PIANO ATTUATIVO ATR10

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1 STUDIO DI INGEGNERIA CIVILE-IDRAULICA Dott. Ing. Michele Giorgio Via Stelvio, Bergamo Tel Fax P. IVA C.F.: GRG MHL 71D15 A794F michele.giorgio@sfera.biz RANICA CENTRO S.R.L. Via Nicolò Rezzara, Ranica (BG) PIANO ATTUATIVO ATR10 PROGETTO DEL SISTEMA PER LA RACCOLTA E LO SMALTIMENTO DELLE ACQUE REFLUE CIVILI E DELLE ACQUE METEORICHE PROVENIENTI DAL NUOVO P.A. ATR10 IN VIA LONGONI NEL COMUNE DI ALMENNO SAN BARTOLOMEO (BG) RELAZIONE IDRAULICA Committente Ranica Centro S.r.l. Il Professionista Dott. Ing. Michele Giorgio Bergamo, il

2 1 INTRODUZIONE CRITERI PROGETTUALI RETE DI DRENAGGIO ACQUE METEORICHE SMALTIMENTO DELLE ACQUE METEORICHE VASCA SETTICA DI TIPO IMHOFF CAMERETTA DI PRELIEVO E CONTROLLO CAMERETTA DI SEDIMENTAZIONE E DISOLEAZIONE MATERIALI DIMENSIONAMENTO E VERIFICA RETI DI DRENAGGIO DETERMINAZIONE DELLA PORTATA CRITICA METEORICA Dimensionamento collettori di drenaggio delle acque meteoriche DETERMINAZIONE DELLE PORTATE NERE Dimensionamento collettori di drenaggio delle acque nere VERIFICA IDRAULICA DEI COLLETTORI SMALTIMENTO ACQUE METEORICHE MEDIANTE VASCA DI LAMINAZIONE

3 1 INTRODUZIONE A seguito dell incarico affidato dalla Società Ranica Centro S.r.l. allo studio di ingegneria civile-idraulica dell Ing. Michele Giorgio, si è redatta la seguente relazione idraulica allo scopo di indicare le modalità di raccolta e smaltimento delle acque nere e delle acque meteoriche provenienti dal Piano Attuativo ATR10 in progetto in via Longoni in comune di Almenno San Bartolomeo (BG). In particolare vengono di seguito illustrati i principi che saranno sviluppati nel dimensionamento delle opere idrauliche deputate alla raccolta, convogliamento e smaltimento delle portate reflue e meteoriche verso i recapiti finali esistenti. Nella presente relazione ci si attiene alle norme prescritte dalla Regione Lombardia, emanate nell ambito del D. L.vo n. 152, 03 aprile 2006 e dei regolamenti regionali del 24 marzo I dimensionamenti dei sistemi di collettamento e smaltimento delle portate nere e meteoriche fanno riferimento a quanto previsto nel Regolamento fognario aggiornato a gennaio 2008 rev.2 della Hidrogest S.p.A., approvato dal Consiglio di Amministrazione con Delibera n. 1 del 18/01/2008. L indicazione delle portate di acqua meteorica da scaricare in corso d acqua superficiale fanno riferimento al Decreto Direttore Generale n 8943 del 03 agosto 2007 Linee Guida di Polizia Idraulica della Regione Lombardia. Quanto di seguito esposto, fa riferimento al progetto redatto dall Architetto Leonardo Togni di Bergamo. Per le considerazioni geologiche, si fa riferimento alla Relazione geologica e analisi geotecnica con note idrogeologiche a supporto del progetto relativo a parte del Piano Attuativo ATR10 in via Longoni redatta dal Dott. Geol. Alessandro Ratazzi nel Dicembre

4 L intervento garantisce quindi la rispondenza del sistema di raccolta e di smaltimento delle acque nere e di pioggia alle citate normative. Si fa presente, infine, che il professionista incaricato conserva i diritti d autore sul lavoro presentato, elaborati cartografici compresi e che la committenza può utilizzare gli stessi una sola volta e soltanto per lo specifico fine per il quale essi sono stati eseguiti. 3

