Ingegneria Strutturale e Impiantistica COMUNE DI VILLA D ALME Provincia di Bergamo LAVORI DI TUTELA DELLE ACQUE MINERALI CON LA SISTEMAZIONE DEL FONDO E DEGLI ARGINI DELLA ROGGIA E DEL TORRENTE RINO, SITI IN LOCALITA GHIAIE, COMPRESO ADEGUAMENTO DEGLI SCARICHI ESISTENTI DEGLI EDIFICI LIMITROFI A QUANTO PREVISTO DALLA VIGENTE NORMATIVA PROGETTO DEFINITIVO + ESECUTIVO Oggetto : RELAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICA Elaborato n : 1ID Data : Il Progettista Aggiornamento : Pag. 1 di 12
INDICE Premessa 3 Rete acque nere 5 Portata minima di autopulizia della roggia 9 Portate meteoriche di piena 10 Conclusioni 12 Allegato 1: elaborati calcolo in moto permanente Pag. 2 di 12
Premessa In via Ghiaie a Villa d Almè, la roggia ed il torrente Rino ricevono: gli scarichi di acque reflue domestiche e meteoriche di alcuni fabbricati posti in prossimità della roggia; 2 scaricatori di piena della fognatura comunale. Il fondo della roggia e del torrente sono in parte drenanti e sono situati in vicinanza di 2 pozzi ad uso produzione di acqua minerale. Si intende realizzare una nuova fognatura separata destinata a raccogliere gli scarichi delle acque reflue domestiche non ancora collettate alla fognatura comunale. Il collegamento alla stessa da parte dei privati avverrà non appena realizzato e reso operativo il nuovo tratto di fognatura; considerando ciò ed il fatto che i troppo pieni della fognatura comunale possono infiltrarsi nel sottosuolo, si è prevista la impermeabilizzazione del fondo della roggia per il tratto più prossimo ai pozzi. Si prevede inoltre che in futuro si possa garantire da monte alla roggia una portata adeguata a mantenere pulita la Roggia evitando la sedimentazione del materiale naturale proveniente dall esterno (foglie, polveri e terriccio). La presente relazione si prefigge: il dimensionamento della nuova fognatura nera; la verifica della roggia con fondo impermeabilizzato in riferimento al transito delle portate di acqua meteorica e di troppo pieno della fognatura comunale; Pag. 3 di 12
il dimensionamento della portata minima da garantire alla Roggia da monte per garantire che si mantenga pulita dal materiale naturale proveniente dall esterno (foglie, polveri e terriccio). La nuova fognatura nera si collegherà alla fognatura comunale esistente in dx idrografica della roggia (punto D di tav 5). Pag. 4 di 12
Rete acque nere Si considerano 18 unità abitative con scarico da raccogliere con la nuova tubazione. Si prevede una tubazione PVC con diametri nominali: 160 mm. nel tratto AB dove si hanno 2 unità abitative; 200 mm. nei tratti successivi. Il tratto ABC risulterà sulla sponda sx della roggia; mentre il tratto AB risulterà rilevato rispetto al fondo della stessa, il tratto BC risulterà interrato. In C si devierà dal tracciato della roggia e la tubazione verrà posata su un passaggio carrabile a circa 2-2,5 m di profondità. Per ovviare alla deformazione delle tubazioni dovute ai carichi sovrastanti, si prevede di rivestire in cls tutti i tratti interrati. Con i diametri scelti la sufficienza idraulica è garantita (sino ad un massimo di 30 unità allacciate) mentre ci si deve preoccupare del trasporto solido. Si prevedono pendenze pari ad almeno: 2% nel tratto AB 0,9% nei restanti tratti. Si riporta di seguito la portata di scarico di calcolo sulla base delle unità di scarico DU della UNI EN 12056 e la verifica della forza di trascinamento = R j dove: Pag. 5 di 12
