Comune di San Prisco Provincia di Caserta P.U.A. Piano Urbanistico Attuativo Residenziale Di Iniziativa Privata alla via Funara dell'ambito denominato " Funara nord-ovest " COMMITTENTE: Fusco Francesco - Fusco Vittoria Trombetta Rosa - Trombetta Vincenzo Fusco Giovanna - D'Angelo Domenico ELABORATO Relazione rete di smaltimento acque reflue e acque prima pioggia REVISIONE DATA DESCRIZIONE 01 02 03 Giugno 2018 STUDIO DI ARCHITETTURA NARDIELLO REDATTO DATA GIUGNO 2018 STUDIO TECNICO MONACO dott. geom. Monaco Francesco LIVELLO PROGETTO PROGETTO DEFINITIVO PROGETTO SCALA FILE URBANISTICO TAVOLA N. D.07 STUDIO DI ARCHITETTURA NARDIELLO www.nardiellopartners.it 81055 via Pezzella 14 Santa Maria Capua Vetere (CE) tel.- fax 0823/848702 STUDIO TECNICO MONACO 81054 via Michele Monaco 142 San Prisco (CE) tel.- fax 0823/810079 A TERMINI DI LEGGE CI RISERVIAMO LA PROPRIETA' DI QUESTO DISEGNO, CON DIVIETO DI RIPRODURLO O COMUNQUE RENDERLO A TERZI SENZA NOSTRA AUTORIZZAZIONE
RELAZIONE SMALTIMENTO ACQUE BIANCHE E ACQUE REFLUE NERE 1. Premessa La presente relazione ha come obiettivo quello di fornire un illustrazione del progetto definitivo relativo allo smaltimento delle acque reflue della lottizzazione in località via Funara di cui sopra. Tale relazione, che rimanda per tutto quanto non espresso, agli allegati elaborati grafici di riferimento, è inerente l illustrazione dei seguenti punti: - descrizione generale del sistema di smaltimento delle acque; - posizionamento e proporzionamento delle vasche relative alle acque di prima pioggia; Con riferimento ai punti citati, si rimanda, per gli approfondimenti, ai grafici relativi allo schema di smaltimento delle acque bianche e di quelle reflue (vedi tavole), mentre per i rilevamenti delle altezze di falda si rimanda alla relazione geologica ed ai relativi sondaggi allegati al PUA in questione. L'IMPIANTO OGGETTO DELLA PROGETTAZIONE ATTENDE ALLE SEGUENTI FUNZIONI: - Convogliamento delle acque pluviali nella fogna comunale esistente. - Convogliamento delle acque nere provenienti dai servizi igienici, in fogna Comunale esistente; - Chiarificazione prima dell innesto in fogna delle acque nere provenienti dalle cucine in vasche condensagrassi; 2. Descrizione generale del sistema di smaltimento delle acque Da un analisi del progetto di PLC, in rapporto alle caratteristiche plano altimetriche dell area e della disposizione urbanistica di progetto, si è prevista la realizzazione di un sistema fognante di tipo separato, dimensionato in termini preliminari, in accordo con le leggi e le norme in materia di idraulica. Si precisa che i liquami dovranno pervenire nei collettori consortili rigorosamente secondo la tabella "C" della legge Merli 319/76 e che comunque per i soli allacciamenti dei reflui provenienti da civili abitazioni è possibile collegare gli scarichi direttamente alla rete fognante, senza alcun pretrattamento. Chiarificazione delle acque di cucina mediante condensagrassi. Per acque di cucina si intendono le acque di scarico provenienti dai lavelli, lavatrice e lavastoviglie. Tali acque prima di essere immesse nella fogna cittadina, date le loro caratteristiche chimico fisiche, devono essere opportunamente trattate con un idoneo condensagrassi al fine di evitare eventuali danneggiamenti nei processi di sedimentazione e chiarificazione. Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 1
