Esercitazioni di Costruzioni Idrauliche

L A

[m] [ha] [ha] [ha] [ha] [ha] [-]

1 510 4.009 1.414 1.639 0.139 0.817 0.62

2 170 1.614 0.251 0.192 1.171 0.000 0.50

3 73 0.272 0.095 0.000 0.064 0.113 0.49

4 211 1.252 0.439 0.355 0.459 0.000 0.63

5 56 0.182 0.087 0.000 0.000 0.095 0.53

6 112 0.938 0.150 0.000 0.789 0.000 0.48

7 395 2.046 0.711 0.127 0.122 1.087 0.48

8 122 0.824 0.195 0.629 0.000 0.000 0.67

9 154 1.188 0.139 0.348 0.701 0.000 0.52

10 126 0.702 0.207 0.495 0.000 0.000 0.69

11 170 1.667 0.231 0.507 0.929 0.000 0.53

12 97 1.149 0.178 0.170 0.801 0.000 0.51

13 174 1.377 0.155 0.000 1.222 0.000 0.46

14 94 0.401 0.101 0.274 0.026 0.000 0.66

15 24 0.118 0.039 0.079 0.000 0.000 0.70

16 283 2.926 0.319 0.112 1.840 0.655 0.42

17 221 1.559 0.493 0.604 0.441 0.022 0.63

18 117 0.623 0.104 0.177 0.342 0.000 0.54

19 113 0.546 0.186 0.319 0.041 0.000 0.69

20 110 0.899 0.128 0.043 0.596 0.132 0.45

21 99 0.984 0.167 0.090 0.275 0.451 0.41

22 436 5.364 0.825 2.756 1.249 0.535 0.56

23 154 1.014 0.136 0.390 0.487 0.000 0.54

24 77 0.506 0.112 0.282 0.112 0.000 0.62

25 40 0.283 0.032 0.000 0.251 0.000 0.46

26 116 0.565 0.180 0.028 0.123 0.234 0.49

27 89 0.762 0.087 0.000 0.580 0.094 0.43

28 88 1.096 0.187 0.000 0.000 0.910 0.32

29 125 0.890 0.126 0.000 0.526 0.238 0.42

30 164 1.212 0.261 0.000 0.004 0.947 0.35

31 45 0.238 0.050 0.000 0.000 0.188 0.35

Coefficiente di Deflusso 0.9 0.6 0.4 0.2 17 

Genuin Nicola

Oltre alle lunghezze dei tratti, le aree di pertinenza e i coefficienti di deflusso, vengono assegnati i

parametri dell’intensità di pioggia e calcolati nel capitolo precedente con tempo di ritorno pari a

10 anni, il grado di riempimento la pendenza e il coefficiente di Stricker che dipende dalla

, ,

scabrezza della tubazione (nel nostro caso in PVC). Tali valori vengono assunti uguali per tutti i

collettori, al netto della pendenza che potrà essere modificata in seguito.

• = 0.040423

• = 0.4195

• = 0.7

• = 0.2%

• ⁄

1 3 −1

= 90 18 

Genuin Nicola

Dimensionamento dei collettori

Metodo dell’invaso lineare

Per il dimensionamento delle condotte bisogna compiere una serie di iterazioni che serviranno per

arrivare ad una stima del diametro per ogni singolo ramo della condotta. Nel calcolo sono presenti

due incognita: il diametro e la pendenza della condotta stessa come parametro necessario per il

dimensionamento. Il volume d’acqua che di inserirà in ogni singola condotta è dato da: [24]

= + = ∑ ∙ + ∙ Ω + ∙ + ∙ Ω

0

∈

con: la rete di condutture a monte del collettore

-esimo;

volume dell’invaso;

0 volume specifico dei piccoli invasi (di solito ha valore 3

30 − 50 /ℎ);

volume dell’invaso nella condotta

-esima;

lunghezza della condotta

-esima;

sezione bagnata della condotta

Ω -esima.

Per la prima iterazione si considera Il coefficiente udometrico è uguale a:

= 0.

(−1)

⁄

⁄

1 [25]

= 2168() [ ]

10000

e si misura in La portata è quindi:

[/( ℎ)]. [26]

=

Dalla portata si ricava il nuovo valore per il volume della condotta :

[27]

= Ω ∙

in cui: 2

− sin [28]

Ω= 4 2

in cui: ⁄

13 3

( ) ∙ 2

⁄

1 2

∙ [29]

=[ ]

⁄

2 3

1 − sin (

( ) − sin )

in cui: [30]

= 2 arccos(1 − 2)

e si reitera il procedimento fino a convergenza, per scegliere infine la tubazione da utilizzare da una

tabella di tubazioni commerciali. 19 

Genuin Nicola

Dimensionamento dei collettori

Diversamente da quanto svolto in aula per la rete dimensionata a Borgo Valsugana, dove non si

incontrano grandi pendenze del terreno, dovendo dimensionare le condotte su un territorio

decisamente diverso nel Comune di Folgaria, si è preferito utilizzare pendenze più accentuate per le

tubazioni, prendendo come riferimento le quote reali del terreno nei punti di inizio e fine del tratto,

in modo da poter utilizzare una più verosimile. Le pendenze calcolate su questa base sono riportate

nella Tabella 8. Le pendenza utilizzate per il dimensionamento dei tratti sono riassunte insieme agli

altri valori necessari nella Tabella 9.

