1. - Provveditorato interregionale per le Opere Pubbliche ... · Per valutare l’altezza media di un bacino si divide tutta la superficie A in aree parziali A i comprese tra due

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1. Premessa

Dalla cartografia tematica emanata dall’Autorità di Bacino si evince che l’area in esame non ricade in alcuna area

delimitata dall’autorità di Bacino come rischio alluvioni.

Lo studio ha lo scopo di verificare le opere di regimentazione delle acque superficiali e la verifica idraulica, dei due corpi

ricettori a valle dell’insediamento di Laurino e per la frazione di Villa Littorio, a seguito dell’intervento di progetto.

Il calcolo della portata di piena viene valutato, per un periodo di ritorno T=100 anni, applicando il metodo VAPI del CNR

GNDCI, che correla le portate con le principali caratteristiche geomorfologiche del bacino, quali superficie e permeabilità.

Applicando tale metodologia si ha che la stima del max annuale delle portate al colmo di piena QT è fornita dalla seguente

relazione:

QT= KT*m(Q)

Nel caso in esame, è stato considerato un periodo di ritorno T = 100 anni, così come indicato nella relazione generale del

Piano Stralcio per l'assetto idrogeologico dell'Autorità di Bacino Regionale in Sinistra Sele.

BACINO IDROGRAFICO LAURINO

A1

A2

Canale

2

BACINO IDROGRAFICO FRAZIONE DI VILLA LITTORIO

A1

A2

Canale

Valutazione delle massime portate di piena naturali. Metodologia

Generalità

L’analisi idrologica dei valori estremi delle precipitazioni e delle piene in Campania è stata effettuata nel Rapporto VAPI

Campania attraverso una metodologia di analisi regionale di tipo gerarchico, basata sull’uso della distribuzione di

probabilità del valore estremo a doppia componente (TCEV - Two Component Extreme Value). Tale procedura si basa

sulla considerazione che esistono zone geografiche via via più ampie che possono considerarsi omogenee nei confronti

dei parametri statistici della distribuzione, man mano che il loro ordine aumenta.

3

Indicando con Q il massimo annuale della portata al colmo e con T il periodo di ritorno, cioè l’intervallo di tempo durante

il quale si accetta che l’evento di piena possa verificarsi mediamente una volta, la massima portata di piena QT

corrispondente al prefissato periodo di ritorno T, può essere valutata come:

)m(QKQ TT ⋅= (1.)

dove:

• m(Q) = media della distribuzione dei massimi annuali della portata di piena (piena indice).

� KT = fattore probabilistico di crescita, pari al rapporto tra QT e la piena indice.

Per quanto attiene alla valutazione del fattore regionale di crescita e della legge di probabilità pluviometrica, il

rapporto VAPI propone la formulazione riportata nei paragrafi che seguono.

Valutazione del fattore regionale di crescita

Nell’ambito del Progetto VAPI del G.N.D.C.I./C.N.R. il territorio nazionale è stato suddiviso in aree idrologicamente

omogenee, caratterizzate pertanto da un’unica distribuzione di probabilità delle piene annuali rapportate al valore medio

(legge regionale di crescita con il periodo di ritorno KT(T)).

L’indagine regionale volta alla determinazione di tale legge è stata svolta per la regione Campania nel Rapporto VAPI

Campania sopra menzionato. I risultati sono stati ottenuti sotto forma di una relazione tra KT e T esplicitata come:

)230.0923.00202.011.13exp(1

1TT KK

T⋅−⋅−−

= (2.)

Questa relazione può essere valutata in prima approssimazione attraverso la seguente:

LnTKT ⋅+−= 680,00567.0 (3.)

con un errore di sottostima al massimo di poco superiori al 15% fino a T=30 anni e sempre inferiori al 4% per T>50 anni.

Nella tabella A che segue sono riportati, per diversi periodi di ritorno, i valori di KT ottenuti dall’equazione (3).

T (anni) KT

2 0.87

5 1.29

10 1.63

20 2.03

30 2.47

50 2.61

100 3.07

200 3.53

500 4.15

1000 4.52

Tabella A – Legge regionale di crescita delle portate per la regione Campania

4

Valutazione della piena media annua m(Q)

1.1.1 Criteri di stima

La piena media annua m(Q) è caratterizzata da una elevata variabilità spaziale che può essere spiegata, almeno in parte,

ricorrendo a fattori climatici e geomorfologici.

E’ dunque in genere necessario ricostruire modelli che consentano di mettere in relazione m(Q) con i valori assunti da

grandezze caratteristiche del bacino.

Quando manchino dati di portata direttamente misurati nelle sezioni di interesse, l’identificazione di tali modelli può

essere ottenuta sostanzialmente attraverso due diverse metodologie:

• approcci di tipo puramente empirico, del tipo m(Q) = a⋅Ab (con A = superficie del bacino);

• approcci che si basano su modelli in cui la piena media annua viene valutata con parametri che tengano conto

delle precipitazioni massime sul bacino e delle caratteristiche geomorfologiche (modelli geomorfoclimatici).

Il Rapporto VAPI Campania ha provveduto alla stima dei parametri sia per modelli empirici di vario tipo che per il

modello geomorfoclimatico.