La vasca condensagrassi è costituita da tre scomparti: il primo assolve alla funzione del bloccaggio della schiuma e convogliamento verso il comparto di accumulo (fondo della vasca) delle acque consentendo sia la precipitazione dei grassi presenti rimescolati e delle sostanze solide, sia una lenta risalita nel vano centrale; il vano centrale funge da trappola per le sostanze oleose galleggianti; il comparto finale ha la funzione di regolamentare lo sfioro delle acque sgrassate. L'impianto è a perfetta tenuta, completamente interrato, pertanto lascia inalterato l'ambiente che lo circonda. Per quanto riguarda le acque nere, la rete si svilupperà come mostrato nelle planimetrie tav. PUA.OU.02, recapitando le relative acque provenienti dall insediamento residenziale nelle tubazioni in pvc rinforzato ed immesse al collettore esistente. La tubazione per tale rete sarà realizzata in PVC serie pesante avente un coefficiente di scabrezza pari a 0,1, con diametro pari a 600 per la strada di PUC mentre da per la strada privata 400 mm. In sede di predimensionamento si è verificato che tali diametri sono ampiamente sufficienti per soddisfare un utenza di circa 1000 utenti. Per quanto riguarda la rete di smaltimento delle acque bianche, si precisa che una specifica trattazione è stata effettuata con riferimento alle acque di prima pioggia. Le acque meteoriche o acque bianche vengono canalizzate nei pozzetti di raccolta che si collegano con le condotte principali sotto la sede stradale. Nel dimensionamento di condotte di questo tipo la velocità a pieno carico va da un minimo di 0,9 m/s ad un massimo di 3,0 m/s. Sotto il limite minimo non è garantita l autopulibilità dei condotti, valori sopra il limite massimo, invece, possono causare un degrado accelerato del condotto. Ai fini del dimensionamento preliminare della rete, si è considerato un coefficiente medio di impermeabilità pari a 0,5 ed un coefficiente di ritardo pari a 0,85. Le tubazioni saranno realizzate ancora in PVC serie pesante con i diametri indicati nella tavola n. PUA.OU.02. Il recapito finale di tali acque, sarà sempre il condotto della fogna comunale. 3. Progettazione dello smaltimento delle acque di prima pioggia Funzioni ed utilizzo degli impianti di prima pioggia. L inquinamento associato alle acque di scorrimento superficiale di aree urbanizzate è una delle principali cause di crisi per il corretto funzionamento degli impianti di depurazione. Infatti, nelle aree urbane le acque meteoriche dilavano un miscuglio eterogeneo di sostanze disciolte, colloidali e sospese. Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 2
Una parte significante del carico inquinante delle acque di pioggia deriva dal dilavamento atmosferico di inquinanti di origine naturale ed antropica. In prevalenza, il carico inquinante di origine atmosferica riguarda i composti disciolti (metalli, cloruri, sodio). La troposfera inoltre contiene aerosol, polveri e gas inquinanti come CO, SO2, NOx e idrocarburi volatili provenienti da immissioni industriali e veicolari e da processi di combustione incompleti. In particolare, alta è la presenza in prossimità di zone ad alta densità abitativa di metalli pesanti connessi al traffico veicolare su gomma: Zn e Cd associati all usura dei pneumatici, Cr e Cu alla corrosione della carrozzeria e delle parti meccaniche in movimento, Pb e Ni agli scarichi dei veicoli e agli oli lubrificanti. Successivamente l acqua entra in contatto con le superfici urbane, dalle quali rimuove una parte del materiale accumulo durante i periodi asciutti. Tale materiale deriva dalla deposizione atmosferica nei periodi secchi, dal traffico veicolare, da rifiuti in prevalenza organici, dalla vegetazione, dall erosione del suolo ed alla corrosione delle superfici. Infine, l acqua giunge alla rete fognaria, dove può risospendere i sedimenti precedentemente accumulatisi durante i periodi caratterizzati da piccole portate di pioggia e da qui ai depurati, rendendone più difficile e costosa la gestione. A causa delle interazioni tra precipitazione, atmosfera e superfici dilavate, particolare rilevanza ambientale assumono dunque le cosiddette acque di prima pioggia: esse sono costituite