Esercitazioni Acquedotti e fognature

QUOTA VOLUMI SERBATOI H A D D [ASSUNTO]MDG

120 600 5 120 12,36 13

40 200 4 50 7,98 8

170 350 4 98,5 10,55 11

CARATTERISTICHE CONDOTTE

LUNGHEZZA DIAMETRO NODI SCABREZZA

2 10 200 100

3 800 200 100

5 1800 200 100

6 200 100 100

7 200 200 100

8 200 200 100

9 200 200 100 32

Calcolare il funzionamento del sistema quando l'impianto di sollevamento lavora per 16 ore dalle 0 alle 8:00 e dalle 16:00 alle 24:00

SVOLGIMENTO

Un sistema di più serbatoi costituisce una rete idrica esterna, ossia considerando una rete cittadina che è servita da un serbatoio che prende acqua da un altro serbatoio che a sua volta serve una zona e che prende acqua da altri serbatoi costituisce una rete idrica esterna. In questo caso il problema non riguarda solo la rete e le relative problematiche di pressione, ma prescindendo da ciò, potrebbe succedere che quando si apre il rubinetto un serbatoio può svuotarsi oppure sfiorare, mentre un altro sfiora oppure si svuota.

In questo studio interessa

garantire la disponibilità idrica che serve per la rete, senza focalizzare l'attenzione sulla rete interna e quindi sul garantire una adeguata pressione in rete; in altre parole si studia quello che succede all'esterno prescindendo da quello che saranno gli effetti sulla rete.

Ai nodi con i quali viene simulata la rete (Marina, Centro, Frazioni) occorre associare:

• la portata media che esce da questi nodi e che viene immessa nella rete;
• eventualmente anche un pattern che mi dice come questa rete funziona nell'arco della giornata.

Il sistema costruito in questo modo, funzionerà bene se:

• sarà verificata la continuità nei nodi (ciò che entra in un serbatoio è uguale a ciò che esce da un serbatoio e quando ciò che esce dal serbatoio è uguale a ciò che esce dal nodo);
• a fine giornata tutti i serbatoi sono compensati.

Il software utilizzato, EPANET, permette di riassumere la rete esistente

• Popolazione;
• Quote geometriche;
• Portata immessa in rete;
• Portata in arrivo al sistema;
• Dati relativi ai serbatoi;
• Curva caratteristica della pompa;

Parte un'altra condotta che lo collega con un altro serbatoio, Piano Torre, dal quale parte una condotta che serve la zona di Marina. Dal serbatoio di MDG parte poi un'altra condotta che lo collega con il serbatoio San Giovanni. Da questo ultimo parte la condotta che serve la zona del Centro Storico e la zona delle frazioni. Al serbatoio di San Giovanni arriva un'aliquota di portata da un Partitore di un altro schema esterno e quindi al serbatoio di San Giovanni arriva un'aliquota di portata di 15 l/s che è nota ed è fornita dal Partitore.

Nella rete c'è il meno davanti perché si pensa alla schematizzazione con il nodo in cui entra acqua.

1 PASSO

Determinazione dei parametri di input di questo sistema, le grandezze che servono sono: la popolazione ai nodi (che sarebbero le reti cioè le utenze sono concentrate nei singoli nodi poiché in questa esercitazione non interessa del funzionamento delle rete interna che sarebbe

“all’interno del singolo nodo”) che ci permettono di determinare le portate medie uscenti dai nodi, le quote dei nodi non interessano perché non si deve valutare il funzionamento della rete interna (verifica pressione nei nodi) ma si sta solo simulando e verificando se si riesce a garantire la portata che servirà per la zona superiore, proveniente dal serbatoio. Nella schematizzazione, però è necessario inserire un valore dell’elevation medio, indicativo poiché non particolarmente importante ai fini dello studio, valore che sicuramente sarà inferiore a quella del serbatoio il quale altrimenti non riesce a servire. In questa fase è necessario comprendere se questo schema funziona o meno, capire quale condotta mettere per garantire l’erogazione idrica al centro, se occorre mettere delle valvole e fare in modo che il serbatoio non sfiori, se inserire e come è caratterizzato un impianto di sollevamento da

inserire tra il serbatoio di San Giovanni e quello di MDG, perché San Giovanni si trova a quota superiore. Quindi preoccupandoci dei serbatoi (tipo TANK, perché il tipo RESEVOIR è un serbatoio a livello invariato) come input ci viene richiesto:

• la quota slm (elevation)
• il livello iniziale (initial level, cioè il livello quando si avvia la simulazione, serve per fissare un livello sul quale basare la valutazione dell'andamento giornaliero del livello d'acqua nel serbatoio)
• il livello minimo (minimum level, cioè il livello al di sotto del quale il serbatoio non eroga)
• il livello massimo (maximum level, cioè la quota di sfiora)
• il diametro (diameter, poiché il serbatoio si ipotizza cilindrico).

