INTERVENTI URGENTI PER LA SICUREZZA E PER IL RIPRISTINO DI INFRASTRUTTURE PER OPERE PUBBLICHE DANNEGGIATE DALL'ALLUVIONE DEL NOVEMBRE 2013

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1 COMUNE DI SOLARUSSA INTERVENTI URGENTI PER LA SICUREZZA E PER IL RIPRISTINO DI INFRASTRUTTURE PER OPERE PUBBLICHE DANNEGGIATE DALL'ALLUVIONE DEL NOVEMBRE 2013 PROGETTO DEFINITIVO ALL. C RELAZIONE IDROLOGICO-IDRAULICA PROGETTAZIONE: TEC MED INGEGNERIA S.r.l. Sede legale: via Marche, CAGLIARI tel./fax mail: info@tecmedingegneria.it GEOLOGIA: dott. geol. Giacomo DEIANA ORDINE DEI GEOLOGI DELLA SARDEGNA N. 655 COMMESSA TEC039/2015 PROGETTISTI: dott. ing. Giovanni OGGIANO Direttore Tecnico Tec Med S.r.l. ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N dott. ing. Carlo PISANU ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI ORISTANO N. 420 dott. ing. Stefano PONTI Direttore Tecnico Tec Med S.r.l. ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N dott. ing. Maurizio SASSU ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N dott. ing. Emanuele TENDAS ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N Cagliari, 25 novembre 2015

2 INDICE 1. PREMESSA DATI IDROLOGICI CALCOLO DELLA PORTATA DA SMALTIRE Zona sponda destra del canale Zona sponda sinistra del canale DIMENSIONAMENTO DELLE CONDOTTE DI SCARICO Via Carbonia lato destro Via Carbonia lato sinistro pag 1 di 12

3 1. PREMESSA Come descritto nella relazione tecnico-illustrativa (All. A) il presente progetto prevede la realizzazione del sistema di smaltimento delle acque meteoriche della parte Ovest del centro abitato di Solarussa. Attualmente le acque vengono smaltite solo parzialmente e all interno del canale che attraversa il centro abitato da Nord a Sud. Questo comporta un carico sul canale già sottodimensionato che, in caso di eventi eccezionali, risulta ulteriormente caricato aumentando i rischi di esondazione come accaduto nell alluvione del novembre Di concerto con l Amministrazione si è provveduto a progettare un sistema di smaltimento che porta le acque meteoriche fuori dal centro abitato riducendo le portate di afflusso nel canale e traslando le medesime più a valle. Il progetto prevede anche la realizzazione di due brevi tratti di smaltimento delle acque nere. Il primo intercetta la condotta fognaria che si trova in via Stazione, che attualmente attraversa il canale tombato creando un ulteriore intralcio al deflusso delle acque, e la connette al nuovo collettore fognario che si trova alla destra del canale tombato diretta verso il nuovo impianto di sollevamento. Il secondo riguarda il rifacimento del tratto che collega via Carbonia con via Gramsci e via Roma. Questo tratto attualmente esiste solo in parte e soprattutto, a causa delle pendenze, non riesce a smaltire le portate che per alcuni tratti vengono smaltite nel canale tombato causando cattivi odori soprattutto nei periodi di siccità. A tal fine è stato previsto un sistema di sollevamento che garantisca il regolare deflusso delle acque. Di seguito è riportato il calcolo idraulico per l individuazione delle portate poste alla base del dimensionamento delle opere in progetto. pag 2 di 12