dal volume d acqua meteorica di scorrimento defluito durante la prima parte della precipitazione. Tale frazione di pioggia è caratterizzata da elevate concentrazioni di sostanze inquinanti e richiedono particolari procedure di smaltimento. Quadro legislativo essenziale L articolo 113 del D. Lgs. 156/06 (Testo Unico Ambientale) e ss. mm. ed ii. riguardante le acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia sancisce che vanno disciplinate ai fini della prevenzione dai rischi idraulici ed ambientali, rimandando alle regioni l autorità in materia. Cronologicamente, la prima regolamentazione ad affrontare l argomento in modo diretto è la Legge Regionale della Lombardia n. 62 del 27/05/1985 relativa alla Disciplina degli scarichi degli insediamenti civili delle fognature pubbliche e tutela delle acque sotterranee dall inquinamento. L art. 20, comma 2 di tale legge definisce acque di prima pioggia quelle corrispondenti per ogni evento meteorico ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull intera superficie scolante servita dalla rete di drenaggio. Lo stesso articolo stabilisce che, ai fini del calcolo della portate, tale precipitazione deve considerarsi avvenire per un a durata di 15 minuti. Successivamente lo stesso Consiglio Regionale ha chiarito che devono considerarsi acque di prima pioggia risultanti da eventi meteorici che si succedono a distanza l uno dall altro non inferiore a 96 ore e provenienti da superfici scolanti di estensione superiore a 2000 m2, computati escludendo le aree a verde. Le altre Regioni si sono per la maggior parte allineate alla normativa della Regione Lombardia, la quale è ormai adottata da quasi tutte le regioni italiane. Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 3
La necessità di avviare al trattamento le acque di prima pioggia richiede la predisposizione di opportuni volumi di immagazzinamento, vasche di prima pioggia, che consentano di immagazzinare tali acque onde rispettate le ridotte portate che caratterizzano normalmente gli impianti di depurazione, necessari a trattarle prima dell immissione delle stesse in fogna pubblica. Vasche di prima pioggia di tipo tradizionale Acque di prima pioggia Sono identificate nei primi 5 mm di acqua meteorica di dilavamento, uniformemente distribuita su tutta la superficie scolante servita dal sistema di drenaggio. Per il calcolo delle relative portate si assume che tale valore venga raggiunto dopo un periodo di tempo di 15 minuti di pioggia. Di seguito si elencano i coefficienti di afflusso alla rete: COEFFICIENTE DI AFFLUSSO TIPOLOGIA DI SUPERFICIE 1 Superfici totalmente impermeabili 0,8 Cemento o ardesia 0,3 Ghiaia 0,3 stabilizzato Acque di seconda pioggia Sono identificate come le acque meteoriche di dilavamento, derivanti dalla superficie scolante servita dal sistema di drenaggio e avviata allo scarico nel corpo recettore in tempi successivi a quelli definiti per il calcolo delle acque di prima pioggia, ossia dopo i primi 15 minuti. Acque reflue di dilavamento Il dilavamento delle superfici scoperte, in relazione alle attività che in esse si svolgono o agli usi previsti, non si esaurisce con le acque di prima pioggia bensì si protrae nell arco di tempo in cui permangono gli eventi piovosi. In linea generale tali condizioni si realizzano quando non sono state adottate misure atte ad evitare/contenere, durante il periodo di pioggia, il dilavamento delle zone nelle quali si svolgono fasi di lavorazione o attività di deposito/stoccaggio di materie/scarti o rifiuti. Lo smaltimento delle acque di prima pioggia esteso a tutte le superfici impermeabilizzate relative alla lottizzazione viene eseguito intercettando i collettori fognari delle acque bianche immediatamente prima del loro recapito. Sul collettore viene introdotto un