Acquedotti e fognature - Progetto fognatura nera

Portata punta

di

Dislivello nell'ora

2,25 0,54 0,94

0,36

1,45

1,85 1,16 0,34

0,1

0,9 0,2 0,3 0,2

0,4 1,3

0,4 1 velocità

[m]

Lunghezza 116 108 136

136 192

292 300 200

120

300 100

196 200

96 52

68

48 e

tirante

verifica

Sezione M

G G O

D Q N

N

R R

B B E

E P

I

I 6:

Prospetto

Tratto MN

HG ON

DB RQ

AB EG

DE

CB

TR PO

QP

IM SR

FE GI LI 0,692907 0,852721 0,570104

0,892085

0,889922 0,314439

0,977995 0,804767 0,594782 1,044615 1,008218

0,661055

1,173269 0,399692

0,589729

0,517696 0,97382

[m/s]

v 0,485012 0,578468 0,428969

0,444268

0,568129

0,528657 0,460228 0,431349 0,464152 0,460391

0,491563 0,348157

0,248552

0,197452 0,18408

0,56879 0,41979

h/r 0,143583 0,117646

0,190636

0,124573

0,185172

0,185519

0,164922 0,131919 0,118716 0,133745 0,131995

0,113543

0,146719 0,082796

0,043373 0,01963

0,02445

r

q/q 0,03211995 0,06556458 0,06487802

0,062167 0,037545

0,071332

0,018212 0,020916

0,021677 0,026102 0,039901

0,020844 0,042322

0,011153

0,018647 0,006439 0,03758

/s]

3

[m

r

q 1,196809

2,125717

0,879927 0,654674 1,336348

1,453903

1,031124 1,184207

1,227283 1,477845 0,813276

1,180145 0,862609

0,631432

1,055749 0,364557 1,322355

[m/s]

r

v

[mm] 200

150

300 250 250

250

150 150

150 150 250

150 250

150

150 150 250

Diametro 6

Pendenza 0,005882

0,008333 0,002083

0,007705 0,005918

0,006167 0,007759

0,012083 0,000735 0,004896

0,001852 0,002206 0,0054

0,0017 0,0012

0,025 0,005

5,660328 4,681416

8,926086 6,123216

8,099238 8,563584

7,713408

4,736928

3,829728

[l/s] 3,37872

3,43768 2,45992 1,19232

0,9072 0,9234 0,737

0,53

Portata media

Dislivello nera

0,54

2,25 0,36

1,16 0,34

1,85 0,94

1,45 1,3

0,4 0,2

0,4 0,9 0,3

0,2 0,1 1 portata

[m] la

Lunghezza per

136

292 300

196

136 100

116

120 108 200

300 192

200

52

68

48 96 velocità

verifica

Sezione M

D Q

G O

G N N

B

R R

B E

E P

I I 7:

Prospetto

MN

HG ON

DB RQ

AB EG

DE

CB

TR PO

QP

IM SR

FE IG LI

Tratto

Manufatti ordinari

Pozzetti di linea

Per poter provvedere alla pulizia e all'ispezione dei collettori e stato necessario disporre lungo i

collettori dei pozzetti di linea [tavola 2] che permettano l'accesso in fogna. Sono costituiti da due

camere, una

con accesso dalla strada nella quale possono scendere gli operai, l'altra cieca distante 1 m

dall'esterno dove e presente il manufatto.

Il loro posizionamento e stato effettuato dopo aver precedentemente individuato l'ubicazione di

quelli di confluenza, in modo da evitare che ci fossero tratti di fognatura più lunghi di 25÷30 m

privi di ispezione.

I pozzetti sono conformati in modo da non introdurre apprezzabili perdite di carico per le portate di

tempo asciutto e da evitare il ristagno del liquame e quindi la formazione di depositi putrescibili.

Pozzetti di cacciata

Nei tronchi di monte, dove le portate nere sono molto scarse è stata necessaria l'installazione di

pozzetti di cacciata [tavole 3,4]. Questi manufatti sono costituiti da recipienti d'acqua costantemente

alimentati da un rubinetto collegato con la rete idrica. La vasca comunica con la fognatura tramite

un sifone di cacciata che si innesca automaticamente quando questa si e riempita, svuotandola e

creando un forte getto che pulisce lo speco.

Si può valutare il volume di cacciata mediante la seguente espressione proposta da Iannelli (1964):

Q L gh

⋅

W = ( )

v v gh

⋅ +

dove:

W = volume di cacciata [l];

Q = portata di cacciata, cui corrisponde la velocità v che si vuole assicurare [l/s];

L = lunghezza del tronco da lavare;

h = altezza media della corrente (tirante) [m];

v = velocità di autopulitura, posta pari a 0,5 m/s;

g = accelerazione di gravità.

I volumi assegnati ai diversi pozzetti di cacciata sono i seguenti: Tempo Portata

Punto di W Tempo attivazione prelevata

installazione Portata di commerciale svuotamento pozzetto dall'acquedotto

Tratto pozzetto cacciata W teorico [l] pozzetto [s] [volte al [l/s]

[l/s] [l] giorno]

T 200 1

TR 0,478 119,5914 418,50 0,002315

A 200 1

AB 0,595 159,5388 336,29 0,002315

C 200 1

CD 1,102 129,7032 181,48 0,002315

S 72 2

SQ 0,430 55,02457 167,28 0,001667

F 72 2

FE 0,475 47,12661 151,69 0,001667

H 400 1

HG 2,068 318,926 193,38 0,00463

L 400 1

IL 2,567 395,809 155,82 0,00463

Prospetto 8: caratteristiche pozzetti di cacciata 7

Impianto di sollevamento

È prevista la presenza di un impianto di sollevamento [tavole 5,6] nel punto in cui confluiscono i

due subsistemi.

