Paniere domande aperte Progettazioni idrauliche

Lezione 002

06. Descrivere le tipologie di opere di presa, corredate da opportuni schemi grafici

Opere di presa delle sorgenti

L'opera di presa è costituita un cunicolo che dovrà essere ben incassato nella roccia in sito il quale

convoglierà le acque sorgentizie e dovrà essere praticabile per effettuare le operazioni di

manutenzione e pulizia . dal cunicolo si passa all’edificio di presa formato da piu camere.

L’acqua captata passa per tre vasche:

 vasca di calma o di sedimentazione: assolve al compito di trattenere tutte le piccole quantità

di sabbia che l'acqua può trasportare con sé

 vasca di presa: misurare la portata dell'acqua convogliata

 vasca manovra : contiene le tubazioni che danno origine alle opere di adduzione.

Tutte queste vasche sono dotate di uno scarico di fondo, che permette lo svuotamento delle

stesse in caso di interventi di manutenzione o pulitura, e scarichi di troppo pieno

tramite sfioratori, i quali eliminano la quantità d'acqua in eccesso emunta.

Prese d’acqua da falde sotterranee

La captare avviene tramite:

gallerie filtranti : che sono poggiate su uno strato impermeabile ed hanno sezione policentrica o

circolare. L’acqua captata penetra al suo interno attraverso dei fori praticati nelle pareti in

muratura. Tra la parete esterna e il terreno si realizza un vespaio per trattenere il materiale

solido.

Pozzi ordinari: realizzati con rivestimento in muratura o tubazioni in cemento armato e

l’estrazione avviene per mezzo di pompe o secchi.

Pozzi profondi: costituiti da una falda sotterranea disposta a notevole profondità rispetto il P.C.

La perforazione del terreno viene fatta attraverso sonde a percussione, a rotazione o miste.

L’estrazione dell’acqua avviene tramite impianti di sollevamento in quanto si trovano ad una

profondità di 500m.

Prese dalla falda superficiale

Esse sono soggette ad inquinamento e per renderli idropotabile sono soggette a interventi di

potabilizzazione. Le prese d’acqua dai fiumi o torrenti sono realizzati tramite manufatti.

I corsi d’acqua che hanno una variabilità alta del livello idrico di realizzano a valle della presa

tramite traverse a raso. Se invece hanno un livello idrico basso si realizzano opere di presa dirette

ossia da una camera comunicante da un lato del fiume costituiti da una griglia o da una paratia che

li rende separati. All interno di tale camera è presente un impianto di sollevamento con una

condotta di aspirazione che termina con un tubo deviatore munito di saracinesca e sugheruola. La

derivazione puo essere fatta a pelo libero preceduto da dissabiatore

07. Descrivere le reti adduttrici, fornendo indicazioni riguardo la scelta del tracciato e i materiali

Le reti adduttrice sono condotte in pressione avente il compito della distribuzione dell’acqua nei

centri urbani. le tubazioni delle reti adduttrici possono essere costruite in ghisa acciaio o in

cemento armato, materiale plastico o resine. Esse vengono posizionate in terreni facili da scavare,

bisogna tenersi vicino le strade e ponti questo per il trasporto dei materiali e dei mezzi di trasporto

e per usufruire degli attraversamenti dei corsi d’acqua. Bisogna evitare di intaccare terreni agricoli

che abbiano un elevata coltura e per limitare i costi di esproprio.

Lezione 003

15. Descrivere le adduttrici degli acquedotti (verifica, dimensionamento e dove sono

posizionate)

Le reti adduttrice sono condotte in pressione avente il compito della distribuzione dell’acqua nei

centri urbani. le tubazioni delle reti adduttrici possono essere costruite in ghisa acciaio o in

cemento armato, materiale plastico o resine. Esse vengono posizionate in terreni facili da scavare,

bisogna tenersi vicino le strade e ponti questo per il trasporto dei materiali e dei mezzi di trasporto

e per usufruire degli attraversamenti dei corsi d’acqua. L’adduttrice ha lo scopo di trasportare

acqua dalla sorgente fino ai serbatoi di sconnessione e di aggiungere poi la rete urbana.

