1 Premesse. 2 Dati idrologici e dati idraulici (pluviometria)

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1 COMUNE DI DESENZANO D/G PROVINCIA DI BRESCIA Committente SOCIETÀ AGRICOLA TREZZA Realizzazione delle reti di drenaggio delle acque meteoriche per il nuovo complesso scolastico-residenziale di cui al Piano integrato d intervento- PII Grezze RELAZIONE TECNICA GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI DELLE OPERE 1) Premesse 2) Dati idrologici e dati idraulici-pluviometria 3) Analisi delle piogge intense delle curve di possibilità pluviometrica del bacino 4) Determinazione della portata meteorica critica 4.1) Tecniche di smaltimento delle acque bianche nel suolo 4.2) Calcolo della portata meteorica e di filtrazione per il dimensionamento dei pozzi perdenti 4.3) Dimensionamento dei pozzi perdenti e vasca di laminazione 5) Conclusioni PROGETTISTA: TIMBRO E FIRMA: DATA: AVANZI ING.G.PIETRO PRATICA: GIUGNO 2010 Via Nestore Baronchelli, Gavardo (BS) Tel Fax info.studioavanzigpalice.it

2 1 Premesse La realizzazione di un nuovo plesso scolastico comunale ed di un insediamento residenziale in località Grezze nel Comune di Desenzano del Garda, comporta la necessità di affrontare uno studio idrologico-idraulico per la definizione dei deflussi prodotti dall area oggetto di studio, in maniera tale da stabilire la compatibilità dello scarico delle acque meteoriche interne all insediamento con le capacità di drenaggio della rete comunale esistente. Lo smaltimento delle acque pluviali, viene pertanto effettuato attraverso una rete di drenaggio interna che consente l invaso del deflusso prodotto con accumulo dello stesso all interno di una vasca di laminazione e il successivo scarico controllato sulla rete bianca di via Grezze. Al fine di moderare lo scarico sulla rete pubblica, è previsto a monte della vasca di laminazione, compatibilmente alla capacità di disperdimento del terreno e in relazione alla quota della falda, lo scarico nel sottosuolo, attraverso la realizzazione di un sistema di pozzi perdenti che consentono di limitarne l accumulo. Sulla scorta della documentazione reperita ed in funzione dei sopralluoghi condotti il sottoscritto, Avanzi ing.gian Pietro iscritto all ordine degli ingegneri della provincia di Brescia al n.1864 è in grado di esporre come appresso il risultato delle sue indagini. Il presente studio analizza il bacino artificiale del sito oggetto d intervento quale elemento base per la definizione della portata critica a seguito d eventi pluviometrici intensi e di breve durata (paragonabili al tempo di corrivazione del bacino). 2 Dati idrologici e dati idraulici (pluviometria) Nella progettazione (o verifica) di un sistema idraulico complesso, o di una semplice struttura, occorre vagliare accuratamente le curve di possibilità pluviometrica. RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 1

3 Cioè in definitiva occorre fare delle scelte circa il grado di rischio che si vuol accettare per le opere da realizzare. Nel caso delle piogge, comporta la scelta di una probabilità (o meglio di un tempo di ritorno T inteso come intervallo di anni in cui mediamente un certo evento viene eguagliato o superato mediamente una sola volta) dall evento. Ne consegue che le indagini delle piogge intese vengono fatte con criteri statistici andando alla ricerca delle curve di possibilità pluviometrica corrispondenti ai prefissati valori del tempo di ritorno. 3 Analisi delle piogge intense delle curve di possibilità pluviometrica del Bacino Un passo fondamentale dell analisi idrologica per la stima della portata critica consiste nella determinazione delle curve di possibilità pluviometrica medie puntuali del bacino. L operazione deve essere condotta in modi differenti a seconda delle informazioni disponibili. Se all interno dell area d interesse del bacino cadono più stazioni pluviometriche o pluviografiche appare ragionevole fare riferimento ai metodi che stimano tale curva come media spaziale dei valori determinati per le singole stazioni pluviografiche. Quando invece, come accade in questo caso, nel bacino non ricade nessuna stazione di misura, un modo più articolato per la determinazione delle curve di possibilità climatica è quello di fare riferimento a tutte le stazioni circostanti valutando per l area d interesse delle curve ottenute dalla media pesata di quelle delle stazioni prese in esame. Per curva caratteristica di possibilità pluviometrica si intende la relazione tra l altezza di pioggia, h, caduta nella generica durata, d, e il tempo di ritorno, T, della stessa; tempo definito come il numero medio di anni in cui h, nella durata d viene superata in media una sola volta. La sua espressione per campi di durate abbastanza ampi, può essere rappresentata da relazioni del tipo: RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 2