4 2. DATI IDROLOGICI Per la valutazione degli eventi di pioggia che insistono sul piano stradale e sulle coperture delle abitazioni (che scaricano prevalentemente sulla superficie stradale) nelle diverse zone prese in esame si è partiti dalle curve di possibilità pluviometrica basate sul modello TCEV, elaborato da prof. E. Piga e prof. R. Deidda dell Università di Cagliari, che permette di calcolare gli eventi estremi di piogge brevi ed intense. La curva di possibilità pluviometrica assume la forma: h T a t n μ( ) K T ( ) nella quale h T è l altezza di precipitazione legata al tempo di ritorno T, t è la durata in ore, a e n sono due parametri il cui valore dipende dalle caratteristiche pluviometriche della zona, μ( ) è la pioggia indice di durata (ovvero la media dei massimi annui delle piogge di durata ) e ( ) è un coefficiente di crescita. Il valore di questi ultimi due termini è dato dalle seguenti relazioni: K T μ( ) K a 1 ( ) T a 2 n1 n 2 nelle quali i coefficienti a 1, e n 1 si possono determinare in funzione della pioggia indice giornaliera μ( ), mentre a 2 e n 2 si determinano in base al tempo di ritorno (T) e alla durata della pioggia come espresso nelle seguenti relazioni: n1 a1 μg/( n Log ) 10 (μ a Log10(T) -4 n Log10(T) g ) 2 Le relazioni di a 2 e n 2 sono valide per tempi di ritorno minori o uguali a 10 anni, per durate di pioggia inferiori a 60 minuti e per la sottozona omogenea n 1 relativa alla zona di Solarussa. pag 3 di 12

5 Il valore di μ( ) si legge dalla carta delle isoiete e per Solarussa vale 45 mm. Il tempo di ritorno (T) utilizzato per il dimensionamento fognario è di 7 anni mentre la durata di pioggia è stata posta uguale a 10 minuti. Utilizzando i dati raccolti si ottiene: a 1 = a 2 = 1, n 1 = n 2 = E ora quindi possibile stabilire l altezza di pioggia come: h T a t n ( n1 n2) μ( ) K ( ) a a 16.7 mm T 1 2 per cui l intensità corrispondente é: I = mm/ora I valori di a (dato dal prodotto di a 1 e a 2 ) e n (dato dalla somma di n 1 e n 2 ) sono necessari per il calcolo della portata che defluisce nella rete fognaria. 3. CALCOLO DELLA PORTATA DA SMALTIRE Per il dimensionamento delle acque meteoriche l abitato è stato diviso in due zone, la parte del centro abitato a Ovest del canale tombato, sponda destra, e la parte Est del centro abitato, sponda sinistra del canale tombato. 3.1 Zona sponda destra del canale La condotta di smaltimento delle acque meteoriche che si trova nella sponda destra del canale, ed interseca le acque scolanti della zona Ovest del centro abitato, ha una lunghezza di 544 m. Le strade interessate sono via Carbonia (lato destro del canale), un tratto di via Gramsci, il tratto terminale di pag 4 di 12

6 via Roma e il tratto terminale della S.P. per Simaxis, da via Sauro a via Roma. Per il calcolo sono stati individuati 5 sottobacini che sono serviti a dimensionare i diametri dei diversi tratti di condotta. Nel dettaglio le condotte dei 5 sottobacini hanno le seguenti caratteristiche: tratto L1-L2 L = 59 m D = 400 mm i = tratto L2-L3 L = 46 m D = 600 mm i = tratto L3-L4 L = 350 m D = 800 mm i = tratto L4-L5 L = 350 m D = 800 mm i = tratto L6-L5 L = 66 m D = 400 mm i = m/m Le portate per i tratti individuati sono state valutate, a partire dall estensione e dalla pendenza media dei bacini urbani a monte, con il metodo dell invaso nella versione elaborata da G. Fantoli e U. Puppini, secondo cui risultano essere date dal prodotto tra un coefficiente udometrico (u) e la superficie del bacino (A). Il metodo dell invaso tratta il problema del moto vario in modo semplificato: assegnando all equazione del moto la forma del moto uniforme e assumendo al posto dell equazione di continuità delle correnti unidimensionali la cosiddetta equazione dei serbatoi, simulando concettualmente l effetto dell invaso. La formula utilizzata è data dalla relazione seguente: 2168 n q u A o ( w 1 no 1 a) 1 1 no A 10 7 in cui: u coefficiente udometrico (m s -1 ) A superficie bacino (m 2 ) n o n φ 1 a w 4/3 n esponente della curva di possibilità pluviometrica coefficiente di afflusso relativo alla pioggia di un ora fattore della curva di possibilità pluviometrica volume d invaso per unità di superficie (m 2 /m) pag 5 di 12