derivatore di piena che devia la portata di prima pioggia verso una Vasca di Prima Pioggia (Vpp) idoneamente proporzionata; la portata di prima pioggia selezionata viene poi convogliata nel collettore di smaltimento delle acque nere e, da qui, alla fogna pubblica. Per una maggiore comprensione dello schema fognario e per gli ulteriori particolari ed approfondimenti si rimanda ai grafici allegati. La valutazione delle acque di prima pioggia è stata effettuata sulla scorta delle indicazioni esistenti in letteratura per questo tipo di portate. In particolare, attesa la scarsità di dati disponibili, si è ritenuto opportuno Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 4
assumere quale elemento progettuale di riferimento, l indicazione contenuta all interno del Piano di Risanamento delle Acque redatto dalla Regione Lombardia. In questo documento, nella sezione dedicata alla progettazione degli impianti fognari e, più precisamente, nel capitolo relativo alla riduzione delle portate meteoriche drenate, per le aree di ampliamento e di espansione industriale, è prescritta la separazione delle acque di prima pioggia provenienti dalle superfici degli insediamenti sopra indicati suscettibili di essere contaminate, da considerare pari al 50% dell area. Inoltre, sono definite acque di prima pioggia quelle corrispondenti per ogni evento meteorico ad una precipitazione di 5 mm (pari a 50 mvha) uniformemente distribuita sull intera superficie scolante servita dalla rete di drenaggio. In definitiva, trattandosi di acque dal contenuto inquinante molto basso, in quanto si tratta di acque di insediamenti civili e non industriali, e considerando che si raccoglie la totalità della portata confluita, non solo quella ricadente su parcheggi e strade, si è ipotizzato di utilizzare un valore ridotto al 60 % rispetto a quello indicato, ovvero 30 mc\ha; tale valore è ampiamente accettato in letteratura e rappresenta, quindi, il dato di progetto assunto nei calcoli per la valutazione del contributo associato alle acque di prima pioggia, e conseguentemente, per la determinazione per il deflusso delle stesse attraverso la fogna progettata. Si precisa che le superfici coperte dei fabbricati di tale Comparto non superano, complessivamente, i mq. 5.000. Si fa presente che il collettore fognario ubicato lungo la strada provinciale è posto ad una quota di circa 2,00 ml. dalla testa fogna. Ad esso ci si arriverà a mezzo di una condotta In PVC di diametro da 400 mm e 600 mm che saranno in grado di assorbire il flusso (acque bianche e nere) per circa 500 quasi il doppio degli abitanti da insediare all interno del comparto. La portata delle acque nere viene calcolata con riferimento alla dotazione idrica che, secondo le più recenti previsioni del P.R.G. degli acquedotti, si può considerare di 350 litri/giorno/abitante. 4. Acque reflue nere La fognatura per le acque nere, dovrà essere in grado di servire oltre 1000 utenti, si svilupperà lungo le strade di P.U.C. di progetto posta ai margini dei Comparti, recapitando le acque reflue provenienti dagli insediamenti confinanti, capace di raccordare idraulicamente la rete di progetto con il collettore fognario esistente sito sulla di via Funara. Le tubazioni saranno realizzate in PVC dei tipo pesante con coefficiente di scabrezza pari a 0,1, con diametro massimo pari a mm. 600 per le strade di P.U.C. mentre all interno del comparto diametro 400 mm per i collettori secondari, esse saranno poste in opera con una pendenza pari ad almeno il 3%.I diametri adottati garantiranno il buon utilizzo Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 5