4 h(d,t)=a T d n (3.1) dove a T [mm/h n ] rappresenta la pioggia oraria di tempo di ritorno T ed n è un esponenziale di scala. Le piogge massime annuali che si verificano in una data località per un assegnata durata, date le loro caratteristiche di variabilità, possono essere assimilate a una variabile aleatoria. Della variabile aleatoria disponendo di una serie di osservazioni è possibile definire la distribuzione di probabilità P(h), la quale è legata al tempo di ritorno dalla relazione: T(h)=1/[1-P(h)] (3.2) ove P è la probabilità di non superamento. Disponendo in una serie di osservazioni (nel nostro particolare caso ricavate dai dati registrati dalla stazione pluviometrica di Brescia), di massimo annuale, h, dell altezza di precipitazione con durata d, scelta un tipo di legge probabilistica che si presta bene a interpolare le osservazioni è possibile pervenire alla determinazione del quantile h(d). La distribuzione di probabilità scelta in questo particolare caso è la distribuzione a due parametri di Gumbel definita dalla relazione: dove y è la variabile ridotta tale per cui: P(h)=exp(-exp(-y)) (3.3) y =α d (h u d ) (3.4) RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 3

5 dalla quale si consta che per definire la probabilità di non superamento di un evento è necessario stimare i parametri α d, u d. Stimando i parametri ad esempio con il metodo dei momenti (si considera la media, μ, e la deviazione standard, σ ), supponendo che la media e lo scarto della popolazione coincidano con la media m(h) e lo scarto s(h) del campione delle osservazioni si determinano i quantili d altezza di precipitazione a tempo di ritorno assegnato: dove : α d = 1,283/σ u d =μ-0,45σ h(d)= u d 1/(α d ) lnln(t/(t-1)) (3.5) Nelle tabelle seguenti sono riportati i valori dei parametri sopra definiti al variare della durata dell evento per la stazione di riferimento, sulla base dei valori d altezza di precipitazione massima registrata alle diverse durate Anno 0,5 ore 1 ore 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore ,92 25,56 34,02 37,04 51,08 56, ,56 24,86 64,88 98,21 104,28 105, ,24 51,48 53,54 61,18 88,5 115, ,7 49,2 57,3 57,7 57,7 64, ,31 21,06 41, ,45 144, ,17 31,64 34,59 40,1 59,7 67, ,16 58,2 60, ,62 18,62 35,31 37,02 43,97 74, ,29 16,39 35,18 56,09 94,98 118, ,41 37,53 87,02 100,25 101,1 101, ,39 21,59 37,19 58,04 74,6 82, ,69 51,97 69,86 85,86 89,75 130, ,75 26,5 34,13 37,38 44,08 53, ,36 24, ,4 51,2 54, ,5 22,2 25,91 32,53 51,86 61, ,07 15,73 23,66 27,11 34,44 55, ,21 40,23 41,92 47,94 47,94 71, ,26 20,08 25,42 28,81 33,15 49,52 RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 4

