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3 INDICE 1. INTRODUZIONE FOGNATURA BIANCA CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELL AREA POSSIBILI RECAPITI E VINCOLI CONNESSI METODOLOGIA DI CALCOLO IDRAULICO DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DI PROGETTO Lotto 1 (area in adiacenza a via Repubblica) Lotto 2 (area destinata a parco pubblico) Lotto 3 (area di collegamento pedonale tra via Repubblica e via N.Bixio) Lotto 4 (area destinata a parcheggio) VINCOLI RELATIVI ALLE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA FOGNATURA NERA STIMA ABITANTI EQUIVALENTI PORTATA MEDIA PORTATA DI PUNTA VERIFICA DI COMPATIBILITA IDRAULICA CONCLUSIONI ALLEGATI - Tabelle di calcolo idraulico - TAV. F01_Schema sistema smaltimento reflui - TAV. A08_Piano Attuativo area ex Timavo Azzonamento e dati urbanistici 2

4 1. INTRODUZIONE Sulla base del parere Capholding n del 22/12/2014, la presente relazione fornisce i chiarimenti e le integrazioni richieste circa il sistema di fognatura nera e bianca (meteorica) al fine dell'adozione del Piano Attuativo dell'ambito di Trasformazone n 5-5a in variante al Documento di Piano del vigente P.G.T., ubicato nel territorio di Bollate, compreso tra le vie Repubblica, Cattaneo e Bixio. Nei capitoli successivi verrà affrontato il tema in oggetto relativamente alle aree pubbliche (fognatura bianca) e private (fognatura nera), con particolare riguardo ai seguenti punti: FOGNATURA BIANCA - fattibilità sistema di smaltimento acque meteoriche in loco (nei primi strati del sottosuolo) - modalità e dimensionamento preliminare dei sistemi di dispersione FOGNATURA NERA - stima abitanti equivalenti - calcolo portata media e di punta - compatibilità idraulica della portata di punta con la capacità residua della rete di fognatura comunale Per maggior chiarezza sulla configurazione planimetrica e le modalità di smaltimento delle acque di origine domestica e meteorica si rimanda all elaborato grafico F01 in allegato. 2. FOGNATURA BIANCA 2.1 CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELL AREA L'area pubblica oggetto di indagine e facente parte del presente Piano Attuativo è costituita dalle seguenti elementi: 3

5 - Lotto "1" : 1.571,85 mq - Lotto "2" : 4.771,96 mq - Lotto "3" : 2.851,36 mq - Lotto "4" : 1.753,41 mq - Lotto "5" : 2.529,83 mq - Lotto "6" : 2.027,19 mq Fin da subito è opportuno sottolineare che nel presente studio, il Lotto 5 e 6 non verranno considerati in quanto non oggetto di alcuna modifica e dotati già di sistema di smaltimento reflui. Per maggior chiarezza circa l azzonamento dell area si rimanda alla figura n.1 (aree pubbliche = aree colore verde). Fig.1 Azzonamento Piano Attuativo area ex Timavo 4

6 2.2 POSSIBILI RECAPITI E VINCOLI CONNESSI Nelle successive fasi di progettazione esecutiva della rete bianca si dovrà tenere conto, nella definizione dei vincoli di scarico, delle indicazioni di cui all Allegato 2 Riduzione delle portate meteoriche drenate della Deliberazione del Consiglio Regionale della Lombardia 15/01/2002 n VII/402. Da questo documento, si evince chiaramente l indirizzo suggerito dalla Regione Lombardia di prevedere, ovunque possibile in relazione alle caratteristiche del suolo o, in subordine, della rete idrografica, lo smaltimento in loco delle acque meteoriche provenienti dai tetti e dalle superfici impermeabilizzate. Dalle indagini geologiche eseguite in loco la permeabilità del terreno risulta discreta, almeno per i primi strati del sottosuolo (4 6 metri) poichè caratterizzata da orizzonti litologici costituiti prevalentemente da ghiaia grossolana e sabbia fine. Pertanto, ai fini del dimensionamento preliminare dei sistemi di smaltimento in loco, si considera il valore della permeabilità del terreno in esame pari a: ψ = 10-3 m/s Alla luce di tale valore la soluzione di smaltire le acque di dilavamento delle superfici impermeabili nei primi strati del sottosuolo, evitando di "appesantire" i collettori comunali, appare, oltre che auspicabile, anche assolutamente percorribile. A corroborare quanto appena detto, è opportuno sottolineare che nelle indagini geologiche di cui sopra non è mai stata riscontrata la presenza di falda acquifera soggetta a potenziale inquinamento, almeno nei primi 10 metri di sottosuolo. Analogamente a quanto sopra descritto, anche tutte le acque di dilavamento provenienti dalle aree private (Lotto a, b, c, d) e dalle aree a uso pubblico (Lotto 7) verranno smaltite in loco attraverso la realizzazione di idonei pozzi perdenti e/o trincee drenanti e pertanto non sarà prevista alcuna interconnessione con la rete di pubblica fognatura pubblica esistente e/o in progetto. 5

