V ALERIO MILANO ACQUEDOTTI. Guida alla progettazione EDITORE ULRICO HOEPLI MILANO

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1 .l V ALERIO MILANO ACQUEDOTTI Guida alla progettazione EDITORE ULRICO HOEPLI MILANO

2 Indice Prefazione l I fabbisogni idropotabili l l. l Generalità sugli acquedotti l 1.2 Generalità sulla domanda idropotabile l 1.3 l fabbisogni idrici di un centro abitato I vari tipi di 1,1tenze Le perdite e gli sprechi d'acqua l fabbisogni idrici delle varie utenze La dotazione idrica per abitante 7 La previsione della popolazione futura 11 K La legge di crescita aritmetica La legge dell'interesse composto La legge di crescita geometrica La legge di crescita logistica Fabbisogni idrici della popolazione non residente Le variazioni di consumo Le variazioni di consumo nell'arco de!panno Le variazioni di consumo nel corso del mese Le variazioni di consumo nell'arco del giorno Considerazioni sulle variazioni di consumo 23 Y(.7 Capacità di compenso dei serbatoi e delle vasche di accumulo in genere Capacità di compenso dei serbatoi urbani Dati riassuntivi relativi ai consumi e alla capacità di compenso dei serbatoi 30 Bibliografia 32 2 La qualità delle acque per uso potabile Generalità Caratteri fisici e organolettici Caratteristiche chimiche Le sostanze organiche contenute nell'acqua Le sostanze tossiche Le sostanze radioattive L'aggressività dell'acqua 42

3 2.8 Caratteri batteriologici Giudizio di potabilità di un'acqua Le fonti di approvvigionamento Le acque meteoriche Le acque superficiali Le acque sotterranee Norme di carattere igienico per la derivazione, il trasporto e la distribuzione delfacqua potabile Gli standard delle acque potabili Cenni sulla potabilizzazione delle acque Generalità I vari tipi di trattamento delle acque 2.14 Trattamenti fisici 2.15 Trattamenti chimici 2.16 Altri trattamenti Bibliografia Le acque di approvvigionamento per uso potabile e.j.e..,pp~re..d.i C;:'lptazione... _.. Le fonti convenzionali di approvvigionamento idrico Le acque sotterranee Le sorgenti La classificazione delle sorgenti Lo studio delle sorgenti Opere di presa delle sorgenti Le acque di falda La presenza dell'acqua nel sottosuolo L'infiltrazione dell'acqua nel suolo L'alimentazione e lo scarico delle falde Il bilancio idrologico La ricarica delle falde idriche I prelievi d'acqua dalle falde 3.4.7_ Brevi richiami sui moti di filtrazione Studi e indagini per l 'utilizzazione delle falde Prese dalla falda superficiale Le gallerie filtranti Pozzi ordinari Prese da falde profonde La tecnica di perforazione a percussione Le tecniche di perforazione a rotazione Caratteristiche principali delle tecniche di perforazione descritte

4 Il completamento dei pozzi e la tubazione di rivestimento definitivo Penetrazione di un pozzo nell'acquifero e percentuale di parete filtrante I fil tri I dreni o prefiltri 3.14 Lo sviluppo dei pozzi 3.15 Riattivazione dei pozzi 3.16 Prove di pompaggio dai pozzi Le pompe adoperate 3.17 Sistemi di pozzi 3.18 Opere di presa da acque superficiali Bibliografia x Le tubazioni per acquedotto <4.4 (g) 4.9 Premesse Le normati ve esistenti I vari tipi di tubazione Thbazioni di ghisa I tubi di ghisa sferoidale Rivestimenti dei tubi di ghisa Giunzioni dei tubi di ghisa Pezzi speciali per le tubazioni in ghisa Posa in opera dei tubi in ghisa Le tubazioni di acciaio Rivestimenti dei tubi d'acciaio Giunti delle tubazioni d'acciaio Pezzi speciali e posa in opera delle tubazioni d'acciaio La corrosione e la protezione delle tubazioni metalliche Protezione delle condotte d'acciaio dalla corrosione La protezione attiva o catodica La protezione dalla corrosione dei tubi di ghisa Le tubazioni cementizie I tubi in cemento armato semplice Esemplificazione numerica I tubi di cemento armato precompresso Tubi di cemento armato con incorporato un tubo metallico molto sottile (tubi Bonna) Giunti dei tubi in c.a., in c.a.p. e dei tubi Bonna Prove per i tubi in c.a. e in c.a.p Pezzi speciali e posa in opera dei tubi in c.a. e c.a.p Vantaggi e svantaggi dei tubi in c.a. e c.a.p. I tubi di cemento ainianto rl«ì

