Indice 1 Premessa... 2 2 Inquadramento normativo... 4 2.1 Normativa nazionale... 4 2.2 Normativa regionale... 4 3 Dimensionamento della rete fognaria (acque meteoriche)... 7 3.1 Regime pluviometrico dell area... 7 3.2 Dimensionamento delle vasche di prima pioggia... 9 3.3 Dimensionamento delle reti di drenaggio... 10 3.3.1 Determinazione delle portate critiche... 10 3.3.2 Verifica delle sezioni idrauliche... 13 4 ACQUE NERE... 20 5 ACQUE DI LAVAGGIO DEI CAPANNONI... 23 6 LAMINAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE... 24 1/27
1 Premessa La presente relazione viene redatta quale elaborato del progetto definitivo per la realizzazione di un impianto di trattamento meccanico biologico in comune di Reggio Emilia La superificie interessata dall intervento in oggetto ammonta a circa 156.000 mq così distinti: coperture fabbricati di servizio 30.000 mq aree cortilive e viabilità 35.000 mq aree verdi 91.000 mq Totale 156.000 mq Come anticipato in relazione generale, relativamente alla raccolta e smaltimento delle acque meteoriche e di processo, sono state individuate nell area dell impianto diverse zone: Relativamente alla raccolta e smaltimento delle acque meteoriche e di processo, sono state individuate nell area dell impianto diverse zone: zone di raccolta di acque bianche derivate dalle coperture dei capannoni e dal verde. Queste acque non entreranno in contatto con le superfici di lavorazione e di movimentazione dei rifiuti ed avranno la stessa composizione delle acque meteoriche. Come indicato dalla normativa vigente possono essere scaricate direttamente al recapito finale, senza subire alcun tipo di trattamento chimico o fisico; zone non contaminate da sostanze potenzialmente inquinanti e considerate come aree di produzione di acque di prima e seconda pioggia, in quanto solo transitate da mezzi utilizzati per il trasporto dei rifiuti, senza dispersione di questi; si fa riferimento sostanzialmente le aree esterne a servizio dell impianto; si osserva inoltre che la scelta di raccogliere le acque di prima pioggia risulta cautelativa ai fini ambientali, in quanto anche la normativa regionale esclude dall ambito di applicazione di tale scelta le viabilità interne all impianto. In effetti i mezzi che transitano lungo le viabilità del TMB provengono dalle viabilità esterne e possono quindi essere considerati puliti. Allo stesso tempo tutte le operazioni di carico e scarico avvengono in aree pulite (avanfosse) senza che gli pneumatici vengano a contatto con il rifiuto; zone interne ai capannoni con produzione di acque di lavaggio, ossia di acque derivanti dal dilavamento delle superfici connesse allo stoccaggio od alla lavorazione dei materiali, e di percolato, quest ultimo prodotto all interno dei tunnel di trattamento biologico. a tali scarichi vanno aggiunti quelli del biofiltro, dell umidificatore e degli eventuali lavaggi di corridoi tecnici, ecc. zone di produzione di acque nere derivanti dagli scarichi civili, presenti negli spogliatoi e nella palazzina uffici. A ognuna di tali zone corrisponde la realizzazione di una rete dedicata, per ciascuna delle quali viene individuato uno specifico recapito: 2/27
Le acque bianche e le acque di seconda pioggia verranno convogliate allo scarico in acque superficiali o, se eccedenti le portate ammesse allo scarico, a un sistema di laminazione, al fine di mantenere invariata la portata generata dall area rispetto alla situazione esistente, in ottemperanza al principio dell invarianza idraulica. Per quanto riguarda le acque di prima pioggia si provvederà a gestire sia le acque di prima pioggia che quelle di seconda pioggia (eccedenti la quota sopracitata) all interno di un circuito dedicato. In particolare, la rete fognaria a servizio dei piazzali convoglierà alle vasche di prima pioggia la quota di acque prevista dalla normativa, mentre le acque di seconda pioggia verranno convogliate allo scarico o all invaso di laminazione dimensionato come sopra accennato e come riportato in maniera più estesa nel seguito. Le acque di prima pioggia, previo trattamento mediante sedimentazione verranno poi addotte alla pubblica fognatura, mediante rilancio alla vasca presente in Via Beethoven, nei tempi previsti dalla normativa. Le acque nere derivanti dal dilavamento delle aree di manovra interne ai capannoni, così come il percolato prodotto dai rifiuti, verranno trattenute e stoccate in opportune vasche del percolato, dalla quale si provvederà al ricircolo secondo le modalità descritte nel capitolo dedicato della relazione tecnica. Infine le acque nere proveniente dagli scarichi civili verranno raccolte ed allontanate in fognatura. Per la progettazione delle rete idraulica di raccolta delle acque oggetto della presente relazione, si sono adottati i seguenti criteri progettuali: rispetto del quadro normativo in materia citato più avanti nel corso della presente relazione, sia a livello nazionale che regionale; rispetto dai vincoli imposti dal tipo di scarico; studio dello stato di fatto dell area, che ospita già altre realtà impiantistiche consolidate, a servizio delle quali sono stati realizzati sistemi strutturati per la gestione delle acque meteoriche e di processo. 3/27
