1 CARATTERISTICHE DELLA FOGNATURA BIANCA pag. 2 2 RICETTORE. pag. 2 3 BACINO DI ACCUMULO... pag. 3 4 CONDOTTE... pag. 3 5 POZZETTI. pag. 4 6 ALLACCIAMENTI... pag. 4 7 CALCOLO IDRAULICO pag. 5 8 CALCOLO DELLE PORTATE FLUVIALI. pag. 5 9 ANALISI DEL MOVIMENTO DELLE ACQUE METEORICHE pag. 11 10 CALCOLO DEI VOLUMI DI ACCUMULO pag. 12 11 CALCOLO STATICO pag. 13 12 VERIFICHE IDRAULICHE DELLE CONDOTTE pag. 18 13 DIMENSIONAMENTO DEL BACINO DI ACCUMULO. pag. 25 14 VERIFICHE STATICHE DELLE CONDOTTE. pag. 26 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 5
1 CARATTERISTICHE DELLA FOGNATURA BIANCA La fognatura bianca costituisce la rete di raccolta delle acque meteoriche del comparto urbanistico in cui si sviluppa il P.U.A. Darsena e si articola sostanzialmente in quattro elementi principali: 1) ricettore; 2) bacino di accumulo; 3) condotte principali; 4) pozzetti; 5) allacciamenti. 2 RICETTORE Il ricettore delle acque meteoriche è il Canale Collettore Valle Ponti e l innesto avviene nel suo tratto terminale in corrispondenza di Via dello Zuccherificio a Comacchio località Villaggio di San Francesco: questo tratto è attualmente tombinato con una tubazione in CAV Ø 800. In questa zona la fognatura attualmente esistente gode di un collegamento al Canale Collettore Valle Ponti, autorizzato dal Consorzio di Bonifica del II Circondario Polesine di San Giorgio di Ferrara (ora Consorzio della Pianura di Ferrara), posto in essere tramite una tubazione in PVC Ø 600 che interseca perpendicolarmente la Via Villaggio di San Francesco. L innesto della nuova fognatura bianca di progetto avverrà su questo collegamento tramite un intercettazione effettuata con un pozzetto posato a cavaliere collocato nella sede stradale. Lo scarico interesserà esclusivamente le sole acque meteoriche e dovrà rispettare le limitazioni imposte dalla Deliberazione n. 61 del 4 dicembre 2009 Prot. N. 3877 del Consorzio di Bonifica Pianura di Ferrara, ente preposto alla gestione idraulica del Canale Collettore Valle Ponti. Queste nascono dall esigenza di evitare il determinarsi di situazioni di saturazione o crisi del sistema di canalizzazioni in uso al Consorzio di Bonifica in relazione alla progressiva urbanizzazione del territorio del comprensorio che comporta un incremento delle aree impermeabilizzate. In relazione alla superficie urbanizzata del P.U.E. Darsena pari a 1,1345 Ha, la portata massima accettabile in condizioni di pioggia critica di progetto risulterà essere 9,076 lt/sec. In relazione a questa limitazione la fognatura bianca dovrà essere dotata di uno specifico bacino di accumulo che conferisca al sistema fognatura bianca (condotte + pozzetti + bacino di accumulo) la capacità di contenere tutta la pioggia critica di progetto. Allo stesso tempo si prende atto che possibili volumi eccedenti la possibilità di accumulo del sistema della fognatura bianca, realizzati nel rispetto della deliberazione sopra indicata, potranno essere smaltiti attraverso opportuni sistemi di sfioro. Questi saranno finalizzati ad impedire allagamenti da esondazione nel comparto urbanistico di progetto e dovranno essere predisposte periodiche manutenzioni e verifiche per garantirne il corretto funzionamento da parte del richiedente e/o del futuro ente pubblico che si farà carico della gestione (Comune di Comacchio e/o C.A.D.F. S.p.A. di Codigoro). Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 6
3 BACINO DI ACCUMULO Nella fognatura bianca è prevista la realizzazione di un bacino di accumulo, a monte, in grado di laminare e trattenere i volumi eccedenti e di disporne il graduale smaltimento verso lo scarico nella rete demaniale e tramite filtrazione nel terreno (ripascimento della falda freatica). Il dimensionamento del bacino di accumulo è effettuato in scrupoloso ossequio dei volumi richiesti dalla deliberazione sopra citata. Il bacino di accumulo verrà collocato sotto il parcheggio pubblico, tra l estradosso stradale e la quota della falda freatica. E realizzato tramite tubazioni drenanti in PEAD posate e ricoperte da ghiaia di fiume arida (6/16 mm) priva di spigoli vivi: questo pacchetto viene protetto da possibili infiltrazioni esterne da idoneo geotessile tessuto per drenaggio. Nel presente sistema di fognatura bianca di progetto il bacino di accumulo lavora in modo simile ai vasi di espansione dei comuni impianti di riscaldamento dei fabbricati: 1) in condizioni di pioggia ordinaria la fognatura bianca scarica a valle nel Canale Collettore Valle Ponti con la limitazione di 9,076 lt/sec; 2) in condizioni di pioggia straordinaria la fognatura bianca continua a scaricare, ma allo stesso tempo si riempie il bacino di accumulo a monte: al termine della pioggia parte dell acqua meteorica accumulata viene rilasciata gradualmente al sistema che la smaltisce nel ricettore, mentre parte viene smaltita per filtrazione nella falda freatica; 3) in condizioni di pioggia eccezionale (superiore alla pioggia critica di progetto) entra in funzione lo sfioratore a stramazzo posto in prossimità dell innesto nel ricettore. 4 CONDOTTE Le condotte saranno costruite con tubi in PVC rigido non plastificato per fognature con giunti a bicchiere e relativi anelli di tenuta elastomerici, conformi alle norme UNI EN 1401 1, tipo SN 4, marchio I.I.P. lunghezza delle barre ml 6,00 per condotte a gravità. Tutte le condotte saranno posate su aree pubbliche o private di uso pubblico. Le condotte saranno posate su un letto di sabbia uniformemente distribuita, il cui spessore non sarà inferiore a 10 cm e non dovrà contenere materiale inerte di diametro superiore a 5 mm. Il tubo verrà rinfiancato per almeno 20 cm per lato, fino al piano diametrale, quindi ricoperto con lo stesso materiale incoerente per uno spessore non inferiore a 15 cm, misurato sulla generatrice superiore. Il successivo riempimento totale dello scavo deve essere effettuato con sabbia o altro materiale idoneo sino alla quota del cassonetto stradale. Tutte le condotte con ricopertura inferiore a 1,00 m, misurata dal piano stradale all estradosso della tubazione, devono essere presidiate da un adeguata soletta in calcestruzzo Rck 250 armato con rete elettrosaldata. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 7