Tali parametri sono stati stimati utilizzando i dati di 12 delle 22 stazioni idrometriche presenti in Campania,

corrispondenti a bacini di estensione variabile tra 95 Km2 (Tusciano ed Olevano) e 5542 Km

2 (Volturno e Ponte Annibale).

Di seguito, mancando dati di misura di portata nelle sezioni di interesse, il calcolo della portata media annua al

colmo di piena è stato effettuato in via indiretta, in accordo con la metodologia proposta dal VAPI, a partire dalle

precipitazioni intense e in particolare con il “modello geomorfoclimatico”, stimando m(Q) come una frazione della

massima intensità di pioggia che può verificarsi sul bacino dipendente dalle caratteristiche geomorfologiche dello stesso.

Il modello geomorfoclimatico

1.1.1.1 Ipotesi di base

Ad eventi di pioggia brevi ed intensi corrispondono, di solito, deflussi di piena nella sezione terminale del bacino

dovuti essenzialmente allo scorrimento delle acque sui versanti e nei canali della rete idrografica.

Il bilancio idrologico di un bacino durante i fenomeni di piena può pertanto essere schematizzato considerando

che fra i volumi in ingresso e quelli in uscita si stabilisce una relazione per effetto di una concomitante trasformazione dei

due sottosistemi da cui è costituito il bacino:

• sui versanti, un’aliquota delle precipitazioni totali viene persa a causa del fenomeno dell’infiltrazione e quindi ai

fini del bilancio di piena nella sezione finale contribuisce soltanto una parte delle precipitazioni totali, definita

pioggia “efficace”;

• nella rete idrografica, l’aliquota delle piogge efficaci derivante dai versanti viene invasata e trasportata alla

sezione di sbocco a costituire l’idrogramma di piena, che si manifesta con un certo ritardo nei confronti del

pluviogramma che lo ha causato.

Per definire l’effetto dei versanti sulla determinazione della pioggia “efficace” si definisce coefficiente di afflusso di piena

Cf il rapporto tra i volumi di piena e le precipitazioni totali sul bacino in un prefissato intervallo di tempo.

Per tenere conto del ritardo con cui l’idrogramma di piena si manifesta nella sezione di chiusura di un bacino rispetto al

pluviogramma che lo ha determinato, è necessario definire una funzione di risposta del bacino stesso ad un ingresso

impulsivo unitario detto anche idrogramma unitario istantaneo o IUH. Per pluviogramma di forma rettangolare, con

5

durata ed intensità in accordo con la legge di probabilità pluviometrica sul bacino m[IA(d)], l’idrogramma di piena

corrispondente ha ordinata al colmo proporzionale all’intensità di pioggia per mezzo di un coefficiente di attenuazione di

piena S(d) o funzione di picco ( ) ( )∫ −τ=

d

dtp

dtudS in cui ( )τu è l’idrogramma unitario istantaneo, tp è l’istante in cui si

manifesta il colmo di piena, misurato a partire dal momento di inizio della pioggia.

La forma assunta da S(d) dipende sostanzialmente dal tempo di ritardo del reticolo idrografico tr, definito come

intervallo temporale che intercorre tra il baricentro del pluviogramma e quello dell’idrogramma corrispondente.

Definita la funzione S(d), la portata al colmo di piena per unità di area dipende in maniera proporzionale dal

prodotto m[IA(d)] ⋅ S(d), in cui all’aumentare di d il primo termine diminuisce mentre il secondo aumenta. Il valore della

durata d per cui tale prodotto risulta massimo viene definito durata critica del bacino dc.

Il massimo annuale della portata al colmo di piena, che si verifica dunque per eventi di durata dc, viene definito

come:

( ) ( ) ( )[ ]cAcf dImdSACQm ⋅⋅⋅= (4.)

La (4) può essere riscritta come:

( ) [ ]6.3

)( AtImqCQm rAf ⋅⋅⋅

= (5.)

in cui

• tr = tempo di ritardo del bacino, in ore;

• Cf = coefficiente di deflusso, caratteristico del bacino;

• m[IA(tr)] = media del massimo annuale dell’intensità di pioggia areale di durata pari al tempo di ritardo tr del

bacino, in mm/ora;

• A = area del bacino, in km2;

• q = coefficiente di attenuazione del colmo di piena.

Seguendo l’approccio sopra definito, per lo studio del bacino e per valutare la media dei massimi annuali della portata al

colmo di piena m(Q), risulta in definitiva necessario:

• determinare le caratteristiche morfologiche ed altimetriche dei bacini idrografici;

• definire la legge di probabilità pluviometrica areale m[IA(d)];

• calcolare i parametri del modello geomorfoclimatico Cf e tr.

1.1.1.2 Caratteristiche morfologiche ed altimetriche dei bacini idrografici

Ogni bacino è caratterizzato morfologicamente ed altimetricamente attraverso la definizione di una serie di

grandezze. Precisamente sono state considerate le seguenti caratteristiche geometriche:

• la superficie del bacino;

• la lunghezza dell’asta principale;

• la quota minima coincidente con la sezione di chiusura del bacino;

• l’altitudine massima del bacino riferita al livello medio del mare;

6

• l’altitudine media, definita come il valore medio della curva ipsografica.