7 2.3 METODOLOGIA DI CALCOLO IDRAULICO Ai fini del presente studio idraulico e sulla base dei colloqui intercorsi con i Tecnici di Capholding spa, si è optato di adottare la seguente curva di possibilità climatica: a n t < 1 ora 72 0,46 t > 1 ora 72 0,16 Per il calcolo delle portate massime connesse con eventi meteorici intensi si è adottato il classico metodo dell invaso lineare. Adottando le classiche ipotesi e semplificazioni che stanno alla base di questo metodo, il coefficiente udometrico, cioè la portata massima per unità di superficie di bacino che defluisce da una prefissata sezione della rete fognaria, è valutabile con l espressione: U = 7 10 a K n , 65 ϕ ( n 1) (1) nella quale i simboli assumono il seguente significato: U = coefficiente udometrico [l/(s ha)]; n = esponente della curva di probabilità pluviometrica ragguagliata all area del bacino; a = coefficiente della curva di probabilità pluviometrica ragguagliata all area del bacino [m]; ϕ = coefficiente di afflusso; K = costante di invaso del sistema bacino-rete sotteso dalla sezione di calcolo [s]. Per quanto riguarda il coefficiente di afflusso ϕ (che rappresenta, come è noto, il rapporto fra il volume idrico che defluisce dalla sezione di calcolo e il volume idrico affluito al bacino attraverso la precipitazione) si sono attribuiti, in via semplificativa, i seguenti valori alle tipologie di superfici considerate ai fini del drenaggio: 6

8 Φ 1 = 0,9 (aree impermeabili: strade, marciapiedi, coperture, etc..) Φ 2 = 0 (aree a verde) Per quanto riguarda la costante d invaso K si è fatto riferimento alla formula di Ciaponi- Papiri. Tuttavia, come noto, tale formula tende ad essere usata su bacini a scala maggiore; nella fattispecie si ritiene che i valori derivanti dalla suddetta formula risulterebbero fin troppo conservativi e poco aderenti alla realtà. Pertanto, tenendo conto della tipologia e dell estensione dell area, si è optato di attribuire a K il seguente valore: K 1 = 300 sec (aree impermeabili) Il dimensionamento di tutti i sistemi di infiltrazione (trincee drenanti, pozzi perdenti, etc..) va eseguito confrontando le portate in arrivo al sistema con la capacità d infiltrazione del terreno e con l eventuale volume immagazzinato nel sistema (equazione di continuità): ( Qp Qf ) t = W dove: Q p = portata influente (m 3 /s) Q f = portata infiltrata (m 3 /s) t = intervallo di tempo (ore) W = variazione del volume invasato (m 3 ) La capacità d infiltrazione è stata stimata con la legge di Darcy: Qf = ψ * J * A dove: Q f = portata infiltrata (m 3 /s) Ψ = permeabilità del terreno (m/s) J = cadente piezometrica (m/m) A = superficie netta d infiltrazione (m 2 ) 7