5 POZZETTI I pozzetti devono essere in CAV a tenuta stagna, prefabbricati, con pareti rinforzate per carichi pesanti. I pozzetti devono essere portati in quota con elementi aggiuntivi in CAV di uguale spessore dei pozzetti, stuccati perfettamente nelle giunzioni con malta di cemento. La copertura deve essere garantita da una piastra in CAV armata per carichi di 1^ categoria con foro Ø 600 atta a ricevere la botola in ghisa. Per evitare inutili decantazioni nei pozzetti d ispezione deve essere garantita la continuità della condotta, mantenendo la stessa quota di scorrimento. L ispezione deve realizzarsi mediante taglio della parte superiore del tubo, ai lati dell ispezione deve essere costruita una sella in calcestruzzo. Al termine dei lavori i pozzetti devono essere perfettamente puliti. I pozzetti caditoia devono essere in CAV delle dimensioni esterne di 50 x 50 cm completi di sifone. Le botole per i pozzetti di ispezione devono essere in ghisa sferoidale non ventilate a norma UNI EN 124: classe C 250 per quelle posate su marciapiede, a sezione quadrata con la scritta fognatura; classe D 400 per quelle posate su strada con telaio a sagoma quadrata lato 850 mm, a rigidità ottimizzata per fare da armatura al cemento di muratura, luce di passaggio passo d uomo diametro minimo 600 mm con la scritta fognatura, supporto guarnizione tra la superficie di contatto coperchio/telaio in policloroprene, sistema basculante con apertura a 120 per controllo e sicura fermo a 90 per estrazione coperchio, rivestimento integrale con pittura impermeabile nera, asole per alloggiamento chiavi di sollevamento. Le botole dei pozzetti caditoia devono essere in ghisa sferoidale in uso al C.A.D.F. S.p.A. con sezione quadrata 485 x 485 mm ed asole di raccolta delle acque. Tutte le botole in ghisa devono essere bloccate con un anello in calcestruzzo avente una larghezza di 30 cm all ingiro e di 15 cm minimo spessore e dovranno essere posate alla quota della pavimentazione o del terreno circostante in cui ricadono. 6 ALLACCIAMENTI Gli allacciamenti ai pozzetti d ispezione della pubblica fognatura devono essere costruiti con tubi in PVC con le stesse caratteristiche previste per le condotte principali. La quota di immissione non deve essere inferiore all estradosso della condotta principale. Gli allacciamenti privati alle caditoie potranno raccogliere esclusivamente le acque meteoriche provenienti dalla pavimentazioni esterne autorizzate e non quelle provenienti dalla falda di copertura: queste ultime dovranno tassativamente essere smaltite tramite libera dispersione nelle aree cortilive a copertura vegetale. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 8
7 CALCOLO IDRAULICO Il dimensionamento della rete di raccolta delle acque meteoriche (c.d. fognatura bianca) 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 d acqua raccolte nel comparto urbanistico di progetto. 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 bianca si articola in due fasi principali: determinazione della portata delle acque pluviali raccolte nel bacino d invaso costituito dal comparto urbanistico; analisi del movimento delle acque pluviali all interno delle condotte. Per il calcolo della portata delle acque pluviali esiste una vasta letteratura che affronta questo problema: nella presente relazione si fa esplicito riferimento ai Metodi Antichi definiti nel testo di Vittorio Nanni: la moderna tecnica delle fognature e degli impianti di depurazione, Editore Ulrico Hoepli, Milano 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 maggiori consensi in letteratura. 8 CALCOLO DELLE PORTATE PLUVIALI La determinazione delle portate pluviali che una rete di fognatura deve smaltire presenta gravi difficoltà, anche se è bene conosciuta la superficie del bacino servito e se si dispone di dati sicuri sulle piogge cadute nella località, raccolti durante un lungo periodo di tempo. Tali difficoltà sono dovute all influenza di elementi così numerosi che non vi è possibilità di giungere, una volta stabilito ragionevolmente a priori il valore di uno di essi, ad una formula che dia senz altro la portata cercata. Il problema resta sempre indeterminato. La semplice elencazione degli elementi che influiscono sulle portate che raggiungono e percorrono le fogne durante le piogge può dare l immediata percezione della grande indeterminatezza del problema. Alcuni sono insiti nel territorio costituente il bacino, cioè la permeabilità, la rugosità, la forma, l estensione, la pendenza, la vegetazione, lo stato di imbibizione del suolo precedente alla pioggia; altri dipendono dalle caratteristiche della pioggia, quali l intensità, la durata, le variazioni d intensità durante la precipitazione, le variazioni d intensità da un punto all altro del bacino; altri dipendono dalla sistemazione urbanistica, cioè essenzialmente dal rapporto tra la parte coperta dalle costruzioni edilizie o da manti stradali impermeabili, rispetto alle aree sistemate a giardini, altri ancora dipendono dalle dimensioni e dalle pendenze dei canali costituenti la rete. Il risultato complessivo di tutti questi elementi consiste nella riduzione della portata che corrisponde alla quantità di acqua caduta al valore di quella da tenere a base del calcolo dei canali. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 9