VERIFICA consiste nel calcolare la della portata (Q), noti diametro (D), cadente piezometrica (J) e

scabrezza della tubazione (ε).

Nel dimensionamento l’obbietto è il calcolo del diametro tramite pezzoli

E la formula di massima economia cioè un’equazione che rende minimo il costo globale della rete,

da applicare a ogni nodo della rete.

16. Descrivere i passi procedurali per la verifica e il dimensionamento per un adduttrice di

acquedotto (comprensivo delle formule da adottare)

Il dimensionamento dell’adduttrice si effettua considerando l’equazione del moto

dove:

ΔH indica la differenza di carico totale tra monte e valle;

ΣPi indicano le perdite di carico localizzate, che nelle lunghe condotte sono

trascurabili;

J è la cadente piezometrica, che dipende dal diametro D, dall’indice di resistenza λ e dalla velocità

media della corrente

con λ che dipende dal tipo di moto.

Lezione 004

02. Descrivere il procedimento della progettazione delle condotte adduttrici considerando le

equazioni di economia

sono noti i carichi nei nodi (HA e HB)

Il costo della condotta è funzione del diametro (D) e dalla pressione (p)

Dal momento che il diametro della tubazione, per una determinata portata, è legato alla cadente

piezometrica J (mediante la formula del moto), anche il costo della condotta può essere espresso

in funzione di J e della pressione p.

Il costo globale della condotta è

Esprimendo il costo unitario c in funzione del diametro interno,

rappresenta il costo per unità di lunghezza di una tubazione del diametro di 1 m di un dato

materiale, mentre per le tubazioni commerciali assume un valore compreso tra 1 e 1,5.

Nel caso generale, invece, in cui la condotta maestra è costituita da più tratti di tubazione, in

ogni nodo si ha o una variazione di portata o una variazione del materiale.

Quindi, occorre applicare l’equazione di economia in ogni nodo n e l’equazione del moto in ogni

tratto t . Si crea un sistema di n+t equazioni in n+t incognite, rappresentate dalle quote

piezometriche dei nodi e dai diametri dei diversi tratti.

Considerando l’equazione del moto e l’equazione che definisce il costo unitario di una condotta

Lezione 006

04. Descrivere i serbatoi degli acquedotti (funzioni e dimensionamento del suo volume)

I Serbatoi hanno diverse funzioni :

capacità di compenso tra le portate di massimo consumo e quelle di minimo consumo: Il serbatoio

deve accumulare l’acqua che arriva dall’acquedotto esterno con portata pari alla media giornaliera

nelle ore di minor consumo (la notte) e restituirle durante le ore di consumo superiore alla media.

il volume di compenso viene assegnato pari al 15‐20% del volume giornaliero se l’acquedotto è a

gravita, oppure il 30‐50% del volume giornaliero se c’è sollevamento meccanico. Attraverso il

grafico dei afflussi e deflussi è possibile calcolare il Volume di compenso Vc= max|Vsurplus|+

max|Vdeficit|.

capacità di riserva Va fissata in base alla probabilità di verificarsi delle rotture e delle conseguenti

interruzioni del servizio della condotta di adduzione. Essa viene calcolata attraverso delle formule

capacità di antincendio per i piccoli centri urbani viene definita in relazione a una portata di 5‐8

l/s per un tempo di 3‐5 ore Per i grandi centri urbani si fa riferimento ad un servizio pari a 5 ore

.

05. Descrivere le camere di manovra e il loro equipaggiamento idraulico

Nella camera di manovra del serbatoio sono alloggiati tutti gli strumenti di misura e di controllo e

da essa, si dipartono le condotte distributrici, mentre affluiscono le adduttrici, le quali, prima

dell’ingresso nella vasca, devono essere sconnesse idraulicamente con vasche a pelo libero o

tramite tubi piezometrici per evitare il colpo d’ariete.

E’ costituita da tubazioni di alimentazione ,tubazioni di presa, sfioratore di superficie, scarico di

fondo.

