COMUNE DI CASNIGO PROVINCIA DI BERGAMO LAVORI DI COSTRUZIONE NUOVA FOGNATURA DI SMALTIMENTO ACQUE METEORICHE (INTERVENTO DI VIA EUROPA)

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1 COMUNE DI CASNIGO PROVINCIA DI BERGAMO LAVORI DI COSTRUZIONE NUOVA FOGNATURA DI SMALTIMENTO ACQUE METEORICHE (INTERVENTO DI VIA EUROPA) PROGETTO DEFINITIVO-ESECUTIVO RELAZIONE TECNICA Bergamo, lì IL PROGETTISTA Dott. Ing. Armando Rsso

2 1. PREMESSA Nell'ambito del programma di verifia e ristrttrazione della porzione di rete fognaria ittadina rigardante il omparto di via Agro Castello e via Carrali. l'amministrazione Comnale di Casnigo intende dar orso al rifaimento di alni tronhi di fognatra per la sistemazione idralia e igienio-sanitaria delle aree sopra menzionate. Oggetto dell intervento è la sistemazione della fognatra lngo la via Eropa dall inroio on via San Carlo sino alla vasa di laminazione ome meglio individata sgli elaborati grafii di progetto e la realizzazione della tbazione di sario fino al orpo idrio sperfiiale ome meglio indiato sgli elaborati di progetto. Si proede alla desrizione del alolo delle portate ritihe dovte al ontribto delle aqe bianhe meteorihe, alla stima del volme d invaso di laminazione e al dimensionamento dei manfatti. 2. COMPARTO DI VIA EUROPA CALCOLO DELLE PORTATE CRITICHE ACQUE BIANCHE Per la riostrzione delle rve di possibilità plviometria i si è basati s dati rilevati dalla stazione plviometria di Bergamo, dati estensibili anhe alla realtà del omne di Casnigo. La valtazione di tali rve si basa s vari tempi di ritorno e più preisamente di 5, 10, 20, 50 e 100 anni. Per opere he hanno na drata di vita di 50 anni, salmente si adotta n tempo di ritorno di 5 anni, nel nostro aso per evitare freqenti fenomeni di esondazione e onsegenti disagi ai ittadini e per oerenza on i riteri adottati per i preedenti interventi, si è ritento di assmere il valore di 10 anni. Calolo delle rve di possibilità plviometria Ipotizzando he la distribzione delle altezze di pioggia (h) sia, per ttte le drate, qella di Gmbel, he è desritta dalla relazione: dove: 1.28 α = σ P(x) (2) e = µ σ (3) α(x ) e = e (1) essendo σ lo sarto qadratio medio e µ la media dei logaritmi della variabile x, è possibile srivere na relazione diretta he esprime h in fnzione della drata e del tempo di ritorno. Tale relazione ha ome eqazione: h n = a(t) θ (4) n: rihiede la onosenza dei valori a(t) ed n. La (4) pò essere estesa anhe alle medie delle altezze di pioggia µ(θ) ipotizzando l invarianza del parametro n µ ( θ) = aµ θ (5) 1

3 Utilizzando le eqazioni sopra riportate, attraverso dei semplii passaggi algebrii, possiamo riavare i valori inogniti n mediante na regressione lineare delle trasformate logaritmihe delle medie µ(θ) e delle loro drate orrispondenti e di onsegenza a(t) tramite la relazione: dove: a(t) = a µ (1 + V K ) (6) - a(µ) è l interetta della retta dei minimi qadrati nel grafio delle trasformate logaritmihe delle altezze medie e delle drate; - V è il oeffiiente di variazione stimato ome media dei oeffiienti di variazione Vi= σi/µi (on il pedie i indihiamo i valori dello sarto qadratio medio e della media dell altezza di pioggia riferiti alla drata i-esima) n 1 2 V = V i ; (7) k i= 1 - KT è il fattore di freqenza fnzione del tempo di ritorno mediante la relazione: K T = [ ln( ln(1 1/ T))] (8) T 2

