SOMMARIO 1. premesse 2. caratteristiche delle reti 3. analisi idrologica 4. calcolo delle portate meteoriche 5. dimensionamento del sistema di dispersione delle acque meteoriche 6. dimensionamento del sistema di scarico dei reflui civili o assimilabili 7. caratterizzazione idraulica 8. conclusioni ALLEGATI Allegato 1 planimetria suddivisione aree impermeabili
1-premesse L area oggetto del piano particolareggiato esecutivo insiste su una porzione del territorio del comune di Cameri, in una zona compresa tra la S.R. n 32 del Sempione e la tangenziale che collega la statale stessa alla città di Novara. Lo strumento urbanistico attualmente vigente nel comune di Cameri comprende l intera area, per un estensione di circa 90.000 mq, attualmente agricola, in un Piano Esecutivo. Sul lato opposto della S.R. 32 del Sempione è inoltre in fase di completamento un altro esteso Piano Esecutivo di tipo industriale su un area di circa 200.000 mq, denominata Consorzio di Riordino area S.R. 32. Dal punto di vista delle urbanizzazioni di superficie e delle reti tecnologiche si tratta di un area completamente da urbanizzare, in piccola parte collegandosi a reti esistenti nelle zone di interconnessione con il resto del centro abitato, ma per il resto realizzando nuove sistemazioni superficiali, reti tecnologiche, infrastrutture e manufatti. Dai rilievi planimetrici effettuati si sono stabiliti, i piani di progetto. È stata scelta una soluzione che permettesse di avere un limitato movimento terra, con interventi mirati alle sole formazioni dei corpi stradali e dei parcheggi, che comunque saranno ottenuti medianti riporti di rilevati, indispensabili al fine della formazione delle reti di raccolta e drenaggio delle acque meteoriche reflue in genere. Nel nostro caso si dispone dei dati forniti dall Atlante Climatologico del Piemonte e dalla Banca Dati Climatologica - Archivio Precipitazioni (Regione Piemonte Direzione Regionale Servizi Tecnici di prevenzione Settore meteoidrografico e Reti di monitoraggio): in quest ultima sono riportati i dati delle precipitazioni relative alla stazione di Novara (40 anni di misure nel periodo compreso tra il 1930 ed il 1980), prossima alla zona di interesse, che ha consentito di effettuare un elaborazione statistica delle misure delle massime precipitazioni dell anno di durata 24 ore. 2- caratteristiche delle reti Per quanto attiene al ciclo delle acque la scelta progettuale di base è di separare le acque reflue, derivanti da insediamenti civili o assimilabili, da quelle meteoriche derivanti dalle superfici di copertura degli edifici e da quelle impermeabili del sistema viabile nonché dai parcheggi. In tal modo le acque reflue civili saranno addotte al collettore fognario della città di Novara. La progettazione dell intero sistema di raccolta e smaltimento delle acque è stata condizionata dal vincolo ente gestore del ciclo delle acque che accetta nel proprio collettore solo le acque reflue di tipo civile o assimilabili e per le acque meteoriche, le sole acque di prima pioggia, cioè quelle derivanti dal lavaggio di strade e parcheggi afferenti ai primi 15 min di evento meteorico e comunque non superiori ai primi 5 mm di laminazione dalle suddette superfici. La porzione di territorio interessata dal presente Piano, inoltre non presenta nessun corpo idrico superficiale in grado di smaltire, in porzioni significative, le portate meteoriche. Il progetto ha predisposto la presenza di fossi irrigui ai margini dei rilevati stradali principali che smaltiscono direttamente ai campi circostanti le
