RII PROGETTO ESECUTIVO COMUNE DI BISCEGLIE LAVORI DI COMPLETAMENTO DELLA RETE DI FOGNATURA PLUVIALE. Barletta - Andria - Trani

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1 COMUNE DI BISCEGLIE Barletta - Andria - Trani LAVORI DI COMPLETAMENTO DELLA RETE DI FOGNATURA PLUVIALE PROGETTO ESECUTIVO Elaborato: RII RELAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICA Scala: Data: Luglio 2014 DE VENUTO & ASSOCIATI - Studio di Ingegneria Ing. Giuseppe De Venuto - Ing. Domenico De Venuto Ing. Giovanni De Luca - Ing. Vincenzo Fanelli

2 1. PREMESSA. La presente progettazione è finalizzata al completamento della rete di fognatura pluviale già realizzata e regolarmente funzionante presso il comune di Bisceglie. I tronchi la cui realizzazione è prevista dalla presente progettazione esecutiva costituiscono un completamento del quadro progettuale elaborato in fase di progettazione definitiva. Il progetto definitivo dei lavori di prevedeva, infatti, che il collettore su via Fragata (DN 1600) ricevesse la confluenza di alcuni tronchi di fogna provenienti da corso Umberto, via Plebiscito ed il tratto occidentale di via Fragata. In considerazione delle limitate somme a disposizione tali tronchi erano stati individuati come tratti di fognatura pluviale di progetto esclusi dall appalto, la cui realizzazione era stata rimandata alla disponibilità di finanziamenti successivi o di somme a disposizione dell Amministrazione. Successivamente si illustrano gli aspetti relativi agli studi pluviometrici ed alle verifiche idrauliche..

3 2. DESCRIZIONE DELLE OPERE DA REALIZZARE Il collettore di progetto a realizzarsi parte dall incrocio di via Lecce con via Plebiscito, con una condotta in c.a.v. a sezione circolare DN600, prosegue su via Lecce fino all incrocio con via Fragata, per raggiungere il collettore DN1600 esistente su via Fragata, nel quale confluisce. La rete a realizzarsi complessivamente risulta: Collettore TR1 (P1-P3) sez. circ. DN 600 ml. 277 Collettore su TR2 (P3-P6 ) sez. circ. DN 800 ml. 454 Le condotte, con funzionamento completamente a gravità, sono da realizzarsi con tubazione in c.a.v. interrate sotto sede stradale, complete di pozzetti di ispezione e caditoie di raccolta a griglie carrabili,anche disposte a formare sbarramenti ubicati in posizioni strategiche per lo più in corrispondenza degli incroci. Le acque raccolte sono smaltite presso il recapito finale in acque marino costiere, regolarmente autorizzato dalla Provincia, previo trattamento presso l'impianto, ubicato su via S. Francesco di Paola, esistente e regolarmente funzionante.

4 2. DETERMINAZIONE DEI BACINI SCOLANTI L analisi dello stato di luoghi ha preso in esame gli aspetti principali che costituiscono il contesto che maggiormente influenza l inserimento nel territorio delle opere previste, ovvero l orografia del territorio ed il sistema di fognatura pluviale esistente. Anche se le opere di progetto costituiscono il solo completamento della rete prevista nel progetto definitivo, la progettazione esecutiva non può prescindere dal quadro complessivo della situazione in cui l opera deve inserirsi; si è esaminata l orografia generale del territorio e la fognatura pluviale esistente. L andamento planoaltimetrico e morfologico del territorio ha consentito di suddividere l'area di intervento in sottobacini scolanti di pertinenza e di individuare i bacini tributari del collettore esistente. Coerentemente con quanto indicato in tavola T5 (Individuazione bacini imbriferi) il collettore di progetto è stato suddiviso in tronchi corrispondenti, con indicazione delle sottoaree che individuano, per ciascuni di essi, i contributi di calcolo.

5 3. CALCOLI IDRAULICI DI DIMENSIONAMENTO. 3.1 Verifica idraulica collettore di progetto La descrizione di un fenomeno idraulico all interno di una rete di drenaggio urbano, come ben noto, resta influenzata da una serie di parametri più o meno significativi. La scelta di un modello di simulazione del fenomeno fisico e, quindi di un algoritmo di calcolo affidabile, è strettamente legata alla scelta del progettista di considerare alcuni di questi parametri e trascurarne altri. Il dimensionamento degli spechi delle condotte richiede la valutazione delle massime portate al colmo o portate critiche che si possono verificare nelle varie sezioni con assegnato tempo di ritorno. Per la stima della precipitazione critica del bacino in esame è stata applicata una procedura di analisi regionale, VAPI, che consente la valutazione dell altezza di pioggia anche in bacini non strumentati o comunque in aree dove i dati misurati risultano insufficienti. Nel VAPI si fa riferimento ad un approccio di tipo probabilistico per la valutazione degli estremi idrologici, quindi non esiste un valore massimo assoluto, ma ad ogni valore (di altezza e/o di portata) viene associata una probabilità che si verifichino eventi con valori superiori. In termini probabilistici, nella metodologia VAPI viene adottata una distribuzione di probabilità a doppia componente, la TCEV (Two Component Extreme Value Distribution), che traduce in termini statistici la differente provenienza degli estremi idrologici, interpretando gli eventi massimi annuali come il valore estratto da una miscela di due popolazioni distinte (che avrebbero come massimo annuale due diverse funzioni di probabilità di tipo Gumbel): la prima produce gli eventi massimi ordinari, componente ordinaria, più frequenti e meno intensi in media; la seconda produce gli eventi massimi straordinari, componente straordinaria, meno frequenti e più intensi (Rossi et al. 1984).

