INDICE 1. PREMESSA RIFERIMENTI NORMATIVI INQUADRAMENTO INTERVENTO ANALISI AMBITO DI INTERVENTO D Fognatura nera...

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2 INDICE 1. PREMESSA RIFERIMENTI NORMATIVI INQUADRAMENTO INTERVENTO ANALISI AMBITO DI INTERVENTO D Fognatura nera Sistema di raccolta acque meteoriche aree pubbliche Studio della pluviometria della zona Calcolo delle portate meteoriche Dimensionamento e verifica condotte con metodo classico Soluzione adottata Sistema di raccolta acque meteoriche aree private Analisi bacino idrografico e dimensionamento fosso Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 1

3 1. PREMESSA La presente relazione idrologica-idraulica, nell ambito del PII VILLA DON BOSCO in località Tregasio nel comune di Triuggio (MI), analizza la fattibilità e l impatto sul reticolo idrico superficiale e fognario delle nuove edificazioni ed opere di urbanizzazione connesse. In particolare si affronta lo studio: - della rete di smaltimento delle acque meteoriche a servizio della nuova viabilità in progetto; - della fognatura per la raccolta della acque nere scaricate dagli insediamenti in progetto; - dell impatto dell intervento all interno sul reticolo idrico superficiale. Le soluzioni ipotizzate sono state sviluppate conformemente ai pareri precedentemente espressi dagli enti coinvolti e alla normativa vigente in materia. 2. RIFERIMENTI NORMATIVI Si riportano di seguito i principali riferimenti normativi presi a riferimento: D. Lgs. n 152 del 3 aprile 2006 Norme in materia ambientale" e smi Legge Regionale 62/85 e s.m.i. "Disciplina scarichi insediamenti civili e pubbliche fognature". R.R. n. 003 del 24/03/2006 "Disciplina e regime autorizzativi di acque reflue domestiche e di reti fognarie " R.R. n. 004 del 24/03/2006 "Disciplina dello smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne. Allegato 2 del D.C.R. n.vii/0402 DM 12/12/1985 Norme tecniche relative alle tubazioni 3. INQUADRAMENTO INTERVENTO Il PII prevede diversi ambiti di intervento, individuati con le lettere A,B,C,D. Di seguito una breve descrizione degli interventi: Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 2

4 AMBITO A: comprende l edificio e parte del parco di Villa don Bosco. L edificio risulta già allacciato alla fognatura nera. Non si prevede alcun intervnto sulla rete di fognatura esistente; AMBITO B: è previsto un edificio residenziale e il mantenimento di un parcheggio pubblico esistente. Si prevede il mantenimento del sistema di raccolta acque meteoriche esistente a servizio del parcheggio pubblico e l allaccio alla fognatura nera dell edificio; AMBITO C: è previsto un edificio residenziale, un nuovo parcheggio pubblico di circa 400mq e il mantenimento di un parcheggio pubblico esistente di circa 160mq. Sarà raelizzato un nuovo sistema di raccolta delle acque meteoriche, mentre il nuovo edificio sarà allacciato alla fognatura nera esistente. In questa fase si prevede lo smaltimento delle acque meteoriche nel sottosuolo, mediante pozzi disperdenti. Qualora nelle fasi successive non fossero confermati i valori di permeabilità desunti dalla attuale relazione geologica, si opterà per un sistema di accumulo (tubi di grandi dimensioni) e laminazione delle portate in fognatura mista, nella misura di 20 l/s x Ha di superficie impermeabile; AMBITO D: è prevista la realizzazione di una serie di edifici residenziali, due parcheggi pubblici, aree verdi e nuova viabilità. La nuova viabilità consiste nella circonvallazione dell abitato di Tregasio, una connessione tra via Sant Ambrogio, al confine con besana brianza, e via Cagnola. A lato della strada, verrà realizzato un fosso/roggia, in grado di annullare l impatto sul reticolo idrografico superficiale, delle nuove realizzazioni. Verrà inoltre realizzata una nuova fognatura nera a servizio delle residenze, ed il sistema di raccolta delle acque meteoriche. Queste ultime due reti sono l oggetto dello studio di cui ai paragrafi seguenti. 4. ANALISI AMBITO DI INTERVENTO D L intervento prevede la realizzazione di due reti separate adibite al convogliamento e trasporto delle fognatura nera e delle acque meteoriche. 4.1 Fognatura nera Il dimensionamento viene effettuato sulla base della portata nera di punta in tempo secco. Determinato il valore di portata di progetto, dall applicazione delle usuali formule dell idraulica, si ricava il diametro della tubazione. Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 3

