SISTEMI DI DRENAGGIO URBANO: OPERE D ARTE MINORI

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1 Maurizio Giugni SISTEMI DI DRENAGGIO URBANO: OPERE D ARTE MINORI 22 Lezione n. Parole chiave: Fognature. Opere d arte Corso di Laurea: IAeT Insegnamento: Infrastrutture idrauliche Docente: giugni@unina.it A.A Schemi fognari Fognatura unitaria Fognatura separata 1

2 Pozzetti di ispezione Pozzetti di ispezione Le operazioni di pulizia degli spechi sono rese possibili dalla presenza, lungo il tracciato delle canalizzazioni, di pozzetti di ispezione. Tali pozzetti, oltre che in corrispondenza della curve, delle variazioni di speco, delle confluenze, ecc. devono essere disposti a non più di 25 m di distanza l uno dall altro e in modo che il tratto di canale compreso tra due pozzetti successivi sia ad asse rettilineo. Tale prescrizione (Circolare Ministero LL.PP.) si adotta per le fognature il cui speco abbia altezza inferiore a 1.05 m (fognature non praticabili). In questo caso, infatti, le operazioni di pulizia vengono svolte mediante apposite aste giuntabili che vengono sospinte all interno della canalizzazione a partire da un pozzetto, a partire dal quale deve essere possibile traguardare il tratto di fognatura da pulire sino al pozzetto successivo. Nel caso di fognature praticabili (altezza dello speco 1.05 m), la pulizia può essere eseguita percorrendo la canalizzazione fognaria e, pertanto, la distanza tra pozzetti consecutivi può essere assunta congruamente maggiore (sino a 50 metri). Pozzetti di ispezione Pozzetto di ispezione in linea su spechi circolari 2

3 Pozzetti di ispezione Pozzetto di ispezione in linea su spechi ovoidali Pozzetti di ispezione Pozzetto di ispezione in linea prefabbricato 3

4 Pozzetti di ispezione Pozzetto di ispezione in linea prefabbricato Pozzetti di ispezione 4

5 Pozzetti di curva Pozzetti di ispezione in curva Pozzetti di confluenza e variazione di speco Pozzetti di confluenza e cambio speco La confluenza tra più tratti di fognatura deve essere sempre realizzata in modo tale da garantire che la corrente che si stabilisce nel tratto posto a valle della confluenza non determini fenomeni di rigurgito sui tratti posti a monte (moto autonomo). A tal fine è obbligatorio che i tratti posti a valle abbiano sezione almeno pari a quella del più grande dei tratti confluenti da monte e che tra il fondo delle sezioni che confluiscono da monte e quello del tratto di valle sia realizzato un salto di fondo (cioè che vengano allineati i cieli delle sezioni che convergono nella confluenza). Pozzetto di confluenza 5

6 Pozzetti di confluenza e variazione di speco Pozzetti di confluenza Pozzetti di confluenza e variazione di speco Pozzetto di confluenza e cambio speco Tratto da: Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione, CSDU, Hoepli 6

7 Pozzetti di confluenza e variazione di speco Pozzetto di confluenza Pozzetti di salto Pozzetti di salto Quando la pendenza media del terreno al di sotto del quale corre un collettore di una rete di drenaggio risulta troppo elevata per potere essere compatibile con i limiti di velocità massima della corrente (4 5 m/s), occorre dissipare la quantità di energia in eccesso realizzando dei salti di fondo lungo il tracciato del canale. I salti di fondo devono essere realizzati all interno di appositi pozzetti di salto ispezionabili, le cui pareti devono essere rivestite di materiale con buone caratteristiche di resilienza, al fine di garantire adeguata durevolezza al manufatto. E sempre agevole stabilire quale sia la quantità totale di energia meccanica specifica da dissipare lungo un tratto di collettore: essa è pari alla differenza tra il dislivello che si supererebbe realizzando il collettore con pendenza del fondo pari a quella media del terreno sovrastante e quello superato conferendo al fondo del collettore la massima pendenza compatibile con i limiti di velocità in fognatura. E sempre possibile realizzare il dislivello totale mediante un numero variabile di salti di fondo (pochi salti di grande altezza o molti salti di piccola altezza). In generale, non è possibile stabilire quale sia la scelta più efficace dal punto di vista energetico. Dal punto di vista economico, è evidente che la realizzazione di pochi salti comporterà la necessità di disporre tratti di fognatura a profondità maggiore. Di contro, però, si realizzerà in totale un numero minore di pozzetti. 7