9 Per calcolare la variazione di volume invasato W è stato eseguita una procedura iterativa che consiste nei seguenti passi: 1) Si fissa una durata di precipitazione t p (ad esempio 5 minuti) e si calcola, dalla curva di probabilità pluviometrica, la conseguente intensità di pioggia i(t p ) ipotizzando che sia costante nel tempo. 2) Si calcola l idrogramma di piena corrispondente alla precipitazione di durata t p e di intensità i(t p ); l idrogramma è calcolato assumendo il modello dell invaso lineare esplicitato dalle seguenti espressioni: t / K a) q i S ( 1 e ) = ϕ per t t p (3) t t K b) q = Q e per t > t p (4) m p essendo Q m la portata massima ricavata dalla (3) imponendo t = t p 3) Si calcola il volume W della parte di idrogramma che eccede il valore di portata infiltrata Q f e che si ipotizza di scaricare nel terreno finchè il sistema non è completamente vuoto. 4) Si incrementa la durata di precipitazione t p e si ritorna al punto 2) fin tanto che il volume W non diminuisce 2.4 DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DI PROGETTO Nel presente paragrafo viene illustrato, per ciascun lotto pubblico, il relativo sistema di smaltimento delle acque di origine meteorica. Ai fini di una miglior "lettura" della presente relazione, si rimanda all'elaborato grafico di dettaglio F01, raffigurante la configurazione planimetrica del sistema di drenaggio in progetto Lotto 1 (area in adiacenza a via Repubblica) L'estensione complessiva dell'area ammonta a mq così suddivisi: area verde (cespugli da fiore) =1.185 mq marciapiede = 387 mq 8

10 La relativa portata di piena ammonta Q p1 = 17,83 l/s Dalla tabelle di calcolo in allegato si evince che per smaltire nel terreno tale portata è sufficiente indirizzare le acque di dilavamento, attraverso un'opportuna pendenza, in n 8 pozzetti a fondo perdente -distribuiti con passo costante di circa 18 m- delle dimensioni interne di 1,00x1,00, h=0,75 m disposti su uno strato di ghiaia di 20 cm Lotto 2 (area destinata a parco pubblico) L'estensione complessiva dell'area ammonta a mq così suddivisi: area verde (compresi i camminamenti) =3.845 mq campo sportivo = 600 mq area giostre = 327 mq La relativa portata di piena ammonta Q p2 = 42,71 l/s Dalla tabelle di calcolo in allegato si evince che per smaltire nel terreno tale portata è necessario realizzare una trincea drenante (costituita da moduli drenanti appoggiati su uno strato di ghiaia di 20 cm) avente volume utile di accumulo pari a W = 10,72 mc (LxBxh =4,00x4,00x0,6 m). I camminamenti all interno del parco saranno in sabbia stabilizzata e quindi altamente e naturalmente drenanti Lotto 3 (area di collegamento pedonale tra via Repubblica e via N.Bixio) L'estensione complessiva dell'area ammonta a mq così suddivisi: percorsi pedonali =1.803 mq area verde = mq La relativa portata di piena ammonta Q p3 = 83,06 l/s Per smaltire nel terreno tale portata si è optato di disporre per tutto lo sviluppo dei percorsi pozzetti a fondo perdente (medesima tipologia del Lotto1) con passo regolare di circa 10 m. 9

11 Dalla tabelle di calcolo in allegato si evince che per smaltire nel terreno tale portata è sufficiente indirizzare le acque di dilavamento, attraverso un'opportuna pendenza, in n 30 pozzetti a fondo perdente delle dimensioni interne di 1,00x1,00, h=0,75 m disposti su uno strato di ghiaia di 20 cm Lotto 4 (area destinata a parcheggio) L'estensione complessiva dell'area ammonta a mq così suddivisi: area carrabile = mq area verde = 24 mq La relativa portata di piena ammonta Q p4 = 79,70 l/s Dalla tabelle di calcolo in allegato si evince che per smaltire nel terreno tale portata è necessario realizzare una trincea drenante (costituita da moduli drenanti appoggiati su uno strato di ghiaia di 20 cm) avente volume utile di accumulo pari a W = 20,10 mc (LxBxh =6,00x5,00x0,6 m). Nel rispetto del parere Capholding n 18118, si prevede che le acque di dilavamento del Lotto 4 attraversino un degrassatore/dissabbiatore prima di confluire nella trincea drenante di cui sopra. 2.5 VINCOLI RELATIVI ALLE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA Il D.lgs 152/06 demanda alle Regioni la regolamentazione dello scarico delle acque di prima pioggia, cioè quelle corrispondenti, nella prima parte di ogni evento meteorico, ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull intera superficie scolante. In particolare l art.3 del Regolamento regionale 24/03/06 n. 4 Disciplina dello smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne, in attuazione dell art. 52, comma 1, lettera a) della legge regionale 12/12/03 n. 26 indica chiaramente i suoi ambiti di applicazione, che non comprendono le superfici scolanti relative al lotto 1, 2, 3 e 4. 10