5 Nel caso in questione, ambito D, le portate nere sono quelle prodotte dai liquami scaricati dai servizi igienici delgli insediamenti residenziali. Per determinare la portata di acque usate scaricate bisogna conoscere il numero di abitanti equivalenti (Ab e ) calcolati per il bacino oggetto di calcolo. A regime si prevede che la fognatura oggetto di calcolo dovrà smaltire le portate nere generate da ca. A R =10.200mq di area residenziale. La popolazione di un generico centro abitato può essere di vario tipo: residente, stabile non residente, popolazione senza pernottamento e addetti dei futuri insediamenti ad uso lavorativo. Per ognuna di queste tipologie di abitanti prevediamo diverse dotazioni idriche pro capite. Nel nostro calcolo abbiamo solo popolazione residente, per la quale assumiamo un fabbisogno idrico giornaliero di 300 l/ab*g. Calcoliamo la portata media giornaliera come segue: d Abe Qm = α (l/s) dove α = 0.80, coefficiente di afflusso in fognatura Ab e, numero di abitanti equivalenti D, dotazione idrica giornaliera Il numero di abitanti equivalenti è: Ab e = Ab R = A R /35=10.200/35=292; La portata media giornaliera sarà: d Abe Q = α m = = 2,45 l/s Assunto un coefficiente maggiorativo di 1,50 per la punta stagionale (per il maggiore consumo idrico estivo) e per la punta oraria giornaliera degli scarichi civili un ulteriore coefficiente maggiorativo C po dedotto dalla espressione: C po = 5 * Ab e =1.61 si è calcolata la portata nera massima defluente dall intero bacino servito pari a: Q = Q C p Q p = 1.61 * (1,5*0,8 * 300 * 292)/ = 5,92 l/s. m p Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 4

6 La portata nera vale dunque Q = 5,92 l/s. La verifica è stata condotta ipotizzando una tubazione in pvc D315 di lunghezza 700m e pendenza media dello 0,5%. Di seguito il tabulato di calcolo: LUNGHEZZA MATERIALE M mm m/m DIAMETRO PENDENZA Altezza d'acqu a cm Rapp. H/d TEORICA PORTATA VELOCITA' IDONEITA' MASSIMA TEORICA cm/sec MASSIMA cm/sec PORTATA LAVAGGIO 700,00 PVC 315 0, ,22 5,92 64,19 45,69 88,05 idoneo idoneo La scelta dei materiali in questa fase pesa poco sul risultato della verifica, pertanto la tipologia di tubazioni sarà concordata nelle fasi successive. 4.2 Sistema di raccolta acque meteoriche aree pubbliche L intervento prevede la costruzione di una rete di fognatura per acque meteoriche a servizio della nuova viabilità in progetto. La raccolta delle acque meteoriche sarà attuata a mezzo di pozzetti con caditoie collegati, tramite apposite condotte sifonate, ai sistemi di accumulo e laminazione. I sistemi di accumulo saranno collegati al reticolo idrico superficiale esistente tramite il fosso laterale, con una portata non superiore a 20 l/s per ogni ettaro di superficie impermeabile. La soluzione adottata per la rete a servizio della viabilità esterna si discosta dai classici metodi di dimensionamento. Pertanto si procederà, in prima analisi, ad un dimensionamento di tipo classico, per poterlo confrontare con la soluzione adottata. Si procede pertanto allo studio delle pioggie e al pre-dimensionamento del sistema di raccolta, individuando le aree scolanti di pertinenza con i relativi parametri idrologici medi Studio della pluviometria della zona Per dimensionare un sistema di drenaggio delle acque meteoriche, è necessario stimare la quantità di pioggia che il sistema deve smaltire in occasione delle precipitazioni di maggiore intensità. Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 5