Cosicché le dimensioni di un canale a servizio di un bacino di area A dipendono dal volume che si ottiene moltiplicando quest area per l altezza d acqua caduta durante la pioggia e per un coefficiente unico di riduzione, in cui sono compresi gli effetti di tutte le cause riduttrici sopra indicate. Se si indica con h l altezza di acqua caduta in un tempo T, l altezza che corrisponde alla durata di un ora (intensità media oraria) sarà: = h (1) e la portata di calcolo sarà: = (2) Se si esprime l in mm/h e A in ha si avrà la portata in m 3 / s dalla formula: = 360 (3) dove: l A Q = m/h = Ha = m 3 / s Questa formula mostra che ai numerosi fattori indeterminati della portata che costituiscono il coefficiente unico di riduzione se ne aggiunge un altro, che è il più importante di tutti, cioè l intensità oraria l, la quale dev essere quella che corrisponde alla pioggia più pericolosa per un dato bacino: questo fattore viene comunemente denominato pioggia critica. Il primo fattore che incide sulla pioggia critica è il tempo di corrivazione t c che viene comunemente definito come il tempo che l acqua impiega per arrivare, partendo dai punti più lontani del bacino, alla sezione di sbocco del collettore. Una formula frequentemente utilizzata in Italia per il calcolo del t c in piccoli bacini (minori di 10 km 2 ) è quella di Aronica e Paltrinieri: = +1,5 0,8 (4) Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 10
dove: t c = tempo di corrivazione espresso in h; A = area del bacino espresso in km 2 ; L = lunghezza della condotta principale espressa in km; Hm = dislivello tra la quota del bacino e la quota dello sbocco della condotta espresso in m; M, d = costanti numeriche riportate nelle Tabella 1. Tabella 1 Valori delle costanti M e d da usare nella formula di Aronica e Paltrinieri. Tipo di copertura M Terreno nudo 0,667 Terreni coperti con erbe rade 0,250 Terreni coperti da bosco 0,200 Terreni coperti da prato permanente 0,167 Permeabilità d Terreni semi-impermeabili 1,270 Terreni poco permeabili 0,960 Terreni mediamente permeabili 0,810 Terreni molto permeabili 0,690 Definito t c si va sul diagramma delle massime intensità, riferito ai regimi di pioggia più probabili nei nostri climi, e si individua l intensità l della pioggia critica da prendere in considerazione. In generale sarà opportuno riferirsi non alla linea delle massime precipitazioni assolute, ma ad una linea che escluda alcune precipitazioni eccezionali che si verificano solo a distanza di un certo numero di anni. Ciò equivale ad ammettere che una volta ogni tanti anni le condotte da progettare possono andare soggette ad essere riempite totalmente. Ragionando sulle intensità orarie massime osservate nei nostri climi in 50, 25 e 15 anni possiamo ritenere valide le seguenti equazioni: l = 70 t c -0,6 (frequenza 50 anni) (5) l = 50 t c -0,5 (frequenza 25 anni) (6) l = 40 t c -0,4 (frequenza 15 anni) (7) Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 11
Proseguiamo l analisi del calcolo idraulico soffermandoci sul coefficiente ; questo si può considerare la risultante di quattro fattori: 1) impermeabilità; 2) ritardo; 3) ritenuta; 4) distribuzione della pioggia. Fattore d impermeabilità Il fattore di impermeabilità varia sensibilmente con l altezza e la durata delle piogge. Sarebbe opportuno che la progettazione venisse preceduta da accertamenti sperimentali nella zona da servire, ma ciò non riesce ordinariamente possibile perché richiederebbe tempo e mezzi che, nel caso delle piccole e medie reti sarebbero sproporzionati allo scopo. Conviene invece attenersi ai dati sperimentali, la cui attendibilità è stata confermata dall impiego fattone con successo in molti paesi. Nelle comuni progettazioni si può adottare la nota scala di Frühling (v. Manuale Colombo), che si riporta nelle Tabelle 3 e 3 dal Manuale Cremonese: Tab. 2 - Elementi analitici. Tetti, terrazze, pavimentazioni in asfalto 0,9 0,8 Lastricati ben connessi 0,8 0,7 Lastricati ordinari 0,7 0,5 Macadam e selciati 0,6 0,4 Superfici battute 0,3 0,15 Superfici non battute, parchi, boschi, giardini, terre coltivate 0,1 0 Tab. 3 - Elementi globali. Costruzioni dense (centri cittadini) 0,8 0,7 Costruzioni spaziate (semintensive) 0,6 0,5 Zone a villini (città giardino) 0,35 0,25 Aree non edificate (piazzali, campi da gioco, ecc.) 0,20 0,15 Giardini, parchi, boschi 0,10 0 I suddetti valori del coefficiente di impermeabilità si riferiscono a piogge della durata di un ora e pertanto possono essere inseriti senza correzioni nelle formule delle portate caratterizzate dal fattore fondamentale dell intensità media oraria. Dovendosi, in casi particolari, considerare piogge di durata generica T, minore o maggiore di un ora, i coefficienti si possono correggere con la formula: Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 12
t = h (8) in cui h è l altezza della pioggia caduta nel tempo T. Il valore di t, detto indice di permeabilità, si deduce dai valori noti di che si rilevano dalle tabelle sopraindicate. Fattore di ritardo Il fattore di ritardo è un necessario correttivo del fattore impermeabilità, che, usato da solo, darebbe eccessivi valori della portata, specialmente nei bacini di scarsa pendenza e di grande area. Nella pratica il fattore di ritardo comprende gli effetti della ritenuta superficiale e della distribuzione; quest ultima non si presterebbe in alcun modo ad una determinazione preventiva deducibile dall esame delle condizioni locali. Date le difficoltà di un analisi minuziosa dei diversi fattori del coefficiente di riduzione conviene stabilire speditivamente il fattore di ritardo adottando una delle formule empiriche dedotte dall esame di numerosi casi concreti. La nota formula del Bürkli: ψ = i / (9) sembra rispondere bene ai casi più comuni ed è di facile uso perché richiede solo l apprezzamento preliminare di due elementi geometrici fondamentali, cioè l area A del bacino e la pendenza media i del bacino stesso e del canale per la scelta dell indice n. Converrà anche tener conto della forma del bacino e della sua capacità di ritenuta superficiale. Fatta salva la valutazione di tali elementi, si sceglierà l indice n del radicale col criterio di far corrispondere i valori minori alle basse pendenze, alle forme del bacino che danno minore contributo d afflusso e ai terreni capaci di maggiore ritenuta per