Tabella 8 – Pendenze del suolo in corrispondenza della rete fognaria

Tabella 9 – Valori per il dimensionamento dei collettori

Per ognuno dei 5 collettori dimensionati si riportano di seguito delle tabelle che riassumono i dati

caratteristici di ognuno di essi, un’analisi dei volumi considerati, i risultati di 8 iterazioni dei passaggi

illustrati nel paragrafo precedente, con evidenziata in grassetto la riga con i valori utilizzati e ritenuti

sufficientemente precisi, in basso le verifiche della pendenza e della velocità della corrente, ed infine

su sfondo giallo l’analisi dei diametri con la scelta della tubazione commerciale da utilizzare. A

concludere si troverà un riepilogo dei dati delle tubazioni dimensionate e il tracciamento dei relativi

profili. 20 

Genuin Nicola

Collettore N° 11

Collettore N° 12 21 

Genuin Nicola

Collettore N° 13

Collettore N° 14 22 

Genuin Nicola

Collettore N° 15

Riepilogo dati Diametro Diametro Titante

Lunghezza Pendenza Nominale interno Idraulico

Collettore [m] [%] [mm] [mm] [mm]

11 170 10 400 384.2 268.9

12 97 10 400 384.2 268.9

13 174 2 450 432.2 302.5

14 94 10 630 605.4 423.8

15 24 4 900 864.6 605.2 23 

Genuin Nicola 24 

Genuin Nicola

Esercitazione N. 3

Scelta una zona opportuna (si consiglia la stessa dove è stata svolta l’Esercitazione 2, in modo da

avere già parte dei file .dwg pronti), di progetti la rete di distribuzione urbana, in particolare:

• Dimensionare l’acquedotto per il rifornimento della zona presa in esame;

• Verificare il corretto funzionamento della rete idraulica individuata (EPANET);

• Dimensionare la pompa e la condotta di adduzione alla rete secondo i dati indicati, fornendo

una stima dei costi previsti per i lavori. 25 

Genuin Nicola

Costruzione della rete idrica

Nel tracciato della rete idrica è opportuno farsi guidare dai seguenti criteri:

• La rete idrica deve percorrere la maggior parte delle strade;

• La rete idrica deve essere chiusa (a differenza della rete fognaria);

• Le aree di pertinenza di ciuscun nodo devono essere determinate in maniera visiamente

ragionevole;

• La rete pubblica deve essere ubicata il più possibile sul suolo pubblico, onde evitare servitù

ed espropri.

Scelta la zona, si definisce a grandi linee un dominio di progetto (Figura 5) e si sceglie grossomodo la

posizione del serbatoio di testa. In prima approssimazione, si traccia la rete idrica seguendo il

tracciato stradale. In seguito, si rifinisce il tracciato della rete in modo da avere un circuito chiuso si

circa 20 - 30 nodi (Figura 6). Si procede quindi a determinare (e successivamente a misurare) l’area

di influenza di ciascun nodo (Figura 7).

Figura 5 – Dominio di progetto 26 

Genuin Nicola

Figura 6 – Tracciato della rete di distribuzione 27 

Genuin Nicola

Figura 7 – Aree di influenza dei nodi

Una volta determinate le aree di influenza di ciascun nodo, ci calcola l’area totale di influenza della

rete idrica. In questo modo è possibile determinare la popolazione residente nell’area di progetto, al

fine di dimensionare correttamente il serbatoio. Assumendo una densità di abitanti: [31]

= 50 /ℎ

e sapendo che l’area totale vale: [32]

= 44.014 ℎ

si ottiene: [33]

= ∙ = 2201

28 

Genuin Nicola

Dimensionamento del serbatoio

Il volume del serbatoio è dimensionato in base al seguente criterio:

= + max ( , ) [34]

in cui: volume del serbatoio;

volume di compensazione;

volume anti-incendio;

volume di riserva.

Si noti che dimensionare il serbatoio utilizzando questa formula significa ipotizzare che non

avverranno mai una rottura e un incendio contemporaneamente, che dipendono rispettivamente dal

volume di riserva e dal volume anti-incendio.

Domanda idrica media

La domanda idrica media della zona si calcola mediante la formula:

∙ [35]

=

86400

in cui: domanda media giornaliera, che vale in questo caso

5.094 /;

numero di abitanti della zona considerata

(2201 );

dotazione idrica media, assunta pari a per una popolazione minore di

200 / ∙ 5000

(Tabella 10).

Tabella 10 – Dotazione idrica

Domanda idrica media nel giorno di massimo consumo

A questo punto di può procedere alla determinazione della domanda media nel giorno di massimo

consumo: [36]

= ∙

29 

Genuin Nicola

in cui: domanda media giornaliera nel giorno di massimo consumo, che vale qui

10.188 /;

coefficiente per il giorno di massimo consumo, in cui si ipotizza che la domanda sia doppia

rispetto alle giornate ordinarie, e quindi di assume pari a 2.

Da qui in avanti, per la determinazione dei volumi di sicurezza si utilizzerà , supponendo che gli

inconvenienti si verifichino nel giorno di massimo consumo, cioè si verificherà l’efficienza della rete

nelle condizioni più sfavorevoli.

Volume anti-incendio

In base al numero di abitanti presenti sulla zona servita dalla rete, il volume anti-incendio può essere

determinato in due modi: 3

[ ]

∙ ∙ ∙ 3.6 < 3000

ℎ [37]

=

3

6√ [ ]

∙ ∙ 3.6 < 200000

ℎ

1000

{

Per quanto riguarda la prima formula, trattandosi di un’Area di livello 1 o classe A (da Normativa:

comprende edifici di civile abitazione, luoghi di culto, alberghi (con esclusione delle centrali

termiche), impianti sportivi. L’impianto deve garantire il funzionamento di due idr