Si definiscono ora le disponibilità idriche del sistema e una volta note le popolazioni

nelle varie zone si avranno 3 aliquote:

0 = 25 8/_§ avendo una popolazione di 6500 abãskåHpnH0 = 45 8/_§ avendo una popolazione di 12000 abrqnosp0 = 15 8/_§ avendo una popolazione di 4000 abéksHnk

È necessario verificare la continuità globale ossia deve verificarsi che le portate in ingresso sono uguali a quelle in uscita,più propriamente la portata immessa nella rete è di 85 l/s che è proprio pari alla somma delle portate richieste dalle treutenze (frazioni, centro e marina) poiché dal partitore arrivano 15 l/s di portata e da pozzi arrivano 70 l/s (in Epanet perdire che una portata è in entrata in un nodo e non in uscita si inserisce una base demand negativa infatti in Pozzi ho -70 ein Partitore -15).

Dunque, ne arrivano 85 l/s, di cui 45 l/s se ne vanno al centro, 15 l/s vanno alla marina ne restano 25 l/s di cui 15 l/s sonoquelli forniti dal Partitore e quindi 25

l/s devono andare alle frazioni. Allora bisogna stare attenti che nel tratto che collegai due serbatoi MDG e San Giovanni devono passare 10 l/s che si devono sommare nel serbatoio con i 15 l/s per servire il nodo delle frazioni che richiedono 25 l/s.

Sapendo che i due serbatoio sono uno più in alto dell'altro occorre inserire un impianto di sollevamento che convoglia una portata di 10 l/s, perché il serbatoio di MDG è più in basso di quello di San Giovanni.

È necessario fare una precisazione: i dati di input devono essere conosciuti precisamente ma alcune volte è necessario fare delle assunzioni quando si effettuano delle semplificazioni. In particolare si è adottata la schematizzazione dei nodi fittizi per simulare le reti interne servite, pertanto le condotte semplicemente schematizzano l'uscita dell'acqua dal serbatoio; esse pertanto pezzi tubo ma non posso prescindere dal conoscere precisamente lunghezza e diametro di.

Queste condotte sono elementi di connessione tra i serbatoi. Il pezzo di tubo deve solo simulare l'uscita dell'acqua dal serbatoio fino al nodo, quindi si può mettere una lunghezza di 200m e un diametro di 200m, o anche 100-100m, perché in questo studio non si vuole conoscere la pressione ai nodi, ma solo quantità di acqua che esce. Pertanto non è necessario conoscere il diametro preciso di queste condotte.

Questo discorso vale per le condotte indicate dalla freccia rossa. Anche la condotta che collega il nodo Partitore con il serbatoio di San Giovanni è un pezzo di tubo in cui entra dell'acqua definita pari a -15 l/s in un nodo che era posto ad una quota superiore a quella del serbatoio.

Si deve solo schematizzare l'acqua che entra nel serbatoio per San Giovanni e per Madonna delle Grazie e simulare quello che è in uscita dagli stessi e dal serbatoio di Piano Torre.

A questo punto, considerando il tratto che

Collega i due serbatoi, la condotta che collega i due serbatoi ha un diametro già esistente di 200 mm e qui vi è un impianto di sollevamento. Per inserire un impianto di sollevamento creo due nodi (5-6) che lo delimitano. La lunghezza delle condotte dipende da dove ho posizionato l'impianto di sollevamento e in ogni caso la lunghezza delle due condotte deve essere sempre di 200m. Per i nodi viene richiesta la quota geometrica e la BASEDEMAND che rappresenta la portata che va via dalla condotta dal sistema, non è quella che transita al nodo, quindi la base demand nei due nodi agli estremi dell'arco è zero, perché non esce acqua ma vi passa soltanto. La quota dei nodi dipende dal posizionamento della pompa (pump), i nodi sono molto vicini quindi le quote geometriche nei due nodi sono uguali e sono pari alla z, cioè alla quota in cui viene realizzato l'impianto e questo vale se si inserisce una saracinesca o una valvola riduttrice di pressione.