8 Pozzetti di salto Pozzetti di salto (fognature nere ) Pozzetti di salto Pozzetti di salto Tratti da: Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione, CSDU, Hoepli. 8

9 Pozzetti di salto Pozzetti di salto prefabbricati Pozzetti di lavaggio Pozzetti di lavaggio La Circolare n del del Ministero LL. PP. indica per la portata media nera un limite minimo di velocità pari a 0.5 m/s. Tale indicazione può essere derogata dal progettista in considerazione di condizioni particolari e delle caratteristiche dei materiali utilizzati per le canalizzazioni. La rimozione del materiale sedimentato deve essere assicurata fin dall inizio dell esercizio della fognatura. Qualora non sia possibile assicurare il rispetto dei valori delle velocità necessari a garantire l autolavaggio della canalizzazione fognaria, si può ricorrere all installazione di pozzetti di lavaggio (o di cacciata ), che ad intervalli regolari liberino in fognatura una portata che scorra con velocità sufficiente ad eliminare le sostanze sedimentate. Esistono in commercio vari dispositivi che entrano in funzione automaticamente quando in essi si sia accumulato il volume d acqua sufficiente ad assicurare il lavaggio del tratto di fognatura desiderato. Tali dispositivi si basano quasi tutti sul brusco adescamento di un sifone, inizialmente isolato dalla presenza di una bolla d aria in pressione, la quale viene rimossa quando l acqua che si accumula all interno del pozzetto raggiunge un opportuno livello. Una formula sufficientemente approssimata per il calcolo del volume di cacciata W c è la seguente: Wc Q0 V 0 L V 0 gh 0, m gh 0, m in cui Q 0 è la portata cui corrisponde, in moto uniforme, la velocità V 0 di autopulitura che si desidera assicurare; L la lunghezza del tratto di fognatura considerato; h 0,m l altezza media della corrente in moto uniforme. 9

10 Pozzetti di lavaggio Pozzetto di lavaggio Pozzetti di lavaggio Pozzetto di lavaggio Tratto da: Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione. CSDU. Hoepli. 10

11 Caditoie stradali Caditoie stradali Attraverso le caditoie stradali, le acque meteoriche e, nella stagione estiva, le acque di lavaggio delle strade vengono raccolte e collettate nella rete di fognatura. Le tipologie principali di caditoie stradali sono: - caditoie a griglia, da installarsi nella sede stradale in corrispondenza della cunetta formata dal gradino del marciapiede; - caditoie a bocca di lupo, da ubicarsi al di sotto del marciapiede con la bocca di presa realizzata in corrispondenza del gradino. Per tutti i tipi è opportuno prevedere un pozzetto di sedimentazione delle materie solide. Inoltre è conveniente che il collegamento con i fognoli di raccordo alla rete fognaria sia del tipo a sifone. Le caditoie si dispongono ad interasse di m, con area servita pari a m 2. Caditoie stradali Caditoie stradali a bocca di lupo e a griglia 11

12 Caditoie stradali Caditoie con cestello per agevolare la manutenzione Caditoie stradali Cunetta stradale Cunetta stradale Istanbul Caditoie stradali Problemi di manutenzione 12

13 Stazioni di sollevamento nei sistemi di drenaggio urbano L utilizzo di stazioni di sollevamento nelle reti di drenaggio urbano si rende spesso necessario, ad esempio per allacciare alla rete zone urbanizzate depresse o se le pendenze naturali disponibili risultano eccessivamente ridotte. Una stazione di sollevamento è costituita dai seguenti elementi principali: - vasca di carico - gruppi di sollevamento - condotta di mandata 25 Stazioni di sollevamento nei sistemi di drenaggio urbano Nel progetto di una stazione di sollevamento per acque reflue occorre tenere ben presenti le peculiari caratteristiche qualitative del liquido: - Presenza di corpi galleggianti di varia natura - Presenza di sostanze solide sedimentabili - Elevata presenza di sostanza organica - Presenza di grassi ed oli e comunque di sostanze flottanti tendenti a formare croste in superficie - Possibile elevata aggressività 26 13