6 ,24 38,08 67,04 74,24 74,24 82, ,03 20,87 36,44 46,31 47,14 53, ,08 17,55 21,77 27,6 37,88 49, ,9 25,72 27,09 29,29 36,33 47, ,15 20,48 34,79 35,9 41,04 61, ,65 42,6 52,86 52,86 58,78 58, ,82 32,88 38,89 42,82 49,65 74, ,14 25,59 36,21 41,67 60,34 80, ,67 25,08 42,17 63,78 72,66 94, ,43 34,62 40, ,72 83, ,4 25,2 50,1 50,1 50,3 50, ,16 17,69 32,09 37,25 59,8 69, ,62 17,33 22,24 32,32 53,69 88, ,65 25,07 41,69 47,46 49,93 55, ,34 68,04 74,97 74,97 74,97 86, ,66 15,9 24,78 31,05 43,52 47, ,18 19,7 32,77 46,43 48,34 54, ,73 24,73 28,66 32,89 50,17 80, ,32 21,8 29,56 29,85 40,39 62, ,66 23,8 27,65 28,02 37,35 42, ,71 25,36 48,51 54,37 56,5 60, ,35 31,79 43,91 43,91 50,72 72, ,48 27,85 35,3 35,69 50,94 66, ,75 21,85 31,69 47,79 58,76 84, ,99 24,18 40,4 46,95 73,57 90, , ,59 93,83 95,58 105, ,2 91,8 92,2 92,2 92, ,2 30,6 49,2 53,2 53,2 62, ,2 91,8 92,2 92,2 92, ,2 30,6 49,2 53,2 53,2 62, ,66 15,9 24,78 31,05 43,52 47, ,18 19,7 32,77 46,43 48,34 54,58 RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 5

7 ,73 24,73 28,66 32,89 50,17 80, ,32 21,8 29,56 29,85 40,39 62, ,66 23,8 27,65 28,02 37,35 42, ,71 25,36 48,51 54,37 56,5 60, ,35 31,79 43,91 43,91 50,72 72, ,48 27,85 35,3 35,69 50,94 66, ,75 21,85 31,69 47,79 58,76 84, ,99 24,18 40,4 46,95 73,57 90, , ,59 93,83 95,58 105, ,2 91,8 92,2 92,2 92, ,2 30,6 49,2 53,2 53,2 62,6 Tab 3.1- Altezza di precipitazione h(mm) per la stazione di Brescia m(h) 21, , , , , ,41935 Varianza 92, , , , , ,7301 s(h) 9, , , , , ,36087 α(d) 0, , , , , , u(d) 16, , , , , ,90696 Tab 3.2 -Stima dei parametri α(d) e u(d) con il metodo dei momenti per la stazione di Brescia Stimati i parametri attraverso i metodi sopra definiti, nella progettazione di un sistema idraulico complesso, o di una semplice struttura, occorre fare una scelta circa il grado di rischio che si vuol correre per l opera da realizzare, questo implica nel caso delle portate critiche e quindi delle piogge che le generano la scelta di un tempo di una probabilità e quindi di un tempo di ritorno, dato che abbiamo visto che le due grandezze risultano correlate tra di loro. Per il bacino in esame sono stai considerati come tempi di ritorno 2, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 200 anni, ed in funzione di ciò sono stati determinati i diversi quantili di altezza di precipitazione al variare del tempo di ritorno e della durata della precipitazione stessa tramite la relazione (3.5). Nelle RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 6

8 tabelle successive riportiamo i risultati ottenuti per la stazione pluviometrica considerata. Durate di scroscio (ore) Tempi ritorno (anni) 0, ,984 39,520 55,643 64,216 75,095 91, ,604 47,511 65,868 75,646 86, , ,995 55,176 75,677 86,609 98, , ,097 59,585 81,319 92, , , ,974 65,098 88, , , , ,203 72,532 97, , , , ,413 79, , , , ,333 Attraverso l interpolazione delle previsioni h(d) si ottiene quindi una relazione empirica tra i valori di h e d, che corrisponde alla curva h(d) di crescita dell afflusso meteorico di progetto con la durata. Questa procedura viene denominata metodo dei quantili regolarizzati, poiché si basa sulla regolarizzazione, mediante una opportuna funzione, dei quantili corrispondenti a diverse durate. Con la procedura sopra descritta i parametri a T e n T dipendono dallo specifico quantile preso in esame, ossia dal periodo di ritorno considerato. La regolarizzazione tramite la relazione (3.5) viene condotta tramite regressione dei valori stimati dai quantili h(d) sulle diverse durate, d, prese in esame, adottando solitamente uno schema lineare alle trasformazioni logaritmiche. RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 7