= peso specifico liquido R = raggio idraulico j = pendenza tratto nelle 2 situazioni più critiche che corrispondono allo scarico di 1 unità abitativa in AB e di 3 unità abitative in BC. tratto AB BC DU DU totali DU totali apparecchi singoli l/s n l/s n l/s lavabo 0,5 1 0,5 3 1,5 doccia 0,6 1 0,6 3 1,8 vaso cassetta 2,5 1 2,5 3 7,5 lavello cucina 0,8 1 0,8 3 2,4 lavastoviglie 0,8 1 0,8 3 2,4 DU 5,2 15,6 coefficiente di frequenza K 0,5 0,5 portata di scarico di progetto Q ww l/s 1,14 1,97 Pag. 6 di 12
tratto AB BC Q WW 1,14 1,97 l/s peso specifico refluo 9810 9810 N/m 3 diametro minimo tubazioni 0,1506 0,1882 mm pendenza minima tubazioni 0,02 0,009 k Strickler 95 95 m 1/3 /s altezza lama idrica 0,017 0,0245 m angolo al centro 0,69 0,74 area bagnata 0,0011 0,0021 m 2 contorno bagnato 0,0516 0,0695 m raggio idraulico 0,0215 0,0307 m velocità 1,04 0,8 forza di trascinamento 4,2 2,7 N/m 2 La forza di trascinamento critica per fognature nere è di 2 N/m 2 (da Pocecco e Altan - Dario Flaccovio Editore 2006) pertanto la verifica è soddisfatta. Lungo il tratto CD le unità abitative allacciate risultano 18 e pertanto a parità di diametro e pendenza del tubo la velocità risulta maggiore e di conseguenza la verifica della forza di trascinamento critica è soddisfatta. Pag. 7 di 12
Si riporta di seguito il calcolo delle portate transitabili per grado di riempimento 1,75 nelle 2 tubazioni da 160 e 200 mm: diametro 160 188,2 mm k Strickler 90 90 pendenza minima 0,02 0,009 m/m grado di riempimento h/r 1,75 1,75 area corrispondente 0,019 0,026 m2 raggio idraulico corrispondente 0,048 0,057 m velocità media corrispondente con Gaukler- Strickler 1,686 1,26 portata corrispondente 31 33 l/s Considerando che a 30 unità abitative corrispondono circa 6-7 l/s di portata di scarico secondo la UNI EN 12056, si conferma la sufficienza idrualica. Pag. 8 di 12
Portata minima di autopulizia della roggia La Roggia dopo l esecuzione dei lavori potrà esser sempre soggetta a deposito di materiale naturale proveniente dall esterno (come foglie, polveri e terriccio) quindi per garantire un minimo di pulizia, visto che vi è la possibilià, si ritiene che in futuro, dopo l esecuzione delle opere on oggetto, sarebbe opportuno alimentare la Roggia da monte con una portata continua. Si valuta di seguito il valore più ragionevole di tale portata. Nei tratti caratterizzati dalle sezioni AA, BB, CC, DD, FF, GG, HH, si hanno pendenze minime del 0,3%. Considerando una scabrezza di Strickler pari a 60-65 m 1/3 /s, si ritiene necessaria una portata di circa 150 l/s per garantire una velocità media di 0, utile ad evitare il deposito di materiale naturale proveniente dall esterno. I battenti idrici corrispondenti saranno nell ordine dei 10-15 cm. Qualora tale portata non fosse reperibile, una portata di circa 20-30 l/s scorre con velocità 0,9 m/s riempiendo la canaletta arrotondata di diametro 30 cm prevista nella parte centrale dell alveo che verrà ristrutturato; si potrebbe pertanto garantire l autopulizia solamente del materiale naturale che si depositasse in tale canaletta Pag. 9 di 12
