc/s) Tab. 9 Calcolo della velocità e della portata nella canaletta area 3 Nelle operazioni di posa in opera di tutti i canali di guardia è prevista la realizzazione, successivamente allo scavo, di una soletta di appoggio in calcestruzzo dello spessore minimo di 10 cm armata con rete elettrosaldata e un cordolo perimetrale, sempre in calcestruzzo, per l ancoraggio dei teli impermeabili e di rinforzo cosìm come meglio specificato negli elaborati grafici di progetto. Relazione idrologico-

15 Pag. 14 di Trattamento e scarico finale delle acque meteoriche trattate Preventivamente allo smaltimento delle acque intercettate (in laminazione a fondo vasca e nelle trincee drenanti), acclarato che sul telo di copertura provvisoria posto sul III e IV lotto non saranno svolte attività, è previsto esclusivamente un trattamento blando meccanico. Dall'analisi della portata meteorica l unità di trattamento prevede per entrambi gli impianti, il dissabbiatore realizzato secondo dimensioni appropriate. La fornitura da inserire nella vasca di trattamento delle acque consistono nel posizionamento di una griglia a barre ad pulizia manuale, realizzata in acciaio zincato da posizionare al di sotto della tubazione di arrivo delle acque meteoriche Trattamento preliminare allo smaltimento delle acque meteoriche Il processo di dissabbiatura avviene per gravità, collettando le acque in una opportuna vasca di calma. Si è adottato un carico superficiale massimo (velocità ascensionale) tale da consentire un rendimento dell abbattimento dei solidi sedimentabili, aventi un diametro di circa 0,25 mm, pari al 95% nella portata di massima piena. La velocità tangenziale in vasca non dovrà essere tale da poter trascinare le particelle sedimentate sul fondo. Infatti la velocità limite di sedimentazione (nel caso di regime di moto turbolento) è data dalla formula; 8k v g ys 1 D f dove: k = velocità di trascinamento (cm/s) f = coefficiente di attrito Darcy Weisbach (adimensionale) dipendente dal numero di Reynolds e dalla scabrezza della parete; Relazione idrologico-

16 k = coefficiente dipendente dalle caratteristiche delle particelle; g = accelerazione di gravità y s = peso specifico del materiale D = diametro equivalente della particella Pag. 15 di 21 In pratica nei dissabbiatori la velocità di scorrimento non dovrà superare i 0,30 0,50 m/s. Il dissabbiatore a canale costituito da una vasca a pianta rettangolare a flusso idraulico è stato così progettato: posta la velocità di trascinamento V = 0,3 m/s; fissata l altezza utile del canale H = 1,00 m; considerata che la Q = V*A =V*(B*H); si è ricavata la larghezza del canale dalla seguente formula inversa: B = Q/(V*H) Saranno pertanto realizzate tre vasche, di cui una nell area a piano campagna nei pressi del lotto 4B, una situata in prossimità del bacino drenante naturale esistente nella zona a nordovest del lotto 4a e l ultima situata nell area a piano campagna tra il lotto 2 e lotto 3. Nella prima vasca di trattamento (VT1) vi convoglieranno le acque meteoriche provenienti da: area sommitale capping lotto 4b raccolte nelle rispettive vache di accumulo Q1 e Q2 con valore di portata totale in arrivo paria a Q=0,18 mc/s; Nella seconda vasca di trattamento (VT2) vi convoglieranno le acque meteoriche provenienti da: area sommitale capping lotto 4a (Q=0,17 mc/s); Nella terza vasca di trattamento (VT3) vi convoglieranno le acque provenienti da: area sommitale capping lotto 3, area versante interno lotto IVB raccolte nelle rispettive vache di accumulo Q4, Q5 e Q6 con valore di portata totale in arrivo paria a Q=0,48 mc/s. Relazione idrologico-

17 Vasche Trattamento Q (mc/s) V (m/s) H (m) B (m) L(m) Tirante (cm) VT VT VT Tab. 10 Dimensioni vasche di trattamento Pag. 16 di 21 Le tre vasche saranno costituite da manufatti in calcestruzzo prefabbricato compartimentato in: pozzetto d ingresso; griglia sedimentatore catino di alloggio pompe per rilancio. Di seguito si riporta uno schema tipo delle vasche da realizzare. Fig. 4 Pianta tipo vasca sedimentazione Relazione idrologico-