dell impianto di smaltimento, permettendo le opportune, periodiche, opere di manutenzione, si prevede, in ogni caso, un sistema di lavaggio periodico delle condotte. I singoli apparecchi di ogni blocco di servizi saranno collegati alle reti di scarico, i tratti orizzontali avranno pendenza del 3%, confluiranno nelle colonne fecali verticali generali del corpo di fabbrica. Ai piedi dell edificio le acque si raccoglieranno nei pozzetti di raccolta da cui successivamente si immetteranno nei collettore principale. Tutti gli apparecchi saranno dotati di sifoni e ventilanti. Tutte le residenze saranno dotate di vasche Imhoff. Tale fogna si sviluppa parallelamente alla condotta per le acque nere e, ove si eccettuino le acque di prima pioggia, sverserà nella fogna comunale. Il dimensionamento della rete di raccolta degli scarichi reflui urbani (c.d.fognatura nera) è diretta conseguenza di una duplice verifica: una di natura idraulica ed una di natura statica. Il calcolo idraulico deve dimostrare che le condotte sono in grado di smaltire le portate degli scarichi reflui urbani raccolti nel comparto urbanistico di progetto e più in generale nell ambito territoriale a cui fa riferimento la fognatura nera. Il calcolo statico deve dimostrare che le condotte sono in grado di sopportare le sollecitazioni meccaniche a cui sono sottoposte determinate dal terreno, dal traffico e dall acqua di falda. Il calcolo idraulico di una fogna nera si articola in due fasi principali: - determinazione della portata degli scarichi reflui urbani raccolti nell ambito territoriale a cui fa riferimento la fognatura nera; - analisi del movimento degli scarichi reflui urbani all interno delle condotte. Per il calcolo della portata delle acque nere esiste una vasta letteratura che affronta questo problema: nella presente relazione si fa esplicito riferimento al Calcolo Idraulico definito nel testo dell ISTITUTO ITALIANO DEI PLASTICI: INSTALLAZIONE DELLE FOGNATURE IN PVC, Pubblicazione n. 3 Novembre 1984. Per l analisi del movimento dell acqua, in relazione alla scelta di utilizzare condotte circolari in PVC conformi alla norma UNI EN 1401-1 tipo SN4 SDR 41 (ex UNI 7447 tipo 303/1) si fa riferimento alla formula di Prandt-Colebrook che per altro trova sempre maggiore consensi in letteratura. Calcolo della portata degli scarichi reflui urbani. Il calcolo della portata degli scarichi reflui urbani presenta meno difficoltà della determinazione delle portate pluviali che deve smaltire una rete di fognatura bianca. I parametri base di cui bisogna tenere conto sono quattro: 1) P = popolazione insediabile nell ambito territoriale a cui fa riferimento la fognatura nera di progetto; Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 6
2) d.i. = dotazione idrica giornaliera per abitante ( 260 litri/abitante giorno); 3) a = coefficiente di riduzione ( 0,80); 4) K = coefficiente di contemporaneità (in genere varia da 1,3 2). La determinazione della portata nera media annua degli scarichi urbani è data dalla formula (1): Q = P x d.i. x a (1) 86400 Dato che la rete fognaria si progetta sulla portata massima di punta si deve provvedere in prima analisi alla determinazione della portata media del giorno di massimo consumo Qmmax assunta pari ad 1,5 volte la portata media annua. Si ottiene così la formula x = P *d.i. * a K (2) 86400 Si fa presente che il collettore è posto ad una quota di 2,00 ml. dalla testa fogna. Pertanto viene automatico quantificare la portata che confluisce nel collettore fognario e cioè: Portata nera media annua Allaccio per 500 utenti Q = P * d.i. * a = 500 * 260 * 0,80 = 1,2 l/s 86400 86400 Portata nera media giorno di max consumo Allaccio 500 abitanti Qmmax = P * d.i. * a * K = 408 * 260 * 0,80 * 1,5 = 1,8 l/s 86400 86400 Per il calcolo della portata oraria di punta nel giorno dell anno di massimo consumo, si applica il coefficiente moltiplicativo Cp = 1,5 P 0,2 Per allaccio n. 4 Cp = 1,5 P 0,2 = 1,5 x 500 0,2 = 5.2 Dalla quale si ottiene: Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 7