2 Inquadramento normativo 2.1 Normativa nazionale Le acque di pioggia sono normate a livello nazionale dal D.lgs. 152/06 così come modificato dalle successive integrazioni. Si riporta in particolare l art. 113: 113. Acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia 1. Ai fini della prevenzione di rischi idraulici ed ambientali, le regioni, previo parere del Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio e del mare, disciplinano e attuano: a) le forme di controllo degli scarichi di acque meteoriche di dilavamento provenienti da reti fognarie separate; b) i casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque meteoriche di dilavamento, effettuate tramite altre condotte separate, siano sottoposte a particolari prescrizioni, ivi compresa l'eventuale autorizzazione. 2. Le acque meteoriche non disciplinate ai sensi del comma 1 non sono soggette a vincoli o prescrizioni derivanti dalla parte terza del presente decreto. 3. Le regioni disciplinano altresì i casi in cui può essere richiesto che le acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne siano convogliate e opportunamente trattate in impianti di depurazione per particolari condizioni nelle quali, in relazione alle attività svolte, vi sia il rischio di dilavamento da superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose o di sostanze che creano pregiudizio per il raggiungimento degli obiettivi di qualità dei corpi idrici. 4. È comunque vietato lo scarico o l'immissione diretta di acque meteoriche nelle acque sotterranee. 2.2 Normativa regionale Si fa riferimento alle DGR 286/2005 e della DGR 1860/2006, delibere delle quali si riportano nel seguito alcuni principi/definizioni Definizioni 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 si verifichi in un periodo di tempo di 15 minuti. Acque di seconda pioggia: l acqua meteorica di dilavamento derivante 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 (dopo i 15 minuti). Acque pluviali: le acque meteoriche di dilavamento dei tetti, delle pensiline e dei terrazzi degli edifici e delle installazioni. Acque meteoriche di dilavamento: la sommatoria di acque pluviali, acque di prima pioggia e acque di seconda pioggia. Acque reflue di dilavamento: le acque meteoriche di dilavamento derivanti da superfici scolanti nelle quali il dilavamento non si esaurisce con le acque di prima pioggia bensì permane per tutta la durata dell evento meteorico. 4/27
Campo di applicazione criterio generale Sono soggetti alle disposizioni della DGR 286/2005 e della DGR 1860/2006 gli stabilimenti o insediamenti con destinazione commerciale o di produzione di beni le cui aree esterne siano adibite all accumulo/deposito/stoccaggio di materie prime, di prodotti o scarti/rifiuti, allo svolgimento di fasi di lavorazione ovvero altri usi, per le quali vi sia la possibilità che l acqua meteorica vada a dilavare, anche in modo discontinuo, le superfici scoperte, trasportando con sé apprezzabili quantità di residui, anche passivi, di tali attività. Criteri di esclusione Ai sensi della DGR 1860/2006 sono certamente escluse le seguenti categorie di aree aziendali scoperte: Aree destinate a parcheggio autoveicoli maestranza e clienti, nonché dei mezzi di servizio aziendali; Viabilità interna ed aree/zone di transito degli automezzi anche pesanti a servizio dell attività svolta; Aree esterne adibite esclusivamente al deposito di prodotti finiti o di materie prime eseguito con modalità e tipologie di protezione tali da evitare oggettivamente il dilavamento delle acque meteoriche. Criteri generali di valutazione per la gestione e il controllo delle acque meteoriche di dilavamento Resta esclusivamente in capo al titolare dell insediamento valutare nel merito se la propria area cortiliva/piazzale è da assoggettare ovvero debba essere esclusa dalle disposizioni regionali in materia Il percorso di valutazione del titolare dell insediamento ai fini dell applicazione della direttiva regionale dovrà essere il seguente: 1) Per gli Insediamenti/stabilimenti destinati ad attività commerciale o di produzione di beni dotati di piazzali/superfici scoperte con recapito sia delle acque reflue industriali e delle acque reflue domestiche sia delle acque meteoriche raccolte da tali aree in rete fognaria unitari o mista i titolari degli insediamenti esistenti non sono soggetti a nessun nuovo obbligo in quanto gli scarichi nella rete fognaria sono stati già autorizzati. Eventuali prescrizioni per la raccolta delle acque di prima pioggia in vasca a tenuta ed il recapito delle acque di seconda pioggia in altro recettore, se disponibile (corpo idrico superficiale o sul suolo), possono essere prescritte qualora le stesse siano previste dalle norme regolamentari emanate dal gestore del servizio idrico integrato. 6. Competenze autorizzative Alla Provincia compete il rilascio dell autorizzazione allo scarico delle acque di prima pioggia/acque reflue di dilavamento in acque superficiali/suolo. Il Comune è competente se il suddetto scarico recapita in pubblica fognatura. Il Comune è competente altresì nel caso di insediamenti/stabilimenti destinati ad attività commerciali o di produzione di beni che producono esclusivamente scarichi di acque reflue domestiche in acque 5/27