4 DATI RILEVATI DAL PLUVIOMETRO ANNO 10 min 15 min 20 min 30 min 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h ,60 19,40 21,60 31,60 40,60 74, ,00 34,40 49,80 55,00 56,60 69,60 87, ,00 51,40 54,60 54, ,00 16,00 39,40 45,40 52,40 77,80 109,00 151, ,40 23,00 39,40 48,00 73,00 97, ,00 27,80 29,20 30,60 44,00 46, ,00 28,00 37,00 42,00 47,00 75, ,00 20,00 31,40 36,00 43,60 56, ,00 31,00 42,40 58,60 74,20 78, ,50 19,00 32,60 43,50 53,60 60, ,00 23,00 26,20 40,00 46,20 48, ,80 35,80 42,60 43,20 43,20 80, ,00 26,00 35,00 55,00 56,00 67, , ,60 54,00 54,00 64,40 71, ,80 28,00 30,80 48,00 63,00 116, ,00 42,20 46,00 57,00 69, ,60 50,00 57,40 58,00 66, ,80 18,00 23,40 24,60 38,60 49, ,20 12,20 39,00 40,60 46,40 54,40 55, ,80 16,80 11,80 18,20 20,00 24,60 40,60 62, ,80 22,40 36,00 42,60 45,00 45,20 67, ,80 22,60 32,00 37,40 43,40 59, ,80 60,00 87,80 107,00 109,00 109, ,20 41,20 52,40 58,00 86,40 103, ,00 35,20 39,80 39,80 47,00 58, ,60 36,80 55,20 55,20 74,20 119, ,20 32,80 36,40 45,60 47,60 70, ,40 48,20 51,80 56,20 76, ,00 14,80 35,30 45,00 67,60 73,80 93, ,80 24,80 25,80 33,60 46,60 60, ,00 26,00 50,80 53,00 54,20 61,60 68,20 78, ,00 33,40 41,00 41,40 42,60 51, ,00 36,00 47,80 68,20 73,80 85, ,40 14,00 21,80 24,00 46,00 56,40 68, ,00 35,00 56,60 64,60 66,80 79, ,40 15,60 17,60 28,80 40,00 45,40 46,00 61,80 95, ,50 8,60 9,80 12,20 20,20 20,20 25,60 40,20 59, ,90 18,40 24,30 31,20 32,20 39,40 44,60 44,60 50, ,70 21,40 23,60 28,10 29,60 34,80 43,40 62,20 62, ,90 16,50 21,10 31,30 33,80 36,00 36,80 63,40 79, ,90 11,20 11,60 12,80 20,80 40,20 47,80 48,20 61, ,30 13,40 15,60 20,00 20,00 40,00 49,40 84,80 109, ,10 6,60 7,10 8,10 11,20 16,80 22,80 32,50 65, ,60 17,50 23,40 30,90 27,00 29,40 44,80 70,80 110, ,50 13,90 14,30 15,60 20,00 31,60 44,60 60,60 67, ,40 17,00 18,70 26,40 27,60 29,40 30,60 31,00 62,00 3

5 ANALISI STATISTICA DEI DATI MEDIA 12, , , , , , , , ,3587 SQM 3,1662 4,2604 7, , , , , , ,3320 Vi 0,2508 0,2733 0,4003 0,4371 0,3444 0,3271 0,3316 0,3151 0,3003 VARIANZA 0,3534 ALTEZZE DI PIOGGIA PER I VARI T T Kt 10 min 15 min 20 min 30 min 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h 5 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7811 COEFFICIENTI n ED a(t) (alolati mediante la regressione lineare delle trasformate logaritmihe dei dati sovra riportati in tabella) DURATA PIOGGIA <=1 h DURATA PIOGGIA>=1 h T n a(t) n a(t) 5 0, ,1334 0, , , ,0790 0, , , ,7415 0, , , ,3653 0, , , ,8276 0, ,2367 Crve di possibilità plviometria per i vari tempi di ritorno e per drate di pioggia inferiori ad 1 ora altezza [mm] ,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 drata (ore) T= 5 anni T= 10 anni T= 20 anni T= 50 anni T= 100 anni 4