acque meteoriche. Con tali vincoli tutte le acque meteoriche, successive alla prima pioggia o sia di provenienza privata, copertura degli edifici e loro, che di provenienza pubblica, sistema viario e parcheggi, dovranno essere smaltite tramite collettore principale che convoglierà le portate da smaltire al torrente Terdoppio. Tale smaltimento è stato autorizzato dalla Regione Piemonte con Autorizzazione Idraulica n 14 73 del 4 ottobre 2005. La presente verifica si riferisce unicamente alle reti pubbliche, fognatura nera, fognatura meteorica. Per quanto attiene ai dimensionamenti, delle reti pubbliche di fognatura si osserva, che i condotti per le acque reflue di uso civile, sono stati dimensionati su una stima di popolazione futura che tiene conto degli abitanti equivalenti indotti dalle attività produttive e commerciali che saranno insediate nell area. Le reti pubbliche e di relativi sistemi di smaltimento delle acque meteoriche sono state dimensionate sulle curve pluviometriche elaborate per la zona geografica in questione, su tempi di ritorno, di 10 anni. Al fine di non sovraccaricare e conseguentemente sovradimensionare i condotti, le urbanizzazioni e conseguentemente le reti per la raccolta delle acque meteoriche, sono state suddivise in diverse zone, ognuna delle quali completata da un proprio sistema di trattamento di prima pioggia Si sottolinea come ogni collettore terminale di ogni sottobacino sia dotato di un pozzetto sfioratore in grado di convogliare le acque meteoriche di prima pioggia alle Vasche di Prima Pioggia, nelle quali un filtro a coalescenza tratterà le parti di oli e idrocarburi, oltre a svolgere funzione di sedimentazione per i solidi sospesi. In uscita dalle Vasche di Prima Pioggia i reflui saranno addotti al collettore principale e tramite esso al torrente Terdoppio. Le acque meteoriche successive alla Prima Pioggia, ormai prive di sostanze inquinanti, saranno immesse direttamente nel collettore e seguiranno medesimo percorso. 3- analisi idrologica Come detto in premessa ed al paragrafo n 2 la presente analisi si riferisce alle superfici interessate dalle opere di urbanizzazione, strade, parcheggi, piste ciclabili, verde pubblico etc.i superfici ammontano, nel complesso, a circa 90.000 m 2. L analisi idrologica è stata effettuata al fine di valutare la portata totale delle acque meteoriche che dovranno essere smaltite nell area: in particolare sono stati sviluppati i calcoli delle portate affluenti. Non sono state prese in considerazione le aree inerbite, in quanto si presume lo smaltimento diretto nel sottosuolo delle acque di precipitazione. La valutazione delle portate massime addotte ha permesso di effettuare il dimensionamento delle trincee drenanti che sono state scelte come metodo di dispersione nel sottosuolo delle acque meteoriche. Parametri idrologici La stima quantitativa delle portate massime addotte è stata effettuata mediante la determinazione della curva di possibilità climatica, ovvero della relazione che correla l altezza di precipitazione (h) alla sua durata (t), per un assegnato tempo di ritorno.
La curva di possibilità climatica viene definita dall espressione: n h = a t dove: a = altezza di pioggia critica della durata di 1 ora in mm, in funzione del tempo di ritorno; n = valore costante caratteristico della stazione o del bacino in esame t = durata della pioggia in ore. Nel nostro caso si dispone dei dati forniti dall Atlante Climatologico del Piemonte e dalla Banca Dati Climatologica - Archivio Precipitazioni (Regione Piemonte Direzione Regionale Servizi Tecnici di prevenzione Settore meteoidrografico e Reti di monitoraggio): in quest ultima sono riportati i dati delle precipitazioni relative alla stazione di Novara (40 anni di misure nel periodo compreso tra il 1930 ed il 1980), prossima alla zona di interesse, che ha consentito di effettuare un elaborazione statistica delle misure delle massime precipitazioni dell anno di durata 24 ore. E stato quindi eseguito un procedimento di back analysis per la determinazione dei parametri mancanti, in primo luogo il coefficiente di variazione medio del bacino c. Si è utilizzata la seguente relazione: P T = P( 1 + ck) dove: P T = precipitazione in mm con tempo di ritorno T; nell ambito dell intero periodo di 40 anni, è stata considerata la massima precipitazione registrata nel 1945, di durata 24 ore, pari a 184.8 mm; P = media delle precipitazioni massime, di durata 24 ore, calcolata in 77.2 mm; c = coefficiente di variazione medio, incognito; 6 T k = fattore di frequenza = 