18 Pag. 17 di 21 Fig. 5 Sezione tipo vasca sedimentazione Dimensionamento trincea e pozzi di scarico Le acque dopo essere state convogliate e trattate all interno dell impianto descritto nel precedente paragrafo, saranno convogliate, a valle di un pozzetto di cacciata, in trincee drenanti che garantiranno la laminazione dell acqua trattata. La permeabilità del suolo (K), così come determinata da prove di permeabilità eseguite in situ e dettagliate nella relazione geologica facente parte integrante del presente progetto esecutivo, è dell ordine di: K=1,64x10-4 m/s per la zona posta a valle della vasca di trattamento VT1 K=1,43x10-4 m/s per la zona posta a valle della vasca di trattamento VT2 K=1x10-2 m/s per la zona posta a valle della vasca di trattamento VT3 Le portate stimate da smaltire sono pari a 0,18 mc/s per le aree di copertura del lotto 4b, 0,17 mc/s per le aree del lotto 4a e di 0,48 mc/s per le aree del lotto 3 e scarpate interne del lotto 4b e 4a relativi ai bacini di raccolta 6a+6b+7, e la dispersione di tali acque Relazione idrologico-

19 Pag. 18 di 21 avverrà in tre trincee drenanti, il cui dimensionamento è di seguito riportato. La sezione della trincea drenante è riportata nella figura seguente e nei rispettivi elaborati grafici. Fig. 6 Sezione trincea drenante Trincee drenanti a valle della vasca di trattamento VT1: Q max = 0,18 mc/s = 648 mc/h K = 1,643x10-4 m/s x 3600 s = 0,59 m/h S d = superficie disperdente = Q max /K = 648 mc/h /0.59 m/h = 1098 mq Utilizzando una sezione che sviluppa 6 mq di superficie disperdente per ogni metro lineare di lunghezza sarà necessario realizzare 3 trincee di sezione 2,3mx2mx60m disposte secondo lo schema riportato nel relativo elaborato grafico di progetto. Applicando lo stesso calcolo per le altre due trincee si ottiene: Trincee drenanti a valle della vasca di trattamento VT2: S d = 1196 mq Relazione idrologico-

20 Pag. 19 di 21 In questo caso è previsto l utilizzo di un bacino naturalizzato già esistente con una superficie di fondo di 300 mq, in aggiunta 3 trincee di sezione 2,3mx2mx50m disposte secondo lo schema riportato nel relativo elaborato grafico di progetto. Trincee drenanti a valle della vasca di trattamento VT3: S d = 94,3 mq In questo caso si è deciso di considerare cautelativamente un valore di permeabilità pari alla metà di quello stimato con le prove in situ, considerando quindi un valore pari a K= 5x10-3 m/s. Lasciando inalterata la sezione disperdente già considerata per le altre trincee in questo caso sarà sufficiente realizzare una sola trincee avente come dimensione 2,3mx2mx16m. Secondo il Regolamento regionale n. 26 del 2013 Disciplina delle acque meteoriche di dilavamento e di prima pioggia (attuazione dell art. 113 del Dl.gs. n. 152/06 e ss.mm.ii.), gli scarichi delle acque meteoriche di dilavamento nelle acque superficiali non possono avvenire a meno di 200 metri dalle opere di derivazione di acque destinate a consumo umano. Come si può osservare dalla Fig. 7, la distanza delle trincee dai pozzi irrigui è superiore a 200 m. Relazione idrologico-

21 FINALIZZATA A RIDURRE LA SORGENTE Marzo 2016 Pagina 20 di 21 Fig. 7 Distanza delle trincee dai pozzi irrigui nell intorno della discarica Relazione idrologico-

22 Marzo 2016 Pagina 21 di 21 4 GESTIONE TERRE E ROCCE DA SCAVO Le terre e rocce da scavo prodotte per la realizzazione dei canali di raccolta, delle vasche di trattamento e delle trincee drenanti, così come stimate nel computo del progetto esecutivo, potranno essere interamente riutilizzate nel sito per la formazione degli argini di regimentazione delle acque meteoriche e per la risagomatura del lotto 4A. Relazione idrologico-