5 2 CRITERI PROGETTUALI L area interessata dal nuovo Piano Attuativo ATR10 in progetto in Longoni in comune di Almenno San Bartolomeo (BG), sarà dotata di un sistema per la raccolta e lo smaltimento delle acque del tipo a reti separate, che sarà così articolato: - Rete per la raccolta delle acque meteoriche e convogliamento verso il corso d acqua naturale esistente, previa laminazione mediante vasca volano; - Rete per la raccolta delle acque reflue civili provenienti dalle abitazioni in progetto e convogliamento delle stesse verso il collettore di pubblica fognatura esistente lungo la S.P. n 176 (via Longoni) in com une di Palazzago (BG); - Interposizione di fosse biologiche o di vasche Imhoff prima degli allacciamenti degli scarichi domestici al collettore di rete pubblica; - Prima dell imbocco nella fognatura pubblica è prevista una cameretta per il prelievo ed il controllo dei reflui dotata di sifone Firenze; - Vasca volano per la limitazione delle portate meteoriche da scaricare nel recettore finale entro valori compatibili con la capacità idraulica dello stesso. Le individuazioni delle superfici previste nel progetto, sono riportate negli elaborati grafici redatti dall Arch. Leonardo Togni. In sintonia con le normative Nazionali e Regionali in vigore, viene quindi previsto un sistema separato per le acque bianche e per le acque nere. Ciò consente una riduzione dei colmi della portata da inviare alla depurazione. 2.1 Rete di drenaggio acque meteoriche Il dimensionamento della rete di drenaggio delle acque meteoriche viene condotto adottando, la curva di possibilità climatica con tempo di ritorno di 10 anni, stimate dalle misure delle altezze di precipitazione massima annuale rilevate dal pluviometrografo di Bergamo. 4

6 2.2 Smaltimento delle acque meteoriche Lo smaltimento delle acque di meteoriche, ovvero acque le cui caratteristiche chimico-fisiche sono tali da poter essere scaricate in un corso d acqua superficiale o nei primi strati del sottosuolo, nel caso in esame avviene tramite lo scarico in corso d acqua superficiale nella quantità massima di 20 l/sec per ogni ettaro di superficie scolante impermeabile, come indicato sia nelle Linee Guida di Polizia Idraulica della Regione Lombardia (D.D.G del 03/08/07) che all art del Regolamento fognario aggiornato a gennaio 2008 rev.2 della Hidrogest S.p.A Vasca settica di tipo Imhoff In conformità all art del Regolamento fognario aggiornato a gennaio 2008 rev.2 della Hidrogest S.p.A., viene previsto un trattamento primario delle acque reflue domestiche attraverso l impiego di una fossa Imhoff adeguatamente dimensionata, la quale ha lo scopo di sedimentare il materiale grossolano che si deposita sul fondo, separare il materiale affiorante (olio, grasso ed altri) dando origine ad una chiarificazione del refluo riducendo il carico inquinante. 2.4 Cameretta di prelievo e controllo In conformità a quanto previsto all art del Regolamento fognario aggiornato a gennaio 2008 rev.2 della Hidrogest S.p.A., successivamente alla vasca settica tipo Imhoff e prima dell imbocco nella fognatura comunale, deve essere realizzata una cameretta per il prelievo ed il controllo dei reflui. 2.5 Cameretta di sedimentazione e disoleazione Prima dell immissione delle portate meteoriche in acque superficiali, le stesse vanno sottoposte ad un eventuale pretrattamento in relazione al grado d inquinamento. Le acque meteoriche verranno depurate principalmente tramite pretrattamenti fisici in cui le sostanze inquinanti pesanti si depositano sul fondo, nei cosiddetti manufatti di sedimentazione. 5

7 Questi impianti possono inoltre essere dotati di dispositivi per trattenere anche le sostanze più leggere dell acqua come ad es. olio o benzina (separatore di fluidi leggeri). 2.6 Materiali Le tubazioni delle reti di smaltimento delle acque meteoriche sono previste in Pvc serie UNI-EN 1401 SN4, con un diametro De 250 mm. Le tubazioni delle reti di smaltimento delle acque nere sono previste in Pvc serie UNI-EN 1401 SN4, con un diametro De 250 mm. Le tubazioni necessarie agli allacciamenti delle griglie e delle caditoie previste, saranno realizzate in Pvc con un diametro di 160 mm. Gli allacciamenti delle reti nere interne di ogni lotto saranno realizzate in Pvc con un diametro di 200 mm. Previo passaggio in un pozzetto di ispezione dotato di sifone tipo Firenze, posizionato all interno dell area di ogni lotto. La pendenza dei collettori fognari sia della rete meteorica che della rete di acque nere, saranno tali da garantire sempre il deflusso delle portate di progetto in condizioni di sicurezza oltre a garantire che le velocità minime siano tali da evitare depositi organici. I chiusini e le caditoie previsti lungo la strada in progetto saranno in ghisa sferoidale a norma UNI-EN 124 classe D400 stradale. Sopra la tubazione della fognatura è prevista la posa di apposito nastro segnalatore di colore bianco con scritta FOGNATURA, ad una distanza di 30 cm dall estradosso della tubazione. 6

