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3 1 DIMENSIONAMENTO E VERIFICA RETE FOGNARIA PREMESSA MATERIALI UTILIZZATI RETE FOGNARIA ACQUE BIANCHE CARATTERISITICHE DELLE OPERE E DEL BACINO IMBRIFERO CALCOLO DELLE PORTATE DI PIOGGIA VERIFICA DELLA RETE ACQUE BIANCHE CALCOLO RETE FOGNARIA ACQUE NERE CALCOLO DELLA PORTATA NERA DI PUNTA VERIFICA DELLA RETE ACQUE NERE E.R Pagina 1 di 12

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5 1 DIMENSIONAMENTO E VERIFICA RETE FOGNARIA 1.1 Premessa Il progetto della rete fognaria riguarda le condotte lungo Via Roma nel tratto fino all incrocio con via Europa. Per quanto riguarda le acque bianche il nuovo ramale di progetto, che parte dall incrocio con Via dei Vegri e scende lungo Via Roma, andrà a collegarsi con la tubazione esistente che parte dal pozzetto che si trova all incrocio con Via Europa ed ha un diametro DN di 315 mm. La nuova condotta delle acque nere che dovrà raccogliere le acque reflue dalle abitazioni lungo questo tratto di Via Roma sarà posata in parallelo alla fognatura bianca esistente e di progetto, con pozzetti d ispezione in adiacenza ai pozzetti previsti per le fognature bianche. Anche le nuove condotte nere andranno ad immettersi nella rete fognaria esistente, lungo Via Europa, precisamente nel pozzetto che si trova poco dopo l accesso al parcheggio. La dimensione della condotta esistente in cui ci si andrà ad immettere è di DN 250 mm. Per la fognatura bianca il dimensionamento delle tubazioni parte dall analisi delle piogge e dallo studio delle caratteristiche di permeabilità del terreno e delle pavimentazioni per l area di scolo che si decide di considerare (bacino di raccolta). Quindi dalla curva di possibilità pluviometrica, tramite un modello afflussi-deflussi si arriva ad una portata nella sezione di chiusura del bacino e con tale portata vanno verificate, con una formula di moto uniforme, le condotte delle acque bianche, in particolare il diametro della condotta ricettore, in cui le nuove condotte andranno ad immettersi. Il dimensionamento delle condotte per le acque nere dipende invece dalle E.R Pagina 3 di 12

6 portate attese allo scarico delle abitazioni che si dovranno servire, in funzione del numero di abitazioni e quindi numero di abitanti equivalenti che si vanno a considerare. Dalla dotazione idrica dell acquedotto si ricava quindi la portata per la verifica delle condotte nere, sempre con una formula di moto uniforme si verificherà se la rete di condotte esistente è in grado di far defluire tale portata e quindi anche se si potrà utilizzare un uguale diametro per le nuove condotte di progetto. 1.2 Materiali utilizzati La rete fognaria verrà realizzata adottando tubazioni in polipropilene (PP) a triplo strato SN 8, idonee al traffico pesante di I categoria. Le caratteristiche fondamentali di tali tubazioni sono: - strato interno in polipropilene di colore chiaro, con superficie liscia, resistente agli agenti chimici ed all'abrasione; - strato portante in polipropilene rinforzato privo di alogeni e piombo; - strato esterno in polipropilene resistente alle sollecitazioni di taglio e agli agenti atmosferici. Per le tubazioni di progetto si prevedono diametri pari a quelli delle tubazioni in cui andranno ad immettersi: - Acque bianche DN 315 mm - Acque nere DN 250 mm E.R Pagina 4 di 12