Lezione 008

06. Descrivere la rete di distribuzione urbana, definendo le condizioni di servizio da garantire

Le tubazioni della rete di distribuzione vengono disposte lungo le strade cittadine, evitando che

nello stesso scavo sia presente la rete fognaria in tal caso vengono distanziate sulla verticale di 30

cm di profondita

Nella progettazione di una rete di distribuzione bisogna garantire:

- nella situazione di max consumo e min livello, l’altezza piezometrica non deve essere inf a

10 m dal piano di gronda degli edifici e le quote piezometriche non devono superare i 70

m.

- per evitare i problemi legati al fenomeno del colpo d’ariete la max oscillazione di carico

non deve essere maggiore di 15‐20m

- le tubazioni terziarie con servizio antincendio hanno il compito di garantire l’erogazione

degli idranti anche quando la portata distribuita alle utenze è pari alla metà di quella

richiesta.

- In caso di guasto o interruzione della tubazione le portate devono essere pari alla metà di

quella richiesta nelle ora di max consumo.

- Bisogna garantire almeno 6 metri di colonna d’acqua sopra le bocche antincendio

- Bisogna inserire dei riduttori per evitare perdite d’acqua nei giunti o per il degrado delle

tubazioni, dovute al degradamento delle guarnizioni

Per quanto riguarda le reti ramificate , esse presentano un problema in caso di guasto o

interruzione della rete stessa in quando non garantiscono l’erogazione di acqua successivamente

al punto di interruzione a differenza delle reti ad ogni utenza può essere raggiunta da più lati in

caso di interruzione del servizio per rotture delle condotte.

Lezione 009

03. Descrivere le reti idriche ad anello, con particolare riguardo alla procedura di calcolo per la

loro verifica

Le reti ad anello vengono utilizzate per servire centri abitati medio‐grandi.

Vantaggi: ogni utenza può essere raggiunta da più lati in caso di interruzione del servizio per

rotture delle condotte.

Nota la popolazione, si determinano le portate (Q) che escono dai nodi dell’anello per alimentare

le condotte secondarie, mediante la seguente equazione: Q= (alfa dot P)/86400 dove alfa è un

coeff di punta, dot è la dotazione idrica e P la popolazione.

La verifica consiste nel determinare le quote piezometriche alle estremità delle condotte

secondarie affinchè venga garantito il servizio.

Le portate che circolano all’interno della rete vengono verificate attraverso il metodo di harry‐

cross.

Con l’equazione del moto è possibile ricavare le quote piezometriche in tutti i nodi e anche

all’estremità delle condotte secondarie. Le grandezze che entrano in gioco nella verifica di tali

rete sono: portate esterne ai nodi, diam delle condotte, lunghezze dei vari tratti, scabrezza delle

condotte. Le incognite sono: dislivelli piezometrici tra i nodi deltaHj e le portate nei tratti Qi.

Nel caso in cui non si possa alimentare la rete con la portata richiesta nell’ora di massimo utilizzo,

non sarà possibile determinare le portate circolanti nell’anello, perché non saranno note le

portate uscenti dai nodi.

Lezione 010

04. Descrivere il metodo di Hardy‐Cross.

Le grandezze che entrano in gioco nella verifica di tali rete sono: Qe portate esterne ai nodi, diam

delle condotte, lunghezze dei vari tratti, scabrezza delle condotte. Le incognite sono: dislivelli

piezometrici tra i nodi deltaHj e le portate nei tratti Qi.

Il procedimento consiste di fissare una distribuzione di portate al primo tentativo che porterà una

distribuzione dei carichi ai nodi non bilanciata. Quindi le maglie vengono trattate separatamente

poiche le correzioni sono diverse in base alle portate. La prima verifica è che le perdite di carico

nelle maglie siano nulle dove H sono i carichi totali e j le cadenti

piezometriche , esplicitandole avremo

La resistenza caratteristica viene calcolata

Dove :

q la portata nei singoli tratti della rette, L lunghezza tratti della rete, ks coefficiente di Gauckler‐