8 3 DIMENSIONAMENTO E VERIFICA RETI DI DRENAGGIO 3.1 Determinazione della portata critica meteorica La restituzione del valore di deflusso, elaborata, consente la determinazione della massima portata transitante nella sezione di chiusura del bacino corrispondente alla sezione di ingesso della rete meteorica nella vasca di laminazione in progetto. Il dimensionamento della rete fognaria di acque meteoriche, viene condotto considerando eventi meteorici di breve durata ed elevata intensità e comunque considerando che l evento si verifichi in quindici minuti. Come riportato negli elaborati di progetto redatti dall Arch. Leonardo Togni di Bergamo, la superficie di proprietà della Ranica Centro S.r.l. è pari complessivamente a circa mq. Le aree che dovranno essere drenate e servite da reti di raccolta acque meteoriche sono di circa a mq, di cui 340 mq rappresentano le aree per opere di urbanizzazione primaria, 720 mq sono le aree di parcheggio e 467 mq sono le superfici dei percorsi ciclo-pedonali /verde. Le superfici impermeabili degli edifici in progetto sono stati stimati in circa mq. I parametri a, n della curva di possibilità climatica di Bergamo per un assegnato tempo di ritorno di 10 anni, relativamente ad eventi piovosi di durata inferiore ad un'ora, sono rispettivamente pari a 48,212 e 0,5672. I parametri assunti per lo ietogramma Chicago sono: θ = 15 min θ b = 6 min θ a = 9 min r = 0,4 durata della pioggia; è il tempo intercorrente tra l'inizio della pioggia e l'istante corrispondente al picco; è il tempo intercorrente tra l'istante corrispondente al picco e la fine della pioggia; rapporto tra il tempo prima del picco e la durata totale θ della pioggia e definisce la posizione del picco di pioggia; 7

9 Le grandezze caratteristiche dell ietogramma unitario istantaneo, assumendo l ipotesi di trasformazione afflussi-deflussi con il metodo dell invaso lineare, sono: t c = 15 (min) tempo di corrivazione; K = 0,7 x t c = 10,5 (min) costante d invaso. Il tempo di corrivazione viene stimato assumendo tempi di ingresso dell ordine di 5 minuti e determinando il tempo di percorrenza dell intera rete alla velocità di 1 m/s assunta in corrispondenza della massima portata transitante. Il coefficiente d afflusso, per il metodo percentuale (Φ), viene stimato in considerazione del fatto che i bacini in esame sono a forte impermeabilizzazione, con ingressi in rete delle portate meteoriche assolutamente pressoché totali, salva la quantificazione degli invasi superficiali e del fenomeno dell evapotraspirazione. Il valore del coefficiente d afflusso stimato è pertanto pari a: Φ = 0,90 Pertanto, le portate di acque meteoriche provenienti dalle superfici precedentemente indicate sono: Q 10,Φ = 36,00 l/s portata proveniente dal dilavamento delle superfici scolanti dell intervento in progetto utilizzata per il dimensionamento dei collettori della rete per la raccolta delle acque meteoriche Dimensionamento collettori di drenaggio delle acque meteoriche I dimensionamenti vengono effettuati con un rapporto di riempimento del 75%, valore comunemente usato per garantire un adeguato franco idraulico ed il buon funzionamento anche in condizioni di scarsa manutenzione. 8

10 La valutazione complessiva della portata precedentemente determinata, permette l effettuazione del dimensionamento dei collettori. Per i tratti degli allacciamenti dei pluviali del fabbricati e delle caditoie e griglie in progetto, che dai calcoli presentano diametri di progetto troppo bassi, sono stati adottati diametri commerciali De 160 mm in PVC. Per i tratti di fognatura principale, si è convenuto adottare diametri commerciali adeguati pari a De 250 mm e pendenza minima pari a 0,20 %. Il tratto terminale dovrà essere in grado di convogliare la massima portata decennale, precedentemente calcolata, e viene pertanto assunto in PVC e di diametro pari a De 315 mm con pendenza minima pari a 0,20 %. 3.2 Determinazione delle portate nere Per aree residenziali, con classi demografiche di abitanti residenti inferiori alle unità, la dotazione idrica prevista è di 260 l/(ab*g). Per quanto concerne gli afflussi residenziali, per ogni ramo è stata stimata la portata media annua pari a: q n, m α P Di = l s dove: α = 0,8 P = D i = coefficiente correttivo che tiene conto del fatto che parte della dotazione idrica non giunge in fognatura, ma viene dissipata; popolazione stimata insistente sul ramo i-esimo [ab.]; dotazione idrica civile pari a 260 l/(ab*g). Nota questa portata media è possibile, seguendo sempre le indicazioni del P.R.R.A., calcolare: Q n,m =q n,m x 1.5 Q n,max =q n,m x 1.5 x 1.5 portata media giornaliera del giorno di massimo consumo. portata di punta del giorno di massimo consumo. 9