rugosità, avallamenti, ecc. I valori maggiori si addicono alle forti pendenze ed ai bacini di forma raccolta intorno al canale. Certo questa valutazione preventiva, essendo affidata alla discrezione del progettista, può dar luogo a qualche errore in più o in meno, ma si tratterà sempre di errori lievi se l apprezzamento discrezionale si fonda su di un accurato esame del terreno per stimarne soprattutto la capacità di ritenuta superficiale, dato che gli altri elementi, area, pendenza, forma si rilevano dai disegni di progetto. La Tabella 4 da i valori del fattore di ritardo per n = 4; 6; 8 e per A = 5; 10; 20; 30; 50 ha. Nella stessa tabella sono indicate le pendenze medie a cui si possono riferire i valori di ψ, salvo correzioni discrezionali di cui si è detto sopra. I valori indicati nella tabella variano da un minimo di 0,37 ad un massimo di 0,82. Per valori fuori scala di i e di A si possono trovare per estrapolazione i corrispondenti valori di ψ, ma è prudente non assumere valori minori di 0,37, mentre per forti pendenze e/o piccoli bacini si può superare il massimo di 0,82 fino a raggiungere, prudenzialmente, l unità. Nella Tabella 5 sono riportati i valori del fattore di ritardo per pendenze superiori a 0,01. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 13
Tabella 4 Calcolo del fattore ritardo per pendenze non superiori a 0,01. i A 0,001 0,005 0,010 n = 4 n = 6 n = 8 5 ha 0,67 0,76 0,82 10 ha 0,56 0,68 0,75 20 ha 0,47 0,60 0,69 30 ha 0,43 0,57 0,66 50 ha 0,37 0,52 0,61 Tabella 5 Calcolo del fattore ritardo per pendenze superiori a 0,01. A i 0,020 0,030 0,050 10 ha 0,95 - - 20 ha 0,80 0,89-30 ha 0,72 0,80 0,92 50 ha 0,63 0,70 0,80 Fattore di ritenuta Il fattore di ritenuta deriva dall acqua che rimane aderente al suolo, che riempie le cavità, che aderisce alle piante, ecc. Esso è massimo al principio della pioggia ed evidentemente diviene pari all unità quando tutte le superfici sono bagnate e le cavità riempite. Non è prudente tenerne conto, potendo darsi il caso che la pioggia critica si verifichi poco dopo un altra pioggia. Fattore di distribuzione Il fattore di distribuzione della pioggia dipende dal fatto che l intensità della stessa non è uguale in tutta la zona. Frühling ammette che ad una distanza di tre chilometri dal punto di massima intensità, questa si riduca alla metà circa e che la curva di decrescenza assuma la forma di una parabola ad asse orizzontale. Metcalf avverte però che questo fattore è in generale prossimo all unità e che scende appena a 0,95 per un area di 400 ha. Per aree alquanto minori non conviene tenerne conto. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 14
9 ANALISI DEL MOVIMENTO DELLE ACQUE METEORICHE Per l analisi del movimento dell acqua nelle condotte circolari in PVC trova sempre maggiore consenso la formula di Prandt-Colebrook: ( = 2 2!" # log( 3,71!" + 2,51 2!" # ) (10) 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. 1 ); n = Viscosità cinematica che per le tubazioni in PVC si assume pari a 1,31 10-6 m 2 / sec. (valore raccomandato da A.T.V.). Poiché viene considerato in ogni caso un deflusso a sezione piena, è facile risalire alla portata massima applicando la formula: = +!", 4 (11) 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. Per quanto concerne l abrasione delle pareti delle condotte causata dall azione meccanica esercitata dal materiale solido trascinato in sospensione nelle acque meteoriche (proveniente dalla disgregazione del manto stradale e dalle pavimentazioni in genere) la Circolare n. 11633 del Ministero LL.PP. ( Istruzioni per la progettazione delle fognature e 1 Associazione Tecnica delle Fognature Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 15
degli impianti di trattamento delle acque di rifiuto ) indica per le portate bianche di punta una velocità massima di 5 m/s da non oltrepassare per avere garantita l assenza di significativi fenomeni di abrasione. 10 CALCOLO DEI VOLUMI DI ACCUMULO La fognatura bianca di progetto convoglia le acque meteoriche raccolte nel Collettore di Valle Ponti, facente parte del demanio idraulico gestito dal Consorzio di Bonifica della Pianura di Ferrara. Lo scarico delle acque meteoriche raccolte da una fognatura bianca nella rete dei canali gestiti dal Consorzio di Bonifica della Pianura di Ferrara può avvenire unicamente nel rispetto della Deliberazione n. 61 del Consorzio di Bonifica Pianura di Ferrara intitolata PROCEDURE DI CALCOLO DEI VOLUMI DI ACCUMULO PER L APPLICAZIONE DEL PRINCIPIO DI INVARIANZA IDRAULICA DETERMINAZIONI del 4 dicembre 2009, Prot. N. 3877. In questa delibera viene sancito che le opere di nuova urbanizzazione da realizzarsi nel territorio consortile devono perseguire il fine dell invarianza idraulica: questa potrà essere ottenuta attraverso adeguati interventi di mitigazione delle portate d ingresso alla rete consorziale, nel rispetto delle seguenti prescrizioni minime riportate in Tabella 6, che individuano la portata massima accettabile ed il volume d invaso minimo richiesto per diverse fasce di estensione delle urbanizzazioni: Tabella 6 Portate massime accettabili e volumi minimi invasabili SUPERFICI URBANIZZATE DA 0 A 0,50 Ha 1 Qi (portata massima accettabile unitaria) = 15 l/sec. Ha 2 Wi (volume minimo invasabile unitario) 150 mc/ha superficie urbanizzata 3 Wi (volume minimo invasabile unitario) 215 mc/ha superficie impermeabilizzata SUPERFICI URBANIZZATE DA 0,50 A 1,00 Ha 1 Qi (portata massima accettabile unitaria) = 12 l/sec. Ha 2 Wi (volume minimo invasabile unitario) 200 mc/ha superficie urbanizzata 3 Wi (volume minimo invasabile unitario) 285 mc/ha superficie impermeabilizzata SUPERFICI URBANIZZATE OLTRE 1,00 Ha 1 Qi (portata massima accettabile unitaria) = 8 l/sec. Ha 2 Wi (volume minimo invasabile unitario) 350 mc/ha superficie urbanizzata 3 Wi (volume minimo invasabile unitario) 500 mc/ha superficie impermeabilizzata Preso atto che i volumi di accumulo stabiliti nelle Tabella 6 sono da considerarsi dei minimi inderogabili, resta facoltà del richiedente la progettazione e la realizzazione delle opere atte a garantire il rispetto del principio dell invarianza idraulica. Tutti i volumi eccedenti la possibilità di accumulo dei sistemi di fognatura, realizzati nel rispetto di quanto sopra riportato, potranno essere smaltiti attraverso opportuni sistemi di sfioro. Per questi ultimi, finalizzati ad impedire eventuali allagamenti da esondazione in caso di precipitazioni meteoriche eccedenti il valore di Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 16