7 Dato il carattere aleatorio degli eventi di pioggia, la descrizione del regime delle piogge intense si deve fondare su un analisi statistica delle osservazioni pluviometriche. In particolare, per ricercare la durata critica e quindi l intensità critica della pioggia, è necessario conoscere la legge secondo la quale varia, al variare della durata, l altezza di precipitazione caratterizzata da un certo grado di rarità dell accadimento. Questa relazione, detta curva di probabilità pluviometrica, si rappresenta usualmente con l espressione monomia: h =a t n (1) nella quale h è l altezza di pioggia (mm), t è la durata (ore), mentre a ed n sono parametri che variano a seconda della località indagata. Per caratterizzare il grado di rarità dei valori h forniti dalla (1) si fa ricorso al concetto di tempo di ritorno T, intendendosi con tale dicitura la durata dell intervallo di tempo T (anni) per la quale il valore di h è mediamente superato una volta. La relazione monomia (1) fornisce i valori h dell altezza di pioggia, relativi alle diverse durate, che hanno uno stesso valore del tempo di ritorno. Nel calcolo della sezione da assegnare alle condotte si sono considerate precipitazioni caratterizzate da una breve durata dell evento meteorico e con tempo di ritorno pari a T R = 10 anni. Per la determinazione delle «curve di possibilità climatica» relativa all area in esame, si sono utilizzati i dati rilevati dalla stazione di Carate Brianza nell arco temporale dal 1951 al 1984 relativi agli scrosci di pioggia, considerato che le durate critiche delle piogge che si verificano su un bacino di estensione limitata sono sicuramente inferiori all ora. L elaborazione statistica dei dati pluviometrici di durata inferiore all ora ha permesso l individuazione dei parametri della curva di possibilità climatica al variare del tempo di ritorno dell evento meteorico, che per il caso in studio, assumono i valori: Tr, anni a, mm/h n n In definitiva la curva di possibilità pluviometrica h = a. t n posta a base dei calcoli della rete di drenaggio in progetto assume l espressione: h = t T = 10 anni (t <1 h) Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 6

8 y = x y = x y = x y = x y = x y = 44.61x t= 5 anni t= 10 anni t= 100 anni t= 50 anni t= 20 anni Potenza (t=5 anni) Potenza (t=10 anni) Potenza (t=100 anni) Potenza (t=100 anni) Potenza (t=50 anni) Calcolo delle portate meteoriche Le portate meteoriche affluenti alle condotte sono state calcolate mediante il modello di calcolo noto come modello dell invaso lineare, seguendo la seguente procedura. Per ogni tratto di condotta si è individuata la sezione di calcolo, in corrispondenza della quale è stato chiuso il bacino scolante, ad ogni bacino si è associato un coefficiente di deflusso φ. Si è assunto il valore di φ=0,9 per le superfici pavimentate, φ=0,25 per le aree a verde coinvolte dal calcolo. Si è quindi calcolata la portata massima di pioggia affluente alla rete utilizzando il metodo di calcolo «diretto» noto come metodo italiano dell invaso lineare basato sull utilizzo della seguente formula: u = 2168 n' o (φ * a') 1/n' o w (1-1/n' o) [l/s/ha] dove: u coefficiente udometrico, è la portata specifica del bacino in esame (rapporto tra portata al colmo Q e la superficie del bacino A) n' o = 4/3 n', con n parametro adimensionale della curva pluviometrica φ coefficiente di deflusso a' parametro della curva pluviometrica [m/h -n ] w volume specifico di invaso, rapporto tra il volume totale invasato a monte della sezione di calcolo e la superficie del bacino; w si calcola come somma tra w 0 (volume dei Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 7

9 piccoli invasi) e w 1 (invaso proprio). Posto w 0 =50 m 3 /Ha, w 1 si ricava a mezzo della relazione seguente derivante da un indagine statistica w 1 = w 0 *r*a 0,227,dove r coefficiente di ragguaglio varia tra 0.33 per bacini mediamente pianeggianti a 0.27 per aree abbastanza ripide, un valore medio che può essere assunto nella maggior parte dei casi è r = Nel caso in questione si è assunto r= 0,29 per tutti i tratti. Ricavato u, nota la superficie del bacino A (espressa in ettari), si ricava la portata al colmo Q (in l/s). Di seguito il risultato del calcolo: FOGNATURA ACQUE METEORICHE Calcolo delle portate con il metodo dei VOLUMI D'INVASO Legge di Pioggia: h=at n T<1 ora: a= TRATTO n=0.5 9 ELEMENTI PROPRI Aree (Ha) n Nome Y=0.9 Y=0.7 Y=0.5 Y=0.25 Y=0.1 Area RIDOTTA Area EFFETTIVA Ym U* U *Ha PORTATA DI PIOGGIA ,01 0,3500 1,000 1,360 0,90 166,61 145, Dimensionamento e verifica condotte con metodo classico La verifica delle condotte viene eseguita calcolando per ciascuna condotta la portata al massimo riempimento Q r ed il rapporto di riempimento h/d durante il passaggio della portata massima Q max prevista nella sezione in esame per il dato tempo di ritorno; la portata Q r di massimo riempimento è determinata con la formula di Chèzy: Q =χ A (R i) dove: Q portata al riempimento del collettore A area della sezione liquida al riempimento del collettore, con A=πD 2 /4 χ coefficiente di attrito determinato con la formula di Bazin: χ=(87 R)/(γ+ R) R raggio idraulico della sezione al riempimento R= D/4; i pendenza minima di fondo del condotto; γ coefficiente di scabrezza La verifica è soddisfatta quando: Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 8

