Giornata di studio su progettazione e gestione delle stazioni di pompaggio Università degli Studi di Brescia, 22 novembre 2013 Il pompaggio da pozzo e da vasche di carico Umberto Sanfilippo Politecnico di Milano DICA Sez. SIA
Generalità 2 Schema tipico di pompaggio da pozzo a vasca di carico con successivo pompaggio da vasca di carico: Alla rete di adduzione / distribuz.
Caratteristiche degli acquiferi 3 Definizione di falda freatica e falda(e) artesiana(e): Acquiferi in falda freatica: pozzi freatici, sorgenti freatiche. Acquiferi in falda artesiana: pozzi artesiani o senza risalita spontanea o con risalita spontanea; sorgenti artesiane.
Caratteristiche degli acquiferi 4 Stratificazione (falda freatica e falde artesiane) e ordini di grandezza dei tempi di ricarica:
Vulnerabilità degli acquiferi 5 Decrescita del livello piezometrico: Periodo piovoso Flussi idrici di scambio fra corpi superficiali e prima falda: variabili in tempo secco e piovoso; i pozzi che prelevano acqua dalla falda freatica più in superficie, e talvolta persino quelli che la prelevano più in profondità, possono andare in secca durante i periodi siccitosi. Periodo secco
Vulnerabilità degli acquiferi 6 Potenziali fonti d inquinamento per le acque di falda: Le acque sotterranee sono meno vulnerabili di quelle superficiali. Tuttavia, una volta contaminate, il loro ripristino: richiede molto tempo (anni); è tecnicamente più difficile; può essere assai più costoso.
Vulnerabilità degli acquiferi 7 Intrusione salina: Possibile contaminazione di pozzi in zona costiera o a volte persino nell entroterra: conseguenza di eccessivi pompaggi; per evitare questo fenomeno, talvolta vengono addirittura (re)iniettate negli acquiferi costieri acque reflue adeguatamente trattate.
Pompaggio da pozzo Schema d inserimento di un pozzo in falda freatica: 8
Pompaggio da pozzo 9 Schemi d inserimento di un pozzo in falda artesiana: penetrazione completa: penetrazione parziale
Pompaggio da pozzo 10 Struttura di un pozzo:
Pompaggio da pozzo 11 Batteria di pompe: Batteria di pozzi:
Pompaggio da pozzo Prove di pompaggio: 12 Misuratore di livello piezometrico Misuratore di portata A seconda dei casi, per l asintotica andata a regime del pozzo in prova può occorre un tempo di diverse ore o anche di alcuni giorni.
Pompaggio da pozzo 13 Caratteristiche delle pompe: sommerse, forma allungata, leggerezza, affidabilità, estrema robustezza del cavo e della tubazione, resistenza alla corrosione prevalenza necessaria, a seconda dei casi, da qualche metro fino a oltre 100 150 m, sebbene di solito senza oscillazioni particolarmente ampie nell arco della vita di esercizio.
Pompaggio da vasche di carico 14 Esempi di possibili schemi funzionali a valle di una vasca di carico: schema base:
Pompaggio da vasche di carico 15 Esempi di possibili schemi funzionali a valle di una vasca di carico: schema piezometrico per pompaggio diretto in rete:
Pompaggio da vasche di carico 16 Esempi di possibili schemi funzionali a valle di una vasca di carico: schema piezometrico per pompaggio discontinuo:
Pompaggio da vasche di carico 17 Punto di funzionamento e sua variazione in funzione della prevalenza occorrente:
Pompaggio da vasche di carico 18 Dimensionamento (o verifica) del volume di compenso della vasca di carico in relazione alla capacità della pompa: Wu(t) Wd TR (t) We 1 (t) We 2 (t) Serbatoio PIENO Serbatoio VUOTO
Pompaggio da vasche di carico 19 Scelta ottimale del diametro ottimale D e della condotta di mandata: Individuazione del diametro che minimizza la passività P, Vincolo sulle velocità min e max. r = i (1+ i) (1+ i) n n 1 0.5m/s V 2.0 2.5 m/s C e = W T annuo c e W = γ H Q η H = H geod + J L + K 2 V 2g J = K 10.29 2 Strickler Q D 2 16 / 3 D min D max
Pompaggio da vasche di carico 20 Caratteristiche delle pompe: installazioni usualmente a secco, resistenza alla corrosione, prevalenza necessaria, a seconda dei casi, da qualche metro fino a qualche centinaio di m, a volte con oscillazioni significativamente ampie nell arco della vita di esercizio; proporzioni indicate qui sotto per le quote per evitare problemi di adescamento.
Pompaggio da vasche di carico 21 Esempio d installazione:
Riferimenti 22 Bibliografia: Becciu G., Paoletti A., Fondamenti di Costruzioni Idrauliche, UTET Scienze Tecniche, Torino, 2010, 574 pp. Bianchi A., Sanfilippo U., Pompe e impianti di sollevamento. Manuale di progettazione e realizzazione, Hoepli, Milano, 2001, 265 pp. Da Deppo L.; Datei C.; Fiorotto V., Acquedotti, Cortina, Padova, 2003, 561 pp. Milano V., Acquedotti. Guida alla progettazione, Hoepli, Milano, 2012, 634 pp. Internet: http://www.hwe.org.ps/education/birzeit/groundwaterengineering/chapter%203 %20-%20Groundwater%20Flow%20to%20Wells.pdf http://www.sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/guyer%202012 %20Introduction%20to%20Pumping%20Stations%20for%20Water%20Supply% 20Systems.pdf http://www.geologitoscana.net/documentazioneogt/2006/corsi/gpozzi/pdf/gar gini.pdf http://epa.ohio.gov/portals/28/documents/tgm-04_final1206w.pdf http://www.geol.wwu.edu/rjmitch/l22_seawater.pdf