6 Crve di possibilità plviometria per i vari tempi di ritorno e per drate di pioggia speriori ad 1 ora altezza [mm] drata (ore) T= 5 anni T= 10 anni T= 20 anni T= 50 anni T= 100 anni Calolo delle portate ritihe Utilizziamo la formla razionale [Kihling, 1889] espressa mediante la relazione: Q = S ϕ i( θ ) λ( θ ). (9) Adottando il modello di orrivazione e onsiderando na drata ritia pari al tempo di orrivazione del baino solante abbiamo qindi λ(θ)=1 ed sando le nità di misra adottate salmente la (9) si ride a: Q n 1 = S = 2.78 S ϕ a(t) T dove: Q è la portata ritia [l/s] S è l area del baino solante onsiderato [ha] è il oeffiiente dometrio [l/(s ha)] T è il tempo di orrivazione Te+Tr [ore] ϕ è il oeffiiente di afflsso Il tempo di orrivazione in n baino rbano è dato dalla somma di de ontribti, no è dato dal tempo di ingresso in rete (Te) e l altro è dovto alla propagazione all interno della rete di drenaggio (Tr), il primo, per entri rbani semi intensivi ome nel nostro aso, pò essere assnto pari a 5 min, mentre il seondo si dede dalla relazione [Bei et al., 1997]: L T i r. i1.5 V i 5

7 Assmendo na veloità media nella ondotta pari a 1 m/s possiamo alolare il rispettivo Tr. Coeffiiente di afflsso ϕ: ϕ = 0.70 Lo svilppo massimo della rete rislta essere di 1200 m otteniamo n Tr 9 min e qindi n T = 14 min. A favore di sirezza, si assme he ttto il ontribto in arrivo all inroio di via Eropa on via San Carlo venga onvogliato verso la vasa di laminazione. Sapendo he la sperfiie del baino solante è di 15,94 ha, possiamo alolare le portate ritihe per i vari tempi di ritorno espresse in l/s. T Q , , , , ,63 6

8 DIMENSIONAMENTO DEL COLLETTORE ACQUE MISTE IN INGRESSO ALLA VASCA Il dimensionamento del ollettore viene svilppato slla portata massima ritia dovta ad eventi piovosi di breve drata e forte intensità. Nel aso speifio, la portata ritia, sopra alolata, è pari a 3012,63 l/s. La tbazione adottata ha n diametro di 100 m on na pendenza media di 1,3%. Come si evine dalla sala delle portate, la ondotta tilizzata soddisfa i valori di portata alolati. 7