1.1.1.2.1. Altitudine media e Curva ipsografica

Per valutare l’altezza media di un bacino si divide tutta la superficie A in aree parziali Ai comprese tra due curve di

livello fra di loro non troppo distanti, in modo da ritenere l’altezza hi della fascia uguale alla media dei valori delle due

curve di livello che la limitano. Si suppone cioè che in quel breve tratto la pendenza sia costante. Si misurano, poi, le aree

delle superfici parziali Ai. L’altezza media hm del bacino è la media ponderata delle altezze medie delle superfici parziali,

cioè:

A

Ahh ii

m∑ ⋅

= (6.)

Essa rappresenta il valore medio della curva ipsografica; in particolare, è data dall’area compresa tra la curva

ipsografica e gli assi coordinati divisa per l’area dell’intero bacino.

Pertanto nello studio del bacino si costruisce anche la curva ipsografica, che rappresenta la ripartizione delle aree

topografiche nelle varie fasce altimetriche. Essa si traccia considerando la successione dei valori delle superfici poste al di

sopra di prefissati valori delle quote. La curva ipsografica permette anche di determinare l’estensione del bacino al di

sopra o al di sotto di una certa quota.

1.1.1.3 La legge di probabilità pluviometrica areale

La legge di probabilità pluviometrica areale consente di conoscere come varia la media del massimo annuale

dell’altezza di pioggia ( )[ ]dhm A in funzione della durata d e dell’area del bacino A.

Nota la legge ( )[ ]dhm A , è possibile definire la media dei massimi annuali dell’intensità di pioggia areale come

( )[ ] ( )[ ] ddhmdIm AA /= (7.)

La metodologia comunemente impiegata consiste nell’ottenere la media del massimo annuale dell’altezza di

pioggia areale m [hA(d)] dalla media del massimo annuale dell’altezza di pioggia puntuale m[h(d)] attraverso un fattore di

ragguaglio noto come coefficiente di riduzione areale KA(d) come:

m [hA(d)] = KA(d)⋅ m[h(d)] (8.)

Per definire la m [hA(d)] risulta dunque necessario:

• definire la legge di probabilità pluviometrica m [h(d)];

• calcolare il coefficiente di riduzione areale.

1.1.1.3.1. La legge di probabilità pluviometrica

Per la stima della legge di probabilità pluviometrica, che definisce appunto la variazione della media del massimo

annuale dell’altezza di pioggia con la durata, il Rapporto VAPI Campania fa sostanzialmente riferimento a leggi a quattro

parametri del tipo:

( )[ ] [ ]zDC

cd

d

dImdhm ⋅−

+

⋅=

1

0 (9.)

in cui m[I0] rappresenta il limite dell’intensità di pioggia per d che tende a 0.

7

Nel Rapporto VAPI Campania i parametri della suddetta legge sono stati determinati, per sei aree ritenute

omogenee dal punto di vista pluviometrico (cfr.tabella B ), attraverso una procedura di stima regionale utilizzando i dati di

44 stazioni pluviografiche con più di 10 anni di osservazioni, ed in particolare:

• i massimi annuali delle altezze di pioggia in intervalli di 1, 3, 6, 12 e 24 ore;

• le altezze di pioggia relative ad eventi di notevole intensità e breve durata, che il SIMN non certifica come

massimi annuali.

Area

omogenea n. stazioni

m(I0)

(mm/ora)

dc

(ore) C D*105 ρρρρ2

1 14 77.08 0.3661 0.7995 3.6077 0.9994

2 12 83.75 0.3312 0.7031 7.7381 0.9991

3 5 116.7 0.0976 0.7360 8.7300 0.9980

4 3 78.61 0.3846 0.8100 24.874 0.9930

5 6 231.8 0.0508 0.8351 10.800 0.9993

6 4 87.87 0.2205 0.7265 8.8476 0.9969

Tabella B – Parametri statistici delle leggi di probabilità pluviometriche regionali per ogni area pluviometrica omogenea.

1.1.1.3.2. Il coefficiente di riduzione areale

Il fattore di riduzione areale viene ritenuto costante al variare del periodo di ritorno, e pari a:

( )[ ])exp()exp(11)( 321

cA dcAcdK ⋅−⋅⋅−−−= (10.)

8

con:

� A = area del bacino, in km2;

� c1 = 0.0021;

� c2 = 0.53;

� c3 = 0.25;

Per i bacini molto piccoli KA è praticamente pari ad 1.

1.1.1.4 I parametri del modello geomorfoclimatico

Nel Rapporto VAPI Campania il territorio campano è stato suddiviso in complessi idrogeologici costituiti da litotipi

che, pur diversi, mantengono un identico comportamento nei confronti dell’infiltrazione, della percolazione e della

circolazione dell’acqua nel sottosuolo. Questi complessi sono stati accorpati nelle seguenti cinque classi in base alle

caratteristiche di permeabilità:

1. classe A (alta capacità di permeabilità), in essa sono inclusi quasi esclusivamente i calcari per la loro elevatissima

capacità di infiltrazione dovuta all’alto grado di permeabilità per fessurazione e carsismo che li caratterizza ;

2. classe MA (capacità di permeabilità medio-alta),che ingloba,quasi esclusivamente, le dolomie. Questo litotipo, che

costituisce la base affiorante di quasi tutti i massicci carbonatici campani, ha un grado di permeabilità inferiore a

quello dei calcari;

3. classe M (media capacità di permeabilità), comprendente i detriti di falda e di conoide, i depositi alluvionali e il

complesso delle lave;

4. classe MB (capacità di permeabilità medio-bassa), ad essa appartengono i complessi sabbioso- conglomeratico

pliocenico, arenaceo-breccioso miocenico, piroclastico, calcareo-siliceo e fluvio-lacustre e lacustre;

5. classe B (bassa capacità di permeabilità),comprendente tutti i depositi prevalentemente argillosi che, a scala

regionale, possono considerarsi per lo più impermeabili.