9 Altezza di pioggia [mm] 180, , , , ,000 80,000 60,000 40,000 20,000 Curve segnalatrici di possibilità climatica L.S.S.P. - Brescia y = 37,405x 0,2915 T=5 T=10 T=20 T=30 T=50 T=100 T=200 LSSP T=5 anni 0, Durata evento meteorico [ore] Il grafico rappresenta l andamento delle curve di possibilità climatica che relazionano l altezza di pioggia alla stazione di registrazione variare del tempo di ritorno e della durata dell evento meteorico. Per il dimensionamento e la verifica dei manufatti in oggetto è ragionevole assumere come soglia di non ripetibilità dell evento un lasso di tempo pari a 5 anni. Pertanto per la curva corrispondente a tale periodo di ritorno, con l ausilio del foglio elettronico, si produce per interpolazione, una curva di tendenza che rappresenta la (3.1). Pertanto per T=5 anni si ottiene: h=37,405d 0,2915 h(d,t)=a T d n I parametri caratteristici delle curve di possibilità climatica sono evidenziati nella tabella sottostante: RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 8

10 T(anni) a T n T 5 37,405 0,2915 Tab 3.7 Stima dei parametri a T e n T 4 Determinazione della portata meteorica critica 4.1) Tecniche di smaltimento delle acque bianche nel suolo Lo scarico delle acque bianche all interno del suolo viene solitamente finalizzato per modificare le caratteristiche di quantità (portate e/o volumi) dei reflui per effetto dello stoccaggio sul suolo in modo tale da garantire un efficace modalità di smaltimento finale. Le modalità atte alla moderazione della portata circolante all interno della rete drenante possono avvenire secondo tecniche costruttive profondamente diverse che portano tuttavia a risultati analoghi. Il sistema utilizzato nel caso oggetto di studio è caratterizzato dalla messa in opera di pozzetti perdenti dotati di pareti forate attraverso i quali le acque bianche s infiltrano nel sottosuolo. Trattandosi di area disposta degradante lungo il profilo longitudinale delle strade che confluiscono in prossimità della nuova scuola, si è deciso di localizzare le batterie di pozzi perdenti lungo il tragitto, in corrispondenza delle aree adibite a parcheggio. Le batterie disperdenti devono essere realizzate in serie, in modo che le stesse vadano a saturazione prima di caricare la vasca di laminazione finale posta in prossimità del parcheggio pubblico situato a quota 93,00 (m s.l.m). Pertanto la rete di drenaggio funziona quale collettore delle acque bianche che collegano i pozzi perdenti i quali, una volta saturi caricano la linea di valle fino al pozzo successivo per poi accumulare l eccesso all interno della vasca di laminazione. La vasca di laminazione così come progettata, funziona pertanto quale elemento per lo stoccaggio provvisorio prima di caricare la rete pubblica di via Grezze RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 9

11 In aggiunta al volume d acqua fornita dagli anelli in cemento, viene posto esternamente nell intorno di queste vasche completamente interrate uno strato di ghiaia grossolana che consente l incremento della capacità di allontanamento delle acque, accompagnato dalla presenza di un geotessile necessario al fine di prevenire il progressivo intasamento del pozzo. 4.2 Calcolo della portata meteorica e di filtrazione per il dimensionamento dei pozzi perdenti La determinazione della portata meteorica che deve essere collettata, viene quindi valutata a partire dai soli dati pluviometrici e stabilita considerando come livello di rischio per la struttura che si intende verificare un tempo di ritorno T=5 anni (così come viene stabilito dal PRRA). La portata defluente all interno dei pozzi perdenti è stata pertanto valutata attraverso l uso di due diversi approcci: -Corrivazione lineare con idrogramma di progetto rettangolare -Metodo empirico speditivo (formulazione razionale) secondo P.R.R.A regione Lombardia. L utilizzo di differenti metodologie di calcolo, si rende necessario in quanto queste derivano da studi di drenaggio di vaste aree e, sebbene prevedano l impiego di opportuni coefficienti per il ragguaglio ad aree minori, forniscono risultati sovra o sottostimati. Ancor più influente sull attendibilità dei risultati è la scarsità delle osservazioni per durate di pioggia inferiori all ora. Essendo le misure dell altezza di pioggia effettuate in modo puntuale, si deve provvedere al ragguaglio della curva di possibilità climatica mediante le relazioni riportate di seguito e note come formule di Marchetti: RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 10