7 2 RETE FOGNARIA ACQUE BIANCHE 2.1 Caratterisitiche delle opere e del bacino imbrifero Per il dimensionamento delle condotte di raccolta delle acque meteoriche, il primo passo è quello della definizione della superficie scolante di raccolta dell acqua piovana, che arriverà nelle condotte di fognatura bianca di progetto, per poi arrivare alla quantificazione di una portata Q da utilizzare per la verifica delle tubazioni. Il bacino di raccolta delle acque meteoriche, presenta le caratteristiche dimensionali riportate in tabella: Superfici impermeabili Superficie (mq) Parcheggio cimitero 1250 Strada Via Roma 1725 Strada da Garniga 1000 Tetti e piazzali case limitrofe 1000 TOTALE 5000 Per tale superficie impermeabile scolante, considerata nel dimensionamento della rete di fognatura bianca, si è deciso di utilizzare un coefficiente di deflusso = 0,85 a favore di sicurezza, sia per le superfici asfaltate che per i tetti delle abitazioni. Si considera invece un coefficiente pari a = 0,45 per i giardini delle abitazioni, mentre per il versante a monte, che si suppone vada a defluire le acque lungo la strada che proviene da Garniga, si ipotizza che solo il 50% del deflusso vada in Via Roma quindi si ritiene di poter ridurre il coefficiente di deflusso a 0,25. Per definire tale bacino si considera una E.R Pagina 5 di 12

8 superficie pari a 30 m di scarpata per 150 m di strada, arrivando quindi a 4500 mq di versante. Superfici verdi Superficie (mq) Giardini abitazioni 1250 Versante sovrastante 4500 Complessivamente, per il bacino considerato si può considerare un coefficiente di deflusso pesato : (0,85*0,5+0,45*0,125+0,3*0,45)/1,075 = 0,57 pari a 0,57 per la superficie complessiva di 1,075 ha. 2.2 Calcolo delle portate di pioggia Il dimensionamento della canalizzazione è calcolato basandosi sulla determinazione della portata meteorica da smaltire nelle condizioni più sfavorevoli di pioggia. Dallo studio delle curve di possibilità pluviometrica, scegliendo di considerare un Tempo di Ritorno di 10 anni e tempi di pioggia inferiori all ora, si ricava un intensità di pioggia da considerare per il calcolo pari a i p = 0,05 m/ora con T R = 10 anni e t p <1 ora Utilizzando per il calcolo degli afflussi-deflussi una formula razionale (a favore di sicurezza rispetto al metodo SCS o dell invaso) del tipo: Q p = ( x A x i p x )/0,36 dove: - è il coefficiente di deflusso - A la superficie scolante considerata in ettari E.R Pagina 6 di 12

9 - i l intensità di pioggia - un coefficiente di ritardo che viene preso pari a 0,8. Come si è visto nel paragrafo precedente, si considera una superficie impermeabile gravante sulla rete del comparto pari a 25,62 ha, quindi si ottiene come portata di progetto: Q p = ((0,57 x 1,075 x 0,050 x 0,8)/0,36) = 0,068 mc/sec = 68 l/s 2.3 Verifica della rete acque bianche Una volta calcolata la portata critica Q p, relativa la tempo di ritorno considerato (in funzione della probabilità con la quale si ritiene di poter accettare che si verifichi l evento e quindi che le tubazioni di progetto non siano più verificate), si esegue la verifica del diametro fissato D 315 mm, pari a quello della condotta ricettore. La verifica vien fatta con una formula di moto uniforme, in particolare utilizzando la formulazione di Gauckler-Strickler: dove: - Ks è il coefficiente di Gauckler-Strickler che dipende dalla scabrezza della tubazione e quindi dal materiale (per il PP Ks= 120 m 1/3 s -1 ) - A è la sezione della tubazione - Rh il raggio idraulico della tubazione (area diviso per perimetro bagnato) - i F la pendenza del fondo della condotta E.R Pagina 7 di 12

10 La verifica viene effettuata adottando un grado di riempimento della tubazione pari a 60%; inoltre, a favore di sicurezza, il calcolo viene fatto nel tratto meno pendente B.01 B.03 anche se non prossimo all immissione nella rete bianca esistente. Si fanno quindi le seguenti ipotesi: - diametro D=278 mm (pari a DN 315) - pendenza i F = 0,0097 (0,97%) - Gr= 60 % Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler si ottiene una portata pari a 0,081mc/sec (81l/s), smaltibile dalla tubazione in PP di diametro DN315 posta alla pendenza minima delle canalette durante il percorso. Tale portata è inferiore alla portata di progetto Q P pertanto si evince come la condotta sia verificata in quanto la rete riesce a smaltire 0,081 mc/sec contro i 0,068 mc/sec richiesti. E.R Pagina 8 di 12