Date le modeste portate in gioco, il sollevamento sarà costituito da due sole pompe (una di riserva)

e da una vasca di accumulo. Ogni pompa sarà dimensionata per una portata corrispondente al valore

massimo della portata da raccogliere.

A monte dell’ingresso delle acque nella vasca di aspirazione, al fine di trattenere i corpi solidi più

grossolani trasportati, verranno installati idonei dispositivi di grigliatura che dovranno essere

periodicamente ripuliti mediante opportuni mezzi meccanici. Le pompe dovranno essere del tipo

sommerse per acque luride con girante aperta, avente cioè un numero di pale disposte a sbalzo

sull’asse orizzontale della pompa, senza chiudere la corona.

Questa caratteristica è richiesta allo scopo di evitare la presenza di canali chiusi che vadano

incontro a facili ostruzioni e di avere, dato il numero minimo di pale, vani di passaggio molto ampi,

che lasciano passare corpi voluminosi non arrestati dalle griglie.

Si dovrà inoltre prevedere un quadro di comando in cui sia possibile l'avviamento alternato con

l’altra pompe e dotato di opportuna segnalazione di emergenza, una saracinesca di esclusione e una

valvola di non ritorno sulla tubazione di mandata.

Portata nominale

La portata sollevata da ogni pompa sarà pari alla portata registrata nell'ora di massimo consumo.

Portata massima [l/s] 41,23

3

Portata massima [m /s] 0,04123

Numero di pompe (riserva esclusa) 1

3

Portata sollevata da ogni pompa [m /s] 41,23

Prevalenza della pompa

Un dato fondamentale di un impianto di sollevamento è la prevalenza della pompa usualmente

indicata con il simbolo H; essa è definita come la differenza tra il carico totale della corrente alla

flangia di uscita di uscita della pompa e quello alla sua flangia di entrata. La determinazione della

prevalenza comporta quindi la nozione di tutte le caratteristiche dell’impianto.

La prevalenza totale si calcola sommando alla differenza dei carichi totali degli estremi di valle H e

v

dell’impianto tutte le sue perdite di carico Y:

di monte H

m

- H + y

H = H

v m

Dal momento che la quota del collettore terminale è posto a 2 m di profondità rispetto alla quota del

piano stradale si ha che la , la differenza dei carichi totali alle estremità è rappresentata

H - H = z - (z -q )= 143,72-137,41+2= 8,31 m.

v m v m c

La valutazione delle dimensioni della tubazione di mandata, è stata eseguita nell’ipotesi di moto

uniforme; essendo nota la portata da convogliare all’interno del nuovo tronco da realizzare, si tratta

di formulare delle ipotesi sul campo di velocità che si intende raggiungere, in quanto il problema

idraulico risulta essere indeterminato. La norma UNI EN 12056-4 prescrive:

che la velocità di scorrimento non deve essere minore di 0,7 m/s (per evitare depositi) né

• maggiore di 2,3 m/s;

per gli impianti di sollevamento di liquami senza maceratore, un diametro minimo del condotto

• di DN 80.

Si è assunto un valore della velocità pari a 1 m/s e si è quindi scelto un tubo in acciaio con

rivestimento interno in vernice epossidica Ø 250.

Le perdite di carico distribuite lungo la condotta di mandata si calcolano con la relazione

J L , con

∆ = ⋅

h dist

− 8

2 2

n Q

J .

= 4 / 3

( )

2 D / 4

Ω

Per L=400 m risulta che :

Ø condotta di mandata [m] 250

Numero di Manning n 0,014

Perdita di carico distribuita 0,00558

Lunghezza tratto mandata [m] 400

H mandata [m] 2,232

Prospetto 9 : caratteristiche della condotta di mandata

La prevalenza finale di progetto risulta dunque pari a:

H = 8,31 + 2,232 = 10,542 m.

Scelta dell'impianto

Il modello scelto è la D3127 con girante a vortice prodotta dalla Xylem Italia.

Figura 2: scelta dell'impianto di sollevamento

Dimensionamento della camera di aspirazione

La vasca di carico deve essere dimensionata in modo tale da ottimizzare sia dal punto di vista

economico sia dal punto di vista operativo il funzionamento dell’impianto. La scelta delle

dimensioni ottimali e inoltre vincolata dalle dimensioni delle pompe e dalle prescrizioni

geometriche connesse alla loro installazione.

Poiché la portata che affluisce dalla fognatura alla vasca non coincide in generale con quella che

sollevano le pompe, il livello idrico nella vasca non è costante.

La quota massima nella vasca deve essere inferiore alla quota del fondo della condotta fognaria in

arrivo per non rigurgitarla e indurre fluttuazioni di livello nella fogna stessa.

9

La quota minima della vasca non può essere troppo bassa per evitare di approfondire

eccessivamente gli scavi e per contenere la prevalenza dell’ impianto. Deve comunque essere tale

da mantenere sull’ingresso alle pompe un carico sufficiente ad impedire la formazione di vortici con

entrata d’aria; questo valore di sommergenza minima dipende dalle caratteristiche della pompa ed e

fornito dal costruttore.

La camera di aspirazione deve poi essere dimensionata in maniera tale da limitare entro valori

accettabili per i motori il numero degli avviamenti e degli arresti che si producono. Nello studio in

esame si è supposto che la pompa effettui 8 attacchi/ora.

Il volume utile necessario per la vasca è stato calcolato mediante la seguente la relazione:

Q 3600

⋅

V .

=

u 4 n

⋅ 3

Nel caso in esame è risultato V 4

,

63

m .

=

u

Le dimensioni della vasca di carico sono riportate nel segue