12 a 1 = a [1-0,06 ( A) 0.40 ] (4.6) n 1 = n 0 + 0,003 ( A ) 0.60 (4.7) 4 1 n 0 = n (4.8) 3 L area nella quale si deve instaurare il nuovo complesso (residenziale-scolastico), è caratterizzata da una superficie totale A= m 2 Dalla relazione sopra esposta ne consegue pertanto che il valore dei nuovi parametri della curva di possibilità climatica ragguagliata all area valgono: a T =36,49 n T =0,298 n φi Ai 1 1 φ = n coefficiente medio ponderale che caratterizza le aree scolanti; A 1 i Per dimensionare i manufatti idraulici presenti all interno della rete, è indispensabile dunque conoscere per ogni bacino di drenaggio il valore del coefficiente d afflusso. In prima fase, si è passati pertanto alla suddivisione della superficie in esame in aree impermeabili e permeabili, in modo tale da assegnare ad ognuna di esse lo specifico coefficiente d afflusso a seconda delle caratteristiche fisiche e geologiche del terreno, tale da consentire la determinazione del coefficiente medio ponderale φ 1 La letteratura fornisce valori di coefficienti di afflusso variabili in funzione della tipologia di superficie di scorrimento e del tempo di ritorno: o Tetti, vialetti, parcheggi 0,8 per tempi di ritorno di 5 anni. o Strade, marciapiedi, superfici in cls 0,85 per tempi di ritorno di 5 anni. RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 11

13 o Giardini 0,050 per tempi di ritorno di 5 anni o T c = tempo di corrivazione del bacino n i Tc = max Tr + Ti (4.9) i= 1 Ove Tr i = tempo di percorrenza di ciascun ramo del flusso per cui max n i= 1 Tr la seguente: i rappresenta il massimo tempo di percorrenza della rete, determinabile con T r Lmax = (4.10) 1, 5 Vp in cui L max è lo sviluppo del percorso idraulicamente più lungo e V p la velocità di progetto del flusso nello stesso. Non avendo a disposizione dati significativi in riguardo al percorso idraulicamente più lungo, secondo quanto espresso dal PRRA è possibile pervenire alla determinazione del parametro attraverso la relazione di seguito evidenziata: L max_teorico =(1,5xA) 1/2 Sulla scorta di quanto definito, si deduce che il percorso idraulicamente più lungo (teorico) per l area oggetto di studio vale: L max-teorico =(1,5x81.775) 1/2 =350,23 m Essendo la rete di drenaggio dello smaltimento delle acque definita, si constata che il percorso idraulicamente più lungo vale: L max =500,00 m RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 12

14 A favor di sicurezza, in fase progettuale si è tuttavia ipotizzato di considerare quale percorso idraulicamente più lungo quello definito dalla teoria; L max =350,00 m Il parametro T i, rappresenta il tempo impiegato da una goccia precipitata per raggiungere la rete di drenaggio. Per le superfici considerate in letteratura sono riportati tempi di 10 min pari a 0,166 ore Metodo della corrivazione lineare La valutazione della portata critica Q c transitante in una determinata sezione di chiusura della rete di drenaggio di un generico superficie scolante si determina con le relazioni seguenti: Essendo: Tc t Tc > t 0 0 Qc = A φ * a' Tc n 1 0 t Qc = A 1 ' 4 a Tc Tc 0 n' 1 (4.11) (1/3) 1 a' φ* = φ 45 1 φ 0,75 (4.12) (1/ n' ) 0 0, t = ( ) 1 φ a' (1/ 3) a' φ* = 0, (1 φ ) 1 φ 0,75 (4.13) 1 (1/ n') (1 φ ) t = a' RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 13

