COMUNE DI CASTEL SAN LORENZO PROVINCIA DI SALERNO

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2 COMUNE DI CASTEL SAN LORENZO PROVINCIA DI SALERNO PROGETTO LAVORI REALIZZAZIONE IMPIANTO DI DEPURAZIONE E RETE DI COLLETTAMENTO DEL COMUNE DI CASTEL SAN LORENZO PROGETTO DEFINITIVO RELAZIONE DI CALCOLO IDRAULUICO COLLETTORE SECONDARIO F ACQUE NERE Indice 1. Riferimenti normativi principali e titolo del Progetto Descrizione degli interventi di progetto relativi alla realizzazione del collettore secondario F acque nere Considerazioni progettuali Calcolo delle portate nere Verifica collettore secondario F acque nere di progetto

3 1. Riferimenti normativi principali e titolo del Progetto La presente relazione idraulica viene redatta ai sensi del D.Lgs 50/2016 e del DPR 207/2010 nell ambito del progetto definitivo per l intervento di progetto lavori realizzazione impianto di depurazione e rete di collettamento del comune di Castel San Lorenzo, da realizzarsi nel comune di Castel San Lorenzo (Sa). 2. Descrizione degli interventi di progetto relativi alla realizzazione del collettore secondario F acque nere Si prevede di realizzare un collettore fognario per il deflusso delle sole acque nere (somma delle acque di scarico piu acque di prima pioggia) che colleghi e smaltisca le acque reflue della località Pianella fino a confluire nel pozzetto n.58 del collettore emissario di progetto in prossimità della strada statale SS.166 Nello specifico il collettore avrà le seguenti caratteristiche: Collettore secondario F: tubazione in PVC-U EN SN 16 Kn /m 2 con diametro nominale pari a 250 mm,diametro interno pari a 230 mm e spessore pari a 10 mm.la lunghezza del collettore con le sopracitate caratteristiche è pari a circa 1.850,00 ml 3.Considerazioni progettuali I calcoli verranno effettuati relativamente al collettore fognario a gravità per la raccolta delle acque nere,somma delle acque di scarico civile e delle acque di prima pioggia. Il funzionamento idraulico del collettore sarà a gravità quindi di particolare rilievo è l andamento topografico della zona interessata dall intervento. Il dimensionamento del collettore fognario tiene conto della variazione della popolazione negli anni e della variazione della popolazione stagionale;nella fase di dimensionamento del collettore si tiene conto anche di allacciamenti futuri. Si mette in evidenza che si è considerata la pendenza eccessiva in taluni casi del collettore di progetto,tale circostanza però non è eliminabile poiche il collettore verrà realizzato in aree colliari/montuose ed tra fabbricati ove gli scavi non è opportuno che superino i 3-4 metri per motivi di sicurezza. 4.Esplicitazione procedura di calcolo collettore acque nere Il calcolo di dimensionamento del collettore a pelo libero presuppone una preliminare definizione della forma e della pendenza i tubo da assegnare al collettore, nonché la scelta dei materiali con i quali il collettore verrà realizzato.il problema di verifica di un collettore fognario consiste nel determinare i tiranti idrici h e le velocità V che si instaurano, per effetto delle portate 2

4 di progetto,nello specifico la portata media nera e la portata nera di punta Q, nel collettore del quale sono noti: forma, materiali, dimensioni e pendenze.le portate nere saranno uguali alla somma della portata dovuta agli scarichi civili ed alle acque di prima pioggia. In seguito a tali scelte fatte, sono state costruite le scale di deflusso per il moto uniforme e per lo stato critico ed infine per le portate di progetto è stato verificato che venissero soddisfatte le seguenti condizioni: velocità V compresa tra 0,5 m/s V 4 m/s; un grado di riempimento h/di 0,7 per sezioni circolari; Collettore a forma circolare in PVC-U a parete strutturata EN SN 16 Nei casi de collettore a sezione circolare per verificare tali condizioni idrauliche (riempimento h/d, velocità), sono state utilizzate le seguenti relazioni geometriche in cui α è espresso in radianti: D i h = [1 cos( α / 2)] altezza d acqua 2 Bs = D sen( α / 2) larghezza superficiale i P D i = α perimetro bagnato 2 2 D i A [ α sen α ] 8 = sezione liquida R D i A sen α = = 1 P 4 α raggio idraulico In condizioni di moto uniforme,nota pendenza media del collettore considerato i [tan( )], è stata utilizzatala formula di Chézy, con il coefficiente di perdita calcolato secondo Bazin introducendo un γ coefficiente di scabrezza pari tra 0,05 m 1/2 : Q = A v = A χ R i portata in moto uniforme secondo la formula di Chézy u u 3