12 Ne consegue che tali superfici sono esenti dall obbligo di separazione e raccolta delle acque di prima pioggia. 3. FOGNATURA NERA 3.1 STIMA ABITANTI EQUIVALENTI L'abitante equivalente è convenzionalmente definito come la quantità di carico inquinante biodegradabile prodotto ed immesso in fognatura da un abitante stabilmente residente. Generalmente nel campo depurativo, n 1 abitante residente corrisponde ad n 1 abitante equivalente. In riferimento al Piano Attuativo in esame risulta alquanto complicato determinare con assoluta precisione il numero di abitanti equivalenti. Dai colloqui intercorsi con i Tecnici di Capholding spa, si è optato di adottare una procedura "cautelativa" secondo cui la determinazione del numero di abitanti equivalenti è in funzione della cubatura di progetto: n 1 A.E./100 mc Facendo sempre riferimento alla tavola di azzonamento di Figura n 1, si riportano le slp e volumetrie di progetto delle aree oggetto d'indagine: - Lotto a - SLP mq V mc Lotto b - SLP mq V mc Lotto c - SLP mq V mc Lotto d - SLP mq V mc da cui ricavare il numero di abitanti equivalenti A.E.: - Lotto a = 105 A.E. - Lotto b = 194 A.E. - Lotto c = 204 A.E - Lotto d = 104 A.E A.E. TOT. =

13 3.2 PORTATA MEDIA Il calcolo delle portate di tempo asciutto presenta notevoli incertezze, sia perchè non è facile definire quale sarà la richiesta di acqua potabile della popolazione durante tutta la vita dell'opera (in genere anni), sia perchè non è facile prevedere in che percentuale l'acqua distribuita raggiunga le fognature. Nell'area oggetto d'indagine (principalmente di tipo residenziale) le portate medie Q m (l/s) verranno determinate facendo riferimento agli utenti serviti (A.E.), alla dotazione pro-capite giornaliera (D.I.) e ad un opportuno coefficiente di dispersione (φ): Q m [l/s] = (D.I.xA.E.x φ)/86400 Assumendo per i lotti in esame: D.I. = 550 [l/(a.e. d)] (valore tipico di Milano e Provincia) φ =0,9 si ottengono i seguenti risultati: - Lotto a = 105 A.E > Q m =0,602 l/s - Lotto b = 194 A.E > Q m =1,111 l/s - Lotto c = 204 A.E > Q m =1,169 l/s - Lotto d = 104 A.E > Q m =0,596 l/s 3.3 PORTATA DI PUNTA Per il calcolo del coefficiente di punta C p la bibliografia tecnica rimanda a più formule e relazioni; nel caso specifico si è optato di adottare la formula di Babbit: dove A.E. è espresso in migliaia. Di seguito si riportano i relativi risultati: - Lotto a > C p =7,84 C p = 5/(A.E.^0,2 ) 12

14 - Lotto b > C p =6,94 - Lotto c > C p =6,87 - Lotto d > C p =7,86 Dunque le portate di punta in uscita dagli insediamenti di cui sopra risultano: - Lotto a > Q p = Q m x C p = 4,72 l/s - Lotto b > Q p = Q m x C p = 7,71 l/s - Lotto c > Q p = Q m x C p = 8,03 l/s - Lotto d > Q p = Q m x C p = 4,68 l/s 3.4 VERIFICA DI COMPATIBILITA IDRAULICA Scopo della verifica idraulica è, definita la portata al colmo che attualmente interessa i collettori comunali in questione, valutare l effetto della portata nera di punta scaricata in termini di innalzamento del pelo libero. Facendo riferimento alla tavola di riferimento F01, si possono identificare n 4 nuovi allacci di fognatura nera. Gli insediamenti relativi al Lotto a, b, c scaricano i propri reflui in un collettore DN400 in progetto transitante sotto il Lotto n 3 (vedi par ) e confluente nella cameretta esistente di via Nino Bixio (il cui collettore ha anch esso diametro DN400). L insediamento relativo al Lotto d scarica i propri reflui nel collettore fognario esistente DN400 di via Cattaneo. VERIFICA LOTTO A, B, C Si calcola la massima portata (portata al colmo Qc) transitante nel collettore in progetto assumendo le seguenti ipotesi: - condizioni di moto uniforme, - PVC SN8 DN400 (Øi =376 mm) - pendenza media p=0,2% 13