9 3. DIMENSIONAMENTO DELLA VASCA DI LAMINAZIONE Per il dimensionamento i si è avvalsi di modelli semplifiati ed in partiolare del modello inematio. Tale metodo ipotizza ietogrammi netti di pioggia a intensità ostante, rve aree tempi lineari e lo svotamento della vasa a portata ostante pari a Q max (laminazione ottimale). Sotto qeste ipotesi possiamo srivere l espressione del volme W invasato nella vasa ome: Per le sali nità di misra diventa: n W = ϕ A a θ + T Q 2 n W = 10 ϕ A a θ T Q 2 1 n θ Q ϕ A a Dove: W è il volme in m 3 A è l area in ha pari a 15,94 a è il oeffiiente della rva di possibilità plviometria in mm/ora n θ è la drata dell evento ritio in ore ϕ è il oeffiiente di afflsso pari a 0,7 θ Q 1 n θ 3.6 Q ϕ A a T θ 3.6 Q T T il tempo di orrivazione in ore e pari a 14 minti Il tempo di orrivazione (T ) in n baino rbano è dato dalla somma di de ontribti: no è dato dal tempo di ingresso in rete (T e ) e l altro è dovto alla propagazione all interno della rete di drenaggio (T r ). Il primo, per entri rbani semi intensivi, pò essere assnto pari a 5 min, mentre il seondo si alola tilizzando la segente relazione [Bei et al., 1997]: L i i1.5 V T r. i on: L i la lnghezza di ogni singola asta V i le veloità della orrente in ogni singola asta Assmendo na veloità media nella ondotta pari a 1,00 m/s e no svilppo massimo della rete di 1200 m ira, otteniamo n T r 9 min e qindi n T = 14 min. Q è la portata sente dalla vasa in l/s (260,0 l/s) I oeffiienti a ed n della rva di possibilità plviometria sono pari a 44,5119 e 0,2664 relativi ad n tempo di ritorno di 10 anni. Imponendo la ondizione di massimo per il volme W, ioè derivando rispetto alla drata θ ed egagliando a zero si ottiene: 2.78 n ϕ A a θ n 1 w (1 n) T Q 2 n θ w Q ϕ A a = 0 8

10 La drata ritia θ w dell evento rislta essere pari a: - 1,67 ore A i orrisponde n volme di laminazione di: ,55 m 3 La portata in sita soddisfa i dati di diametro e pendenza esistenti sl tratto terminale di via Eropa e slla ondotta di via Carrali fino allo sfioratore posto in prossimità del tornante di via Carrali. Tale valore di portata (260 l/s), rislta transitare in na ondotta di diametro pari a 50 m, na pendenza minima dello 0.5 % e n oeffiiente di Strikler gale a 80 m 1/3 /s. SCALA DELLE PORTATE Sezione irolare Hmin [m] = 0,050 Hmax [m] = 0,500 Intervallo [m] = 0,050 i = 0,005 Ks [m^(⅓)/s] = 80 H [m] α [rad] A [m²] Pbagn. [m] Ridr. [m] V [m/s] Q [m³/s] Valori max di V e Q 0,050 1,287 0,010 0,322 0,032 0,567 0, ,100 1,855 0,028 0,464 0,060 0,870 0,02432 Vmax [m/s] 0,150 2,319 0,050 0,580 0,085 1,098 0, ,200 2,739 0,073 0,685 0,107 1,276 0, ,612 0,250 3,142 0,098 0,785 0,125 1,414 0, ,300 3,544 0,123 0,886 0,139 1,517 0,18656 Qmax [m³/s] 0,350 3,965 0,147 0,991 0,148 1,584 0, ,400 4,429 0,168 1,107 0,152 1,612 0, , ,450 4,996 0,186 1,249 0,149 1,590 0, ,500 6,283 0,196 1,571 0,125 1,414 0,27768 Il foro di sita alla vasa di diametro pari a 30 m, soddisfa i valori di portata senti. 9

11 4. CRITERIO DI DIMENSIONAMENTO DELLO SFIORATORE Lo sfioratore posto in prossimità dell ingresso alla vasa di laminazione, al termine del novo tratto di fognatra di via Eropa, è stato dimensionato slla sorta di qanto prevede la Regione Lombardia in materia di ollettamento dei refli alla deprazione. In partiolare, la soglia di sfioro garantise il onvogliamento presso la tbazione di via Carrali e qindi verso l impianto di deprazione n valore di portata orrispondente alla dotazione idria di 750 l/(ab d). La parte eedente a tale valore sarà ollettata presso la nova di laminazione posta al di sotto del ampo sportivo. Nello speifio, lo sfiorato è stato dimensionato onsiderando abitanti eqivalenti sottesi per na portata pari a 26,04 l/s. L altezza di soglia onvoglia pertanto tale valore di portata verso l impianto di deprazione. 10