5 87 χ = γ 1 + R coefficiente di perdita secondo Bazin; γ coeff. di scabrezza [m 1/2 ] Per le condizioni in stato critico invece la portata e la velocità dipendono esclusivamente dalla geometria della sezione, infatti si è fatto riferimento alla seguente formula: Q k 3 g A = A vk = portata in condizione critica Bs Per tracciare le relative scale di deflusso è stato fatto variare in maniera sistematica il valore di α e sono stati calcolati vari parametri geometrici ed idraulici tra i quali la velocità e le relative portate in condizioni di moto uniforme e di stato critico. Grazie alla funzione Ricerca Obiettivo di Excel sono stati trovati i valori di α tali da uguagliare le portate in moto uniforme e in condizioni in stato critico con le portate precedentemente calcolate. Definito il valore di α per il moto uniforme e per le condizioni in stato critico, è stato possibile calcolare i parametri idraulici (velocità, grado di riempimento, condizioni idrauliche) ad esse associate. Dal confronto fra le altezze si determina il tipo di alveo: h k > h u alveo a forte pendenza (FP); h u > h k alveo a debole pendenza (DP). 4.Calcolo delle portate nere Le portate di acque nere defluenti nel collettore sono state calcolate con riferimento alla dotazione idrica pro-capite di δ = 250 (l/(ab gg)) e in riferimento al numero di abitanti serviti residenti e fluttuanti.si valuteranno la portata media nera e la portata di punta nera. Dotazione idrica procapite Il valore della dotazione idrica procapite è stato stimato tenendo conto di diverse fattori. I valori di riferimento per stimare la dotazione idrica procapite sono contenuti nel Piano regolatore Generale degli Acquedotti aggiornato al 1992 e nel Piano d Ambito redatto dalla Autorita d Ambito Sele ATO 4. Sulla base di questi strumenti di programmazione e pianificazione Castel San Lorenzo viene individuato come classe di dotazione A (tabella Tab a Fabbisogni idropotabili anno zerovolume 1 Piano d Ambito redatto dalla Autorita d Ambito Sele ATO 4);alla classe di dotazione A corrisponde una dotazione idrica procapite pari a 300 l/(abd) 4

6 Tabella estratta volume 1 pagina 42 Piano d Ambito redatto dalla Autorita d Ambito Sele ATO 4 Questo valore di dotazione idrica procapite risulta però non corrispondente alla reale ed attuale dotazione idrica procapite che risulta essere di gran lunga inferiore tenuto conto dei volumi fatturati. Pertanto dalla analisi condotta appare congruo stimare la dotazione idrica procapite per il comune di Castel San Lorenzo pari a 250 l/(abd). Abitanti serviti Il Piano d Ambito redatto dalla Autorita d Ambito Sele ATO 4 stima all anno 2025 la popolazione residente pari a circa 3030 abitanti (Tab b - Fabbisogni idropotabili di Piano).L ultimo censimento ISTAT constata che la popolazione residente a Castel San Lorenzo al 31/12/2010 è pari a abitanti residenti. 5

7 Importante considerazione risiede nella circostanza che l impianto di depurazione per motivi orografici non riesce a servire l intera popolazione di Castel San Lorenzo,rimangono escluse le abitazioni e gli abitanti residenti in zone rurali. Si sottolinea altresì che il trend del valore di popolazione residente tende a decrescere al variare del tempo e non ad aumentare. Tenuto conto quanto sopra appare congruo stimare la popolazione residente servita dall impianto di depurazione pari a 2500 abitanti;gli abitanti fluttuanti di tipo stagionale ed annuale vengono stimati pari a 500.Pertanto appare corretto stimare gli abitanti serviti dall impianto di depurazione (abitanti residenti + fluttuanti) pari a abitanti. Alla luce delle considerazioni sopra esposte si ritiene congruo effettuare le considerazioni che seguono relativamente al collettore di progetto: gli abitanti serviti (abitanti residenti + fluttuanti) dal collettore secondario F sono pari a 300 abitanti; 6

8 Coefficiente di afflusso in fogna Il coefficiente di afflusso in fogna varia tra 0,7 (fognatura obsoleta) e 0,9 (fognatura di nuova costruzione).si impone un coefficiente di afflusso in fogna pari c.a.f.= 0,8. Coefficiente di punta Il coefficiente di punta CP è stato dapprima calcolato secondo la formula indicata dal Committee of the American Society of Civil Engineers e dalla Water Pollution Control Federation : CP = 20 x Ab -0,2 in cui Ab è la popolazione definita come numero di abitanti da servire. Tale calcolo è stato effettuato ai fini di un confronto con il coefficiente di punta tabellato.pertanto è stato utilizzato per il collettore un coefficiente di punta,cp, pari a 3. La portata media nera Qmn è stata calcolata con la formula: Con: c. a. f. d Ab Qmn = = (l/s) Qmn=portata media nera (l/s); c.a.f.=coefficiente di afflusso in fogna acque nere=0,8; d=dotazione idrica procapite per il comune di Castel San Lorenzo 250 (l/abg) Ab=abitanti serviti dal collettore; La portata di punta nera è stata calcolata con la formula: Con Qmn=portata media nera (l/s); Cp c. a. f. d Ab Qpn = = ( l / s) c.a.f.=coefficiente di afflusso in fogna acque nere=0,8; d=dotazione idrica procapite per il comune di Castel San Lorenzo 250 (l/abg) Ab= abitanti serviti dal collettore; 7

9 pertanto risulta: o Portata media acque nere collettore secondario F:0,69 l/s o Portata di punta acque nere collettore secondario F:2,07 l/s 6.Verifica collettore secondario F acque nere di progetto Seguono i risultati delle verifiche idrauliche dei collettori acque miste, circolari, PVC-U a parete strutturata EN SN 16. 8

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11 Il collettore risulta verificato 10