pioggia critica definito dal progetto, dovranno essere predisposte ad opera del richiedente (o da un suo eventuale avente causa) periodiche manutenzioni e verifiche per garantirne il corretto funzionamento. 11 CALCOLO STATICO Condotte in PVC L unico parametro da verificare nell ambito del calcolo statico delle condotte interrate in PVC è la deformazione diametrale. Dopo 20 anni di osservazioni e misure effettuate sulle condotte interrate in PVC si è potuto verificare che una deformazione diametrale iniziale (1 3 mesi) non superiore al 5% ed una deformazione diametrale finale (2 anni) non superiore al 8% costituiscono una garanzia nei confronti dell assenza di fenomeni di collasso della tubazione. La resistenza meccanica dei tubi destinati alle fognature è determinata dai carichi esterni (Q) dati dalla somma di tre elementi: 1) carico del terreno (q t ); 2) carico del traffico o carichi mobili (q m ); 3) acqua di falda (q f ). Carico del terreno (q t ) Il carico del terreno è dato da: (q t ) = C d1 γ B (12) dove: C d1 = (1 e -2 k tg θ H/B ) / (2 k tg θ) = coefficiente di carico per il riempimento in trincea; γ = peso specifico del terreno (kg/m 3 ); k = tg 2 (π/4 - /2) = rapporto tra pressione orizzontale e verticale nel materiale di riempimento; θ = angolo di attrito tra materiale di riempimento e pareti della trincea; = angolo di attrito interno del materiale di riempimento; H = altezza del riempimento misurato a partire dalla generatrice superiore del tubo (m); B = larghezza della trincea, misurata in corrispondenza della generatrice superiore del tubo (m). Carichi mobili (q m ) Il carico mobile è dato da: q m = (3/2π) [P/(H+D e /2) 2 ] ϕ (13) Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 17
dove: P = carico concentrato (kg) rappresentato da una ruota o da una coppia di ruote (P = 6000 kg rispecchia la situazione in cui sono previsti solo passaggi di autovetture e autocarri leggeri); D e H = diametro esterno del tubo; = altezza del riempimento misurato a partire dalla generatrice superiore del tubo (m); ϕ = coefficiente correttivo che tiene conto dell effetto dinamico dei carichi indicati con P, si assume uguale a 1 + 0,3/H. Carico per l acqua di falda (q f ) Il carico per acqua di falda è dato da: q f = γ acqua (H H 1 + D e /2) (14) dove: γ acqua = peso specifico dell acqua di falda (kg/m 3 ). H = altezza del riempimento misurata a partire dalla generatrice superiore del tubo (m); H 1 D e altezza del riempimento misurata a partire dal livello della falda d acqua (m); = diametro esterno del tubo (m); Verifica a flessione del tubo Le flessioni x di un tubo flessibile interrato sottoposto ad un carico sono rette dalla formula di Spangler, che per le deformazioni iniziali (1 3 mesi) assume la forma di cui all equazione (15) / = 0,125 0 ( 1! )2 +0,0915 0 4 (15) mentre per determinare le deformazioni nel tempo (2 anni) si inserisce nella suddetta formula un coefficiente T che consente di tenere conto sia delle variazioni delle caratteristiche meccaniche del PVC, sia del comportamento del terreno nel tempo (16). 0,125 / = 0 (1 )! 2 (16) +0,0915 0 4 5 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 18
dove: T E s D e = 2 (valore normalmente raccomandato in letteratura scientifica); = modulo di elasticità del PVC; = spessore del tubo (m); = diametro esterno del tubo (m); E 1 = 9 10 6 H 7 (+4)( 9 :, ) = altezza del riempimento misurata a partire dalla generatrice superiore del tubo (m); a = fattore dipendente dalla compattazione del rinfianco del tubo; generalmente assumendo un indice della prova di Proctor del terreno di riempimento pari al 90% a = 1,5 I valori di deformazione diametrale da non superare, raccomandati dalle norme ISO/DTR 7073 per tubazioni in PVC conformi alla norma UNI EN 1401-1 tipo SN4 - SDR 41 (ex UNI 7447 tipo 303/1), sono: 1) dopo 1 3 mesi: x 1 3 = (0,125 Q) / [E (s/d) 3 + 0,0915 E 1 ] < 8% (valore max per tubi UNI EN 1401-1 tipo SN4 - SDR 41) 2) dopo 2 anni: x 2 = (0,125 T Q) / [E T (s/d) 3 + 0,0915 E 1 ] < 10% (valore max per tubi UNI EN 1401-1 tipo SN4 - SDR 41) Condotte drenanti in PEAD I parametri da verificare nell ambito del calcolo statico delle condotte drenanti interrate in PEAD sono la rigidità è la deformazione diametrale. Generalmente la scelta della rigidità del tubo dipende dal terreno nativo, dal materiale di rinterro, nella zona attorno al tubo e dalla sua compattazione, dall altezza di copertura, dalle condizioni del carico e dalle proprietà limite dei tubi. La scelta della rigidità del tubo può essere fatta usando i prospetti presenti nella norma sperimentale UNI ENV 1046 (Sistemi di tubazioni e condotte di materia plastica Sistemi di adduzione d acqua e scarichi fognari all esterno dei fabbricati Raccomandazioni per installazione interrata e fuori terra). Nella Tabella 7 è ad esempio indicata la rigidità minima raccomandata delle tubazioni nel caso di posa in aree in presenza di traffico in funzione del materiale di rinterro e dello spessore di ricopertura. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 19