superficiali e che la condotta di scarico delle stesse acque reflue domestiche venga utilizzata per lo scarico delle acque di prima pioggia e delle acque reflue di dilavamento. 6/27
3 Dimensionamento della rete fognaria (acque meteoriche) 3.1 Regime pluviometrico dell area La previsione quantitativa delle piogge intense in un determinato punto è effettuata attraverso la determinazione della curva di probabilità pluviometrica, cioè della relazione che lega l altezza di precipitazione alla sua durata, per un assegnato tempo di ritorno. Si ricorda che con il termine altezza di precipitazione in un punto, comunemente misurata in mm, si intende l altezza d acqua che si formerebbe al suolo su una superficie orizzontale e impermeabile, in un certo intervallo di tempo (durata della precipitazione) e in assenza di perdite. La curva di possibilità climatica ha la forma: n h a t (1) dove: h = altezza di pioggia caduta nel tempo considerato (mm); a = parametro (mm); n = parametro (adimensionale). Entrambi i parametri risultano in generale variabili al variare del tempo di ritorno considerato. Tuttavia, mentre il parametro a, che rappresenta la pioggia di durata unitaria avente il tempo di ritorno T, è ovviamente crescente al crescere del tempo di ritorno, il parametro n presenta spesso variazioni modeste al variare di T. Dalla relazione precedente si ricava l espressione della intensità di pioggia : i(d,t)= adn 1 (2) Fig. 1 - andamento delle curve che rappresentano l altezza e l intensità di pioggia in funzione della durata. 7/27
.Un efficace strumento per la determinazione di detti parametri per l area in esame è fornito dai documenti elaborati da AGAC, documenti in cui sono riportati i valori dei parametri rappresentativi delle curve di probabilità pluviometrica definiti per l intera provincia di Reggio Emilia, in funzione di tempi di ritorno di 10, 20, 50, 100, 200 anni. Nella tabella sottostante sono evidenziati i parametri a ed n da in funzione del tempo di ritorno considerato per l evento, definiti per l elemento del reticolo in cui ricade l area indagata. C.C.P GUMBEL Tempo di ritorno Probabilita N<1h A<1h n>1h a>1h 5 0.8 0.636 41.723 0.256 4.456 10 0.9 0.613 50.242 0.253 41.235 20 0.95 0.598 58.42 0.251 47.736 50 0.98 0.584 69.009 0.249 56.150 100 0.99 0.577 76.947 0.248 62.454 200 0.995 0.570 84.856 0.247 68.735 Nella progettazione delle opere di drenaggio pluviale e di laminazione verranno assunti, rispettivamente, i tempi di ritorno seguenti: canalizzazioni di drenaggio: Tr= 10 anni laminazione delle acque meteoriche Tr= 20 anni 8/27
100 Curva di possibilità pluviometricaper il Comune di Reggio Emilia h=a*t n 90 80 70 altezza di pioggia (mm) 60 50 40 30 h calcolata con a ed n per t>1h h calcolata con a ed n per t<1h 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 tempo (min) Fig. 2 - Curva di possibilità pluviometrica della stazione di Reggio emilia (T=10 anni) 3.2 Dimensionamento delle vasche di prima pioggia La rete delle acque raccolte dai piazzali è stata suddivisa in 4 macro aree, 3 di cui costituite dalle aree circostanti i capannoni e 1 costituita dalla viabilità di accesso. Ciascuna area convoglia le acque ad un bacino di accumulo interrato di capacità tale da contenere tutta la quantità di acque meteoriche di dilavamento risultante dai primi 5 mm di pioggia caduta sulla superficie scolante di pertinenza. La vasca di accumulo è preceduta da un pozzetto separatore che contiene al proprio interno uno stramazzo su cui sfiorano le acque di seconda pioggia dal momento in cui il pelo libero dell acqua nel bacino raggiunge il livello della soglia dello stramazzo. Nella vasca è installata una pompa che viene attivata automaticamente tramite il segnale di una sonda rivelatrice di pioggia installata sulla condotta di immissione del pozzetto e che consente lo svuotamento della vasca nelle 48 72 h successive all evento meteorico. In particolare si prevede di utilizzare vasche di prima pioggia del tipo prefabbricato, realizzate a getto in soluzione monoblocco e quindi in grado di fornire la massima garanzia di tenuta idraulica e di stabilità strutturale. Considerate le superfici scolanti seguenti, riepilogate per ogni area, le singole vasche di prima pioggia avranno le seguenti dimensioni: 9/27