6 L area oggetto di intervento ricade nell ambito della zona pluviometrica omogenea zona 5, per la quale la formula che esprime l equazione della curva di possibilità pluviometrica è: Zona 5 x (t,z)= 28.2 t [( z)/3.178] che è funzione della sola quota media del bacino idrografico considerato. Figura 1 - Regione Puglia: zone omogenee al terzo livello. Ai valori così ottenuti vanno applicati i coefficienti moltiplicativi relativamente al fattore di crescita K T (funzione del tempo di ritorno dell evento di progetto, espresso in anni), ed al fattore di riduzione areale K A (funzione della superficie del bacino espressa in Km 2, e della durata dell evento di progetto, espressa in ore). Il valore di K T può essere calcolato, invece, in funzione del tempo di ritorno T attraverso una approssimazione asintotica della curva di crescita (Rossi e Villani, 1995): K T = a+ blnt per la Puglia Centro Meridionale i valori di a e b da adottare sono rispettivamente 0,1599 e 0,5166, mentre per la Puglia Settentrionale 0,5648 e 0,415. Si procede pertanto alla determinazione delle curve di possibilità climatiche al variare del tempo di ritorno. Le curve di possibilità climatiche definite con la metodologia VAPI sono di seguito riportate, in corrispondenza di un tempo di ritorno (T R ) rispettivamente pari a 5, 10, 15, 30, 200 e 500 anni: 5

7 h = D in corrispondenza di T R = 5 anni; h = D in corrispondenza di T R = 10 anni; h = D in corrispondenza di T R = 30 anni; h = D in corrispondenza di T R = 200 anni; h = D in corrispondenza di T R = 500 anni. La figura seguente mostra l elaborazione grafica della curva di possibilità pluviometrica con tempo di ritorno 5 anni, utilizzata per i calcoli di dimensionamento Figura 2 - Curva di possibilità pluviometrica per un tempo di ritorno di 5 anni In particolare per il tempo di ritorno pari a 5 anni la curva di possibilità pluviometrica risulta individuata dall equazione: h = t Individuate le aree tributarie in base all andamento planoaltimetrico e morfologico del territorio, si è individuata una superficie dei bacini scolanti, pari a circa 10,5 ha. Il coefficiente di trasformazione afflussi-deflussi Φ è nella sostanza riconducibile a quattro fattori distinti: - infiltrazione φ 1 - ritardo φ 2 - ritenuta φ 3 - distribuzione piogge φ 4 6

8 Il coefficiente di infiltrazione φ 1 tiene conto del fatto che la superficie sulla quale cade la pioggia non è tutta impermeabile, per cui una parte dell'acqua precipitata si infiltra e quindi prende vie diverse da quelle fognarie. Il coefficiente viene valutato sulla base della media ponderata di fattori di impermeabilità empirici. Tenendo conto che l'area di studio è caratterizzata da una zona urbana ad alta densità abitativa si assume φ 1 pari a 0.9 Il coefficiente di ritardo tiene conto del tempo che intercorre tra l'inizio della pioggia e la formazione del colmo dell'onda di piena nella sezione fognaria considerata e quindi, indirettamente, dei fenomeni di invaso che si verificano all'interno della rete fognaria. Non è facile valutare il valore da assegnare a φ 2. Una stima può essere data con la formula di Bürki: dove A è l`area del bacino scolante (in ettari) ed n un coefficiente funzione della pendenza media secondo quanto riportato nella tabella sottostante. Infatti per n non è stata data una precisa correlazione ma solo tre valori particolari: Tuttavia estrapolando opportunamente i tre valori suddetti è possibile ricavare per n la seguente espressione: n = j j2 dalla quale si ricava l'abaco qui di seguito riportato 7

9 Abaco del coefficiente di ritardo (Bürki modificato) Considerando una pendenza media del bacino pari al 2 si assume il coefficiente φ 2 pari a 0.6. Minore importanza hanno gli altri due coefficienti riduttivi delle piogge, il primo di essi, cioè il φ 3 tiene conto della quantità di acqua meteorica che si invasa in piccole cavità del terreno che incontra sul suo percorso (pozzanghere, laghetti ecc.); il coefficiente φ 4, infine, tiene conto del fatto che ben difficilmente le piogge sono distribuite uniformemente su tutto il bacino. Entrambi questi ultimi due coefficiente, a vantaggio di sicurezza sono stati posti pari a 1. Stimato, dunque, il coefficiente afflussi-deflussi Φ, la trasformazione afflussi-deflussi è stata effettuata tramite la classica equazione del metodo razionale: I A Q = ϕ 360 con I (in mm/ora), l'intensità media oraria; A (in ha) è la superficie interessata dalla pioggia φ coefficiente afflussi-deflussi. 8

