Appunti teoria, spiegazione progetti ed esercizi Costruzioni idrauliche

Verifica dei carichi

B→ questi carichi sono VERIFICATI in ogni nodo (compreso A*) sono soddisfatti 10 m di carico sulledificio più sfavorito [m s.l.m.m.] [m s.l.m.m.][m s.l.m.m.] [-]

Nodo	Carico A	Carico B	Carico C	Carico D	Carico E	Carico F	Carico G	Carico H	Carico I
A	1263.00	1299.88	1284.00	VERIFICATO
B	1262.00	1292.92	1283.00	VERIFICATO
C	1256.50	1292.88	1277.50	VERIFICATO
D	1243.50	1292.80	1264.50	VERIFICATO
E	1248.00	1292.90	1269.00	VERIFICATO
F	1244.50	1293.34	1265.50	VERIFICATO
G	1260.50	1295.50	1281.50	VERIFICATO
H	1254.00	1296.48	1275.00	VERIFICATO
I	1247.50	1294.28	1268.50	VERIFICATO

Drenaggio

Deve prevedere:

• Acque nere e le acque di pioggia viaggiano nello stesso tubo.
• Prima di arrivare al corpo idrico ricettore, le acque nere e le acque di prima pioggia (particolarmente inquinate perché portano in fogna tutto quello che troviamo sulle strade) devono essere sottoposte a trattamento.
• Poiché le acque sono mischiate, non possiamo mandare all'impianto di depurazione tutta la portata, perché altrimenti avremo un impianto di depurazione molto

grande con solo una parte di acqua che dovrebbe essere trattata. Prevediamo un scaricatore di piena. Quando non piove, abbiamo soltanto le acque nere che vanno a trattamento. Quando piove, abbiamo acque nere + acque di pioggia. Lo scaricatore di piena divide la portata totale e fa in modo che al trattamento arrivi una portata uguale a 5 volte la portata media delle acque nere. Il surplus arriva nel corpo idrico ricettore (non ho la necessità di trattare tutta l'acqua, poiché dalla normativa ho dei limiti di concentrazione di elementi inquinanti da rispettare, considerando la diluizione dell'inquinante la concentrazione è minore). Come funziona? Ho un derivatore (piccolo in basso), quando non piove e quindi ho solo acque nere, tutta l'acqua entra nel derivatore e va in depurazione. Quando piove, nel derivatore entra 5 volte la portata media delle acque nere (è dimensionato proprio per questo) e il surplus va nel corpo idrico scaricatore a salto, insieme.

Allo scaricatore di piena, possiamo prevedere vasche di pioggia che trattengono 2.5-5mm di acque di prima pioggia, che sono più inquinate. Diverso invece è lo scopo delle vasche volano; queste laminano la portata meteorica, cioè non fanno arrivare tutta la portata nel corpo ricettore in un tempo breve, ma laminandola fanno in modo che nel corpo idrico ricettore arrivi una portata quanto più costante possibile nel tempo.

Più costoso:

1. La rete nera deve essere sottoposta alle rete bianca e questo comporta costi di scavo.
2. Aumenta il numero dei pozzetti da realizzare.
3. Devo prevedere 2 tubazioni, e considerando che le acque meteoriche sono anche 100 volte più grandi delle acque nere.

Se facessi un sistema misto avrei un unico tubo grande quanto il tubo delle acque bianche di un sistema separato. Meno inquinante, perché l'acqua non si mischia, quindi sono sicuro che tutta la portata media nera va nell'impianto di depurazione.

mentre le acque di pioggia:

1. vanno direttamente nel corpo idrico ricettore (qui ho anche le acque di prima pioggia che sono inquinate, ma considerando sempre che ho delle concentrazioni limite da rispettare, sfruttando la diluizione del contaminante mi può andar bene)
2. per la tubazione delle acque bianche, posso prevedere uno scaricatore di piena che mi devia le acque di prima pioggia (circa 1 l/s*ha impermeabile) all'impianto di depurazione

NB→ il sistema separato risulta effettivamente meno inquinante solo se le reti sono ben separate e se non ho scarichi abusivi nella rete pluviale.