Sempre ai fini dei deflussi di piena, è stato mostrato inoltre che una certa influenza viene esercitata anche dalla presenza

di copertura boschiva, essenzialmente in funzione del tipo di permeabilità del terreno interessato.

La metodologia proposta dal VAPI Campania per la valutazione dei parametri del modello geomorfoclimatico, e cioè del

coefficiente di deflusso Cf e del tempo di ritardo del bacino tr, assume alla base la suddivisione di ogni bacino in tre

complessi omogenei dal punto di vista idrogeologico:

• le aree permeabili con copertura boschiva, indicate con A3;

• le aree permeabili senza copertura boschiva, indicate con A1;

• le aree a bassa permeabilità, indicate con A2.

1.1.1.4.1. Il coefficiente di deflusso Cf

Dato il significato del coefficiente di deflusso, l’ipotesi più semplice per la sua stima consiste nell’assumere che

esista un valore di Cf per ogni singolo complesso omogeneo e nel considerare il valore globale come la media pesata di tali

valori caratteristici.

Adottando il modello geomorfoclimatico, risulta:

9

+

+

=A

AC

A

AC

A

ACC ffff

33

22

11 (11.)

Nel Rapporto VAPI Campania sono stati stimati per Cf1 e Cf2 i seguenti valori:

• Cf1 = coefficiente di afflusso dell’area permeabile = 0.42;

• Cf2 = coefficiente di afflusso dell’area impermeabile = 0.56.

• Cf3 = coefficiente di afflusso dell’area permeabile con copertura boschiva =0.00.

CORPO RICETTORE DI LAURINO

A1 A2 A3 A tot

kmq kmq kmq kmq

4.325 0.122 0 4.447

Cf 0.4238408

CORPO RICETTORE FRAZIONE DI VILLA LITTORIO

A1 A2 A3 A tot

kmq kmq kmq kmq

0.147 0.062 0 0.209

Cf 0.4615311

1.1.1.4.2. Il tempo di ritardo tr

Adottando il metodo geomorfoclimatico, il tempo di ritardo può essere calcolato come media pesata del ritardo

medio di ognuno dei complessi idrogeologici eterogenei:

22

221

1

11

6.3

25.1

6.3

25.1A

cA

A

c

cA

cA

A

c

ct

f

f

f

fr ⋅

+⋅

= (12.)


A1 A2 A3 cf1 cf2 cf

kmq kmq kmq

4.325 0.122 0 0.42 0.56 0.4238

Tr 5.9024298

10


A1 A2 A3 cf1 cf2 cf

kmq kmq kmq

0.147 0.062 0 0.42 0.56 0.4615

Tr 0.0181797

Nella precedente risultano (dalle stime effettuate nel rapporto VAPI Campania)

c1 è la celerità media di propagazione dell’onda di piena nel reticolo idrografico relativa alle aree permeabili = 0.23 m/s;

c2 è la celerità media di propagazione dell’onda di piena nel reticolo idrografico relativa alle aree impermeabili = 1.87

m/s.

Per Cf1 e Cf2 valgono i valori descritti al paragrafo precedente (Cf1 = 0.42 e Cf2 = 0.56).

1.1.1.5 La piena media annua

Definita la legge di probabilità pluviometrica areale e calcolati i parametri Cf e tr, la piena media annua viene

calcolata, come detto precedentemente, con la relazione:

( )[ ]6.3

)(AtImqC

Qm rAf ⋅⋅= (13.)

Nella precedente il coefficiente di attenuazione del colmo di piena dipende in maniera complessa dalla forma

della legge di probabilità pluviometrica e dalla risposta della rete idrografica e consente di tenere conto, tra l’altro,

dell’errore che si commette nell’assumere che la durata critica del bacino, e cioè la durata della pioggia che causa il

massimo annuale del colmo di piena, sia pari al tempo di ritardo tr del bacino stesso. Esso può essere valutato, in prima

approssimazione, come:

≤+

−⋅+≤

≤+

−⋅+≤

=

65.01

145.065.0

45.01

125.060.0

1

1

cr

cr

cr

cr

dt

dtAkse

dt

dtAkse

qβ

β

(14.)

in cui:

• β= (C - D⋅z) e dc sono i parametri della legge di probabilità pluviometrica;

• k1 è un coefficiente numerico pari a 1.44⋅10-4

se l’area A è espressa in km2 e il tempo di ritardo tr in ore.

11

2. Calcolo di verifica delle opere di regimentazione delle acque superficiali

( )[ ]6.3

)(AtImqC

Qm rAf ⋅⋅=


m (Q) cf q m[(lA(tr)] tr A

mc/sec

30.25 0.4238 0.7708 77.08 5.9 4.325

0.85 0.4238 0.7708 77.08 5.9 0.122

m (Q) tot 31.10


m (Q) cf q m[(lA(tr)] tr A

mc/sec

1.12 0.4615 0.7708 77.08 5.9 0.147

0.47 0.4615 0.7708 77.08 5.9 0.062

m (Q) tot 1.59

12

3. Verifica idraulica del corpo ricettore

La portata centennale nella sezione è stata stimata, dopo aver calcolato la superficie del bacino idrografico, con la

metodologia VAPI, utilizzando un coefficiente di Strickler pari a 30 ed una pendenza del tratto in esame pari all’10%.