Portate meteoriche di piena Durante gli eventi piovosi, la roggia ed il torrente Rino risulteranno interessati dalle seguenti portate: meteoriche delle aree impermeabili aventi in essa scarico diretto per una superficie complessiva di circa 0,7 ha di cui circa il 90% impermeabile; troppo pieno della fognatura comunale tra le sezioni AA e BB costituito da una tubazione diametro 30 cm; questa verrà eliminata ed il suo apporto si sposterà sul troppo pieno di cui al punto successivo; troppo pieno della fognatura comunale tra le sezioni DD e FF costituito da una tubazione ovoidale 180-120 passante a sezione rettangolare c.a. 150x150; apporto dal versante nel tratto a valle di FF; troppo pieno della fognatura comunale circa 65 m a valle del punto F, costituito da una tubazione diametro 100 cm. Non si ha notizia di allagamenti dovuti alla roggia in corrispondenza di eventi intensi con durate critiche per i troppo pieni della fognatura. Le strade e le abitazioni interessate dall intervento non risultano in area allagabile dal PAI per eventi T200 del fiume Brembo mentre la roggia ed i terreni in dx idrografica risultano allagabili per tali eventi. E improbabile che possano manifestarsi eventi di piena critici per i troppo pieni fognari in concomitanza ad eventi T200 del fiume Brembo. Pag. 10 di 12
Per tutto quanto sopra, considerando che gli interventi previsti aumentano la capacità idraulica della roggia, grazie al rivestimento del fondo in cls, oggi non presenti, si ritiene di non peggiorare la situazione di rischio idraulico dell area. Per il tratto di roggia compreso tra l origine e l innesto del troppo pieno ovoidale, si può considerare una portata critica T50 nell ordine di 0,400 m 3 /s, comprensivo degli eventuali 0,150 m 3 /s di deflusso minimo di cui al capitolo precedente (125 mm/h x 7000 m 2 + 0,15 m 3 /s). Per il tratto di roggia-torrente a valle: considerando l ovoidale 180-120 al massimo riempimento nel tratto di pendenza minima (tratto PQ da troppo pieno a 1 cameretta a valle) pari a circa 1%, si ha una portata di ingresso nell ordine di 6,0 m 3 /s; considerando la tubazione da 100 cm al colmo nel tratto di pendenza minima pari a circa 1%, si ha una portata di circa 2,1 m 3 /s; l apporto distribuito si valuta nell ordine di 0,1 m 3 /s. In allegato gli elaborati del calcolo con Hec Ras in condizioni di moto permanente che evidenziano che i livelli idrici non superano le quote delle sponde dx e sx e che pertanto la situazione di rischio idraulico è accettabile. Pag. 11 di 12
Conclusioni In riferimento alla rete acque nere, si ritiene che le scelte effettuate garantiscano: - la sicurezza statica; - una adeguata capacità di portata delle tubazioni; - una sufficiente resistenza all usura; - una sufficiente garanzia di auto pulizia dei condotti; - una tenuta ad almeno 0,5 m ca del sistema comprensivo delle camerette. In riferimento situazione di rischio idraulico della roggia, si ritiene che le scelte effettuate migliorino lo stato di fatto e non si dia rischio idraulico di esondazioni dalle sponde. Il progettista Dott. Ing. Giovanni Ghirardelli Pag. 12 di 12
245.5 RS = 100 sez AA.015 245.4 245.3 245.2 245.1 244.9 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 245.6 RS = 99 sez AA valle.015 245.4 245.2 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 248.0 RS = 98 BB.015 247.5 247.0 246.5 246.0 245.5 0. 0. 0. 0. 0. 1. 244.5 0 1 2 3 4 5 6
248.0 RS = 97 BB.015 247.5 247.0 246.5 246.0 245.5 0. 0. 0. 0. 0. 1. 244.5 0 1 2 3 4 5 6 246.2 RS = 96 sez CC.015 246.0 245.8 245.6 245.4 245.2 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0 1 2 3 4 5 246.0 RS = 95 sez CC valle.015 245.8 245.6 245.4 245.2 0. 0. 0. 0. 0. 1. 244.4 0 1 2 3 4 5