Denominazione lotto Superficie scolante in riferimento alla produzione di acque di prima pioggia (m²) Volume minimo vasca di prima pioggia (m³) Volume di progetto vasca di prima pioggia (m³) Vasca 1 pioggia 1 8 547 42.3 50 Vasca 1 pioggia 2 8 173 40,9 50 Vasca 1 pioggia 3 8 044 40,2 50 Vasca 1 pioggia 4 10 500 52,5 55 3.3 Dimensionamento delle reti di drenaggio 3.3.1 Determinazione delle portate critiche La determinazione delle portate critiche, assunte quale elemento di calcolo per il dimensionamento della rete delle acque bianche, è chiaramente funzione della superficie scolante (bacino imbrifero di riferimento) e dei relativi contributi idrici, correlati alle piogge intense adottate. In ossequio alle procedure descritte in letteratura, la quantificazione della portata critica che interessa il singolo tratto di canalizzazione comporta: la definizione del bacino imbrifero e della sua sezione scolante; la misura e la determinazione dei parametri geometrici del bacino; il calcolo del tempo di corrivazione del bacino; la quantificazione dell altezza di pioggia corrispondente al tempo di corrivazione; il calcolo della portata critica, applicando metodi consolidati. In particolare il tempo di corrivazione delle aree individuate nei bacini in esame, assai antropizzati, regimati e ritenuti pressochè impermeabili (aree asfaltate e coperture, oltre ad una quota di area destinata a verde) è spesso assunto, in modo empirico e cautelativo, pari a 15 minuti, intendendo con ciò che tutta la superficie del singolo sottobacino contribuisce, nel tempo indicato, alla formazione della corrente di piena nella sezione esaminata. Una volta esaminati i bacini imbriferi, le rispettive aree e la quantità di pioggia critica, è possibile procedere alla determinazione delle portate idrauliche per il dimensionamento e la verifica delle sezioni significative. Le portate corrispondenti alle superfici scolanti individuate ed ai tempi di pioggia previsti, di seguito quantificate, vengono calcolate adottando il metodo cinematico: Q * * h * A t c dove: coefficiente di deflusso; 10/27
coefficiente di laminazione/ritardo (valore che dipende dalle caratteristiche del bacino (superficie, pendenza dei versanti, sviluppo della rete idrografica, natura dei terreni, etc..), assunto cautelativamente pari a 0.9 per le aree impermeabili); h altezza di pioggia determinata per il rispettivo tempo di corrivazione assunto cautelativamente pari a 10 minuti; A area scolante; tc tempo di corrivazione, pari a 10 minuti. Acque dei piazzali In riferimento all area dei piazzali, che costituisce il bacino afferente alla vasca di prima pioggia, si hanno i seguenti dati, ottenuti dall applicazione delle formule di cui sopra, per piogge aventi T=10 anni: Bacino n Area (m²) Portata (m²/s) 1 1997 0,0465 2 900 0,021 3 2370 0,0552 4 1163 0,0271 5 1560 0,0363 6 954 0,0222 7 1414 0,0329 8 3742 0,0872 9 770 0,0179 10 1039 0,0242 11 1698 0,0396 12 1545 0,036 13 1272 0,0296 14 823 0,0192 15 3491 0,0813 16 1096 0,0255 17 1452 0,0338 18 1308 0,0305 19 1472 0,0343 20 1739 0,0405 21 441 0,0103 11/27
Fig. 3 Bacini individuati per le acque dei piazzali afferenti alle vasche di prima pioggia. Acque bianche dalle coperture In riferimento all area coperta il bacino afferente direttamente alla trincea drenante viene suddiviso come in figura. Si hanno i seguenti dati, ottenuti dall applicazione delle formule di cui sopra, per piogge aventi T=10 anni: Bacino n Area (m²) Portata (m²/s) A 795 0,019 B 795 0,019 C 1000 0,023 D 1000 0,023 E 807 0,019 F 486 0,011 G 1198 0,028 H 551 0,013 I 695 0,016 L 4000 0,093 M 3809 0,089 N 438 0,010 12/27
Bacino n Area (m²) Portata (m²/s) O 931 0,022 Q 1036 0,024 R 2052 0,048 S 1101 0,026 T 2955 0,069 U 2052 0,048 V 792 0,018 Z 1575 0,037 X 932 0,022 Y 928 0,022 Fig. 4 Bacini individuati per le acque bianche provenienti dalle coperture 3.3.2 Verifica delle sezioni idrauliche 13/27
Il dimensionamento delle opere idrauliche viene sviluppato riferendosi alle formule che simulano l andamento delle correnti idriche che percorrono i corsi d acqua naturale (fiumi e torrenti) o i canali artificiali (di bonifica, di irrigazione, di fognatura, di navigazione interna). Queste correnti sono caratterizzate dall avere una parte della loro superficie di contorno, e precisamente quella superiore, non a contatto con una parte solida, ma con un gas, che nella più grande generalità dei casi è l atmosfera. Tale superficie, che si dice appunto superficie libera o pelo libero è pertanto una superficie isobarica, a pressione costante, nulla nel riferimento relativo. Si potrà pertanto parlare, per la generica sezione, della quota d alveo o di fondo invaso, del pelo libero della corrente o, più semplicemente, del profilo del pelo libero, della pendenza motrice e della velocità, approssimando lo studio della corrente ad una corrente lineare, secondo la teoria unidimensionale, caratterizzata da moto uniforme. Presa ad esame la singola sezione idraulica potremo indicare con h l altezza del pelo libero, misurata rispetto al punto più depresso del suo contorno e con A l area della sezione trasversale occupata dal liquido: negli alvei considerati l area sarà funzione solo dell altezza della corrente idraulica. Definiremo con R il raggio idraulico corrispondente ad una data altezza h come il rapporto fra la sezione liquida A ed il suo contorno bagnato B: ricordiamo che, per le correnti a pelo libero, si assume quale contorno bagnato soltanto quella parte del perimetro della