0,57721 + ln ln, con T=40 anni. π T 1 Si è così ottenuto un valore di k =2.42 ed un valore di c=0.58. Sostituendo il valore di c nella precedente relazione, ed imponendo valori diversi del tempo di ritorno, si sono quindi calcolati i corrispondenti valori di P T. Ottenuti tali valori, si è passati quindi all identificazione dell equazione della curva di possibilità climatica. h + 1 Per il calcolo del coefficiente n utilizzando la relazione di Gabella n = 0,6, dove h=1.50 hm h + 3 (ettometri) s.l.m. corrisponde all altitudine media dell area in progetto. Si ottiene quindi: 1.50 + 1 n = 0,6 = 0,333 1.50 + 3 Per l area oggetto dell intervento in parola, assunto, come tempo di ritorno di riferimento Tr=10 anni, i parametri a ed n da inserire nella curva di possibilità climatica risultano essere:
a=47,16 mm n=0,36 La curva di possibilità climatica diviene pertanto: h=47.16 t 0,36 La durata di pioggia critica è stata assunta pari a 1 ora; ne discende che h=47,16 mm, nel tempo di ritorno considerato, pari a 10 anni. 4- calcolo delle portate meteoriche Il calcolo della portata massima affluente è stato effettuato mediante il metodo dell invaso lineare, assumendo come coefficiente udometrico il rapporto tra la portata massima da assegnare al collettore e la superficie del bacino scolante in detto collettore, che dipende dall intensità e dalla frequenza delle precipitazioni, dalla natura e giacitura del suolo e del sottosuolo e dal clima. Il coefficiente udometrico è calcolato con la formula di Puppini: u = 2.168 n 0 ( Φ a) w 1 n0 n0 1 n0 ed è espressa con le unità di misura: m 3 s -1 ha -1 nella quale: n 0 = n 4/3; n, a = coefficienti della curva di possibilità climatica h mm = a t n ; Φ = coefficiente di deflusso; w = volume specifico di invaso (m 3 /m 2 ) ed è dato dalla somma dei contributi delle canalizzazioni (volume proprio di invaso) e dal velo d acqua sulla superficie di scolo (volume piccoli invasi superficiali). Il parametro w risulta quindi pari a: S w = t V S a t + L + S c c A c m m 3 2 dove: St = superficie coperta; Va= spessore del velo d acqua sulla superficie di scolo Lc = lunghezza della canalizzazione; Ac = area utile della sezione della canalizzazione;
Sc = superficie laterale totale della canalizzazione. Per quanto riguarda la portata delle acque meteoriche raccolte nella rete di smaltimento si pongono, come condizioni al contorno per i calcoli, i seguenti parametri (comuni per tutta l area dell insediamento): - spessore di velo d acqua sulle superfici = 5 mm; - a = 47.16 mm - coefficiente di deflusso = 0.85 - coefficiente di riempimento della canalizzazione = 0.50. La superficie complessiva della quale si necessita disperdere le acque meteoriche (che, come accennato, assomma a circa 90.000 m 2 ) è stata suddivisa in cinque settori, in funzione delle necessità realizzative del sistema di dispersione; tali aree sono state denominate da D1,D2+D3,D4,D5 e Dcop, per ognuna di esse, si allegano i calcoli di portata sviluppati. 5- dimensionamento del sistema di scarico dei reflui civili e assimilabili I tracciati delle reti di fognatura delle acque reflue di scarico civile o di lavorazione, sono condizionati oltre che dagli insediamenti da servire anche dal tracciato del collettore esistente al quale convogliano i reflui. Ai fini della determinazione delle portate nere è stata valutata l entità degli addetti per ognuno dei futuri insediamenti commerciali, artigianali o terziari che il Piano Urbanistico prevede, nonché la popolazione residente futura nelle parti del Piano destinate a residenza. Assumendo un afflusso in fognatura per le aree commerciali, artigianali e terziarie, da calcolarsi in funzione del consumo idrico per attività insediata. Tale consumo può poi essere messo in relazione al numero di addetti e infine al numero di abitanti equivalenti. Essendo le attività insediate prevalentemente non alimentari, verificati i dati di consumo del comune di Cameri e quelli desunti da esperienze su analoghi interventi, si può stimare un consumo di circa 300 l/g di acqua per ogni