Tabella 7 Rigidità circonferenziale minima raccomandata per aree con traffico Rigidità del tubo 1) Gruppo Classe di Gruppo di suolo nativo non disturbato materiale di compattazione 1 2 3 4 5 6 rinterro Per spessore di ricopertura 1 m e 3 m 1 W 4 4 6,3 8 10 ** 2 W - 6,3 8 10 ** ** 3 W - - 10 ** ** ** 4 W - - - ** ** ** Per spessore di ricopertura > 3 m e 6 m 1 W 2 2 2,5 4 5 6,3 2 W - 4 4 5 8 8 3 W - - 6,3 8 10 ** 4 W - - - ** ** ** 1) rigidità anulare specifica; 2) W (buono) classe di compattazione massima; **) è necessario il progetto strutturale per determinare i dettagli della trincea e la rigidità anulare del tubo. I terreni sono divisi in tre tipologie (granulare, coesivo ed organico) ed in sei sottogruppi come specificato in Tabella 8. I materiali di tipo organico (gruppo 5 e 6) non devono essere utilizzati come terreno di riempimento. Tabella 8 Tipologia di terreno Gruppo di Tipo di terreno terreno Nome Esempio Ghiaia a singola pezzatura, ghiaia ben vagliata, mescole di Roccia frantumata, ghiaia di fiume, ghiaia morenica, 1 ghiaia e sabbia, mescole di ghiaia e sabbia poco vagliata. ceneri vulcaniche. granulare Sabbia a singola pezzatura, mescole di sabbia e ghiaia, Sabbia da dune e depositi alluvionati, sabbia morenica, 2 mescole di sabbia e ghiaia poco vagliata. sabbia da costa. Ghiaia con limo, ghiaia con argilla, sabbia con limo, sabbia granulare 3 Ghiaia con argilla, sabbia con terriccio, argilla alluvionale. con argilla, mescole poco vagliate di ghiaia, limo e sabbia. Limo organico, limo organico argilloso, argilla organica, coesivo 4 Terriccio, marna alluvionale, argilla. argilla con mescole organiche. organico 5 organico 6 Torba, altri terreni altamente organici, fanghi. Torba, fanghi. Limo organico, limo organico argilloso, argilla organica, Strato superficiale, sabbia da tufo, calcare marino, fango, argilla con mescole organiche. terriccio. La classe di compattazione è definita in funzione del grado di compattazione espresso in densità di riferimento Proctor (SPD) in funzione delle diverse tipologie di materiali, come espresso nella Tabella 9. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 20
Tabella 9 Classi di compattazione Gruppo materiale rinterro Classe di compattazione 4 3 2 1 N (not) 75 80 % 79 85 % 84 89 % 90 94 % M (moderate) 81 89 % 86 92 % 90 95 % 95 97 % W (well) 90 95 % 93 96 % 96 100 % 98 100 % Per quanto riguarda la deformazione diametrale si assume come riferimento la norma tedesca ATV DWK A 127 E (Static Calculation of Drains and Sewers) dell Agosto 2000 che definisce come il 5% il valore limite della deformazione diametrale in grado di garantire l assenza di fenomeni di collasso delle tubazioni in PEAD. Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 21
12 - VERIFICA IDRAULICA DELLA FOGNATURA BIANCA Tempo di corrivazione t c del comparto TERRENO COPERTO CON ERBE RADE M = 0.250 TERRENO SEMI-IMPERMEABILE D = 1.270 SUPERFICIE DEL BACINO DI RACCOLTA DELLE ACQUE METEORICHE A = 0,0113 km 2 LUNGHEZZA DELLA CONDOTTA PRINCIPALE L = 0,325 km DISLIVELLO TRA LA QUOTA DEL BACINO E LA QUOTA DELLO SBOCCO DELLA CONDOTTA H m = 1,99 m t c = 0,723 Intensità della pioggia critica l con frequenza pari a 25 anni =50 0,704 ;<,= =58,79 ~ 60 h Fattori di impermeabilità FATTORI DI IMPERMEABILITA CS = SUPERFICIE FONDIARIA COSTRUZIONI SPAZIATE (SEMINTENSIVE) 0,50 St = STRADE (70% DI PAVIMENTAZIONE IN ASFALTO = 0,8 + 30% LASTRICATO ORDINARIO MASSELLO AUTOBLOCCANTE CHIUSO = 0,5) m.p. = [(0,70 0,8) + (0,30 0,5)] / 1 = 0,71 P = PARCHEGGIO PUBBLICO (50 % DI PAVIMENTAZIONE IN ASFALTO = 0,8 + 50 % MASSELLO AUTOBLOCCANTE CHIUSO = 0,5) m.p. = [(0,50 0,8) + (0,50 0,5)] / 1 = 0,65 V = STANDARD URBANISTICI GIARDINI, PARCHI, BOSCHI 0,10 Calcolo della portata massima di progetto RAMO FOGNATURA 22-31 SUPERFICI NETTE DEL SUPERFICI PONDERATE DEL PORTATA DI BACINO DI RIFERIMENTO BACINO DI RIFERIMENTO PROGETTO Q p (l/sec.) CS = SUPERFICIE FONDIARIA = 5.698 0,50 2.849 47,48 St = STRADE PUBBLICHE = 2.450 0,71 1.740 29,00 P = PARCHEGGIO PUBBLICO = 1.730 0,65 1.125 18,75 V = STANDARD URBANISTICI = 1.467 0,10 147 2,45 TOTALI = 11.345 5.861 97,68 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 97,68 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 500 CON PENDENZA 1 (l / sec.) 125,00 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 500 CON PENDENZA 1 (m / sec.) 0,70 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,78 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,68 0,70 0,80 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 1,07 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,75 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 22
Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 1 2 3-4 RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 SUPERFICI PONDERATE DEL PORTATA DI SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO BACINO DI PROGETTO RIFERIMENTO Q p (l/sec.) CS 01 = 48,05(48,05 41,40)(48,05 36,95)(48,05 17,75) = 327,82 0,50 163,91 2,73 CS 02 = 48,23(48,23 41,40)(48,23 37,50)(48,23 17,55) = 329,06 0,50 164,53 2,74 CS 03 = 48,48(48,48 41,95)(48,48 37,65)(48,48 17,35) = 326,45 0,50 163,23 2,72 CS 04 = 48,80(48,80 41,95)(48,80 38,20)(48,80 17,45) = 333,29 0,50 166,65 2,78 CS 05 = 6,38(6,38 5,35)(6,38 4,25)(6,38 3,15) = 6,69 0,50 3,35 0,06 CS 06 = 6,38(6,38 5,35)(6,38 4,30)(6,38 3,10) = 6,66 0,50 3,33 0,06 St 01 = 40,25(40,25 38,00)(40,25 37,50)(40,25 5,00) = 93,70 0,71 66,53 1,11 St 02 = 40,33(40,33 38,00)(40,33 37,65)(40,33 5,00) = 94,12 0,71 66,83 1,11 SOMMA PARZIALE = 1517,79 798,38 13,31 TOTALE = 1517,79 798,38 13,31 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 13,31 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 28,65 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,64 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,46 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,48 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,98 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,63 5,00 Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 4 5-6 RAMO FOGNATURA 4 5 6 SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO SUPERFICI PONDERATE DEL BACINO DI RIFERIMENTO PORTATA (l/sec.) P 01 = 30,18(30,18 26,00)(30,18 23,40)(30,18 10,95) = 128,10 0,65 83,27 1,39 P 02 = 30,30(30,30 26,00)(30,30 23,60)(30,30 11,00) = 129,80 0,65 84.37 1,41 SOMMA PARZIALE = 257,90 167,64 2,80 ½ RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 758,90 399,19 6,66 TOTALE = 1016,80 566,82 9,46 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 9,46 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 28,65 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,64 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,33 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,39 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,90 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,58 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 23
Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 6 7 8-9 RAMO FOGNATURA 6 7 8-9 SUPERFICI PONDERATE PORTAT SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO DEL BACINO DI A RIFERIMENTO (l/sec.) P 05 = 33,90(33,90 28,45)(33,90 23,20)(33,90 16,15) = 187,32 0,65 121,76 2,03 P 06 = 33,98(33,98 28,45)(33,98 23,40)(33,98 16,10) = 188,37 0,65 122,44 2,04 SOMMA PARZIALE = 375,69 244,20 4,07 ½ RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 758,90 399,19 6,66 RAMO FOGNATURA 4 5-6 = 257,90 167,64 2,80 TOTALE = 1392,49 811,02 13,53 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 13,53 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 99,31 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,87 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,14 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,25 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,71 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,62 5,00 Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 9-14 RAMO FOGNATURA 9-14 SUPERFICI PONDERATE PORTAT SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO DEL BACINO DI A RIFERIMENTO (l/sec.) P 09 = 29,58(29,58 26,95)(29,58 23,65)(29,58 8,55) = 98,34 0,65 63,92 1,06 P 10 = 31,95(31,95 26,95)(31,95 23,20)(31,95 13,75) = 159,50 0,65 103,68 1,73 SOMMA PARZIALE = 257,84 167,60 2,79 ½ RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 758,90 399,19 6,66 RAMO FOGNATURA 4 5-6 = 257,90 167,64 2,80 RAMO FOGNATURA 6 7 8 9 375,69 266,74 4,07 TOTALE = 1677,34 1001,17 16,32 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 16,32 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 99,31 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,87 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,16 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,27 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,75 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,65 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 24
Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 4 10-11 RAMO FOGNATURA 4 10-11 SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO SUPERFICI PONDERATE DEL BACINO DI RIFERIMENTO PORTATA (l/sec.) P 03 = 27,30(27,30 22,95)(27,30 19,50)(27,30 12,15) = 118,46 0,65 77,00 1,28 P 04 = 27,33(27,33 22,95)(27,33 19,50)(27,33 12,20) = 118,95 0,65 77,32 1,29 SOMMA PARZIALE = 237,41 154,32 2,57 ½ RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 758,90 399,19 6,66 TOTALE = 996,31 533,51 9,23 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 9,23 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 28,65 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,64 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,32 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,39 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,89 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,57 5,00 Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 11 12 13-14 RAMO FOGNATURA 11 12-13 - 14 SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO SUPERFICI PONDERATE DEL BACINO DI RIFERIMENTO PORTATA (l/sec.) P 07 = 33,90(33,90 28,45)(33,90 23,20)(33,90 16,15) = 187,32 0,65 121,76 2,03 P 08 = 33,98(33,98 28,45)(33,98 23,40)(33,98 16,10) = 188,37 0,65 122,44 2,04 SOMMA PARZIALE = 375,69 244,20 4,07 ½ RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 758,90 399,19 6,66 RAMO FOGNATURA 4 10-11 = 257,90 167,64 2,80 TOTALE = 1392,49 811,03 13,53 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 13,53 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 99,31 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,87 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,14 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,25 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,71 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,62 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 25
Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 14-18 RAMO FOGNATURA 14-18 SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO SUPERFICI PONDERATE DEL BACINO DI RIFERIMENTO PORTATA (l/sec.) P 11 = 29,58(29,58 26,95)(29,58 26,95)(29,58 26,95) = 98,34 0,65 63,92 1,07 P 12 = 31,95(31,95 26,95)(31,95 23,20)(31,95 13,75) = 159,50 0,65 103,68 1,73 SOMMA PARZIALE = 257,84 167,60 2,80 RAMO FOGNATURA 1 2 3-4 = 1517,79 798,38 13,31 RAMO FOGNATURA 4 5-6 = 257,90 167,64 3,06 RAMO FOGNATURA 6 7 8-9 = 375,69 244,20 4,07 RAMO FOGNATURA 9-14 = 257,84 167,60 2,79 RAMO FOGNATURA 4 10-11 = 237,41 154,32 2,57 RAMO FOGNATURA 11 12 13-14 375,69 244,20 4,07 TOTALE = 3280,16 1943,94 32,67 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 32,67 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 99,31 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,87 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,33 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,39 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,90 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,78 5,00 Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 15 16 17-18 RAMO FOGNATURA 15 16 17-18 SUPERFICI PONDERATE SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO DEL BACINO DI PORTATA RIFERIMENTO (l/sec.) St 03 = 50,88(50,88 46,45)(50,88 45,30)(50,88 10,00) = 226,50 0,71 160,82 2,68 St 04 = 52,58(52,58 48,30)(52,58 46,45)(52,58 10,40) = 240,96 0,71 171,08 2,85 SOMMA PARZIALE = 467,46 331,90 5,53 TOTALE = 467,46 331,90 5,53 Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 5,53 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (l / sec.) 28.65 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 250 CON PENDENZA 2 (m / sec.) 0,64 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,19 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,30 0,50 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 0,78 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 0,50 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 26