11 3 CALCOLO RETE FOGNARIA ACQUE NERE 3.1 Calcolo della portata nera di punta Si prevede una nuova condotta per le acque nere che raccolga le acque delle abitazioni su Via Roma nel tratto dalla rotatoria fino all incrocio con Via Europa, da collegare alla rete esistente. Per il calcolo della portata delle acque nere si considerano: - unità abitative complessive n. 4 u.i - un servizio igienico nel cimitero n. 1 u.i - zona camper n. 2 u.i - numero di abitanti equivalenti per il comparto AE pari a 15 ab. La portata di progetto delle acque reflue sarà infatti calcolata a partire dal numero di abitanti stimati nella zona, moltiplicandolo per il consumo idrico giornaliero per abitante (dotazione idrica). Questo consumo medio giornaliero verrà poi incrementato moltiplicando per dei coefficienti correttivi che rappresentano gli incrementi di portata del giorno di punta, e dell ora di punta. In questo modo si ricava la quantità d acqua servita tramite acquedotto che corrisponderà a quella mandata in fognatura. Portata media giornaliera: Q m 24 = AE dot ϕ Portata di punta: Q PN = AE dot ρ ρ ϕ g o Dove: - AE abitanti equivalenti E.R Pagina 9 di 12

12 - dot dotazione idrica media - ρ g coefficiente di punta giornaliero (moltiplicato per la portata media giornaliera fornisce la portata nel giorno di massimo consumo, legato ad attività lavorative, periodi particolari dell anno, differenze stagionali) - ρo coefficiente di punta orario (moltiplicato per la portata nel giorno di massimo consumo, fornisce la massima portata oraria, cioè la punta giornaliera del consumo idrico) - Coefficiente di deflusso delle acque nere che indica la frazione d acqua che dalla fornitura idrica passa effettivamente alla fognatura nera, quindi senza contare l acqua utilizzata, per esempio, per usi alimentari o irrigui. I valori tipicamente usati sono Vengono considerate le seguenti ipotesi progettuali: - AE = 40 ab - dot = 300 l/ab x giorno - = 0,80 Per i coefficienti di punta, in mancanza di dati statistici relativi alla zona, si utilizzano i valori tipici presenti in letteratura (per es. L. Da Deppo-C. Datei: Fognature edizioni Libreria Internazionale Cortina Padova, pag. 119): - ρ g = ρ o = Quindi si ottiene: Q m24 = AE x dot x / (24 x 3600) = 0,139 l/sec Q PN = portata di punta nera = Q m24 x 1,4 x 1,4= 0,272 l/sec= 0, mc/sec E.R Pagina 10 di 12

13 3.2 Verifica della rete acque nere Anche in questo caso la verifica delle tubazioni viene fatta applicando le formule di di Gauckler-Strickler: dove: - Ks è il coefficiente di Gauckler-Strickler che dipende dalla scabrezza della tubazione e quindi dal materiale (per il PP Ks= 120 m 1/3 s -1 ) - A è la sezione della tubazione - Rh il raggio idraulico della tubazione (area diviso per perimetro bagnato) - i F la pendenza del fondo della condotta La verifica viene effettuata per le nere adottando un grado di riempimento della tubazione leggermente inferiore, pari a 50%; inoltre, a favore di sicurezza, anche in questo caso il calcolo viene fatto nel tratto meno pendente N.05 N.06. Inoltre si decide di prendere un diametro minimo DN 250, dettato da considerazioni pratiche al fine di evitare intasamenti nelle tubazioni e collegarsi ai collettori delle nere esistenti. Si fanno quindi le seguenti ipotesi: - diametro D=223 mm (pari a DN 250) - pendenza i F = 0,025 (2,5%) - Gr= 50 % Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler si ottiene una portata pari a 0,054 mc/sec, smaltibile dalla tubazione in PP di diametro DN250 posta E.R Pagina 11 di 12

14 alla pendenza minima delle canalette durante il percorso. Tale portata è inferiore alla portata di progetto Q PN pertanto si evince come la condotta sia verificata in quanto la rete riesce a smaltire 0,054 mc/sec contro gli 0,00027 mc/sec richiesti. E.R Pagina 12 di 12

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