INDICE 1. PREMESSA... 2 2. PARAMETRI IDROLOGICI DI PROGETTO... 3 3. VERIFICHE IDRAULICHE... 5 PROGETTO ESECUTIVO 1/9
1. PREMESSA La presente relazione descrive gli aspetti idraulici connessi con lo smaltimento delle acque meteoriche e reflue dall area in progetto. Il progetto del sistema di smaltimento delle acque reflue e meteoriche prevede un sistema di tipo separato ossia delle tubazioni distinte per la raccolta delle acque in funzione della loro provenienza. Il recapito delle acque è comunque costituito dalle reti fognarie esistenti adiacenti l edificio in progetto e che sono anch esse di tipo separato. L intervento complessivo prevede la realizzazione di un intervento su di un area complessiva di circa 5000 m 2, di superficie completamente impermeabilizzata. Già attualmente la superficie si presenta quasi completamente impermeabile, come evidenziato nella foto aerea della Figura 1. Figura 1 Foto aerea dell area con evidenziata la sagoma dell intervento. Nel seguito della relazione si descriveranno i calcoli idraulici del sistema progettato. PROGETTO ESECUTIVO 2/9
2. PARAMETRI IDROLOGICI DI PROGETTO Per individuare le piogge di progetto è stata sviluppata una specifica ed approfondita analisi delle precipitazioni di forte intensità e breve durata, responsabili dei massimi deflussi, per l area del progetto e si è poi provveduto a definire la curva di possibilità pluviometrica. Lo studio della pluviometria viene svolto facendo riferimento ai dati degli Annali Idrologici relativi alle precipitazioni registrate al pluviografo di Bologna. Complessivamente erano disponibili 73 anni di dati, dal 1934 al 2007, da cui si sono selezionati gli eventi di breve durata e forte intensità di durata 10, 15, 20, 30, 45 minuti, e gli eventi di durata 1, 3, 6, 12 e 24 ore. Per l analisi delle altezze di pioggia si è adottata la legge per i valori estremi di Gumbel: P( h h ) = e e α ( h u) La Curva di Possibilità Pluviometrica è stata ottenuta suddividendo i dati in due gruppi, quelli di durata fino all ora e quelli di durata da 1 ora a 24 ore. La curva di possibilità pluviometrica che si ottiene con tempo di ritorno 25 anni è la seguente: Per durate fino all ora: h = 45,54 t 0,57 (h in mm; t in ore) [1] Per durate superiori all ora: h = 43,63 t 0,29 (h in mm; t in ore) [2] PROGETTO ESECUTIVO 3/9
Curva di Possibilità Pluviometrica (TR=25anni) 5.0 4.5 Ln(Altezza) - (mm) 4.0 h = 45.54 t 0.57 h = 43.63 t 0.29 3.5 3.0 2.5 2.0-2 -1 0 1 2 3 4 Ln(Tempo) - (ore) Figura 2 Rappresentazione della curva di possibilità pluviometrica di progetto. PROGETTO ESECUTIVO 4/9
3. VERIFICHE IDRAULICHE La stima del valore della portata di progetto che sollecita, per assegnato tempo di ritorno, il sistema scolante, viene effettuata mediante l'applicazione del metodo cinematico. L ipotesi adottata per il modello di calcolo è che il sistema idrologico sia lineare e invariante nel tempo ovvero che l idrogramma, per assegnata precipitazione, dipenda dalle caratteristiche del bacino supposte stazionarie e indipendenti dall evento considerato. Il metodo cinematico o della corrivazione è basato sulle seguenti ipotesi: gocce d acqua cadute contemporaneamente in punti diversi del bacino impiegano tempi diversi per giungere alla sezione di chiusura; il contributo di ogni singolo punto alla formazione della portata di bacino sia proporzionale all intensità di pioggia in quel punto; il tempo impiegato dalle gocce per raggiungere la sezione di chiusura sia caratteristico di ciascun punto ed invariante nel tempo. Il tempo di corrivazione caratteristico del bacino è il tempo necessario perché la goccia caduta nel punto idraulicamente più lontano raggiunga la sezione di chiusura. Per le reti urbane il tempo di corrivazione tc è dato dalla somma di due termini: t = t + t c a r t a t r rappresenta il tempo di accesso che la particella d acqua impiega per raggiungere il sistema di scolo delle acque; rappresenta il tempo di rete ed è quello impiegato dalla particella per raggiungere, dal punto in ingresso alla rete, la sezione di chiusura ed è il rapporto tra la distanza percorsa e la velocità impiegata per percorrerla. Il tempo di accesso è di incerta determinazione variando infatti con la pendenza dell area, con la natura della pavimentazione, con la tipologia dei drenaggi minori della rete; esso viene assunto di valore pari a 5 minuti. Il tempo di rete è dato dalla somma dei tempi di percorrenza di ogni singola tubazione seguendo il percorso più lungo ed ottenuto come rapporto tra la lunghezza percorsa e la velocità effettiva determinata iterativamente in funzione della portata e del grado di riempimento PROGETTO ESECUTIVO 5/9