VERIFICA CANALE CORPO RICETTORE DI LAURINO

13

VERIFICA CANALE CORPO RICETTORE FRAZIONE DI VILLA LITTORIO

I calcoli effettuati hanno valutato gli apporti dell’intero bacino. È evidente che rispetto alla situazione attuale non ci sono

incrementi significativi di portata.

Il Tecnico

……………………………………………..

1

COMUNE DI LAURINO Provincia di Salerno

OGGETTO: PROGETTO DEI LAVORI DI COMPLETAMENTO E ADEGUAMENTO DELLA RETE

FOGNARIA COMUNALE E DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE IN LOCALITA' VIGNALITI E

MACERA E COLLETTORI DI COLLEGAMENTO.

RELAZIONE TECNICA IDRAULICA

Generalità

La rete fognaria passa al di sotto del piano stradale, più in basso della rete dell’acquedotto per

motivi igienici. La rete idrica si trova con la generatrice superiore ad una profondità di 1 ÷1,5 m.

Nella fattispecie, essendo l’area interessata non del tutto urbanizzata, il tratto di completamento

della fognatura attraversa per la maggior parte del percorso solo terreni agricoli.

La profondità dello scavo, necessaria per raggiungere il cielo della fognatura, deve allora tenere

conto di questa distanza, del diametro delle condotte dell’acqua e di una ulteriore distanza, pari

ad un minimo di 30 cm, per evitare che in caso di perdite da un tratto di fognatura l’acqua

sporca, risalita per capillarità, vada ad inquinare l’acqua potabile.

Possiamo dire che, generalmente il cielo della fognatura si trova ad una profondità di 2 m dal

piano stradale.

Dove è possibile è bene seguire le pendenze del terreno; in caso contrario si impongono

pendenze maggiori o minori con l’accortezza di evitare scavi superiori ai 4÷5 m i quali

potrebbero provocare danni alle abitazioni circostanti e richiederebbero poi l’onere di pareti

armate comportando così una maggiorazione dei costi.

La rete fognaria deve rispettare i principi di funzionalità e di affidabilità.

I limiti funzionali sono legati al tipo di portata. Infatti, quando circolano le portate bianche,

bisogna evitare velocità troppo elevate che comporterebbero erosioni e corrosioni oltre ad essere

difficilmente governabili.

Si pone, in tal caso, il limite superiore:

vmax ≤≤≤≤ 6 m/s

Per le portate nere si devono evitare velocità troppo basse che favorirebbero la sedimentazione,

soprattutto delle particelle più grandi, le quali farebbero diminuire la sezione utile. Inoltre, non

dimentichiamo che le particelle che sedimentano sono putrescibili.

2

Nella realtà è impossibile evitare del tutto la sedimentazione, poiché lo scarico delle acque nelle

fognature, essendo strettamente legato all’acquisizione di acqua dall’acquedotto, presenta dei

periodi di calo durante alcune ore della giornata. Allora bisogna fare in modo che, almeno una

volta al giorno ci siano delle velocità di autopulitura che permettono il lavaggio della fognatura,

attraverso la realizzazione a monte del tratto di rete di pozzetto di lavaggio.

In particolare per le portate nere bisogna rispettare il limite inferiore per la velocità di tempo

asciutto:

vta ≥≥≥≥ 0,5 m/s

Un altro limite da rispettare riguarda il grado di riempimento h/D il quale non deve superare

valori di: 0,7 ÷÷÷÷ 0,8.

Se ci riferiamo alla scala di deflusso per le sezioni chiuse, troviamo che la velocità attinge il

valore massimo proprio quando il grado di riempimento h/D è pari a 0,8, mentre la portata è

massima per valori maggiori di h/D.

Si fa riferimento non al massimo della portata ma a quello della velocità perché da quel

momento in poi si hanno:

• sia instabilità delle velocità v;

• sia instabilità delle portate Q.

Inoltre il 20% di franco ci garantisce l’areazione della fogna. Il calcolo idraulico va fatto

riferendosi non alle sezioni ma ai tratti. In ognuno di essi la portata viene supposta costante e

pari al valore che assume nella sezione a valle. Questo infatti ci permette di passare dal moto

vario che si ha nei canali alle ipotesi di moto permanente a tratti.

Per poter procedere ai calcoli bisogna fissare:

• forma;

• dimensioni.

dello speco.

Per poter procedere ai calcoli occorre conoscere le portate in ogni sezione, intendendo per

sezione il punto in cui varia la portata e/o la pendenza. Quindi per le varie sezioni si devono

calcolare sia le portate nere Qn che quelle di pioggia Qt.

Determinazione della portata nera:

L’entità delle portate nere è legata alla disponibilità d’acqua potabile nelle abitazioni; è quindi a tale quantità

d’acqua che si ci riferisce nei calcoli di progetto, tenendo conto tuttavia che esiste una trasformazione e una

diversa distribuzione temporale tra ingresso ed uscita dalle abitazioni.