addetto. Per la situazione di calcolo la dotazione specifica di acqua potabile è stata stimata in 300 l/ab.g. nel suo valore medio annuo ed in 380 l/ab.g. nella situazione di massimo consumo. E stata anche considerata la percentuale di acqua potabile che non raggiunge le fogne, introducendo un coefficiente d afflusso alle fogne pari a 0,8 Il rapporto tra la portata massima oraria e quella media giornaliera è stato assunto pari a 2, risultando alquanto minore del rapporto tra le corrispondenti portate distribuite dall acquedotto a motivo del potere regolatore della rete di canali di scarico. La portata nera media unitaria, cioè riferita ad un abitante, è esprimibile nel seguente modo:
d P m = α 86.400 ( in l/ sec.ab.) Ove: a = coefficiente di afflusso alle fogne d = dotazione unitaria di acqua potabile. Moltiplicando detta portata unitaria per il numero di abitanti serviti da ciascun tronco di collettore si ottiene il valore medio della portata nera defluente nella sezione terminale del tronco: Pm = pm N (l/sec.) ove N è il numero degli abitanti serviti. Il valore massimo della portata nera risulta conseguentemente: P P m = 2 max (l/sec.) Nelle diverse situazioni di funzionamento la portata nera defluente nell intera rete di fognatura raggiunge i seguenti valori: Situazione a progetto Portata unitaria: media annua p a = 0,8 x 300 / 86400 ( l/sec.ab) media nel giorno di max consumo p m = 0,8 x 380 / 86400 ( l/sec.ab) Portata totale: media annua P a = p a x N (l/sec) media nel giorno di max consumo P m = p m x 2 ( l/sec ) massima nel giorno di max consumo P max = P m x 2 ( l/sec) Per tenere conto di una portata immessa nella rete fognaria durante particolari eventi di concentrazione si proporziona la condotta per una portata di acque mista pari a 5 volte la portata nera: massima di progetto P max,d = P max x 5 ( l/sec.) Il calcolo porta ad adottare tubazione di diametro di 400 mm in pead strutturato.
6- dimensionamento del sistema di scarico dei reflui meteorici Come detto in precedenza il sistema di raccolta delle acque meteoriche è stato suddiviso, per ragioni altimetriche, di tracciato, di dispersione, di recapito finale, in cinque sottobacini,. Il calcolo delle portate è stato effettuato con il metodo dell invaso lineare secondo le modalità già indicate nel paragrafo n 3. I risultati dei calcoli possono essere riassunti nelle tabelle in allegato. 7- Caratterizzazione idraulica In questa fase dell'indagine sono stati consultati studi e dati concessi da: Associazione Irrigua Est Sesia; Provincia di Novara; Consorzio Area di Riordino S.R. n.32 del Sempione. Dall'analisi dei quali si è potuto desumere i seguenti dati: Analizzando il rilevo topografico e le sezioni trasversali allegate agli studi idraulici si può estrapolare una sezione-tipo dell'alveo prossima al punto di recapito dello scarico in oggetto. Tale sezione, la cui tavola è allegata al presente studio M02, presenta un'area totale utile al deflusso pari a 28 m 2 I valori di portata di piena presso Veveri possono essere così schematizzati, con riferimento a vari tempi di ritorno (20-100 - 200 e 500 anni) Sezione superficie Q20 Q100 Q200 Q500 (km 2 ) (m 3 /S) (m 3 /S) (m 3 /S) (m 3 /S) Veveri 145 130 175 190 220 L'Associazione Irrigua Est Sesia possiede una stazione di misurazione idrometrica sul torrente Terdoppio, sita in prossimità dell'attraversamento del canale Cavour, a Veveri, ad una distanza di circa 300 m verso valle rispetto al punto di recapito dello scarico in oggetto. Entro i 300 m che separano i due punti non è presente nessuna derivazione di acqua irrigua; essendo stata abbandonata la presa del cavo del consorzio di Cameri. Si ritiene ragionevole considerare i valori misurati presso la stazione Est Sesia simili a quelli riscontrabili nella sezione di torrente interessato dallo scarico in oggetto.le misurazione effettuate presso la stazione di monitoraggio mostrano le seguenti portate, con riferimento agli ultimi 5 anni: (documentazione Est Sesia allegata)