5 4.9.1 Norme per la fabbricazione dei tubi di cemento amianto Giunti e raccordi per le t ubazioni di cemento amianto I tubi di materiale plastico 179 (fl} Tubazioni di policloruro di vinile (PVC) Prove in stabilimento per i tubi di PVC l giunti dei tubi di PVC (i8'9) 4.12 Tubi di polietilene a bassa densità (PEBD) ls9' 4.13 Tubi di polietilene ad alta densità (PEAD) Giunti dei tubi di polietilene ad alta e a bassa densità 195) Tubi di polipropilene 197 (4~ Tubi di vetro~esina (PRFV) Giunti dei tubi di 4.16 Tubazioni di altri materiali Calcoli statid delle tubazioni Le azioni sulle tubazioni interrate La.teoria di De Saedeleer Verifica alle massime tensioni ammissibili Verifica all'ovalizzazione della tubazione Verifica all'instabilità elastica per depressione interna 234 Esemplificazione numerica 235 Bibliografia :!J Dimensionamento delle condotte esterne di adduzione Formule di validità generale per il calcolo della resistenza al moto delle tubazioni Formule pratiche Formule del primo tipo (regime assolutamente turbolento) Formule del secondo tipo (regime di transizione) Formule relative ai tubi idraulicamente lisci Le perdite di carico nelle tubazioni in servizio Dimensionamento economico del sistema condotta adduttrice a gravità-serbatoio di compenso Problemi di verifica delle reti dì adduzione ramificate Verifica delle reti funzionanti a gravità Esemplificazione numerica Verifica delle reti ramificate di tipo più complesso Verifica delle condotte a sollevamento meccanico Caso di più pompe o di più condotte in serie, o in parallelo o in serie-parallelo Determinazione della caratteristica interna (H - Q)i 5~ Pompe in serie

6 5~ Pompe in parallelo Pompe in serie-parallelo Determinazione deua caratteristica esterna (H - Q)e relativa a un sistema di condotte Punto di funzionamento di un sistema costituito da più pompe e da più t ronchi di tubazione comunque disposti Verifica delle reti adduttrici ramificate, con tratti funzionanti a gravità e tratti a sollevamento meccanico 268 Esemplificazione numerica Problemi di progetto delle reti di adduzione ramificate funzionanti a gravità Determinazione dell'equazione di economia per una condot ta adduttrice costituita da più tratti e priva di derivazioni o con derivazioni di lunghezza trascurabile Determinazione delle curve e delle equazioni di costo delle tubazioni Applicazione dell'equazione di economia a una condotta adduttrice priva di derivazioni o con derivazioni di lunghezza trascurabile 278 Esemplificazione numerica Equazione di economia in un nodo con n condotte in arrivo e m condotte in partenza, di diversi materiali Determinazione dei diametri per una rete di adduzione ramificata 282 Esemplificazione numerica Risoluzione analitica dei problemi di progetto delle reti di adduzione a gravità ramificate 285 Esemplificazione numerica Risoluzione dei problemi di progetto delle reti di adduzione a gravità ramificate di tipo più complesso Risoluzione analitica diretta per una condotta adduttrice maestra di un unico materiale, con tratti a portata diversa Soluzione delle reti a gravità aperte adoperando i diametri delle normali serie di produzione Dimensionamento delle condotte a sollevamento meccanico Determinazione della pendenza piezometrica di massima economia delle condotte a sollevamento meccanico Dimensionamento economico del sistema condotta adduttrice a sollevamento meccanico-serbatoio di compenso Opportunità di inserire degli impianti di sollevamento o di produzione di energia in condotte che potrebbero funzionare a gravità Problemi di progetto delle reti di adduzione ramificate, quando sono presenti in alcuni tratti impianti di sollevamento meccanico o di produzione di energia 306 l 0 Esempio numerico 2 Esempio numerico