3

E’ pertanto evidente che la stima delle portate nere non può prescindere dalla conoscenza delle portate

dell’acquedotto urbano.

Si considera quindi il numero di abitanti equivalenti per un tratto di fognatura che si dovrà dimensionare.

La portata nera media giornaliera che affluisce alla condotta, espressa in l/sec, è data dalla formula:

=s

lDiAbQ e

m 86400

ϕ

Dove

Qm = portata media giornaliera

Abe= numero abitanti equivalenti

φ= percentuale di disperdimento, cioè la percentuale d’acqua che, per vari motivi, non arriva alla fognatura;

generalmente si assume un valore pari al 20%;

Di = dotazione idrica giornaliera per abitante espressa in gAb

l

*

Ai fini progettuali, per tenere conto della contemporaneità d’uso degli apparecchi sanitari, il calcolo della portata

nera si riferisce alla portata di punta oraria..

La portata nera di punta oraria si ottiene moltiplicando la portata media giornaliera per il coefficiente di punta Cp:

Qp= Qm * Cp

Il coefficiente di punta si ricava in funzione del numero di abitanti.

2.1.3 Dimensionamento e Verifiche

Il dimensionamento del tratto fognario consiste nella determinazione delle dimensioni da assegnare allo speco in

modo da assicurare il transito della portata della portata di progetto con un tirante idrico h che assicuri un

prefissato franco di sicurezza.

La verifica consiste nella determinazione del tirante idrico h e della velocità V che si instaurano nel tratto di canale

con la portata assegnata.

Trascurando la variabilità del moto nel tempo, si considerano condizioni di moto uniforme.

In condizioni di moto uniforme, quindi, la traccia longitudinale della superficie libera (che rappresenta la linea

piezometrica della corrente) risulta parallela alla linea di fondo e, conseguentemente, la cadente J risulta uguale

alla pendenza i del canale.

La legge che lega la cadente J=i alla velocità media della corrente e alle caratteristiche geometriche e di scabrezza

dell’alveo è espressa dalla seguente formula iRV 0χ=

Per il dimensionamento idraulico si utilizza la formula di Chezy:

Q = iRxxA 00 χ

4

Dove:

Q= portata

Ao= Area della sezione liquida

χ=Coefficiente di attrito determinato con la formula di Bazin: χ = R

R

+γ87

R= Raggio idraulico

γ= Coefficiente di scabrezza

φr

Y

Y = r × 1− cosϕ2

A =2

r2

× ϕ − sinϕ( )C = r × ϕ

ℜ = AC

%= Y2 × r

5

Dimensionamento e Verifiche Portate e velocità degl i spechi tratto terminale, acque bianche ed acque n ere

Tratti confluenti

n°tr

atti

conf

luen

ti

del t

ratto

dei

trat

tico

nflu

enti

tota

li

media l/s

Pm L/S

di punta l/s

P1 Are

a sc

oper

ta

Are

a co

pert

a

Are

a to

tale

Lung

hezz

a de

l tr

atto

Tira

nte

idric

o : h

Are

a

Vmax Vmin

10-3 m3/s 10-3 m3/s m2 m2 m2 m m3/s % m3/s m m2 m/s m/s

A - B - 0 0 0 4,5 0 0 0 21553 21553 160 0,258636 1 0,258636 Φ 400Φ 400Φ 400Φ 400 0,16 0,079 3,30

TERMINALE - 1100 0 1100 4,5 2,037037 9,1666667 0 0 0 160 0 1 0,0091667 Φ 400Φ 400Φ 400Φ 400 0,06 0,070 0,59RETE FOGNARIA ACQUE NERE

CALCOLO DELLE PORTATE E DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI TERMINALI - ACQUE BIANCHE E D ACQUE NERE

n° c

olle

ttore

o fo

gna Abitanti

Coe

ffici

ente

di p

unta Portata fecale Elementi del tratto

Por

tata

plu

vial

e : Q

Pen

denz

a sp

eco

: I

Qto

t = Q

+ P

1

Tipo di speco adottato per

la fogna

Caratteristiche idriche della sezione

RETE FOGNARIA ACQUE BIANCHE

Diagramma delle Portate Diagramma delle velocità

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

6

Considerando una percentuale di riempimento pari all'80% Diametro (mm) 400 Spessore (mm) 0

Diametro interno (mm) 400

Pendenza ‰ 60 Scabrezza 0,12

Altezza riemp. Area R h riemp. K Portata Velocità

mm cm2 cm % l/s m/s 0,00 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,000 20,00 23,5 1,3 1,87 42,41 2,78 1,185 40,00 65,4 2,5 5,20 49,63 12,67 1,938 60,00 118,2 3,7 9,41 53,62 29,92 2,531 80,00 178,9 4,8 14,24 56,26 54,15 3,027 100,00 245,7 5,9 19,55 58,17 84,78 3,451 120,00 317,1 6,8 25,23 59,63 121,11 3,820 140,00 392,0 7,7 31,19 60,78 162,35 4,142 160,00 469,4 8,6 37,35 61,70 207,68 4,424 180,00 548,5 9,3 43,64 62,46 256,19 4,671 200,00 628,3 10,0 50,00 63,07 306,95 4,885 220,00 708,2 10,6 56,36 63,57 358,93 5,068 240,00 787,2 11,1 62,65 63,97 411,07 5,222 260,00 864,7 11,5 68,81 64,28 462,21 5,345 280,00 939,6 11,8 74,77 64,51 511,08 5,439 300,00 1011,0 12,1 80,45 64,66 556,26 5,502 320,00 1077,7 12,2 85,76 64,73 596,08 5,531 340,00 1138,4 12,1 90,59 64,71 628,45 5,520 360,00 1191,2 11,9 94,80 64,56 650,45 5,460 380,00 1233,1 11,5 98,13 64,23 656,73 5,326 400,00 1256,6 10,0 100,00 63,07 613,89 4,885