effettivo. La determinazione della pioggia netta avviene per depurazione della frazione lorda caduta sul terreno considerando che una parte di questa si perde per effetto di infiltrazione e detenzione superficiale. Il coefficiente di deflusso, definito come il rapporto tra il volume defluito nella sezione di chiusura e quello caduto sull intero bacino, è definito sulla base di due valori di riferimento: - coperture e superfici asfaltate ϕ = 0.85 - superfici a verde ϕ = 0.15 Pertanto con il metodo cinematico la portata massima al colmo alla sezione di chiusura del bacino vale: Q max = ϕ A a n 1 t c dove: ϕ coefficiente di deflusso dell area; A superficie complessiva del bacino (m 2 ); a, n coefficienti della curva di possibilità pluviometrica; t c tempo di corrivazione del bacino (ore). Per la verifica delle sezioni idrauliche una volta determinata la portata di progetto, o udometrica, che le sollecita viene eseguita in condizioni di moto uniforme secondo l espressione di Gauckler-Strickler: Q max = Ks Ω R 2 / 3 i dove: Q max Ks portata che può transitare nel condotto a sezione piena (m 3 /s); coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler (m 1/3 /s); Ω sezione idraulica del condotto (m 2 ); R raggio idraulico (m); PROGETTO ESECUTIVO 6/9
+37.20 +37.20 36.05 36.25 Ø200 +37.05 +36.90 36.28 +37.20 +37.05 +36.95 +36.90 36.23 +37.05 +36.95 +36.90 AEROPORTO GUGLIELMO MARCONI di BOLOGNA S.p.A NUOVO EDIFICIO BHS i pendenza del condotto (m/m). La scabrezza Ks è stata assunta, secondo il coefficiente di Gauckler-Strickler, pari a: Ks cls = 70 m 1/3 /s per tubazioni e canalette in calcestruzzo; Ks pvc = 80 m 1/3 /s per tubazioni in materiale plastico. Lo schema del sistema fognario per lo smaltimento delle acque è rappresentato nella figura seguente. 36.03 Ø500 36.02 Ø500 35.99 35.98 Ø500 Ø500 Rete esistente acque meteoriche. Quota recapito 35.92 1 35.96 35.92 Ø315 Ø315 36.09 Ø315 36.06 36.12 Ø200 Ø400 Ø400 36.09 36.19 36.53 Ø315 36.21 Ø315 Ø400 Ø400 Ø400 36.19 36.19 36.18 36.16 36.12 Ø160 Ø315 36.49 Ø315 36.25 Ø200 36.29 36.44 Ø200 36.35 36.38 Rete esistente acque reflue. Quota recapito 36.35 2 36.22 36.23 Ø315 Ø200 36.30 Figura 3 Schema del sistema fognario progettato PROGETTO ESECUTIVO 7/9
Nel punto 1, della Figura 3, si ha il recapito delle acque meteoriche drenate dalle coperture e dai piazzali. La superficie totale è pari a circa 4980 m 2, assumendo un coefficiente di deflusso pari a 0,85, essendo le superfici totalmente impermeabili e assumendo il tempo di corrivazione pari a circa 8,67 minuti, essendo la lunghezza del percorso più lungo pari a 220 m e il tempo di accesso di 5 minuti. Con il metodo cinematico la portata massima, con Tempo di Ritorno 25 anni, è quindi la seguente: n 1 Q = ϕ A a = 0,123 m 3 /s max t c Il condotto adottato ha diametro di 500 mm in PVC SN4 la cui dimensione interna è pari a 475 mm, con pendenza dello 0,2%, in cui la portata di progetto transita con un grado di riempimento pari a circa il 70% come evidenziato nella scala delle portate della figura seguente. Figura 4 Scala delle portate per la tubazione di diametro 500 mm e pendenza dello 0,2% 180.00 160.00 140.00 120.00 Portata (l/s) 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 0 100 200 300 400 500 Altezza acqua (mm) PROGETTO ESECUTIVO 8/9
Figura 4 Scala delle portate per la tubazione di diametro 500 mm e pendenza dello 0,2% Per le acque reflue il recapito finale è rappresentato nella figura 3 dal punto 2 ed è, come per le acque meteoriche, costituito da una tubazione esistente. Le acque reflue sono originate dai bagni esistenti dove sono presenti sostanzialmente 4 WC, 3 lavabi e una doccia. Facendo riferimento alle norme UNI 12056 la portata totale contemporanea è pari a circa 3,8 l/s. La tubazione adottata ha diametro 160 mm in PVC SN4 con pendenza dello 0,2% e pertanto la portata di progetto transita con un grado di riempimento pari al 50% ed una velocità di circa 0,4 m/s. 9.00 8.00 7.00 6.00 Portata (l/s) 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Altezza acqua (mm) Figura 5 Scala delle portate per la tubazione di diametro 160 mm e pendenza dello 0,2% PROGETTO ESECUTIVO 9/9