14 Stazioni di sollevamento nei sistemi di drenaggio urbano Problematiche principali: Tipologia stazione di sollevamento Caratteristiche pompe Caratteristiche d installazione Volume e geometria vasca di carico Protezione dal colpo d ariete 27 Tipologie stazioni di sollevamento Stazione intermedia Consente di evitare eccessivi approfondimenti dello scavo, quando le livellette sono pressoché orizzontali o addirittura in contropendenza. In genere è caratterizzata da modesta prevalenza e da una condotta di mandata di ridotta lunghezza. Stazione di estremità E necessaria quando occorre convogliare la portata dal collettore a un recapito posto a una quota più elevata. In tal caso la prevalenza e la lunghezza della condotta premente possono risultare maggiori

15 Giranti Girante chiusa mono o multicanale a flusso radiale Girante bicanale aperta su diffusore inintasabile Girante aperta a vortice, in voluta 29 Giranti Girante semiaperta multicanale con gruppo trituratore all'aspirazione Coclea (o vite d Archimede) 30 15

16 Giranti 1. Girante monocanale chiusa 2. Girante aperta a vortice 3. Girante trituratrice 4. Girante bicanale aperta antintasamento L intasamento della girante può pregiudicare il corretto funzionamento della pompa. Necessità di eliminare le sostanze solide grossolane presenti nel liquame mediante grigliatura preliminare, con griglie a interspazio tra le barre definito in funzione della sezione libera di passaggio della girante della pompa. Installazione L installazione delle pompe può essere annegata o a secco ed il motore elettrico può essere sommergibile o non sommergibile. In genere si preferisce l installazione annegata con elettropompe sommergibili (in particolare nelle piccole stazioni), in modo da favorire il raffreddamento del motore e consentire un elevato numero di avviamenti orari (fino a per elettropompe di piccola potenza) e, di conseguenza, ridurre le dimensioni delle vasche, i costi delle opere civili e i tempi di permanenza del liquame. Le pompe installate devono essere sempre almeno due (una con funzione di riserva). Il diametro della condotta di mandata dovrebbe essere 100 mm (almeno) e la velocità di convogliamento m/s

17 Installazione 33 Installazione 34 17

18 DN 100 PN 16 DN 100 DN 100 DN 100 PN 16 DN 100 DN 100 DN /03/2017 Stazioni di sollevamento Le stazioni di sollevamento devono essere sempre munite di un numero di gruppi tale da assicurare un adeguata riserva. I tempi di attacco e stacco dei gruppi devono consentire la loro utilizzazione al meglio delle curve di rendimento e al minimo di usura, tenendo conto che i tempi di permanenza dei reflui nelle vasche di adescamento devono essere tali da evitare l innescarsi di fenomeni settici. Le stazioni di sollevamento devono essere munite o collegate a idonei scaricatori di emergenza, tali da entrare autonomamente in funzione in caso di interruzione della fornitura di energia. Qualora per le caratteristiche plano-altimetriche dell area non risulti possibile l installazione di scaricatori di emergenza, le stazioni di sollevamento dovranno essere munite, in aggiunta alla normale alimentazione di energia, di gruppi energetici autonomi, il cui stato di manutenzione deve essere opportunamente registrato. Stazioni di sollevamento Impianto di sollevamento per fognatura Tratto da: 18

19 DN 100 DN /03/2017 Stazioni di sollevamento Impianto di sollevamento per fognatura Tratto da: IPPOLITO, G., Appunti di Costruzioni Idrauliche, Liguori Editore Materiali di studio AA. VV., Sistemi di fognatura. Manuale di Progettazione, Centro Studi Deflussi Urbani, Hoepli Editore 19