7 Il volume d invaso per unità di superficie è dato dalla relazione: w 2 π D 4 b in cui: D b diametro medio del collettore (m) larghezza media della fascia di bacino drenata (m) La formula del Fantoli permette di calcolare la portata convogliata mediante l utilizzo di un procedimento iterativo. Più semplicemente, facendo sistema con la formula di Manning, che dà la portata convogliata in condizione di moto uniforme, si possono ricavare le due incognite, q e D: 8 3 D q 4 π C i formula di Manning 4 Sono stati individuati i cinque bacini a monte della rete fognaria in progetto, dei quali sono stati determinati i contributi di portata, scegliendo un valore pari a 60 m 1/3 /s per la scabrezza (C) utilizzata nella formula di Manning. Le aree (A i ) e le larghezze medie della fascia drenata (b i ) per i cinque sottobacini sono: 1. A 1 = 1440 m 2 ; b 1 = m 2. A 2 = m 2 ; b 2 = m 3. A 3 = 9700 m 2 ; b 3 = m 4. A 4 = m 2 ; b 4 = m 5. A 5 = 3000 m 2 ; b 5 = m Si ottengono così le tre portate: Q A1 = m 3 /s Q A2 = m 3 /s Q A3 = m 3 /s pag 6 di 12

8 Q A4 = m 3 /s Q A5 = m 3 /s Le portate poste, cautelativamente, alla base del dimensionamento delle condotte di scarico dell impianto di smaltimento delle acque meteoriche delle vie in oggetto saranno dunque: 1. Q A1 per il tratto L1-L2 2. Q A1 +Q A2 per il tratto L2-L3 3. Q A1 +Q A2 +Q A3 per il tratto L3-L4 4. Q A1 +Q A2 +Q A3 +Q A4 per il tratto L5-L4 5. Q A5 per il tratto L6-L5 3.2 Zona sponda sinistra del canale La condotta di smaltimento delle acque meteoriche che si trova nella sponda sinistra del canale, ed interseca le acque scolanti della zona Est del centro abitato, ha una lunghezza di 506 m ed è divisa in due tratti di 419 e 87 m. La suddivisione in due condotte si è resa necessaria a causa della presenza di una rete di smaltimento delle acque nere che non permetteva di unire le due condotte in un unico collettore fognario. Le strade interessate sono via Carbonia (lato sinistro del canale) dai campetti da tennis a via della Stazione. A partire da via della Stazione i due collettori confluiscono in una condotta che, attraversata via della Stazione convoglia ad un manufatto, sifone, per poi defluire dopo 100 metri circa nel canale tombato a Sud del centro abitato. Per il calcolo sono stati individuati 4 sottobacini che sono serviti a dimensionare i diametri dei diversi tratti di condotta. Nel dettaglio le condotte dei 4 sottobacini hanno le seguenti caratteristiche: tratto L1-L2 L = 68 m D = 600 mm i = tratto L2-L3 L = 234 m D = 800 mm i = tratto L3-L4 L = 117 m D = 800 mm i = tratto L5-L4 L = 87 m D = 1000 mm i = tratto L5-L6 L = 20 m D = 1500 mm i = La portata è stata valutata ancora con il metodo Puppini-Fantoli, adottando sempre un valore di C (scabrezza di Manning) pari a 60 m 1/3 /s. Le aree (A i ) e le larghezze medie della fascia drenata (b i ) per i quattro sottobacini sono: pag 7 di 12