sezione liquida che è costituita dalla parte solida dell alveo, giacchè soltanto ad essa si deve praticamente la resistenza alla corrente. In condizioni di moto uniforme la velocità media V è legata alle caratteristiche dell alveo (pendenza, scabrezza, forma della sezione trasversale) e della corrente (profondità, area della sezione liquida, raggio idraulico) dalla legge del moto uniforme, che di norma si esprime a mezzo della formula di Chézy V C * R * i (7) nella quale si pone la pendenza i quale pendenza media dell alveo considerato. Al coefficiente di scabrezza C sono state assegnate varie espressioni da diversi autori, riferendosi sempre alle condizioni dell alveo e prescindendo dal tipo di moto, assunto sempre turbolento (la formulazione non considera quindi il numero di Reynolds). Limitandoci alle formule più comunemente utilizzate, per la determinazione di C possiamo citare quelle di Bazin, Manning, Kutter, e quella di Strickler, detta anche di Gaukler e Strickler, di tipo monomio, così riassumibile: 1 6 C c * R (8) nella quale il coefficiente c, dipendente dalla scabrezza della parete, può essere anche considerato un indice di scabrezza. Lo sviluppo dei calcoli idraulici vedrà perciò l utilizzo della formula del moto uniforme, con il coefficiente di scabrezza di Strickler, utilizzando parametri c dedotti dalle tabelle di bibliografia o fornite dalle ditte produttrici dei collettori utilizzati, adottando la formula: Q A V A * C * R * i (9) 14/27
Di ogni sezione idraulica verificata, vengono riportati i dati significativi, calcolati in modo iterativo per successive approssimazione del tirante d acqua, fino a determinare le condizioni che consentono di smaltire la portata effluente dai bacini di monte. Canali circolari (collettori chiusi) elemento u.d.m. descrizione diametro (m) dimensione interna del collettore verificato, al netto dello spessore if (%) pendenza del tratto di canale verificato (livelletta, così come desunta dai profili o da misure ricavate sui rilievi planoaltimetrici allegati) h (m) altezza del tirante d acqua corrispondente alla portata effluente B (m) contorno bagnato della sezione (misura lo sviluppo del perimetro della sezione a contatto con l acqua) A (m2) superficie scolante nella sezione verificata (area della vena fluida) R (m) raggio idraulico della sezione, determinato dal rapporto tra l area ed il contorno bagnato della sezione determinata c (m1/3/s) coefficiente di scabrezza del collettore (Gauckler Strickler) Q (m3/s) portata effluente V (m/s) velocità media della corrente idrica, determinata dal rapporto tra portata e sezione Fr n di Froude, rapporto fra la velocità media e la velocità critica della sezione. Se Fr>1 la corrente è veloce, al contrario è lenta. Rete piazzali Verifica n a b c d e f Diametro (mm) 315 315 400 400 500 400 if (%) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 h (m) 0,25 0,21 0,22 0,28 0,36 0,26 B (m) 0,69 0,59 0,67 0,79 1,01 0,75 A (m2) 0,06 0,05 0,07 0,09 0,15 0,09 R (m) 0,09 0,09 0,11 0,12 0,15 0,12 V (m/s) 0,89 0,87 0,98 1,06 1,23 1,04 Q (m3/s) 0,06 0,05 0,07 0,10 0,19 0,09 Riemp. (%) 83% 70% 55% 70% 72% 65% 15/27
Rete piazzali Verifica n g h i l m n Diametro (mm) 500 315 600 315 315 400 if (%) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 h (m) 0,28 0,25 0,35 0,18 0,16 0,25 B (m) 0,85 0,69 1,04 0,53 0,49 0,73 A (m2) 0,11 0,06 0,17 0,04 0,04 0,08 R (m) 0,13 0,09 0,16 0,08 0,08 0,11 V (m/s) 1,15 0,89 1,31 0,84 0,80 1,03 Q (m3/s) 0,13 0,06 0,22 0,04 0,03 0,08 Riemp. (%) 56% 83% 58% 60% 53% 63% Rete piazzali Verifica n o p sca1 sca2 sca4 Diametro (mm) 500 500 1000 500 250 if (%) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 h (m) 0,33 0,38 0,78 0,35 0,175 B (m) 0,95 1,06 2,17 0,99 0,49 A (m2) 0,14 0,16 0,66 0,15 0,04 R (m) 0,14 0,15 0,30 0,15 0,07 V (m/s) 1,21 1,24 1,98 1,23 0,75 Q (m3/s) 0,17 0,20 1,30 0,18 0,03 Riemp. (%) 66% 76% 78% 70% 74% 16/27
Fig. 5 sezioni di calcolo individuate per la rete delle acque dei piazzali afferenti alle vasche di prima pioggia. Rete tetti Verifica n 1 2 3 4 5 6 Diametro (mm) 250 315 400 250 400 500 if (%) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 h (m) 0,15 0,2 0,25 0,15 0,22 0,38 B (m) 0,44 0,57 0,73 0,43 0,67 1,06 A (m2) 0,07 0,09 0,11 0,07 0,11 0,15 R (m) 0,07 0,09 0,11 0,07 0,11 0,15 V (m/s) 0,73 0,86 1,03 0,72 0,98 1,24 Q (m3/s) 0,021 0,043 0,085 0,021 0,069 0,199 Riemp. (%) 63% 67% 63% 64% 55% 76% 17/27
Rete tetti Verifica n 7 8 9 10 11 12 Diametro (mm) 7 8 9 10 11 12 if (%) 250 250 315 400 500 800 h (m) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 B (m) 0,15 0,12 0,2 0,2 0,3 0,43 A (m2) 0,43 0,37 0,57 0,63 0,89 1,32 R (m) 0,07 0,06 0,09 0,10 0,14 0,21 V (m/s) 0,07 0,06 0,09 0,10 0,14 0,21 Q (m3/s) 0,72 0,66 0,86 0,94 1,17 1,54 Riemp. (%) 0,021 0,015 0,043 0,059 0,145 0,425 Rete tetti Verifica n 13 14 15 16 17 18 Diametro (mm) 800 1000 1000 400 500 500 if (%) 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 h (m) 0,52 0,61 0,66 0,31 0,29 0,28 B (m) 1,50 1,79 1,90 0,86 0,87 0,85 A (m2) 0,23 0,28 0,29 0,12 0,14 0,13 R (m) 0,23 0,28 0,29 0,12 0,14 0,13 V (m/s) 1,65 1,88 1,92 1,07 1,16 1,15 Q (m3/s) 0,570 0,941 1,056 0,112 0,137 0,130 Riemp. (%) 65% 61% 66% 78% 58% 56% 18/27