15 - grado di riempimento pari al 70%; Si ricava Q c = 67,55 l/s il cui tirante associato è pari a h=26,32 cm La portata di punta derivante dagli insediamenti in esame è pari a: Qp=(4,72+7,71+8,03) l/s = 20,46 l/s Dunque la portata complessiva su cui effettuare la verifica di compatibilità idraulica è Qtot = Qc + Qp = 88,01 l/s Assumendo le ipotesi di cui sopra, la condotta presenta un grado di riempimento del 77%; ciò significa che il livello del pelo libero, all interno della condotta ha subìto un incremento di h=2,6 cm (infatti il tirante associato risulta pari a h=28,9 cm) Si ritiene che la verifica sia soddisfatta anche e soprattutto in considerazione del fatto che il collettore in esame è un collettore di testa esclusivamente di fognatura nera, quindi in grado di volanizzare le portate di punta in caso di eventuale tappo idraulico nella cameretta esistente di fognatura mista di via Nino Bixio. Fig.2 calcoli compatibilità idraulica Lotto a, b, c VERIFICA LOTTO D Si calcola la massima portata (portata al colmo Qc) transitante nel collettore esistente di via Cattaneo assumendo le medesime ipotesi di cui al punto precedente: 14

16 - condizioni di moto uniforme, - PVC SN8 DN400 (Øi =376 mm) - pendenza media p=0,2% - grado di riempimento pari al 70%; Si ricava Q c = 67,55 l/s il cui tirante associato è pari a h=26,32 cm La portata di punta derivante dall insediamento in esame è pari a: Q p = 4,78 l/s Dunque la portata complessiva su cui effettuare la verifica di compatibilità idraulica è Q tot = Q c + Q p = 72,33 l/s Assumendo le ipotesi di cui sopra, la condotta presenta un grado di riempimento del 71%; ciò significa che il livello del pelo libero, all interno della condotta ha subìto un incremento di h=0,38 cm (infatti il tirante associato risulta pari a h=26,70 cm) Si ritiene che la verifica sia soddisfatta perché l innalzamento del pelo libero è assolutamente trascurabile; inoltre occorre sottolineare che il collettore misto recettore è un collettore di testa per cui, verosimilmente, nelle condizioni critiche di esercizio non presenterà mai un grado di riempimento superiore al 50%. Fig.3 calcoli compatibilità idraulica Lotto d 15

17 4. CONCLUSIONI Alla luce di quanto precedentemente descritto si conclude che: le caratteristiche litologiche del terreno consentono lo smaltimento in loco delle portate di piena di origine meteorica. lo smaltimento delle acque meteoriche derivanti dal dilavamento delle superfici pubbliche (e private) avverrà nei primi strati del sottosuolo attraverso la realizzazione di idonee trincee drenanti/pozzi perdenti e non avrà alcuna interconnessione con il sistema di fognatura esistente l immissione nella rete di fognatura comunale delle portate di punta di origine domestica provenienti dagli insediamenti facenti parte del presente Piano, non genera alcuna criticità dal punto di vista idraulico. 16

18 ALLEGATI FOGNATURA BIANCA: - Tabella 1: portata di piena e smaltimento in loco_lotto 1 - Tabella 2: portata di piena e smaltimento in loco_lotto 2 - Tabella 3: portata di piena e smaltimento in loco_lotto 3 - Tabella 4: portata di piena e smaltimento in loco_lotto 4 FOGNATURA NERA: - Tabella 5: portata di punta e dimensionamento condotte 17

19 Tabella n 1_LOTTO 1

20 Tabella n 2_LOTTO 2

21 Tabella n 3_LOTTO 3

22 Tabella n 4_LOTTO 4

23 Tabella n 5_FOGNATURA NERA