15 Metodo empirico speditivo (P.R.R.A.) La stima della portata meteorica adottata per la superficie urbana in esame, è stata quindi effettuata con un procedimento basato sulla formula razionale attraverso la quale si ottiene che il deflusso critico è dato: Q= u A φ (4.14) dove: A = area del bacino sottesa dalla sezione di calcolo espressa in ha φ= coefficiente medio ponderale del bacino di area A(ha) u = coefficiente udometrico espresso in l/s ha RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 14

16 Per l applicazione della formula (4.14) si devono assumere i valori dei coefficienti u/a, in funzione della costante temporale K del bacino sotteso e dell esponente n della curva di possibilità climatica Sulla scorta dei dati individuati è possibile quindi pervenire alla determinazione delle curve di possibilità climatica ragguagliate all area. Nella tabella sottostante si riportano i valori calcolati in precedenza: a =36,49 [mm/h n ] n =0,298 Valutazione del tempo di corrivazione e della portata defluente all interno delle due reti di drenaggio: Il tempo di corrivazione del bacino come evidenziato nel prospetto allegato nella sezione precedente vale t c =17,93 min Da quanto stabilito dalla normativa vigente (P.R.R.A), la costante K è considerata come quota parte di T c e precisamente pari al 70%. Da quanto appena affermato si ottiene: K=12,55 [min] Sotto tali ipotesi, sulla base dei valori ricavati per la costante K ed in funzione dell esponente n della curva di possibilità climatica si definisce il valore del parametro u/a (vedi tabella 4.1e grafico). k (minuti) n=0.40 n=0.50 n= ,5 6,5 5,4 10 5,8 5,1 4,4 20 4,1 3,7 3,4 30 2,9 2,7 2,5 40 2,3 2,2 2, ,9 1,9 RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 15

17 k (minuti) n=0.40 n=0.50 n= ,6 1,6 1,6 70 1,43 1,43 1, ,27 1,27 1, ,1 1,1 1,1 Tab. 4.1 Valori di u/a valutati in funzione dei parametri K e n Valori di u/a (l/ s ha mm) u/a (litri / s x ha x mm) n=0.40 n=0.50 n= K (minuti) Da cui si ottengono i seguenti valori dei coefficienti udometrici stimati direttamente dal grafico: u /a=5,8 (l/sxhaxmm) RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 16

18 Portata influente Il calcolo della portata influente nel sistema di dispersione ha fornito per entrambe le metodologie di calcolo valori pressoché analoghi. La progettazione del sistema di dispersione/laminazione, è stata tuttavia valutata per una portata superiore, in modo tale da eliminare eventuali incertezze sulla valutazione dei parametri attribuiti in precedenza; in fase progettuale si è considerata pertanto una portata influente al sistema pari ad Q = 900, l/s=0,900 m 3 /s 4.3 Dimensionamento della vasca di laminazione e del sistema di dispersione nel sottosuolo Definita la portata influente alla rete di dispersione/laminazione, si tratta di definire il volume utile per l immagazzinamento della stessa, supponendo di realizzare lungo il tracciato della fognatura bianca un sistema costituito da un complesso di pozzi perdenti posti in serie il cui eccesso di portata venga restituito ad un recapito finale costituito da una vasca di laminazione. Il volume utile per lo stoccaggio della portata non infiltrata nel sistema, sarà pertanto definito dalla capacità d immagazzinamento dei singoli pozzi dislocati lungo la rete di drenaggio e dalla vasca di laminazione posta nel tratto terminale della rete stessa. Il dimensionamento dell apparato d infiltrazione, viene pertanto effettuato oltre che sulla base della portata influente nel sistema dalla capacità d infiltrazione dello stesso. Il sistema d infiltrazione così come concepito, è costituito da una batteria di cerchi in calcestruzzo dotati di fori per la dispersione nel terreno circostante dell acqua meteorica. Il dimensionamento dell impianto di infiltrazione, viene eseguito confrontando le portate in arrivo al sistema (quindi l idrogramma di piena di progetto) con la capacità d infiltrazione del terreno e con l eventuale volume immagazzinato nel sistema; tale RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 17