Calcolo della portata di progetto nel ramo di fognatura 18 19 20 21 22 RAMO FOGNATURA 18 19 20 21-22 SUPERFICI NETTE DEL BACINO DI RIFERIMENTO SUPERFICI PONDERATE DEL BACINO DI RIFERIMENTO PORTATA (l/sec.) V 01 = 30,90(30,90 29,25)(30,90 27,35)(30,90 5,20) = 68,20 0,10 6,82 0,11 V 02 = 31,55(31,55 29,25)(31,55 28,85)(31,55 5,00) = 72,12 0,10 7,21 0,12 V 03 = 28,53(28,53 26,25)(28,53 25,80)(28,53 5,00) = 64,50 0,10 6,45 0,11 V 04 = 29,10(29,10 26,85)(29,10 26,25)(29,10 5,10) = 66,92 0,10 6,69 0,11 V 05 = 27,35(27,35 25,60)(27,35 24,00)(27,35 5,10) = 59,73 0,10 5,97 0,10 V 06 = 27,88(27,88 25,60)(27,88 25,15)(27,88 5,00) = 62,87 0,10 6,29 0,10 V 07 = 14,80(14,80 12,80)(14,80 11,80)(14,80 5,00) = 29,50 0,10 2,95 0,05 V 08 = 14,83(14,83 12,80)(14,83 11,85)(14,83 5,00) = 29,62 0,10 2,96 0,05 V 09 = 12,63(12,63 10,80)(12,63 9,45)(12,63 5,00) = 23,62 0,10 2,36 0,04 V 10 = 12,68(12,68 10,80)(12,68 9,55)(12,68 5,00) = 23,87 0,10 2,39 0,04 CS 07 = 40,28(40,28 30,20)(40,28 27,35)(40,28 23,00) = 301,00 0,50 150,50 2,51 CS 08 = 36,43(36,43 30,20)(36,43 22,00)(36,43 20,65) = 227,15 0,50 113,58 1,89 CS 09 = 34,90(34,90 28,95)(34,90 22,00)(34,90 18,85) = 207,35 0,50 103,68 1,73 CS 10 = 38,93(38,93 28,95)(38,93 25,80)(38,93 23,10) = 283,98 0,50 141,99 2,37 CS 11 = 24,00(24,00 23,10)(24,00 22,75)(24,00 2,15) = 24,29 0,50 12,15 0,20 CS 12 = 24,00(24,00 23,10)(24,00 22,75)(24,00 2,15) = 24,29 0,50 12,15 0,20 CS 13 = 36,35(36,35 32,55)(36,35 23,10)(36,35 17,05) = 187,94 0,50 93,97 1,57 CS 14 = 39,28(39,28 32,55)(39,28 24,00)(39,28 22,00) = 264,00 0,50 132,00 2,20 CS 15 = 29,38(29,38 24,95)(29,38 22,00)(29,38 11,80) = 129,80 0,50 64,90 1,08 CS 16 = 34,70(34,70 24,95)(34,70 23,95)(34,70 20,50) = 227,26 0,50 113,53 1,89 CS 17 = 27,70(27,70 23,95)(27,70 22,00)(27,70 9,45) = 103,95 0,50 51,98 0,87 St 05 = 25,58(25,58 23,00)(25,58 17,70)(25,58 10,45) = 88,57 0,71 62,88 1,05 St 06 = 26,83(26,83 23,00)(26,83 20,65)(26,83 10,00) = 103,25 0,71 73,31 1,22 St 07 = 25,08(25,08 21,35)(25,08 18,80)(25,08 10,00) = 94,00 0,71 66,74 1,11 St 08 = 25,10(25,10 21,35)(25,10 18,85)(25,10 10,00) = 94,25 0,71 66,92 1,12 St 09 = 11,08(11,08 10,00)(11,08 10,00)(11,08 2,15) = 10,69 0,71 7,59 0,13 St 10 = 11,08(11,08 10,00)(11,08 10,00)(11,08 2,15) = 10,69 0,71 7,59 0,13 St 11 = 23,40(23,40 19,75)(23,40 17,05)(23,40 10,00) = 85,25 0,71 60,49 1,01 St 12 = 23,40(23,40 19,75)(23,40 17,05)(23,40 10,00) = 85,25 0,71 60,49 1,01 St 13 = 26,38(26,38 22,60)(26,38 20,15)(26,38 10,00) = 100,74 0,71 71,53 1,19 St 14 = 26,55(26,55 22,60)(26,55 20,50)(26,55 10,00) = 102,47 0,71 72,75 1,21 SOMMA PARZIALE = 3232,73 1538,47 25,64 RAMO FOGNATURA 14-18 = 3280,16 1943,94 32,67 RAMO FOGNATURA 15 16 17 18 = 467,46 331,90 5,53 TOTALE 6980,35 3814,31 63,84 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 27
Q p = PORTATA MASSIMA DI PROGETTO (l / sec.) 63,84 Q = PORTATA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 4 (l / sec.) 141,93 V = VELOCITA MASSIMA DI UNA TUBAZIONE IN PVC Ø 400 CON PENDENZA 4 (m / sec.) 1,25 Q p / Q = RAPPORTO TRA LA PORTATA DI PROGETTO E LA PORTATA MASSIMA 0,45 h / Ø = GRADO DI RIEMPIMENTO 0,48 0,70 V p / V = RAPPORTO TRA LA VELOCITA DI PROGETTO E LA VELOCITA MASSIMA 1,03 V p = VELOCITA DI PROGETTO (m / sec.) 1,29 5,00 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 28
13 - VERIFICA IDRAULICA DEL BACINO DI ACCUMULO VOLUME MINIMO VOLUME MINIMO SUPERFICI DEL COMPARTO URBANISTICO INVASABILE UNITARIO INVASABILE Ha mc/ha mc SUPERFICIE URBANIZZATA = 1,1345 250 397,08 SUPERFICIE IMPERMEABILE = 0,5861 500 293,05 VOLUME DEL BACINO DI ACCUMULO LUNGHEZZA LARGHEZZA PROFONDITA VOLUME UNITA (m) (m) (m) (m 3 ) 23.74 x 8,82 x 0.87 x 2 = 364,33 VOLUME DEI POZZETTI DI RACCORDO DEL BACINO DI ACCUMULO LUNGHEZZA LARGHEZZA PROFONDITA VOLUME UNITA (m) (m) (m) (m 3 ) 1.00 x 1.00 x 0,87 x 14 = 12,18 VOLUME DELLA FOGNATURA BIANCA: TRATTO Ø 500 LUNGHEZZA NODI 22-32 (m) SEZIONE (m 2 ) VOLUME (m 3 ) 8.30 + 8.60 + 8.60 + 20.35 + 12.20 + 21.30 + 22.60 + 22.25 x (475.4/2) 2 x π = 22,05 VOLUME DELLA FOGNATURA BIANCA: TRATTO Ø 400 LUNGHEZZA NODI 8-22 (m) SEZIONE (m 2 ) VOLUME (m 3 ) 20.25 + 17.80 + 19.50 + 19.50 + 23.35 + 17.05 + 17.05 + 19.50 + 3.60 + 3.50 x (380.4/2) 2 x π = 18,30 VOLUME COMPLESSIVO DEL BACINO DI ACCUMULO = 416,86 m 3 Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 29
14 - VERIFICHE STATICHE DELLE CONDOTTE Le verifiche statiche delle condotte in PVC sono state effettuate calcolando le deformazioni diametrali con la formula di SPRANGLER, secondo le indicazioni contenute nella pubblicazione Installazione delle fognature in PVC Pubblicazione n. 3 Novembre 1984. Le verifiche sono state eseguite, per i vari diametri utilizzati, in corrispondenza dei nodi più sollecitati: 1) nodi 6 e 11 per la condotta Ø 250; 2) nodo 22 per la condotta Ø 400; 3) nodo 32 per la condotta Ø 500. La verifica statica delle condotte in PEAD del bacino di accumulo si articola nella verifica della rigidità circonferenziale anulare minima e nella verifica delle deformazioni diametrali massime. Queste verifiche sono eseguite sulla base delle indicazioni del Manuale Tecnico 2010 e del software di calcolo della ditta produttrice delle condotte: INDUSTRIE POLIECO M.P.B. s.r.l., via E.Mattei, 49, 25046 Cazzago San Martino (BS). Relazione tecnico - idraulica della fogna bianca 30