246.0 245.8 245.6 RS = 94 sez DD.025 0. 245.4 245.2 0. 0. 0. 0. 1. 244.4 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 RS = 93.5 Culv 246.0 245.8 245.6.025 0. 245.4 245.2 0. 0. 0. 0. 1. 244.4 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 RS = 93.5 Culv 245.8 245.6 245.4 245.2.025 0. 0. 244.4 244.2 0. 0. 0. 1. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
245.8 RS = 93 sez DDvalle.025 245.6 245.4 245.2 244.4 0. 0. 0. 0. 0. 1. 244.2 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 246.5 RS = 92 sez EE.015 246.0 245.5 244.5-244.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 246.0 RS = 91 sez EE valle.015 245.5 244.5 244.0 1 243.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
246.0 RS = 90 sez FF.018 245.5 244.5 244.0 1 243.5 0 1 2 3 4 5 6 7 246.0 RS = 89 sez FF.018 245.5 244.5 244.0-243.5 0 1 2 3 4 5 6 7 245.4 RS = 88 sez GG.018 245.2 244.4 244.2 244.0 243.8-243.6 0 1 2 3 4 5 6
245.2 RS = 87 sez GG.018 244.4 244.2 244.0 243.8 243.6 1 243.4 0 1 2 3 4 5 6 RS = 86 sez HH.022 244.4 244.2 244.0 243.8 243.6 1 243.4 0 1 2 3 4 5 6 244.4 RS = 85 sez HH valle.022 244.2 244.0 243.8 243.6 243.4 243.2-0 1 2 3 4 5 6
RS = 84 sez II.022 244.4 244.2 244.0 243.8 243.6 243.4 243.2-0 1 2 3 4 5 243.6 RS = 83 sez II.022 243.4 243.2 243.0 242.8 242.6 242.4 242.2 1 242.0 0 1 2 3 4 5 242.8 RS = 82 II.022 242.6 242.4 242.2 242.0 241.8 241.6 241.4 241.2 1 0 1 2 3 4 5
248 247 246 245 244 243 242 241 1 1 0 100 200 300 400 Main Channel Distance (m) LOB ROB 83 sez II 84 sez II 86 sez HH 88 sez GG 90 sez FF 92 sez EE 93.5 96 sez CC 98 BB 100 sez AA
HEC-RAS Plan: Plan 01 River: 1 Reach: 1 Profile: PF 1 Reach River Sta Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Elev E.G. Slope Vel Chnl Flow Area Top Width Froude # Chl Cum Ch Len (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m) (m) 1 100 PF 1 0.15 1 245.47 244.90 245.47 0.000014 0.12 1.21 2.10 0.05 400.00 1 99 PF 1 0.40 244.70 245.47 245.47 0.000061 0.28 1.43 2.10 0.11 364.50 1 98 PF 1 0.40 244.70 245.47 245.47 0.000006 0.12 3.40 4.56 0.04 364.00 1 97 PF 1 0.40 5 245.47 245.47 0.000005 0.11 3.62 4.56 0.04 350.50 1 96 PF 1 0.40 5 245.47 245.47 0.000011 0.14 2.78 4.06 0.06 350.00 1 95 PF 1 0.40 244.45 245.47 245.47 0.000005 0.11 3.61 4.18 0.04 302.50 1 94 PF 1 0.40 244.45 245.47 244.56 245.47 0.000014 0.11 3.56 3.50 0.04 302.00 1 93.5 Culvert 1 93 PF 1 0.40 244.10 245.46 245.46 0.000006 0.08 4.74 3.50 0.02 264.50 1 92 PF 1 6.40 244.10 244.97 244.97 245.41 0.004728 2.94 2.18 2.50 1.01 264.00 1 91 PF 1 6.40 243.90 8 244.77 245.23 0.006355 3.27 1.96 2.50 1.18 232.50 1 90 PF 1 6.40 243.90 244.28 244.54 245.18 0.026863 4.21 1.52 4.45 2.30 232.00 1 89 PF 1 6.40 243.65 244.75 244.29 2 0.000708 1.21 5.30 6.07 0.41 205.50 1 88 PF 1 6.40 243.65 244.46 244.46 244.79 0.004932 2.57 2.49 3.76 1.01 205.00 1 87 PF 1 6.50 243.50 244.19 244.32 244.70 0.008769 3.17 2.05 3.56 1.33 192.50 1 86 PF 1 6.50 243.50 244.12 244.29 244.70 0.015977 3.37 1.93 3.76 1.50 192.00 1 85 PF 1 6.50 243.10 244.16 243.88 244.31 0.002367 1.71 3.79 4.66 0.61 160.50 1 84 PF 1 6.50 243.10 243.93 243.93 244.29 0.007320 2.64 2.46 3.51 1.01 160.00 1 83 PF 1 7.60 242.00 242.76 242.92 243.36 0.013607 3.44 2.21 3.41 1.37 70.00 1 82 PF 1 7.60 241.20 242.03 242.12 242.52 0.010090 3.10 2.46 3.51 1.18