Fig. 6 sezioni di calcolo individuate per la rete di raccolta delle acque bianche. 19/27
4 ACQUE NERE La determinazione delle portate con le quali dimensionare la rete delle acque nere presenta notevoli incertezze, sia perché non è facile definire quale sarà la richiesta di acqua della popolazione durante tutta la vita dell opera, sia perché non è facile prevedere con esattezza gli altri elementi che influiscono sulla portata in fogna quali ad esempio: percentuale di acqua distribuita che raggiunge le fogne; ripartizione delle portate nelle varie ore del giorno. Pertanto i valori da utilizzare ricadono sempre in una banda di oscillazione, determinata attraverso la scelta di particolari coefficienti. In particolare le portate delle fogne a servizio delle aree residenziali vengono normalmente determinate facendo riferimento agli utenti serviti, alla dotazione per abitante e per giorno ed a un opportuno coefficiente di dispersione, in modo da tener conto dell aliquota di acqua distribuita dalla rete acquedottistica che non viene scaricata nelle fogne. Rispetto al numero delle future utenze si adotta un numero di A.E. pari a 20. Asta 1 20 n abitanti equivalenti Una volta determinato il numero di abitanti equivalenti serviti dalla rete è necessario stimare la corrispondente dotazione idrica, ovvero la richiesta di acqua di un centro abitato rapportata ad ogni singolo abitante dello stesso. Generalmente tale valore si riferisce al giorno di massimo consumo, che normalmente si verifica nella stagione estiva, anche se per la progettazione della rete di acque nere viene solitamente considerata la dotazione media annua. Dal confronto tra i vari dati presenti in letteratura si è assunto un valore pari a 300 l/(ab*d). Come già detto la dotazione idrica rappresenta il quantitativo di acqua pro capite per soddisfare la richiesta della popolazione: tuttavia solo una parte di quest acqua raggiunge le utenze e una porzione ancora inferiore viene scaricata in fognatura (annaffiature, perdite, sfiori dai serbatoi); di norma risulta consigliabile considerare, prudenzialmente, una perdita di non più del 15 20%. La portata media annua può dunque essere espressa dalla relazione: (1 e) * d * P Q0 86400 in cui Q0 portata media nera in l/s P numero di utenti gravanti sulla fogna a monte della sezione di calcolo d dotazione idrica media annua (l/(ab*d) e coefficiente di dispersione che tiene conto dell aliquota che non raggiunge la fogna 20/27
In realtà la portata nera in una sezione generica di una fogna è una grandezza variabile nel tempo, condizionata dall andamento dei consumi idrici, anche se in parte laminati dalla capacità d invaso della rete. La portata nera attesa sarà quindi soggetta a fluttuazioni stagionali, giornaliere e orarie. I differenti valori di questa variabile potranno essere stimati, a partire dal valore della portata media nera Q0, moltiplicando quest ultima per differenti coefficienti sperimentali., quali: Cp Cm Cg coefficiente di punta, rapporto tra la massima portata oraria e la portata media annua coefficiente di minimo, rapporto tra la minima portata oraria e la portata media annua coefficiente di punta giornaliera, rapporto tra la portata media del giorno di massimo consumo e la portata media annua La letteratura tecnica propone una serie di relazioni che indicano la variabilità di Cp in funzione del numero di abitanti che adducono gli scarichi: 5 C p 1/ 6 P Gifft 14 C p 1 (4 P 1/ 2 ) Harman 5 C p P 1/ 5 Babbitt Si è ritenuto opportuno, in funzione anche di esperienze passate, utilizzare un coefficiente di punta il cui valore è stato arrotondato a 3. Relativamente al coefficiente di punta giornaliera Cg la letteratura non dispone di un numero sufficiente di dati, anche se studi condotti dal Lamberti sui dati di consumo globale di molte città italiane hanno assegnato a Cg un valore variabile tra 1,20 e 1,50. Cautelativamente si è assunto un valore pari a 1,50. Per il calcolo della portata minima con la quale verificare le condotte relativamente alla velocità minima, si è utilizzato il Coefficiente di punta minimo: C m 0,2 * P 1 5 In definitiva si sono ottenuti i seguenti valori di portata massima e minima, espressi in l/s: Tratto n Portata max (l/s) Portata media (l/s) Portata min (l/s) 1 0.264 0,056 0,008 Le acque nere raccolte dai servizi igienici presenti sull impianto e dagli spogliatoi verranno addotti, previa sedimentazione grossolana in Fossa Imhoff, ad una vasca di rilancio che recapiterà sia le acque 21/27
reflue domestiche, sia le acque di prima pioggia, alla vasca di laminazione delle acque nere esistente in Via Beethoven. 22/27