11 Assumendo che gli abitanti teorici determinati secondo gli standard teorici (art. 4 PdS) siano pari a circa 75 abitanti, si ottiene: portata media giornaliera del giorno di massimo consumo = 0,271 l/s portata di punta del giorno di massimo consumo = 0,406 l/s La portata di acque reflue domestiche che complessivamente viene inviata al collettore di pubblica fognatura esistente lungo la S.P. n 176 (VIA Longoni in comune di Palazzago (BG), è quindi pari a 0,406 l/sec Dimensionamento collettori di drenaggio delle acque nere I collettori fognari delle acque nere vengono predisposti con pendenza tale da garantire che non si formino depositi. Gli allacciamenti delle reti nere interne di ogni lotto saranno realizzate in Pvc con un diametro di 200 mm. Previo passaggio in un pozzetto di ispezione dotato di sifone tipo Firenze, posizionato all interno dell area di ogni lotto. Per i tratti di fognatura principale, si è convenuto adottare diametri commerciali adeguati pari a De 250 mm e pendenza minima pari a 0,80 %. In tali condizioni la portata d acque reflue domestiche che viene inviata al collettore di pubblica fognatura esistente, defluisce con una velocità di 0,37 m/sec, sufficiente ad evitare il formarsi di depositi e comunque superiore al limite minimo indicato all art del Regolamento fognario aggiornato a gennaio 2008 rev.2 della Hidrogest S.p.A Verifica idraulica dei collettori Per la verifica delle reti si utilizza l espressione di Chezy, la cui formulazione è: dove: Q = Aχ Ri Q :portata (m 3 /s); 10

12 A :sezione bagnata della tubazione (m 2 ); χ :coefficiente di resistenza al moto della tubazione; R :raggio idraulico della tubazione (m); i :pendenza del tratto di tubazione. Il coefficiente di resistenza al moto χ viene espresso secondo la formula di Gauckler-Strickler: χ = k s R 1/6 nella quale compare l indice di scabrezza delle tubazioni k s assunto pari a: k s = 90 per tubazioni in Pvc; Dopo le adeguate sostituzioni si ricava la seguente espressione monomia: Q = k S AR 2 3 i I collettori precedentemente dimensionati, costituenti la rete di raccolta e smaltimento delle portate meteoriche e nere a servizio del P.A. ATR10, sono ampiamente verificati, garantendo un sufficiente franco idraulico di sicurezza. 11

13 4 SMALTIMENTO ACQUE METEORICHE MEDIANTE VASCA DI LAMINAZIONE Come precedentemente ricordato, dalle indicazioni riportate nella Relazione geologica e analisi geotecnica con note idrogeologiche a supporto del progetto relativo a parte del Piano Attuativo ATR10 in via Longoni redatta dal Dott. Geol. Alessandro Ratazzi nel Dicembre 2011, è emerso che la zona di intervento presenta scarse capacità di drenaggio. Dallo studio geologico richiamato, l area in esame presenta una permeabilità del terreno naturale in posto da bassa a molto bassa, per tutti i livelli individuati; si sconsiglia pertanto lo smaltimento delle acque bianche in pozzi perdenti. Pertanto, per lo smaltimento delle acque meteoriche, si rende necessario progettare una vasca di laminazione che limiti la quantità di acqua da recapitare al corso d acqua superficiale entro valore limite di 20 l/sec per ogni ettaro di superficie scolante impermeabile. Per il calcolo del volume necessario a laminare le acque meteoriche provenienti dall insediamento in progetto, avendo fissato la portata in uscita da scaricare nel corso d acqua superficiale pari al limite di 20 l/sec per ogni ettaro di superficie scolante impermeabile, si applica l equazione di continuità: dove: V = volume di invaso; Q in (t) = portata entrante; Q out (t) = portata uscente V = ( Qin( t) Qout ( t)) dt Lo svuotamento della vasca di laminazione avverrà mediante una pompa di sollevamento che rilancerà la quantità di acqua consentita nel corso d acqua superficiale. A favore di sicurezza, nella vasca di laminazione viene predisposta anche una seconda pompa di emergenza. 12