Comune di LAURINO (SA)

TRATTO TERMINALE N° Abitazioni, anche in previsione di ampliamento d emografico, pari a 275

N° abitanti equivalenti pari a (275x4)=1100

Dotazione idrica, in considerazione del fabbisogno, pari a 350,00 l/g/abitante=0,24 l/min/abitante

Coefficiente di maggiorazione per tener conto dell'ora di punta pari a 2,5

Coefficiente di riduzione x perdite di carico pari a 0,80

Q progetto= (1100x0,24x2,5x0,8)'=528 l/min'=8,80l/s

Pertanto considerando la pendenza di progetto, per il tratto terminale la portata ammissibile risulta maggiore della porta ta di progetto.

Considerando una percentuale di riempimento pari all'80%

7

Dimensionamento e Verifiche Portate e velocità degl i spechi tratto B – C, acque bianche ed acque nere

Tratti confluenti

n°tr

atti

conf

luen

ti

del t

ratto

dei

trat

tico

nflu

enti

tota

li

media l/s

Pm L/S

di punta l/s

P1 Are

a sc

oper

ta

Are

a co

pert

a

Are

a to

tale

Lung

hezz

a de

l tr

atto

Tira

nte

idric

o : h

Are

a

Vmax Vmin


B - C - 0 0 0 4,5 0 0 0 22399 22399 403 0,268788 1 0,268788 Φ 400Φ 400Φ 400Φ 400 0,16 0,079 3,80

B - C - 150 0 150 4,5 0,2777778 1,25 0 0 0 403 0 1 0,00125 Φ 300Φ 300Φ 300Φ 300 0,06 0,070 0,58

Qto

t = Q

+ P

1


la fogna



RETE FOGNARIA ACQUE NERE

CALCOLO DELLE PORTATE E DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI TRATTO A-B - ACQUE BIANCHE E D ACQUE NERE

n° c

olle

ttore

o fo

gna Abitanti

Coe

ffic

ient

e di

pun

ta Portata fecale Elementi del tratto

Por

tata

plu

vial

e : Q

Pen

denz

a sp

eco

: I

Diagramma delle Portate Diagramma delle Portate

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

0 50 100 150 200 250 300 350

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

0 50 100 150 200 250 300 350

8





mm cm2 cm % l/s m/s 0,00 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,000 15,00 13,2 1,0 1,87 39,29 1,03 0,777 30,00 36,8 1,9 5,20 46,54 4,73 1,285 45,00 66,5 2,8 9,41 50,61 11,23 1,690 60,00 100,6 3,6 14,24 53,34 20,42 2,029 75,00 138,2 4,4 19,55 55,34 32,08 2,321 90,00 178,4 5,1 25,23 56,87 45,94 2,576 105,00 220,5 5,8 31,19 58,07 61,70 2,798 120,00 264,0 6,4 37,35 59,05 79,05 2,994 135,00 308,5 7,0 43,64 59,84 97,64 3,165 150,00 353,4 7,5 50,00 60,49 117,10 3,313 165,00 398,4 7,9 56,36 61,02 137,05 3,440 180,00 442,8 8,3 62,65 61,45 157,07 3,547 195,00 486,4 8,6 68,81 61,78 176,70 3,633 210,00 528,5 8,9 74,77 62,03 195,46 3,698 225,00 568,7 9,1 80,45 62,19 212,80 3,742 240,00 606,2 9,1 85,76 62,27 228,06 3,762 255,00 640,4 9,1 90,59 62,24 240,43 3,755 270,00 670,1 8,9 94,80 62,08 248,79 3,713 285,00 693,6 8,6 98,13 61,73 251,05 3,619 300,00 706,9 7,5 100,00 60,49 234,21 3,313


TRATTO B-C N° Abitazioni, anche in previsione di ampliamento d emografico, pari a 37.5

N° abitanti equivalenti pari a (37,5x4)=150





Pertanto considerando la pendenza di progetto, per il tratto B-C la portata ammissibile risulta maggiore della porta ta di progetto.