7 5.23 Problemi di economia globale del complesso costituito da reti di adduzione ramificate e dai serbatoio di compenso Adattamenti delle soluzioni economiche determinate alle realizzazioni pratiche Bibliografia 6 Apparecchiature installate lungo le tubazioni -' 6.1 Premesse 6.2 La presenza dell'aria nelle condotte in pressione 6.3 Gli sfiati e gli scarichi 6.4 Le bocche di introduzione 6.5 Le valvole riduttrigi o regolatrici di pressione I vari tipi di valvole riduttrici 6.6 Le valvole di intercettazione e di regolazione Le valvole a saracinesca Le valvole a farfalla Le valvole di regolazione a fuso Altri tipi di valvole e di apparecchiature speciali Le valvole di ritegno (o unidirezionali o di non ritorno) Le valvole di fondo Le valvole di efflusso a galleggiante I filtri di presa Le valvole automatiche di interruzione del flusso Le valvole!imitatrici di portata Altri tipi di valvole; le valvole plurifunzione I misuratori di portata I misuratori a pressione differenziale I venturimetri I diaframmi e i boccagli I misuratori dì portata elettromagnetici I contatori Altri strumenti di misura I giuriti di dilatazione e di smontaggio I giunti.a flange universali I pozzetti Le derivazioni e i partitori in pressione e a pelo libero I partitori in pressione I partitori a pelo libero I nodi in cui convergono più tubazioni 367 Bibliografia 368

8 ' (V. Problemi di progetto delle condotte di adduzione e crit er i di scelta del tracciato Indicazioni preliminari per la scelta del tracciato Il progetto di massima e il progetto esecutivo La scelta dei tipi di tubazione La posa in opera delle tubazioni Posa in opera in trincea Prove in corso d 'opera e di collaudo Altri tipi di posa in opera Il riscaldamento dell'acqua nelle tubazioni interrate Regime termico nel terreno al variare della profondità Scambio termico tra l'acqua contenuta nella tubazione e il terreno circostante 391 Esemplificazione numerica Tubazioni con bassa conduttività termica ed elevato spessore 393 Bibliografia Le op ere d'arte degli acquedotti 39~ 8.1 Premesse Gli attraversamenti Attraversamenti di corsi d'acqua e canali in genere Attraversamenti subacquei Attraversamenti aerei Attraversamenti stradali Attraversamenti di linee ferroviarie Attraversamenti interrati Attraversamenti superiori Attraversamenti inferiori Attraversamenti in cunicolo Parallelismi Caratteristiche tecniche e sistemi di prova delle condotte in opera Tubo di protezione Attraversamenti di terreni franosi o paludosi 416 Bibliogr;:~.fia 417 G li ancoraggi e le mura ture d ~ contrasto delle tub~ioni Premesse Blocchi di ancoraggio per le tubazioni interrate Curve che si trovano su un piano orizzontale 421

9 9.2.2 Curve che si trovano su un piano verticale Curve con deviazioni plano-altimetriche Spinte in corrispondenza di altri punti singolari e dj apparecchiature speciali Estremità delle tubazioni Variazioni di diametro Diramazioni Valvole riduttrici o regolatrici dei carichi Nodo generico Ancoraggi dei tratti rettilinei delle tubazioni interrate a forte pendenza Blocchi di ancoraggio per posa in opera. in cunicolo o in galleria Tubazione munita di giunti di dilatazione Tubazione priva di giunti di dilatazione Tubazione rettilinea con forte pendenza. posata in cunicolo Collegamenti tra tubazioni e blocchi di ancoraggio 442 Bibliografia 446 fò' I fenomeni di moto vario e gli impianti di sollevamento 447 ''-.,/ 10.1 Premesse Colpo d'ariete nelle condotte a gravità Manovre di chiusura Manovre di apertura La formula di Micheaud Massime oscillazioni di carico lungo la tubazione Altri problemi inerenti il colpo d'ariete nelle condotte a gravità Contenimento delle massime sovrappressioni da colpo d'ariete nelle condotte a gravità entro limiti prefissati 455 Esemplificazione numerica Il colpo d'ariete nelle condotte a sollevamento meccanico 456 Esemplificazione Dispositivi di attenuazione del colpo d'ariete nelle condotte a sollevamento Le camere d'aria 458 Esemplificazione numerica I volani 466 Esemplificazione numerica Generalità sugli impianti di 10.6 Scelta del tipo di pompa Determinazione della massima altezza. di aspirazione di una pompa Tubazioni e apparecchiature idrauliche,,,_ 481 Bibliografia 482

10 l Le ret i di d istribuzione urbana Premesse I vari tipi di rete di distribuzione Caratteristiche generali delle reti di distribuzione Classificazione e diametri delle tubazioni Suddivisione del centro abitato in zone servite da reti indipendenti Le condizioni di servizio da rispettare Tipi di tubazione delle reti di distribuzione Determinazione della portata equivalente di una tubazione, in base alle condizioni di erogazione Le reti di distribuzione di tipo aperto o ramificato Problemi di progetto delle reti di tipo aperto o ramificate Progetto delle reti ramificate alimentate da un solo estremo 507 Esemplificazione numerica Progetto delle reti ramificate con alimentazione dalle due estremità Dimensionamento di massima delle reti alimentate dalle due estremità Progetto delle reti ad arteria. alimentate dalle due estremità., considerando anche le condotte secondarie Problemi di verifica delle reti ramificate Problemi di verifica delle reti ramificate alimentate da un solo estremo (reti con serbatoio di testata) Verifica nel caso in cui si può alimentare la rete con la portata massima richiesta 518 Esemplificazione numerica Verifica nel caso in cui non si può alimentare la rete con la portata Qh Verifica. delle reti ramificate alimentate dai due lati Verifica nel caso in cui è possibile alimentare la rete con la portata Qh Verifica nel caso in cui non è possibile alimentare la rete con la portata Qh 527 Esemplificazione numerica OOi di tipo misto aventi una sola maglia (reti ad anello principale) 531 Esemplificazione numerica Progetto delle reti ad anello principale nel caso di serbatoio posto a notevole distanza dal centro urbano Verifica delle reti ad anello principale Le reti a maglie multiple e di tipo misto Problemi di verifica per le reti di tipo chiuso Il metodo del bilanciamento dei carichi di H. Cross 543

11 Il metodo del bilanciamento delle portate di H. Cross 545 Esemplificazione numerica Problemi di verifica per le reti di tipo misto Problemi di verifica per le reti di tipo chiuso o misto, _ con tratti che fanno servizio lungo il percorso Problemi di progetto per le reti di tipo chiuso e di tipo misto Metodi di risoluzione Metodi di risoluzione mediante successive verifiche Metodi di risoluzione mediante l'introduzione di vincoli idraulici che rendono determinato il problema Ricerca di una soluzione non molto discosta da quella più economica Estensione dei metodi di riso! uzione esposti alle reti di tipo misto 559 Esemplificazione numerica Schematizzazione delle reti di tipo chiuso e di tipo mi~to come reti con anello principale Altri tipi di reti di distribuzione Apparecchiature ed esercizio delle reti di distribuzione Le prese per le utenze Gli idranti antincendio 571 Bibliografia 571 p I serbatoi 12.1 Generalità sui serbatoi 12.2 I serbatoi urbani 12.3 La capacità dei serbatoi La capacità di compenso La capacità di riserva La capacità per il servizio antincendio La capacità complessiva dei serbatoi 12.4 Tipologie e particolari costruttivi dei serbatoi 12.5 Le canere di manovra e l'equipaggiamento idraulico La tubazione di aumentazione La tubazione di presa Sfioratori di superficie Lo scarico di fondo Apparecchiature di misura e controllo I serbatoi interratl e seminterrati 12.7 I serbatoi pensili Bibliografia

12 13 I sistemi di telecontrollo e la r iabilitazione delle reti I sistemi di telecontrollo degli impianti idrici Le perdite degli acquedotti Metodi adottati per contenere le perdite Ricerca dei punti in cui si verificano le perdite Metodo dell'analisi dei consumi Localizzazione puntuale delle perdite La riabilitazione delle tubazioni Test per conoscere lo stato di conservazione delle tubazioni Sistemi di pulizia Sistemi di riabilitazione Sistemi di ripristino del rivestimento interno Interventi di riabilitazione completa Rivestimento con guaine aderenti alla parete del tubo (inverted pipe lining) Rivestimento con guaine senza adesivo Inserimento di una nuova tubazione all'interno di quella da riabilitare (sliplining) Interventi di sostituzione delle vecchie tubazioni senza effettuare scavi a cielo aperto La riabilitazione dei giunti 627 Bibliografia 628 Appendice 631