Relazione Costruzioni idrauliche sull'acquedotto esterno

A

del terreno della sorgente, ed è pari a 912 m s.l.m.

La quota Y , ovvero quota piezometrica dell’opera d’immagazzinamento, deve

B

garantire un carico idoneo a servire la nostra rete di distribuzione.

La pressione nella rete di distribuzione deve essere controllata per evitare problemi di

funzionamento e di rottura dell’impianto.

La piezometrica deve ricadere a 5 m di colonna d’acqua dall’altezza del fabbricato a

quota maggiore (affinché sia garantita energia cinetica per il getto vivo), inoltre le

perdite di carico devono essere dell’ordine di 20-25 m e comprendono tutte le perdite

che vanno dal serbatoio a tutte le utenze. La variabilità delle perdite di carico dipende

dall’estensione della rete di distribuzione e dalla grandezza del comune da servire,

maggiore è l’estensione del comune, maggiore è il valore delle perdite di carico da

considerare.

Per l’acquedotto in oggetto, il calcolo della quota Y è stato eseguito valutando la

B

quota più alta del centro abitato, cui è stata aggiunta l’altezza del fabbricato (edificio

di 5 piani = 15 m), 5 m (getto vivo), e ulteriori 20 m (perdite di carico.)

Y 675

= 635+15+5+20 = m

B

Data la quota Y si va a valutare il dislivello con la quota di più bassa del comune, la

B,

normativa impone che sia al massimo di 70 - 80 m, perché le apparecchiature delle

utenze (rubinetti, scaldabagni, ecc.) sono collaudate a circa 100 m di colonna

d’acqua.

Qualora la verifica non sia soddisfatta, non potendo variare la quota del serbatoio

giacché garantisce il carico necessario, si sconnette la rete di distribuzione ogni 30 –

40 m di quota (non è detto che occorrono più serbatoi. Si possono installare anche

delle semplici vasche di sconnessione).

Stabilita la sua quota, bisogna determinare la posizione del serbatoio.

La soluzione ideale è posizionare il serbatoio in linea con l’opera di presa e il centro

abitato e avere la condotta di avvicinamento quanto più breve e robusta possibile,

essendo l’elemento più debole del sistema.

5. – CALCOLO PORTATA

Come dato di progetto della portata che deve arrivare al serbatoio si utilizza la portata

media poiché la richiesta idrica è variabile durante l’arco della giornata.

La portata dovrà, comunque, essere minore di quella minima fornita dalla sorgente

poiché si deve garantire sempre il suo minimo deflusso vitale.

In questo modo quando la richiesta è minima, viene immagazzinata dell’acqua che

sarà erogata quando la richiesta sarà massima.

Inoltre progettando con la portata media si ha un vantaggio economico poiché si potrà

utilizzare un diametro minore per le tubazioni.

Per il calcolo della portata bisogna tener conto del numero di abitanti residenti e

fluttuanti e della dotazione idrica. Tali dati sono ricavati dal P.R.G.A. di seguito

allegato, che riporta il numero di abitanti a partire dall’anno 1951, e li prevede fino

all’anno 2010. Q = dot * n° abitanti / 86400

m

Sia:

dot = la dotazione idrica, ossia la portata giornaliera di un singolo individuo e la

media sul numero di abitanti della portata di tutti gli utilizzi pubblici. Nella Regione

Campania è stimato 294 l/ab*gg

n° abitanti = numero di abitanti da considerare.

Numero Abitanti

Anno (n) (Ni)

1951 9180

1961 8648

1971 8551

1981 8738

1991 7677

2001 7770

2010 7979

NOTA

come si può vedere dalla tabella sopra la

popolazione ha avuto un calo demografico

iniziale e una piccola ricrescita demografica a

partire dal 1991. per questo non è possibile fare

una previsione futura e quindi prendiamo la

popolazione attuale

Si utilizza 7979 come numero di abitanti da considerare.

Q 27.151 l/s

= (q*N)/86400 =

M

6. – STUDIO DEL TRACCIATO

Bisogna far sì che l'acquedotto funzioni per quanto più possibile a gravità. Perciò

occorre garantire una differenza di carico tale che assicuri questo funzionamento.

Quando ciò non è possibile, si possono utilizzare gli impianti di sollevamento.

Bisogna poi stabilire se far funzionare l'impianto in continuo o per un dato numero di

ore. Se continuo, bisogna provvedere alla realizzazione di una vasca di compenso,

ovviamente il costo in più sarebbe compensato da un personale minore.

Bisogna cercare un compromesso tra le seguenti condizioni:

 il tracciato deve funzionare quanto più possibile a gravità;

 deve essere quanto più possibile breve;

 deve essere sicuro;

 deve garantire l'igiene;

 deve avere un impatto ambientale contenuto.

Altre considerazioni di carattere economico riguardano i seguenti punti:

1. Pressioni: le tubazioni devono avere pressioni modeste, poiché maggiori sono le

pressioni, maggiore è il costo della tubazione, di ciò si deve tener conto nella

scelta del tracciato, evitando i tratti in cui si possono avere pressioni elevate.

2. Scavo: porre le tubazioni, laddove è più facile realizzare le trincee, evitando le

zone dove affiora la roccia poiché bisogna eseguire lo scavo con l'uso di mine, che

è più costoso.

3. Coltivazioni: bisogna cercare di evitare terreni a colture più ricche.

4. Disboscamento: evitare di abbattere troppi alberi, e tenersi lontani dalle zone

dove sono presenti questi, poiché le loro radici possono andar a danneggiare le

tubazioni.