10 Q > Q max Altra verifica da soddisfare è quella del grado di riempimento della condotta. Reiterando la formula di Chezy-Strickler per tentativi, si determina l altezza idrica h della corrente. Il grado di riempimento si calcola dividendo l altezza idrica per il diametro della condotta. Riteniamo accettabili risultati inferiori a 2 / 3 : r = h/d 2 / 3 La velocità di scorrimento V della corrente nelle condotte deve essere tale da evitare l erosione delle stesse, ma al tempo stesso deve garantirne l autopulizia. È per questi due motivi che si pongono dei valori massimi delle velocità, in alternativa delle pendenze. In generale è bene avere velocità comprese tra i seguenti valori: 0,50 m/s V 2,50 m/s E altresì vero che il limite inferiore indicato, nel caso di fognature bianche può essere ulteriormente diminuito. Di seguito la verifica della tubazione in cls D300, effettuata per comodità, per un metro lineare di condotta: LUNGHEZZA MATERIALE M mm m/m DIAMETRO PENDENZA Altezza d'acqu a cm Rapp. H/d TEORICA PORTATA VELOCITA' IDONEITA' MASSIMA TEORICA cm/sec MASSIMA cm/sec PORTATA LAVAGGIO 1,00 Cls 300 0,05 19,00 0,63 146,00 221,72 318,59 333,73 idoneo idoneo Pertanto con metodo di dimensionamento di tipo classico, si potrebbe adottare una tubazione in clsc di diametro D300 con pendenze dello 0,5%. Un sistema di questo tipo non risponde alla necessità di accumulare e laminare le portate meteoriche Soluzione adottata In seguito a quanto concordato congiuntamente all ufficio tecnico comunale e alla società ALSI, si è realizzato il sistema di raccolta con funzione di accumulo. Le tubazioni che raccolgono le acque meteoriche sono state sovradimensionate, in modo da poter Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 9

11 contenere una quantità d acqua pari a 46mc ogni 1000mq di superficie impermeabile drenante. Questo sistema di raccolta/accumulo è stato distribuito lungo l intero sviluppo della strada e dei parcheggi. A seconda dello sviluppo e della conformazione dei bacini afferenti ai diversi tratti di accumulo, si sono utilizzate tubazioni in cls del diametro di 80cm o di 100cm. Si sono individuati complessivamente 6 tratti di accumulo, per un totale di 801ml di tubazione D80cm, 152ml D100cm. Il volume complessivo invasato ammonta pertanto a 522mc. Ad ogni tratto è associata una sezione di uscita determinata col calcolo dell efflusso sotto battente, in grado di garantire una portata massima di 20 l/s x ha di superficie (2 l/s ogni 1000mq). Il recapito delle portate laminate è il fosso laterale, il cui dimensionamento è verificato al paragrafo 4.4. Di seguito una tabella riepilogativa delle aree associate ad ogni tratto di accumulo. TRATTO 1 SUPERFICIE (mq) PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO ,90 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 4 880,37 122,00 D ,82 95,82 TRATTO 2 PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO SUPERFICIE (mq) 2 467,00 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 113,48 105,00 D800 52,78 75,00 D800 37,70 30,00 D ,56 114,04 TRATTO 3 PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO SUPERFICIE (mq) 2 121,50 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 97,59 95,00 D800 47,75 100,00 D800 50,27 98,02 TRATTO 4 PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO SUPERFICIE (mq) 1 367,70 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 62,91 126,00 D800 63,33 63,33 Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 10

12 TRATTO 5 PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO SUPERFICIE (mq) 1 581,10 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 72,73 145,00 D800 72,88 72,88 TRATTO 6 PROGETTO MANUFATTO DI ACCUMULO SUPERFICIE (mq) 1 687,80 L Sezione Volume VOLUME RICHIESTO (mc) 77,64 155,00 D800 77,91 77, Sistema di raccolta acque meteoriche aree private Le acque meteoriche raccolte all interno delle aree di proprietà privata saranno acccumulate in manufatti disposti all interno delle stesse, ed immesse nel reticolo idrico superficiale a seguito di laminazione, con portate di 20 l/s x ha di superficie impermeabile. Valutate le nuove superfici impermeabili ricadenti all interno delle proprietà private, a queste associamo direttamente la portata massima di acque meteoriche che potrà essere immessa nel fosso. Questa portata sarà garantita dalla laminazione di vasche volano del volume di almeno 46mc per 1000mq di superficie. La portata in uscita sarà regolata, a seconda della quota a cui sarà posto il fondo delle vasche, da pompe di sollevamento opportunamente dimensionate o da sezioni di controllo/strozzature in uscita. Nel caso in esame dell ambito di intervento D, tali superfici private impermeabili (corselli box, tetti, vialetti) ammontano a circa mq, pari a 1,00Ha. La portata meteorica immessa in fognatura sarà pari, pertanto, a 20l/s. L ammontare di queste superfici potrà subire delle variazioni nelle fasi progettuali successive, potrà pertanto variare il valore della portata calcolata. All interno delle aree private sarà anche previsto un sistema di recupero e riutilizzo delle acque meteoriche, ad uso irriguo. Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 11