9

Dimensionamento e Verifiche Portate e velocità degl i spechi tratto B – D, acque bianche ed acque nere

Tratti confluenti

n°tr

atti

conf

luen

ti

del t

ratto

dei

trat

tico

nflu

enti

tota

li

media l/s

Pm L/S

di punta l/s

P1 Are

a sc

oper

ta

Are

a co

pert

a

Are

a to

tale

Lung

hezz

a de

l tr

atto

Tira

nte

idric

o : h

Are

a

Vmax Vmin


B - D - 0 0 0 4,5 0 0 0 43952 43952 220 0,527424 1 0,527424 Φ 400Φ 400Φ 400Φ 400 0,16 5,60

B - D - 450 0 450 4,5 0,8333333 3,75 0 0 0 220 0 1 0,00375 Φ 300Φ 300Φ 300Φ 300 0,06 1,20

Pen

denz

a sp

eco

: I

Qto

t = Q

+ P

1


la fogna




CALCOLO DELLE PORTATE E DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI TRATTO B-D - ACQUE BIANCHE E D ACQUE NERE

n° c

olle

ttore

o fo

gna Abitanti

Coe

ffici

ente

di p


Por

tata

plu

vial

e : Q


0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

0 50 100 150 200 250 300 350

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

0 50 100 150 200 250 300 350

10


Diametro (mm) 300 Spessore (mm) 0 Diametro interno (mm) 300



mm cm2 cm % l/s m/s 0,00 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,000 15,00 13,2 1,0 1,87 39,29 0,89 0,672 30,00 36,8 1,9 5,20 46,54 4,09 1,113 45,00 66,5 2,8 9,41 50,61 9,73 1,463 60,00 100,6 3,6 14,24 53,34 17,69 1,757 75,00 138,2 4,4 19,55 55,34 27,78 2,010 90,00 178,4 5,1 25,23 56,87 39,78 2,230 105,00 220,5 5,8 31,19 58,07 53,43 2,423 120,00 264,0 6,4 37,35 59,05 68,46 2,593 135,00 308,5 7,0 43,64 59,84 84,56 2,741 150,00 353,4 7,5 50,00 60,49 101,41 2,869 165,00 398,4 7,9 56,36 61,02 118,69 2,980 180,00 442,8 8,3 62,65 61,45 136,02 3,072 195,00 486,4 8,6 68,81 61,78 153,03 3,146 210,00 528,5 8,9 74,77 62,03 169,28 3,203 225,00 568,7 9,1 80,45 62,19 184,29 3,241 240,00 606,2 9,1 85,76 62,27 197,50 3,258 255,00 640,4 9,1 90,59 62,24 208,22 3,252 270,00 670,1 8,9 94,80 62,08 215,46 3,215 285,00 693,6 8,6 98,13 61,73 217,41 3,134 300,00 706,9 7,5 100,00 60,49 202,83 2,869


TRATTO B-D

N° Abitazioni, anche in previsione di ampliamento d emografico, pari a 112,50






Pertanto considerando la pendenza di progetto, per il tratto B-D la portata ammissibile risulta maggiore della porta ta di progetto.


11

Dimensionamento e Verifiche Portate e velocità degl i spechi tratto E – F, acque bianche ed acque nere

Tratti confluenti

n°tr

atti

conf

luen

ti

del t

ratto

dei

trat

tico

nflu

enti

tota

li

media l/s

Pm L/S

di punta l/s

P1 Are

a sc

oper

ta

Are

a co

pert

a

Are

a to

tale

Lung

hezz

a de

l tr

atto

Tira

nte

idric

o : h

Are

a

Vmax Vmin


E - F - 0 0 0 4,5 0 0 0 43952 43952 1210 0,527424 1 0,527424 Φ 500Φ 500Φ 500Φ 500 0,16 4,47

E - F - 450 0 450 4,5 0,8333333 3,75 0 0 0 220 0 1 0,00375 Φ 400Φ 400Φ 400Φ 400 0,06 0,79




CALCOLO DELLE PORTATE E DIMENSIONAMENTO DEGLI SPECHI TRATTO E-F - ACQUE BIANCHE E D ACQUE NERE

n° c

olle

ttore

o fo

gna Abitanti

Coe

ffici

ente

di p


Por

tata

plu

vial

e : Q

Pen

denz

a sp

eco

: I

Qto

t = Q

+ P

1


la fogna


0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

500,0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

12





mm cm2 cm % l/s m/s 0,00 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,000

20,00 23,5 1,3 1,87 42,41 1,97 0,838 40,00 65,4 2,5 5,20 49,63 8,96 1,370 60,00 118,2 3,7 9,41 53,62 21,16 1,790 80,00 178,9 4,8 14,24 56,26 38,29 2,140 100,00 245,7 5,9 19,55 58,17 59,95 2,440 120,00 317,1 6,8 25,23 59,63 85,64 2,701 140,00 392,0 7,7 31,19 60,78 114,80 2,929 160,00 469,4 8,6 37,35 61,70 146,85 3,129 180,00 548,5 9,3 43,64 62,46 181,16 3,303 200,00 628,3 10,0 50,00 63,07 217,04 3,454 220,00 708,2 10,6 56,36 63,57 253,80 3,584 240,00 787,2 11,1 62,65 63,97 290,67 3,692 260,00 864,7 11,5 68,81 64,28 326,83 3,780 280,00 939,6 11,8 74,77 64,51 361,39 3,846 300,00 1011,0 12,1 80,45 64,66 393,33 3,891 320,00 1077,7 12,2 85,76 64,73 421,49 3,911 340,00 1138,4 12,1 90,59 64,71 444,38 3,903 360,00 1191,2 11,9 94,80 64,56 459,94 3,861 380,00 1233,1 11,5 98,13 64,23 464,37 3,766 400,00 1256,6 10,0 100,00 63,07 434,09 3,454


TRATTO E-F

N° Abitazioni, anche in previsione di ampliamento d emografico, pari a 112,50






Pertanto considerando la pendenza di progetto, per il tratto E-F la portata ammissibile risulta maggiore della porta ta di progetto.


Il Tecnico

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