5. Zone acquitrinose: evitare l’attraversamento di queste poiché più costoso e

difficoltoso eseguire la posa e la manutenzione e inoltre c’è una maggiore

probabilità d’inquinamento

6. Zone franose: evitarle anche se ciò comporta l'allungamento della condotta.

Qualora non fosse possibile, si cerca una tubazione che può subire deformazioni e

si prendono misure atte a contenere le frane.

7. Freschezza dell'acqua: ricoprimento e affondamento delle condotte e

riempimento con terreno minuto.

8. Accessibilità: posizionare l'acquedotto in zone adiacenti alle strade già esistenti,

ad esempio per condotte minori, lungo la banchina, per acquedotti più grandi

meglio una sede propria ma comunque facilmente raggiungibile e parallela alla

strada stessa.

Di seguito sono riportate le due soluzioni di tracciato analizzate;

Soluzione 1

Soluzione 2 (Alternativa relativa alla metà del tratto finale)

La soluzione 1, nonostante sia il più lungo dei due tracciati analizzati, rappresenta un

buon compromesso tecnico-economico, dal momento che i costi di esproprio sono

contenuti, e si ha un andamento altimetrico abbastanza dolce.

Si allega di seguito la planimetria del territorio con indicati il tracciato, l’opera di

presa (vedi Cap. 3) e il comune da servire(vedi Cap. 2).

 Vedi allegato: Tav. 1 – Planimetria di tracciamento.

7. – PROFILO LONGITUDINALE

Nel profilo longitudinale è rappresentato l’andamento del terreno,dell’asse della

condotta,e la piezometrica a tubi nuovi e usati.

 Vedi allegato: Tav. 2 – Profilo Longitudinale.

Nel disegno è rappresentato di colore verde la linea piezometrica a tubi usati,

mentre di colore blu la l.p. a tubi nuovi.

Occorre che in nessun punto la piezometrica intersechi la condotta, altrimenti

s’instaura un deflusso a canaletta.

L’asse della condotta, in ogni punto deve essere distante 2-3 m dalla piezometrica,

in modo che in caso di rottura si abbia solo fuoriuscita di acqua e non l’ingresso di

liquidi dall’esterno.

Bisogna verificare inoltre che nel punto più depresso non ci sia un carico troppo

elevato, che solleciterebbe troppo la tubazione, nel nostro caso il punto più

depresso è il picchetto 31 con un carico di 276 m.

Altra verifica da fare è quella sulla velocità in condotta. Per normativa la velocità

dell’acqua non deve superare i 2 m/s:

VERIFICA VELOCITA'

la velocità deve essere massimo 2 m/s

V1 [m/s] = 1,346013 Si

V2 [m/s] = 1,970083 Si

Laddove il profilo ha un andamento pianeggiante,bisogna andar a imporre delle

pendenze minime pari al 3%, affinché sulla bolla d’aria prevalga la forza di

galleggiamento che tende a portarla verso l’alto,e quindi a espellerla mediante gli

sfiati,posti proprio nei vertici superiori della condotta.

Nei vertici inferiori sono posti,invece,gli scarichi che assolvono la funzione di

evacuazione dell’acqua dalle tubazioni,quando bisogna svuotarle.

Il dimensionamento dei tubi viene eseguito per tubi usati e cioè per lo stato

definitivo dell’acquedotto.

Inizialmente però la tubazione dell’acquedotto saranno nuove, e quindi ci saranno

meno perdite di carico dovute a una scabrezza minore, ciò determinerà

un’inclinazione minore della piezometrica, e quindi un carico maggiore a valle del

serbatoio rispetto alla condizione di tubi usati.

Quindi all’incirca a metà della condotta (alla quota di 700 m) è stata posta la

cosiddetta valvola di regolazione, ovvero una saracinesca chiusa parzialmente,per

creare una perdita di carico localizzata pari al carico che si deve dissipare nella

fase iniziale di funzionamento dell’acquedotto. La posizione della valvola è stata

scelta per far gravare una minor pressione alla condotta.

valvola

Dai calcoli risulta necessaria una che dissipi:

DH loc = 70,57 [m]

8. – TUBAZIONI

La scelta del materiale delle tubazioni, del tipo di giunto, dei pezzi speciali, dei

diametri interni, degli spessori, degli eventuali rivestimenti interni ed esterni e di altri

elementi progettuali è fatta in base alla valutazione dei seguenti parametri:

- la caratterizzazione fisica, chimica e sanitaria dei fluidi da trasportare;

- la caratterizzazione geologica e geotecnica dei terreni interessati dal tracciato;

- l’esame dei diversi possibili schemi idraulici di funzionamento delle opere, sia

durante l’esercizio sia in fase di collaudo, secondo cui va effettuato il

dimensionamento idraulico e statico delle tubazioni;

- l’analisi delle situazioni ambientali, ossia degli elementi vincolanti nello studio

del tracciato e del profilo delle tubazioni.

Da quest’analisi si è pervenuti alla scelta dell’acciaio come materiale della condotta

dell’acquedotto esterno.

Bisogna tener conto inoltre dei vantaggi che offrono le tubazioni in acciaio:

- il minor costo della tubazione;

- il minor costo del trasporto e della messa in opera, essendo leggero;

- la maggior lunghezza delle barre prodotte in commercio;

- la resistenza a elevate pressioni di esercizio.

Di contro, le tubazioni in acciaio sono sogge