Allaccio per 500 abitanti Qp = 5,2 x 1,8 l/s = 9,4 l/s La portata di diluizione massima accettabile equivale a 1000 litri per abitante al giorno, così che la portata nera di massima diluizione si calcola come : Qnd = 1000 x P/86400 (l/s) Ai fini del calcolo si è confrontata quest ultima portata con quella di punta oraria e, nei casi in cui la Qnd risulta superiore la si utilizza per le successive verifiche idrauliche. Qnd = 1000 x 500/86400 = 5,8 l/s Valutata la portata che deve essere convogliata si deve provvedere al dimensionamento e alla verifica dei componenti idraulici. Ai fini delle successive verifiche idrauliche si è calcolata per ciascun ramo del collettore, la portata minima notturna, assunta pari al 50% della portata media annua: Per l allaccio in oggetto Qnd = 0,5 x Q = 0,5 x 1,2 = 0,6 l/s Analisi del movimento degli scarichi reflui urbani Per l analisi del movimento dell acqua nelle condotte circolari in PVC trova sempre maggiore consenso la formula di Prandt-Colebrook: dove: V = velocità media della corrente (m / sec.); g = Accelerazione di gravità (9,81 m / sec.2); Di = Diametro interno del tubo (m); J = Pendenza della tubazione (valore assoluto); K = Scabrezza assoluta che per le tubazioni in PVC si assume pari a 0,25 mm (valore raccomandato da A.T.V.); n = Viscosità cinematica che per le tubazioni in PVC si assume pari a 1,31 10-6 m2 / sec. (valore raccomandato da Associazione Tecnica delle Fognature). Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 8
Poiché viene considerato in ogni caso un deflusso a sezione piena, è facile risalire alla portata massima applicando la formula: Quanto sopra precisato si riferisce al flusso a sezione piena e cioè relativo alla massima capacità di portata. Ciò tuttavia non deve avvenire mai in quanto l assenza di un adeguata aerazione della canalizzazione innesca dei fenomeni ondosi che possono provocare pericolosi fenomeni di battimento. Più spesso la sezione di una condotta fognaria è occupata solo in parte dal fluido e pertanto le velocità e le portate variano al variare dell altezza del fluido nel tubo secondo una specifica relazione abbondantemente riportata in letteratura sia in forma di grafico che di tabella numerica. In ogni caso è opportuno che il grado di riempimento (h / Ø) non superi il valore di 0,5 per le tubazioni di piccolo diametro ( 400), mentre possono essere accettati valori dell ordine di 0,7 0,8 per diametri maggiori (assicurando comunque un franco libero di almeno 20 cm). La Circolare n. 11633 del Ministero dei LL.PP. (istruzioni per la progettazione delle fognature e degli impianti di trattamento delle acque di rifiuto) indica che per le acque nere la velocità relativa alla portata media non deve essere inferiore a 0,5 m/s, che viene considerata una velocità autosufficiente a garantire l autopulizia della condotta. Ovviamente la velocità di autopulizia dovrà essere tanto più elevata quanto maggiore è la possibilità di adesione dei sedimenti al fondo ed alle pareti della condotta: da tale punto di vista il PVC offre ottime garanzie, anche per velocità inferiori. Per quanto concerne l abrasione delle pareti delle condotte causata dall azione meccanica esercitata dal materiale solido trascinato in sospensione nei liquami la già citata Circolare n. 11633 indica per le portate nere di punta una velocità massima di 4 m/s da non oltrepassare. Le caratteristiche delle tubazioni sono riportate nelle allegate tavole grafiche. Negli allegati grafici sono riportati: la planimetria della fognatura acque bianche e nera con il sistema di raccolta delle acque di prima pioggia. I progettisti dott. Relazione Specialistica acque reflue: P.U.A. denominato «Funara nord-ovest» Pagina 9