1998 1999 2000 2001 2002 Qminima (m 3 /s) 0* 2,5 0* 1,2 0,6 Qmassima 52 75 112 31 213 (m 3 /s) Qmedia (m 3 /s) 5 5 6 5 6 *si intende un valore inferiore alla capacità di rilevamento della strumentazione. In generale, come evidenziato dalla documentazione allegata, le portate minime del torrente sono concentrate nel periodo estivo, quando cioè è minima l'alimentazione meteorica ed è massima l'acqua derivata a scopo irriguo. Le portate massime sono invece distribuite nelle stagioni autunnale e primaverile. La velocità di deflusso medio in corrispondenza del tratto di alveo ove si trova il punto di scarico in oggetto, può essere stimata come segue: v med = 0,5-1,3 m/s in cui la velocità media della corrente è espressa dalla relazione di Gauckler - Strickler: v (m/s) = K s *R 2/3 h *i 1/2 dove K s (m 1/3 s -1 ) = coefficiente di resistenza di Strickler; R h (m) = Raggio idraulico. Area/Perimetro bagnato; i = pendenza dell'alveo nel tratto considerato. Per i valori di K s si sono considerati quelli espressi entro lo "Studio idrodinamico di dettaglio e messa a punto del piano per l'assetto idrogeologico a scala provinciale dei torrenti Agogna e Terdoppio-Torrente Terdoppio" di Hydrodata S.p.A., e vale a dire K s compresi tra 10 e 25 m 1/3 s -1. Per il calcolo del Raggio idraulico si è tenuta in considerazione la sezione media prossima al punto di scarico, di cui si allega la tavola grafica M02, estrapolata dal rilievo topografico. Il Perimetro bagnato è stato calcolato con un franco idraulico di 1 m. Dall'esame dei profili di piena allegati al Piano P.A.I. e dalla consultazione del Progetto Preliminare circa la "Costituzione della fascia B di progetto" condotto dalla società Ambiter per il Consorzio Area di Riordino S.R. n.32 del Sempione, si evince che per tempi di ritorno T r =20-100-200 anni le quote di piena sono rispettivamente di 161.32-161.51-161.56 m s.l.m. mentre in corrispondenza della sezione a valle del ponte sulla S.R. 32 le quote di piena risultano essere rispettivamente di 158.88-158.96-159.11 m s.l.m. Il punto di recapito dello scarico in oggetto è immediatamente a valle del ponte sulla S.R. 32. La quota topografica media del piano campagna in prossimità dell'area di scarico è pari a 160 m s.l.m. Sulla base dei dati a disposizione, si può ipotizzare una media delle portate minime del torrente Terdoppio pari a 0,6-1,2 m 3 /s, alla chiusura della "sezione-tipo" prossima al punto di recapito dello scarico in oggetto.
Data la relazione Q = Portata, A = Area della sezione trasversale, v m = Velocità media della corrente Q = A*v m, dove si può stimare un'altezza idrica della superficie libera del torrente, in condizioni di magra, compresa tra 4 e 18 cm dal fondo alveo, approssimando una sezione di deflusso rettangolare, con base pari a circa 13,5 m. Sulla base dei dati a disposizione forniti dall'associazione Irrigua Est Sesia, si può ipotizzare una portata media di acqua del torrente Terdoppio distribuita nell'arco dell'anno pari a 5-6 m3/s, alla chiusura della "sezione-tipo" prossima al punto di recapito dello scarico in oggetto. 8- conclusioni La verifica degli spechi della rete fognaria di acque bianche, inerente le urbanizzazioni dell area P.E.C. Barbarossa è stata eseguita valutando la massima portata al colmo con la curva pluviometrica determinata dall analisi eseguita al paragrafo n 3 per un Tr di 10 anni. Le dimensioni delle sezioni adottate per i condotti delle rete della fognatura meteorica risultano verificate a smaltire la portata raccolta dalle aree colanti durante l evento meteorologico intenso. Le dimensioni delle sezioni adottate per i condotti della rete della fognatura nera risultano verificate a smaltire la portata di acque reflue provenienti dagli insediamenti previsti nel Piano Urbanistico. I condotti di fognatura saranno realizzati utilizzando tubazioni in pead strutturato completi di pozzetti d ispezione dello stesso materiale. Ogni sottobacino sarà servito da un manufatto sfioratore che scolmerà le portate di prima poggia, previo il trattamento nelle Vasche di Prima Pioggia al collettore principale direttamente.