5 ACQUE DI LAVAGGIO DEI CAPANNONI ecoerre Polo Ambientale di Reggio Emilia IMPIANTO TMB Le acque di lavaggio provenienti dalla pulizia delle tettoie e del capannone, lavaggio che può provocare la lisciviazione del rifiuto che normalmente, per la tipologia in oggetto, non produce percolati. Nell ottica della minimizzazione degli impatti le acque originate dai lavaggi delle aree di lavorazione e stoccaggio vengono raccolte dalla rete dedicata che le adduce alla vasca del percolato esistente. Il collettamento delle acque in oggetto e la non contaminazione di aree diverse da quelle coperte è assicurato dalle pendenze conferite alla pavimentazione, ben distinta tra il battuto che caratterizza le tettoie e l asfalto della viabilità. Idonee griglie verranno inoltre posate nei punti strategici di raccolta, al fine di raccogliere tutti i flussi originati dal lavaggio. Le portate prodotte saranno senz altro modeste, con dimensionamento dei tubi pari alla dimensione minima adottabile in questi casi, ovvero 250 mm di diametro. Si sottolinea che, in funzione delle quote di scorrimento rilevate per la rete del percolato esistente, sarà possibile posare tubi con una pendenza piuttosto elevata, pari a circa il 3%, al fine di favorire il deflusso dei reflui ed evitare fenomeni di intasamento dei tubi. 23/27
6 LAMINAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE Come indicato in punto precedente la superficie territoriale complessiva, relativamente allo stralcio in oggetto, ammonta a circa 156.000 mq così distinta: coperture fabbricati di servizio 30.000 mq aree cortilive e viabilità 35.000 mq aree verdi 91.000 mq totale 156.000 mq I coefficienti di deflusso specifici per le varie tipologie di uso sono assunti pari a: pari a 0,3 per le aree verdi; 0.95 fabbricati dei servizi; 0.9 per le strade e piazzali. Si è inoltre assunta una portata ammissibile di scarico pari a 10 l/s per ogni ettaro di superficie scolante, sulla base delle indicazioni del Consorzio di Bonifica gestore del cavo ricettore. Nel rispetto di quanto previsto dall Ente Gestore si prevede quindi di laminare il maggior afflusso di acque dovuto all impermeabilizzazione dell area mediante sistemi volano (realizzati con una vasca in terra realizzata mediante una dolce depressione del terreno) che garantiscano le volumetrie necessarie a stoccare temporaneamente i deflussi in eccesso. Verrà infatti consentito esclusivamente lo scarico della portata corrispondente allo stato di fatto (0,156 m³/s), con definizione delle volumetrie necessarie alla laminazione nel seguito calcolata. Come noto la realizzazione delle vasche di laminazione si propone di limitare i problemi connessi con l'insufficienza idraulica dei collettori e dei canali ricettori. Le vasche di laminazione entrano in funzione quando la portata generata dall'evento meteorico supera i limiti di capacità massima della rete di fognatura o superficiale. Successivamente, esauritasi l'onda di piena, il volume di acqua invasato all'interno della vasca viene reimmesso al recapito finale secondo modalità concordate con il gestore o l autorità competente. Il fenomeno della laminazione è descritto dal seguente sistema di equazioni: equazione di continuità: dw ( t) Qe ( t) Qu ( t) (9) dt legame funzionale tra volume W e livello idrico y: W ( yt) W ( y( t)) (10) legge d'efflusso dalla vasca: Qu( t) Q ( t, y( t)) (11) u 24/27
dove: Qe(t) è la portata, nota, che all'istante di tempo t affluisce alla vasca di laminazione, il cui valore dipende dall'evento meteorico in atto e dalle caratteristiche del bacino e della rete di fognatura a monte della vasca di laminazione; Qu(t) è la portata che nello stesso istante di tempo defluisce dalla vasca di laminazione, il cui valore varia nel tempo in funzione delle caratteristiche del dispositivo di scarico; W(t) eyft) sono rispettivamente il volume invasato e il livello idrico nella vasca di laminazione. Si tenga presente che il legame funzionale tra il volume invasato e il livello idrico dipende unicamente dalla geometria della vasca e che la legge d'efflusso espressa dall'equazione (11) è invece definita in funzione delle modalità di scarico della portata, Pertanto, nel caso di dispositivi di tipo fisso quali stramazzi e luci sotto battente, la portata è direttamente funzione del tempo, attraverso il livello idrico y(t), Sostituendo le relazioni (10) e (11) nella (9) si ottiene un'equazione differenziale nell'incognita y(t), che può integrarsi numericamente con metodi alle differenze finite. La progettazione delle vasche di laminazione si fonda sulla determinazione del volume d'invaso W* che consente di ridurre, con la minima capacità di invaso, la portata al colmo dell'evento critico di progetto di assegnato tempo di ritorno TR, Note la portata entrante Qe(t) e la portata massima Qu max che la rete di fognatura a valle della vasca è in grado di convogliare e definite la geometria della vasca e le caratteristiche dei dispositivi di scarico, se si ipotizza che nell'intervallo di tempo (t1, t2) durante il quale la portata Qe(t) eccede le capacità della rete, la portata uscente Qu(t) sia costante e uguale alla massima Qu max,, si determina il minimo volume di invaso W* che consente di ottenere la laminazione dell'onda di piena (cfr, figura 5). Figura 7 Processo di laminazione dell'onda di