Dimensionamento rete di drenaggio (mista)

Il dimensionamento idraulico va sviluppato tenendo conto delle velocità limite ammesse:

VELOCITÀ MINIMA

→ la velocità minima deve essere > 0.50 m/s poiché sto trasportando acqua che contiene solidi di natura organica.

Se la velocità < 0.50 m/s:

1. I solidi possono ridurre la sezione idrica fino alla

completa ostruzione, si poi questi siconsolidano diventa molto complesso rimuoverli. Questi solidi sono di natura organica, quindi in condizioni anaerobiche, non c'è disponibilità infinita di ossigeno, danno luogo allo sviluppo di reazioni conformazione di gas tossici o infiammabili (CH4 = metano) che possono anche far esplodere la tubazione. VELOCITÀ MASSIME: le velocità non possono essere superiori a 4 m/s (fogne miste) con velocità maggiori si degraderebbero le tubazioni sotto l'effetto del materiale solido trascinato dalla corrente. NB: Le velocità sono influenzate soprattutto dalle pendenze, devo progettare le tubazioni affinché queste non vadano in pressione e quindi la direzione del flusso è solo funzione della pendenza della tubazione. NB: Il sistema fognario deve stare sotto alla rete di distribuzione, in modo che, in caso di rottura, le acque inquinate non si mischino alle acque potabili della rete di.pioggia Qp(T)? La formula utilizzata per calcolare la massima portata di pioggia è la seguente: Qp(T) = C * A * i Dove: - Qp(T) è la massima portata di pioggia associata al periodo di ritorno T - C è il coefficiente di deflusso, che dipende dalle caratteristiche del bacino di raccolta delle acque piovane - A è l'area scolante del bacino di raccolta delle acque piovane - i è l'intensità di pioggia media per il periodo di ritorno T Per calcolare la massima portata di pioggia Qp(T), è necessario conoscere le dimensioni dell'area scolante, le caratteristiche del bacino di raccolta delle acque piovane e l'intensità di pioggia media per il periodo di ritorno T. Una volta calcolata la massima portata di pioggia Qp(T), è possibile dimensionare correttamente il sistema fognario, tenendo conto delle distanze minime da rispettare tra la rete di distribuzione e il sistema fognario.più diretto impatto sull'erosione del suolo e sulle inondazioni. Per fare ciò, utilizziamo modelli di trasformazione afflussi-deflussi, come la corrivazione e l'invaso semplificato. Questi modelli ci permettono di stimare la quantità di acqua meteorica che defluisce nella rete idrografica. L'acqua piovana che cade in un bacino idrografico può avere diversi destini. In primo luogo, può essere assorbita dalle piante e successivamente evaporare attraverso il processo di evapotraspirazione. In secondo luogo, può infiltrarsi nel terreno e defluire in profondità, questo fenomeno è chiamato deflusso di base. In terzo luogo, può defluire sulla superficie, creando il deflusso superficiale. Infine, può defluire appena sotto la superficie, incontrando strati impermeabili che impediscono all'acqua di percolare in profondità, questo è chiamato deflusso ipodermico. I tempi di ritardo sono il tempo che intercorre tra la precipitazione e l'arrivo dell'acqua nella rete idrografica. Questo dipende da diversi fattori, come la permeabilità del suolo e la morfologia del bacino. L'acqua che defluisce nel bacino alimenta la rete idrografica, che è il corso d'acqua che attraversa il bacino e termina in una sezione di chiusura. È importante stimare i deflussi superficiali e ipodermici, poiché sono quelli che hanno un impatto più diretto sull'erosione del suolo e sulle inondazioni.tempo di ritardo minore arrivano prima nella reteidrografica e alimentano la fognatura→ la portata che defluisce nel bacino idrografico è funzione di spazio e tempo : Q(x,t) ; mentre nellasezione di chiusura del bacino Q(t) poiché il punto di uscita è quello→ per stimare la portata che arriva nella sezione di chiusura del bacino dobbiamo: →1. Attraverso registrazioni pluviometriche otteniamo una curva di probabilità pluviometrica Mi dicequanti mm di acqua cadono per unità di tempo e di superficie.