10 Per la stima dell'intensità di pioggia si è calcolato il tempo di concentrazione utilizzando una delle formule empiriche proposte nel testo pubblicato dal Centro Studi Deflussi Urbani Sistemi di Fognatura Manuale di Progettazione edizione Hoepli. Il tempo di concentrazione può essere determinato facendo riferimento al percorso idraulico più lungo della rete fino alla sezione di chiusura. In particolare, individuata la rete e i sottobacini relativi a ciascun tronco, il tempo t c è dato dalla somma: t c =t a + t r in cui t a è il tempo di accesso alla rete e relativo al sottobacino drenato dal condotto posto all estremità di monte del percorso idraulico più lungo e t r è il tempo di rete, ovvero il tempo che impiega la massima portata a percorrere la canalizzazione, nelle condizioni di moto uniforme, per giungere alle sezioni di interesse. Il tempo di accesso della rete, solitamente compreso entro l'intervallo 5-15 minuti, è sempre stato di incerta determinazione, variando con la pendenza media del bacino, della natura dello stesso e il livello di realizzazione dei drenaggi minori, nonché dell altezza della pioggia precedente l evento critico di progetto. Nel presente caso è stato assunto pari a 15 minuti. Per il calcolo di dimensionamento degli spechi si ipotizza che il grado di riempimento della condotta non superi l 80%, al fine di consentire la ventilazione superficiale della corrente liquida e garantire un adeguato franco di sicurezza. Esso viene eseguito facendo riferimento, nell ipotesi di moto uniforme, alla formula di Chezy: Q= χa Ri nella quale Q [m 3 /s] è la portata, R [m] il raggio idraulico, definito dal rapporto tra l area bagnata A [m 2 ] ed il perimetro bagnato P [m], i la pendenza, dove χ [m1/2s-1] è il coefficiente di scabrezza, calcolato con la formula di Gauckler-Strickler χ = cr 1/ 6 9

11 dove c si è assunto pari a 80, valore tipico per tubi in servizio in cemento ordinario. I tronchi di fogna sono stati dimensionati con le metodologie anzi esposte, adottando sezioni circolari di diametro compreso tra Φ 600 e Φ 800, opportunamente dettagliati in tabella. Si riportano in allegato i risultati della verifica idraulica della rete di progetto. Sup. (ha) Tc (sec) DN (m) pendenza % W% Q (mc/s) Vel (m/s) TR , % 0,357 1,77 TR , % 0,868 2,19 Tabella 1 - verifica dei collettori 3.2 Verifica della stazione di trattamento acque meteoriche esistente A valle del collettore è già presente e regolarmente funzionante una vasca di prima pioggia, ove vengono trattate le acque di dilavamento del bacino individuato e le impurità in esse trasportate, dalla quale le acque in eccesso o già chiarificate vengono convogliate verso lo smaltimento finale a mare mediante l emissario di progetto. Il dimensionamento della vasca di prima pioggia è stato condotto, all'epoca della realizzazione delle opere, sulla base delle indicazioni imposte dall'allora vigente Stralcio di Piano Direttore approvato con Decreto Commissario Delegato Emergenza Ambientale n. 191 pubblicato sul BURP n.80/ In tale documento si individuavano quali Acque di prima pioggia le prime acque meteoriche di dilavamento fino ad una altezza di precipitazione di 5 millimetri, relative ad ogni evento meteorico preceduto da almeno 48 h di tempo asciutto, uniformemente distribuite sull intera superficie scolante, intendendosi per Acque meteoriche di dilavamento le sole acque di pioggia che precipitano su superfici impermeabilizzate scolanti afferenti allo scarico. 10

12 La superficie di calcolo considerata, in fase di dimensionamento delle opere, per la determinazione del volume di prima pioggia è stata valutata sommando tutte le superfici dei bacini scolanti afferenti alla rete di fognatura bianca di progetto; la suddetta superficie comprendeva anche i sottobacini afferenti ai tronchi in seguito stralciati (circa 10,5 ha), per una superficie totale di circa 132,00 ha. Del resto è da sottolineare che il successivo Regolamento della Regione Puglia n. 26 del 09/12/2013 Disciplina delle acque meteoriche di dilavamento e di prima pioggia (attuazione dell art. 113 del D.Lgs. n. 152/2006 ed ss.mm.ii., per bacini di superficie superiore a 5 ha consente di considerare un'altezza media di pioggia uniformemente distribuita pari a 2.5 mm, al posto dei 5 mm indicati dal Piano Direttore. E' pertanto evidente come la verifica risulti soddisfatta anche alla luce del nuovo Regolamento. 11