9 1. A 1 = 9334 m 2 ; b 1 = m 2. A 2 = 8860 m 2 ; b 2 = m 3. A 3 = m 2 ; b 3 = m 4. A 4 = 3236 m 2 ; b 4 = m Si ottengono così le tre portate: Q A1 = m 3 /s Q A2 = m 3 /s Q A3 = m 3 /s Q A4 = m 3 /s Le portate poste, cautelativamente, alla base del dimensionamento delle condotte di scarico dell impianto di smaltimento delle acque meteoriche delle vie in oggetto saranno dunque: 1. Q A1 per il tratto L1-L2 2. Q A1 +Q A2 per il tratto L2-L3 3. Q A1 +Q A2 +Q A3 per il tratto L3-L4 4. Q condotta da 1000 esistente per il tratto L5-L4 5. Q A1 +Q A2 +Q A3 +Q condotte da 1000 esistenti per il tratto L5-L6 4. DIMENSIONAMENTO DELLE CONDOTTE DI SCARICO Per il dimensionamento delle condotte di scarico è stata utilizzata la formulazione di Chézy, per le correnti a pelo libero, adatta al caso preso in esame: q R i in cui: area della sezione bagnata (m 2 ); coefficiente di Chézy; pag 8 di 12

10 R i raggio idraulico (m) dato da /c, con c contorno bagnato; pendenza della condotta. Il coefficiente di Chézy è dato dalla relazione seguente: 87 1 R in cui: coefficiente di scabrezza di Bazin, posto pari a 0.16; R raggio idraulico. Il calcolo ha portato al dimensionamento idraulico delle condotte di scarico in progetto, i cui risultati sono mostrati nei paragrafi seguenti. 4.1 Via Carbonia lato destro 1. Tratto L(1-2) 400 mm Portata (Q A1 ) m 3 /s Pendenza (i 1 ) 279 mm Fattore di riempimento % 0.78 m/s 2. Tratto L(2-3) 600 mm Portata (Q A1 +Q A2 ) m 3 /s Pendenza (i 2 ) 333 mm pag 9 di 12

11 Fattore di riempimento % 1.24 m/s 3. Tratto L(3-4) 600 mm Portata (Q A1 +Q A2 +Q A3 ) m 3 /s Pendenza (i 3 ) 263 mm Fattore di riempimento % 1.37 m/s 4. Tratto L(4-5) 600 mm Portata (Q A1 +Q A2 +Q A3 +Q A4 ) m 3 /s Pendenza (i 4 ) 170 mm Fattore di riempimento % 1.46 m/s 5. Tratto L(6-5) 400 mm Portata (Q A5 ) m 3 /s Pendenza (i 5 ) m/m 281 mm Fattore di riempimento % 0.99 m/s 4.2 Via Carbonia lato sinistro 1. Tratto L(1-2) 600 mm Portata (Q A1 ) m 3 /s Pendenza (i 1 ) pag 10 di 12

12 111 mm Fattore di riempimento % 1.48 m/s 2. Tratto L(2-3) 800 mm Portata (Q A1 +Q A2 ) m 3 /s Pendenza (i 2 ) 296 mm Fattore di riempimento % 1.70 m/s 3. Tratto L(3-4) 800 mm Portata (Q A1 +Q A2 +Q A3 ) m 3 /s Pendenza (i 3 ) 182 mm Fattore di riempimento % 1.77 m/s 4. Tratto che sfocia direttamente nel pozzetto terminale 800 mm Portata (Q A1 +Q A2 +Q A3 +Q A4 ) m 3 /s Pendenza (i 4 ) 170 mm Fattore di riempimento % 1.46 m/s 5. Tratto L(5-4) Si tratta del prolungamento della condotta esistente che costeggia il campo da calcio. 6. Tratto L(4-6) Attraversamento via Stazione 1500 mm pag 11 di 12

13 Portata m 3 /s Pendenza (i 5 ) 769 mm Fattore di riempimento % 2.29 m/s 7. Tratto L(6-7) dal sifone al canale tombato 1500 mm Portata (Q TUTTE ) m 3 /s Pendenza (i 6 ) 595 mm Fattore di riempimento % 2.47 m/s pag 12 di 12