piena impiegando dispositivi di scarico a portata costante. Partendo da questo dato opportunamente incrementato, utilizzando il sistema di equazioni (9) ( 11), è possibile verificare se il dimensionamento della vasca è stato eseguito in modo corretto, considerando l'effettivo legame che lega tra di loro allo scorrere del tempo portate scaricate e livello di invaso, legame che in generale evidenzia valori crescenti con il livello della portata scaricata, Alcuni metodi semplificati di calcolo consentono di valutare con buona approssimazione il volume di laminazione necessario per contenere la portata massima scaricata nei limiti prefissati.. Nel caso in esame il calcolo è stato sviluppato adottando un classico sistema di afflusso/deflusso e determinando la portata applicando il metodo cinematico. Il comparto è stato suddiviso in sottobacini principali afferenti alle dorsali principali. 25/27
W e Sh Sa p ecoerre Polo Ambientale di Reggio Emilia IMPIANTO TMB Non potendo utilizzare un coefficiente di deflusso uguale per tutte le aree si è calcolato il prodotto A per i due sottobacini scolanti, in modo da ottenere un valore per l intero bacino che tenga conto delle caratteristiche delle diverse aree. Come anticipato la portata ammessa allo scarico è pari a quella attualmente generata dall area di intervento e pari a 0,156 m³/s. I dati derivanti dallo sviluppo dei conteggi sono riepilogati nelle tabelle seguenti per i diversi tempi di ritorno considerati. Si fa notare che, a scopo cautelativo, la portata ammessa, ovvero calcolata in base allo stato di fatto dei luoghi, è sempre quella corrispondente al tempo di ritorno decennale durate evento pluviometrico pioggia superficie scolante coefficiente di ritardo portata media portata ammissibile volume complessivo volume da laminare (min) (mm) (m 2 ) (m 3 /s) (m 3 ) % 0 0,0 87300 1 0,000 0,156 0,000 0,000 4800,000 5 25,6 87300 1 7,445 0,156 2233,499 2186,699 2613,301 54% 10 30,4 87300 1 4,430 0,156 2657,935 2564,335 2235,665 47% 15 33,7 87300 1 3,270 0,156 2942,681 2802,281 1997,719 42% 20 36,2 87300 1 2,636 0,156 3163,027 2975,827 1824,173 38% 25 38,3 87300 1 2,230 0,156 3345,240 3111,240 1688,760 35% 30 40,1 87300 1 1,945 0,156 3501,884 3221,084 1578,916 33% 35 41,7 87300 1 1,733 0,156 3640,034 3312,434 1487,566 31% 40 43,1 87300 1 1,568 0,156 3764,102 3389,702 1410,298 29% 45 44,4 87300 1 1,436 0,156 3877,043 3455,843 1344,157 28% 50 45,6 87300 1 1,327 0,156 3980,941 3512,941 1287,059 27% 55 46,7 87300 1 1,236 0,156 4077,325 3562,525 1237,475 26% 60 47,7 87300 1 1,158 0,156 4167,353 3605,753 1194,247 25% 65 48,7 87300 1 1,090 0,156 4251,925 3643,525 1156,475 24% 70 49,6 87300 1 1,031 0,156 4331,755 3676,555 1123,445 23% 75 50,5 87300 1 0,979 0,156 4407,422 3705,422 1094,578 23% 80 51,3 87300 1 0,933 0,156 4479,400 3730,600 1069,400 22% 85 52,1 87300 1 0,892 0,156 4548,084 3752,484 1047,516 22% 90 52,8 87300 1 0,854 0,156 4613,804 3771,404 1028,596 21% 95 53,6 87300 1 0,820 0,156 4676,844 3787,644 1012,356 21% 100 54,3 87300 1 0,790 0,156 4737,446 3801,446 998,554 21% 105 54,9 87300 1 0,761 0,156 4795,819 3813,019 986,981 21% 110 55,6 87300 1 0,735 0,156 4852,146 3822,546 977,454 20% 115 56,2 87300 1 0,711 0,156 4906,587 3830,187 969,813 20% 120 56,8 87300 1 0,689 0,156 4959,282 3836,082 963,918 20% 125 57,4 87300 1 0,668 0,156 5010,358 3840,358 959,642 20% 130 58,0 87300 1 0,649 0,156 5059,925 3843,125 956,875 20% 135 58,5 87300 1 0,631 0,156 5108,085 3844,485 955,515 20% capacità residua franco 26/27
140 59,0 87300 1 0,614 0,156 5154,926 3844,526 955,474 20% 145 59,6 87300 1 0,598 0,156 5200,531 3843,331 956,669 20% 150 60,1 87300 1 0,583 0,156 5244,972 3840,972 959,028 20% 155 60,6 87300 1 0,569 0,156 5288,318 3837,518 962,482 20% 160 61,1 87300 1 0,555 0,156 5330,629 3833,029 966,971 20% 165 61,5 87300 1 0,543 0,156 5371,960 3827,560 972,440 20% 170 62,0 87300 1 0,531 0,156 5412,364 3821,164 978,836 20% 175 62,5 87300 1 0,519 0,156 5451,887 3813,887 986,113 21% 180 62,9 87300 1 0,508 0,156 5490,573 3805,773 994,227 21% 185 63,3 87300 1 0,498 0,156 5528,463 3796,863 1003,137 21% Si ribadisce dunque che in riferimento al regime dei deflussi in condizioni critiche non vengono apportate modifiche alla situazione ante operam. in quanto: verrà imposta allo scarico una portata massima pari a quella attualmente generata dall area e quantificata in 0,156 m³; lo scarico finale sarà dotato di clapet; l impianto verrà dotato di un sistema di stoccaggio di volumetria pari a circa 4 800 m³ in grado di laminare le portate eccedenti quelle ammissibili e rilasciarle al recapito successivamente, una vola concluso l evento meteorico. Il volume viene reso disponibile mediante la realizzazione di una vasca in terra sul lato su dell area, dove confluiranno tutte le acque bianche dell impianto (tetti e seconde pioggia) eccedenti la quota ammessa allo scarico. In prossimità della viabilità di accesso, a nord della palazzina pesa verrà realizzata una vasca più piccola, di circa 500 mc, a servizio della viabilità di accesso all impianto. 27/27