13 4.4 Analisi bacino idrografico e dimensionamento fosso Il comune di Triuggio costituisce un punto di passaggio tra la collina e la pianura. Il Lambro e i suoi affluenti Brovada, Cantalupo e Pegorino sono dei nodi cruciali nell equilibro idro-geologico del territorio. La particolare e varia orografia del territorio, combinata alla diffusa scarsa permeabilità degli strati superficiali del terreno, determinano un elevato coefficiente medio di deflusso dell intero bacino idrografico. Il reticolo idrografico nella parte montana del bacino è costituito da canalizzazioni che si formano nei compluvi delle collinette, e dei quali però non appare di immediata individuazione la prosecuzione verso valle. Nella parte sub-pianeggiante, il reticolo è costituito principalmente dai solchi nei campi coltivati, dai fossi presenti attorno ai campio medesimi, e da alcuni fossi di maggiori dimensioni. Dall analisi del fotogrammetrico dell area, la superficie cautelativamente afferente al fosso di progetto può essere stimata in 10Ha. A questa, sempre cautelativamente, associamo un coefficiente di deflusso pari a 0,45. Considerando l evento di pioggia critico con Tr=10 anni, è stata stimata una portata pari a 619 l/s. Si è tenuto conto inoltre, del valore complessivo delle portate laminate dalla strada e parcheggi pubblici e dalle aree private, pari complessivamente a 42,6 l/s. FOGNATURA ACQUE METEORICHE Calcolo delle portate con il metodo dei VOLUMI D'INVASO Legge di Pioggia: T<1 h=at n ora: TRATT O n Nome Y= a=54.76 n=0.59 ELEMENTI PROPRI Aree (Ha) Area RIDOTTA Area EFFETTIVA ELEMENTI PROGR. Aree (Ha) Ym U* Area RIDOTTA Area EFFETTIVA U * Ha PORTATA DI PIOGGIA PORTATA ENTRANTE 10,00 4,500 10,000 4,500 10,000 0,45 158,67 57, ,6 Si è previsto dunque un fosso di progetto di sezione trapezia, con base minore 100cm, base maggiore 300cm, altezza 100cm. Di seguito la verifica del fosso a sezione trapezia T x100, effettuata per comodità, per un metro lineare di condotta: Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 12

14 LUNGHEZZA DIAMETRO PENDENZA Altezza d'acqu MATERIALE a m mm m/m cm 1,00 Terreno T x100 Rapp. H/h TEORICA PORTATA VELOCITA' IDONEITA' MASSIMA TEORICA cm/sec MASSIMA cm/sec PORTATA LAVAGGIO 0,05 34,00 0,34 619, ,91 91,59 186,55 idoneo idoneo Pertanto il fosso si rivela in grado di regimare e controllare le acque provenienti dai terreni circostanti, pur in nella ipotesi cautelativa considerata. Questo significa che l intervento, pur non potendo da solo risolvere i problemi di carattere idro-geologico che affliggonio l area, è in grado di attutirne localmente gli effetti. Come evidenziato nella planimetria di fognatura, il fosso in progetto si collega ad un fosso artificiale già esistente che attraverso una serie di roggie e tobminamenti porta alla brovada. Il collegamento tra i due fossi sarà profilato in maniera tale da garantire il corretto deflusso delle acque ed evitare la formazione di sbarramenti e ostruzioni Nelle fasi progettuali successive sarà studiato l esatto profilo del fosso e saranno predisposti, qualora necessari, eventuali salti di quota e manufatti intermedi. In conclusione, il progetto del fosso/roggia laterale alla strada di PII, permetterà di condurre alla Brovada le acque meteoriche in modo che sia: annullato l impatto delle nuove edificazioni; attenuato il rischio di inondazioni dell area abitata a valle della strada, in virtù di una migliore raccolta e regimazione delle acque provenienti dai terreni adiacenti idrograficamente posti a monte. Comune di Triuggio PII Villa don Bosco Rete fognaria 13