19 confronto può essere espresso con l equazione di continuità, che rappresenta il bilancio delle portate entranti e uscenti nel mezzo filtrante: ( Q Q ) Δt = ΔW (4.15) p f con: Q p = portata influente Q f = portata infiltrata Δt = intervallo di tempo ΔW = variazione del volume nel mezzo filtrante La capacità d infiltrazione può essere stimata in prima approssimazione attraverso la relazione di Darcy: Q f = k J A (4.16) con: Q f = portata infiltrata [m 3 /s] k= coefficiente di permeabilità [m/s] J = cadente piezometrica [m/m] A f = superficie netta d infiltrazione considerata La valutazione del volume statico filtrante è stata condotta sulla base di determinate ipotesi: - la cadente piezometrica J è posta unitaria, in quanto si suppone che la superficie piezometrica della falda sia convenientemente al di sotto del fondo disperdente (vedi relazioni geologiche redatte dalla Dott.ssa Rosanna Lentini) - il valore della permeabilità del terreno, può essere assunto pari a K=10-5 m/s. (vedi relazioni geologiche redatte dalla Dott.ssa Rosanna Lentini) - si considera la sola filtrazione in direzione verticale RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 18

20 - l intervallo temporale Δt è stato posto di poco superiore al tempo di corrivazione dei bacini e considerato pari ad 850 s - il pietrisco, ciottolame caratterizzato da permeabilità K=10-2 m/s posizionato nell intorno della vasca presenta una porosità stimata in incirca 25% avente dimensione 7-8 cm. - la superficie netta d infiltrazione per l intero sistema statico è considerata pari a: A f =ab, (a favor di sicurezza si suppone che l infiltrazione avvenga solo lungo la base del sistema filtrante) Analizzando l intero comparto composto dal sistema di dispersione e dalla vasca di laminazione, si è imposto in sede progettuale secondo quanto espresso dal PTUA, di prelevare dalla vasca di laminazione una portata pari ad 20 l/s*ha, ossia pari a 160 l/s. Sulla scorta di quanto stabilito e per un evento meteorico caratterizzato da un tempo di ritorno T=5 anni, si è pertanto valutato il volume utile necessario all immagazzinamento della portata influente al sistema. Nella tabella posta di seguito, vengono pertanto evidenziati i valori dei parametri conseguenti alle ipotesi formulate: dove: W in rappresentano il volume in ingresso al comparto W out rappresenta il volume in uscita al comparto W max rappresenta il volume da immagazzinare all interno del sistema t crit tempo critico della vasca a t, n t parametri delle curve di possibilità pluviometrica RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 19

21 A area del bacino ϕ coefficiente d afflusso Da quanto evidenziato dalla tabella precedente, si constata che il sistema necessita di un volume utile totale di immagazzinamento valutato pari ad V utile_totale =888,85 m 3 Ipotizzando di dislocare il sistema filtrante costituito dai pozzi perdenti in 7 zone (vedi planimetria allegata), per ognuna delle quali si prevede: Si assume: a=16,00 m b=6,00 m c= 1,5 m (il parametro deriva dalla presenza della falda posta mediamente a 2,00 m dal piano campagna, vedi relazioni geologiche redatte dalla Dott.ssa Rosanna Lentini) Sulla scorta delle considerazioni effettuate è possibile pervenire alla determinazione della capacità totale del sistema statico per ogni pozzo realizzato. RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 20