→2. - Fisso un tempo di ritorno T noi abbiamo fissato questo tempo pari a 10 anni, cioè stiamodimensionando considerando un evento che si verifica una volta ogni 10 anni→- Fisso un tempo di durata di pioggia ( nella corrivazione tempo di corrivazione )3. Si costruisce un ietogramma utilizzando le informazioni della curva di probabilità pluviometrica,ottenendo il valore di intensità di pioggia nel tempo checorrivazioneper l’invaso semplificato➢ →Kt * a funzione del tempo di ritorno assegnato➢ d = durata di pioggia = tempo fissato di corrivazione In generale, per calcolare l'intensità di pioggia in base al tempo di ritorno assegnato, si utilizza la formula: Intensità di pioggia = Kt * a Dove Kt è un coefficiente che dipende dal tempo di ritorno assegnato e a è un parametro che dipende dalla durata di pioggia assegnata. Per stimare il deflusso superficiale e ipodermico, che rappresenta la portata massima che arriva in fognatura, si sceglie un modello di trasformazione afflussi-deflussi, come la corrivazione, l'invaso o l'invaso semplificato. È necessario calcolare l'intensità di pioggia perché è un parametro fondamentale in questi modelli. Nel caso del metodo della corrivazione, si utilizza la formula: Intensità di pioggia = Kt * a Dove Kt è un coefficiente che dipende dal tempo di ritorno assegnato e a è la durata di pioggia, che corrisponde al tempo di corrivazione. Nel caso dell'invaso lineare, si utilizza la stessa formula: Intensità di pioggia = Kt * a Dove Kt è un coefficiente che dipende dal tempo di ritorno assegnato e a è la durata di pioggia, che corrisponde al tempo fissato di corrivazione. Nel caso dell'invaso semplificato, si utilizza ancora la stessa formula: Intensità di pioggia = Kt * a Dove Kt è un coefficiente che dipende dal tempo di ritorno assegnato e a è la durata di pioggia, che corrisponde al tempo fissato di corrivazione.15 min (questo metodo vale per estensioni limitate)→ calcolo le portate di pioggia in questo modo, le sommo alle portate fecali di punta e ottengo la portata totale che transita nelle tubazioni dovrò dimensionare in funzione di questa portata→VERIFICHE →velocità massima x evitare corrosione→ dove non viene rispettata la velocità massima metto dei pozzetti di salto che inducono a perdite di carico e diminuiscono la velocità→velocità minima per evitare ostruzione e formazione di gas infiammabili→ ogni giorno però, nell'ora di punta ho una portata maggiore nella fognatura e quindi una velocità tale per non far sedimentare i solidi. Se nemmeno con la portata di punta ho la capacità autopulente, devo installare dei pozzetti di lavaggio.→Verifica di stato critico voglio che l'acqua defluisca a pelo libero, perché se fosse impressione l'acqua della fogna uscirebbedai–→ →wc delle case ci deve essere uno spazio sul pelo grado di riempimento < 70 85 %– →per le correnti a pelo libero posso usare la formula di Gaukler Strickler vale in ipotesi di moto uniformeIn realtà, non sto in condizioni di moto uniforme poiché la portata dipende dall'utenza→ Me ne frego e la uso lo stesso poiché ho due vantaggi:1. La cadente piezometrica è parallela alla pendenza del fondo del canale2. Ho delle scale di deflusso specifiche che mi danno relazione univoca tra tirante h e portata Q→Mentre se fossi in moto permanente non avrei una relazione univoca tra tirante e portata Q ma avrei chea un valore di Q sono associati 2 tiranti e posso avere• →Cor