Verifica di una rete di distribuzione idrica

ERIFICA ALL EROGAZIONE DI PUNTA

La verifica consiste, trovate le portate nei singoli tratti, nel calcolare le quote piezometriche e

verificare che sia garantito il carico minimo di colonna d’acqua sul rubinetto più sfavorito.

Considerata la dotazione idrica pro-capite, possiamo calcolare la portata Q moltiplicando la

dotazione idrica pro-capite per il numero di abitanti, rapportata al numero di secondi presenti in un

giorno. Risulta pertanto Q = (216 * 5000)/86400 = 13 l/s.

Dotazione idrica [l/ab g ] 216

Abitanti 5000

Q [l/s] 13

Per calcolare la portata di punta, la portata va amplificata per il coefficiente di punta cp. Tale

coefficiente risulta pari a: 20 * n. ab ^(-0.2) = 20 * 5000 ^(-0.2) = 3.64 ergo la portata di punta

risulterà =46 l/s. cp 3.64

[l/s]

Qp 46

Per il dimensionamento della rete si considera anche una portata di punta distribuita lungo il

percorso, tale portata sarà funzione della lunghezza di ogni singolo tratto.

Considerato che la lunghezza totale del percorso è pari a Ltot = 2245 m, la portata distribuita di

punta, calcolata come il rapporto tra portata di punta e lunghezza totale risulta: Qdist = 46 / 2245 =

0,0205 l / s m . Ltot [m] 2245

[l/sm]

Qp,dist 0,0205

Si procede alla creazione di un numero di sconnessioni ad hoc nella maglia (tante sconnessioni

quante sono le maglie) suddividendo la rete in diversi percorsi, ipotizzando per ognuno di essi la

portata; il diametro risulta in questo specifico caso già assegnato e la tubazione si considera

realizzata in ghisa.

Le sconnessioni sono state create nei seguenti punti:

* H del ramo IH

* L del ramo CL

* E del ramo LE

* F del ramo HF

* G del ramo HG

I percorsi scelti sono i seguenti:

* A-B-C-D-E-F-G

* A-M-H-G

* B-I-L-E

* C-L

* I-H

* H-F å ± q ± Q = 0 dove qi rappresentano le varie portate

Considerate le equazioni di continuità ai nodi i

entranti/uscenti dai nodi e Q le portate distribuite, si ipotizzano le portate di primo tentativo nei vari

nodi dei percorsi ipotizzati tali da soddisfare le equazioni di continuità sopra citate.

Stabilito un verso di percorrenza (nel nostro caso orario positivo), i risultati di primo tentativo

risultano essere i seguenti:

Assegnata una distribuzione di primo tentativo, si opera applicando delle portate correttive Δq

iterando il procedimento fino ad arrivare a dei valori che soddisfino sia le equazioni ai nodi sia le

α

å × = 0

± r q

equazioni , rappresentative del bilanciamento dei carichi per ogni maglia .Tali

i i

equazioni, con l’aggiunta delle portate correttive Δq si esprimeranno nella forma:

å α

×

± r q

| | α i i

å ×

± r q + Δq = 0 Con Δq = .

( )

i i å -

α 1

× ×

α r q

i i

α

å × = 0

± r q

L'equazione altri non è che la ben nota formula di Darcy per la valutazione delle

i i 2 β

q

perdite di carico , posto .

r = l

h = β l 5

5 d

d

Il procedimento si interromperà allorché la correzione apportata è pressoché nulla o quando la

somma delle perdite su ogni maglia risulti inferiore ad un valore prefissato (ad es. 0,1 m) e la

verifica sarà soddisfatta se il carico piezometrico sarà quello minimo previsto per ogni nodo della

rete.

Dalla relazione di calcolo allegata al presente documento, si evince che la verifica è soddisfatta per

la portata di punta. Nello specifico avremo le seguenti portate e i seguenti carichi piezometrici:

NODO Carico piezometrico [m]

A 32,9

B 30,1

C 30,8

D 31,2

E 31,7

F 32,8

G 35,0

H 34,8

I 27,9

L 31,2

M 36,7

4.V '

ERIFICA ALL INCENDIO

La normativa impone che durante un evento d'incendio, la rete deve essere in grado di fornire una

portata pari all'80% della portata media, oltre che la portata degli idranti. Per stabilire il numero di

idranti da considerare, bisogna stabilire la portata d'incendio che dovrà essere garantita con un

carico di 5m per due ore.

Tale portata può essere fissata pari a:

Q = 6 n = 13.4 con n= numero di abitanti.

inc

Tenendo presente che un idrante eroga 15 l/s, si deduce che occorre almeno 1 idrante, e il punto più

sfavorito è stato individuato nel nodo F.Introducendo nel percorso delle interruzioni ad hoc negli

stessi punti del precedente paragrafo, si è giunti alla seguente distribuzione iniziale:

Utilizzando lo stesso metodo iterativo precedentemente analizzato, la distribuzione finale delle

portate e le rispettive quote piezometriche sono le seguenti:

NODO Carico piezometrico [m]

A 37,9

B 38,6

C 39,9

D 40,7

E 41,3

F 38,2

G 41,7

H 43,1

I 36,6

L 40,2

M 42,4

5. V

ERIFICA INTERRUZIONE DI UNO DEI RAMI PRINCIPALI

L'ultima veririca da eseguire è quella nel caso in cui si abbia la rottura di un ramo della rete, in tal

caso tutta la portata si troverà a passare nei rami adiacenti. Nel nostro caso, è stata considerata una

rottura in uno ramo principale, più precisamente nel ramo AB.

Al fine di determinare le portate nei singoli tratti, sono state introdotte delle sconnessioni nelle

maglie creando degli appositi percorsi, ricavando conseguentemente la seguente distribuzione delle

å ± q ± Q = 0

portate rispettando l'equazione di continuità ai nodi . Le sconnessioni introdotte

i

hanno determinato i seguenti percorsi:

* A-M-H-G-F

* H-I-L-E-F

* I-B-C-D-E

* H-F

* C-L

La distribuzione di primo tentativo risulta essere la seguente: