RELAZIONE IDRAULICA 1. Generalità

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2 RELAZIONE IDRAULICA 1. Generalità Oggetto della presente relazione è il dimensionamento delle rete di fognatura delle acque bianche proveniente dalla realizzazione di un nuovo piazzale all interno del Presidio Regionale di Protezione Civile in Comune di Alessandria. Il recapito finale, visto le condizioni orografiche, sarà il corpo idrico denominato Rio Giardinetto posta sul confine ad EST della proprietà. Il dimensionamento e la relativa verifica idraulica prevedono, in primis, la conoscenza dei dati pluviometrici della zona, il calcolo della portata pluviale

3 mediante formule di trasformazione afflussi-deflussi, la scelta del tipo di tubazione ed infine il calcolo del diametro delle tubazioni con la pendenza necessaria per il corretto allontanamento delle acque. 2. Analisi pluviometrica Non essendo disponibili dati pluviometrici puntuali si è proceduto con metodi probabilistici di cui alla Direttiva sulla piena di progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica dell Autorità di Bacino del Fiume PO. La previsione quantitativa delle piogge intense in un determinato punto è effettuata attraverso la determinazione della curva di probabilità pluviometrica, cioè della relazione che lega l altezza di precipitazione alla sua durata, per un assegnato tempo di ritorno. Si ricorda che con il termine altezza di precipitazione in un punto, comunemente misurata in mm, si intende l altezza d acqua che si formerebbe al suolo su una superficie orizzontale e impermeabile, in un certo intervallo di tempo (durata della precipitazione) e in assenza di perdite. La curva di probabilità pluviometrica è comunemente espressa da una legge di potenza del tipo: h = a t n h = altezza di pioggia (mm) t = durata della pioggia (ore) in cui i parametri a e n dipendono dallo specifico tempo di ritorno considerato. L intervallo di durata tra 1 e 24 ore rappresenta il campo entro cui sono da ricercare le durate critiche per la maggior parte dei corsi d'acqua per i quali la stima della portata di piena può essere effettuata tramite l utilizzo delle linee segnalatrici di probabilità pluviometrica. La Direttiva, al fine di fornire uno strumento per l analisi di frequenza delle piogge intense nei punti privi di misure dirette, ha condotta un interpolazione spaziale con il metodo di kriging dei parametri a e n delle linee segnalatrici, discretizzate in base a un reticolo di 2 km di lato.

4 I valori indicati costituiscono riferimento per le esigenze connesse a studi e progettazioni che, per dimensioni e importanza, non possano svolgere direttamente valutazioni idrologiche più approfondite a scala locale. Nel caso in esame, i valori delle curve di probabilità pluviometrica riportati nella Tabella sottostante, ricavati dall Allegato 3 della Direttiva 2 del P.A.I., sono quelli relativi alla cella CE 112: Tr (anni) a n a n a n a n CE112 34,71 0,283 40,48 0,277 44,87 0,274 49,25 0,270 Coefficiente curva di possibilità climatica Stralcio TAVOLA 12 dell Allegato 3 : Distribuzione spaziale delle precipitazioni intense della Direttiva 2 DIRETTIVA SULLA PIENA DI PROGETTO DA ASSUMERE PER LE PROGETTAZIONI E LE VERIFICHE DI COMPATIBILITA IDRAULICA del P.A.I

5 Per il dimensionamento della rete è possibile utilizzare i parametri con un tempo di ritorno pari a 20 anni ed una durata della pioggia pari a 15 minuti (dati di letteratura). Si può procedere con il calcolo dell intensità di pioggia: i = h/t = 100,04 mm/h 3. Calcolo portata acque bianche Per la determinazione delle portate pluviali si è adottato il modello cinematico tramite la formula razionale in base alla quale il collettore che serve una data area A (mq) deve smaltire la portata seguente: i A Q = ϕ dove ϕ = coefficiente di deflusso del piazzale = 0,60 A = superficie planimetrica = mq i = intensità di pioggia = h/tp Il metodo considera l area come una singola unità e stima il valore della portata con le seguenti assunzioni: - la precipitazione è uniformemente distribuita sull area del bacino, - la portata stimata ha lo stesso tempo di ritorno T di quello dell intensità di pioggia, - l intensità di pioggia ha una durata pari a quella del tempo di corrivazione tc (definito come l intervallo di tempo dall inizio della precipitazione oltre al quale tutto il bacino/area contribuisce al deflusso nella sezione terminale per un piazzale 15 minuti). Il coefficiente di deflusso è in funzione della tipologia della superficie scolante. In letteratura si trovano i seguenti valori:

6 Il nuovo piazzale sarà realizzato in blocchetti di calcestruzzo autobloccanti senza sigillatura dei giunti, pertanto è ragionevole utilizzare un coefficiente di deflusso pari a 0,60. La portata complessiva delle acque bianche del piazzale risulta essere: Q = 0,093 mc/s relativo ad un valore di contributo unitario specifico pari a : u = 0,01674 l/s x mq 4. Criteri progettuali L area in esame confina con il Rio Giardinetto; tale corso d acqua è un tipico corpo idrico di pianura caratterizzato da pendenza limitata, velocità ridotte e pertanto tirante idrici più elevati rispetto a corsi d acqua con maggior pendenza del fondo alveo. Al fine di garantire lo smaltimento delle acque bianche provenienti dal piazzale è opportuno realizzare due scarichi distinti con l obiettivo di recuperare quota rispetto al piano campagna. Tale scelta permette di utilizzare diametri minori e limitare la pendenza delle tubazioni. E necessario quindi suddividere l area del piazzale in due sottoaree omogenee (2.775 mq circa); per maggiore efficienza ciascuna di queste sarà dotata di due griglie (sviluppo 5 ml) e pozzetti in cls con copertura grigliata.

7 La tubazione utilizzata sarà a sezione circolare in PVC tipo SN Dimensionamento tubazioni Il dimensionamento delle tubazioni prevedono il calcolo della portata pluviale in funzione dell area scolante. Nel caso in esame ed in linea con i Criteri di progettazione precedentemente esposti le portate risultano essere: Area (mq) u Q (l/s) A ,00 0, ,4535 Scarico 1 A ,00 0, ,4535 Scarico 2 Griglia ,50 0, ,2268 Griglia ,50 0, ,2268 Griglia ,50 0, ,2268 Griglia ,50 0, ,2268 A1 + A2 = Area complessiva mq Le scale di deflusso sono lo strumento fondamentale per la scelta delle dimensioni delle tubazioni in quanto forniscono tutti i valori necessari (portata, velocità, riempimento, ecc..). Nella presente relazione sono state costruite considerando il coefficiente di scabrezza di Gauckler-Strickler ottenendo quindi l equazione di Chezy nella seguente forma: 2 1 Q = K A R 3 i 2 dove K = coefficiente di scabrezza = 120 ( tubi in PVC) A = area della sezione bagnata R = raggio idraulico = A/P P = perimetro bagnato i = pendenza di posa della tubazione La portata massima corrisponde ad un riempimento pari a 0,94 D e velocità massima pari a 0,8 D.

8 Per il dimensionamento delle tubazioni si è imposto uno riempimento massimo pari a 0,80 D. Le tubazioni necessarie per il tratto finale (scarico 1 e 2) risultano essere : TUBAZIONE CIRCOLARE Dati tubo: Diametro= 0,2308 metri Area 0,0418 mq Pendenza canale= 0,005 m/m in % 0,5 Coeff ScabrezzaG.-Strickler= 120 Portata di progetto= 0,04645 mc/s % riempimento gradi rad. Area defl. Cont. Bagn. R idr. Portata (mc/s) H riemp Veloc m/s 5% 51,68 0,90 0,00 0,10 0,02 0,001 0,012 0,627 10% 73,74 1,29 0,00 0,15 0,03 0,003 0,023 0,786 15% 91,15 1,59 0,01 0,18 0,03 0,006 0,035 0,894 20% 106,26 1,85 0,01 0,21 0,04 0,008 0,046 0,977 25% 120,00 2,09 0,01 0,24 0,04 0,011 0,058 1,046 30% 132,84 2,32 0,01 0,27 0,05 0,014 0,069 1,104 35% 145,08 2,53 0,01 0,29 0,05 0,017 0,081 1,153 40% 156,93 2,74 0,02 0,32 0,05 0,020 0,092 1,196 45% 168,52 2,94 0,02 0,34 0,06 0,023 0,104 1,234 50% 180,00 3,14 0,02 0,36 0,06 0,027 0,115 1,267 55% 191,48 3,34 0,02 0,39 0,06 0,030 0,127 1,296 60% 203,07 3,54 0,03 0,41 0,06 0,033 0,138 1,320 65% 214,92 3,75 0,03 0,43 0,06 0,036 0,150 1,341 70% 227,16 3,96 0,03 0,46 0,06 0,040 0,162 1,358 75% 240,00 4,19 0,03 0,48 0,06 0,043 0,173 1,371 80% 253,74 4,43 0,03 0,51 0,07 0,046 0,185 1,379 85% 268,85 4,69 0,04 0,54 0,07 0,049 0,196 1,381 90% 286,26 5,00 0,04 0,58 0,07 0,052 0,208 1,376 95% 308,32 5,38 0,04 0,62 0,06 0,054 0,219 1, % 360,00 6,28 0,04 0,73 0,06 0,053 0,231 1,267 La portata di progetto defluisce con i seguenti dati 79% 251,07 4,38 0,03 0,51 0,07 0,046 0,182 1,378 DN 250 mm pendenza 0,5% 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 Portata Portata prog

9 Per le tubazione provenienti dalle griglie risulta necessario: TUBAZIONE CIRCOLARE Dati tubo: Diametro= 0,1846 metri Area 0,0268 mq Pendenza canale= 0,004 m/m in % 0,4 Coeff ScabrezzaG.-Strickler= 120 Portata di progetto= 0,02323 mc/s % riempimento gradi rad. Area defl. Cont. Bagn. R idr. Portata (mc/s) H riemp Veloc m/s 5% 51,68 0,90 0,00 0,08 0,02 0,001 0,009 0,483 10% 73,74 1,29 0,00 0,12 0,02 0,002 0,018 0,605 15% 91,15 1,59 0,00 0,15 0,03 0,003 0,028 0,689 20% 106,26 1,85 0,01 0,17 0,03 0,004 0,037 0,753 25% 120,00 2,09 0,01 0,19 0,03 0,005 0,046 0,806 30% 132,84 2,32 0,01 0,21 0,04 0,007 0,055 0,851 35% 145,08 2,53 0,01 0,23 0,04 0,008 0,065 0,889 40% 156,93 2,74 0,01 0,25 0,04 0,010 0,074 0,922 45% 168,52 2,94 0,01 0,27 0,04 0,011 0,083 0,951 50% 180,00 3,14 0,01 0,29 0,05 0,013 0,092 0,976 55% 191,48 3,34 0,01 0,31 0,05 0,015 0,102 0,999 60% 203,07 3,54 0,02 0,33 0,05 0,016 0,111 1,017 65% 214,92 3,75 0,02 0,35 0,05 0,018 0,120 1,033 70% 227,16 3,96 0,02 0,37 0,05 0,020 0,129 1,046 75% 240,00 4,19 0,02 0,39 0,05 0,021 0,138 1,056 80% 253,74 4,43 0,02 0,41 0,05 0,023 0,148 1,062 85% 268,85 4,69 0,02 0,43 0,05 0,024 0,157 1,064 90% 286,26 5,00 0,02 0,46 0,05 0,026 0,166 1,061 95% 308,32 5,38 0,03 0,50 0,05 0,027 0,175 1, % 360,00 6,28 0,03 0,58 0,05 0,026 0,185 0,976 La portata di progetto defluisce con i seguenti dati 79% 251,68 4,39 0,02 0,41 0,05 0,023 0,146 1,062 DN 200 mm pendenza 0,4% 0,200 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 Portata Portata prog Per le caditoie pluviali standard aggiuntive è sufficiente una tubazione DN200 pendenza 0,2% (dimensioni minime consigliate in letteratura).

10 6. Conclusioni La rete delle acque bianche sarà quindi costituita da n 4 griglie dalle quali partono delle tubazioni DN 200 mm con pendenza pari allo 0,4%; Ciascuna coppia convoglia in un pozzetto di raccolta/caditoia pluviale dal quale partirà il collettore di scarico nel Rio (n 2) costituito da una tubazione DN 250 mm con pendenza pari a 0,5%. La dimensione scelta garantisce il deflusso con riempimenti prossimi all 80% che garantisce anche una velocità che limita i depositi nelle tubazioni (rispettivamente v=1,062 m/s e v=1,378 m/s). Se in fase di esecuzione si riscontrassero delle pendenze del piazzale non compatibili con lo scorrimento delle acque verso le griglie è opportuno aggiungere, nei punti più depressi e/o periferici, delle caditoie pluviali (standard) che dovranno essere dotate di tubazioni DN 200 mm e pendenza 0,2%. A difesa degli scarichi e della sponda idrografica DX del Rio Giardinetto dovranno essere realizzati due tratti di scogliera in massi non cementati per una lunghezza di 5 ml per lo scarico più a monte e di 15 ml in corrispondenza dello scarico più a valle in corrispondenza della sponda in erosione in cui dovrà essere anche eseguita la risagomatura in sponda opposta. La posizione planimetrica delle tubazioni degli scarichi non dovranno risultare controcorrente o perpendicolare all asse del corso d acqua bensì a favore di corrente per facilitare il deflusso. La planimetria dello schema della rete è rappresentata nella tavola ARC04. La sezione tipo della scogliera a protezione degli scarichi nel Rio Giardinetto è rappresentata nella tavola ARC06.

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