22 Supponendo di eseguire dei pozzi perdenti caratterizzati da sezione circolare con diametro φ=200 cm, è possibile valutare se il volume di stoccaggio a disposizione soddisfa le reali necessità d invaso per l intera area considerata. In fase progettuale, si suppone pertanto di realizzare per un sistema di immagazzinamento così composto : 1) da una batteria di 14 pozzi per ogni zona, caratterizzati da un altezza utile di 1,5 m 2) da pietrisco collocato nell intorno della batteria di pozzi, in modo tale da costituire un sistema statico di immagazzinamento pari ad 3 V lordo = ,5 = 144m Sulla base delle ipotesi formulate, è possibile stabilire il volume totale d invaso a disposizione V (costituito dal volume proprio del sistema di pozzi con la ut ile totale capacità d immagazzinamento del terreno drenante): 2 Π Φ 3 V 14-pozzi = 1,5 14 = 65,94 m 4 Il volume del dreno è pari a V dreno = a b c V14 = 6 1,5 65,94 = 78, 06 pozzi 16 m Vutile dreno = Vdreno 0,25 = 78,06 0,25 = 19,51 m da cui si ricava che la capacità del singolo blocco vale: V sin golo _ blocco = Vutile dreno + V14 pozzi =,51+ 65,94 = 85, m 3 Pertanto si deduce che il volume immagazzinato dall intero sistema di dispersione vale: V 3 utiletotal e = V sin golo _ blocco 7 = 85,45 m 7 = ,15 m Il volume da assegnare alla vasca di laminazione risulta essere pertanto V vasca_laminazione =888,85-598,18=290,67 m 3 3 RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 21

23 In fase progettuale si prescrive pertanto di realizzare una vasca caratterizzata da un volume pari ad Vasca=300 m Conclusioni Dai dati ricavati nei paragrafi precedenti, vista l entità delle acque meteoriche da defluire, si è deciso di realizzare un sistema di smaltimento/immagazzinamento costituito da delle batterie di pozzi poste in serie, dislocate lungo il tragitto della rete comunicanti con una vasca di laminazione posta nel tratto terminale della stessa. Dalla disposizione planimetrica del nuovo insediamento ed in funzione dell andamento altimetrico dello stesso, si è imposto di riservare la parte del sottosuolo occupato dai parcheggi al posizionamento del sistema di dispersione in modo tale che ogni singolo agglomerato di pozzi presenti le stesse caratteristiche: N.batteria di pozzi N p =14 Altezza utile pozzi h=1,5 m Diametro anello =2,00 m Pietrisco collocato nell intorno della batteria di pozzi dim. a=16,00 m; b=6,00 m altezza del dreno c=1,5 m (minima altezza valutata in funzione della posizione della falda freatica) Come è possibile constatare dalla planimetria allegata al progetto, le aree riservate allo stallo degli elementi di dispersione delle acque meteoriche, risultano essere 7 ed individuate come precedentemente definito nella parte sottostante delle aree assegnate a parcheggio. In ognuna di queste aree si deve provvedere alla realizzazione del sistema di dispersione secondo le dimensioni e caratteristiche definite ai punti sopra. Dai risultati ricavati, si è potuto constatare che il solo RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 22

24 complesso dei pozzi non risulta sufficiente all immagazzinamento del deflusso prodotto dalla superficie scolante. Si rende pertanto necessario realizzare una vasca di laminazione caratterizzata da un volume utile pari ad V utile-vasca =300 m 3 Si prescrive inoltre di realizzare prima dell impianto filtrante opportuno manufatto dissabbiatore per il trattenimento del materiale grossolano in arrivo. Tale relazione evidenzia in sintesi la necessità di scaricare nella pubblica rete delle acque bianche una portata fissata dai limiti del PTUA (20 l/s*ha, ossia pari a 160 l/s). Tale quantità dovrà essere verificata con la rete urbana di smaltimento della zona delle Grezze. Conseguentemente in relazione alla possibilità di scarico di tale quantità, verrà effettuato il dimensionamento dell impianto di sollevamento dalla vasca di laminazione al recapito in via Grezze (da quota 93,00m a quota 101,00 m) e la vasca di laminazione stessa. Schema pozzo perdente Qp Portata in ingresso al dispositivo filtrante Pozzetto disabbiatore per sedimentazione materiale H=1,5 m geotessile materiale drenante Pozzo perdente H=1,5 m Desenzano D/G, li Il tecnico Avanzi ing.gian Pietro RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 23

25 RELAZIONE TECNICA-GIUSTIFICATIVA DEI DIMENSIONAMENTI-PROGRAMMA INTEGRATO D INTERVENTO-PII GREZZE 24