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 Fognature – Vasche volano Prof. Gianfranco Becciu COSTRUZIONI IDRAULICHE – PARTE

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Fognature – Vasche volanoProf. Gianfranco Becciu

COSTRUZIONI IDRAULICHE – 2°PARTE

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Opere di accumulo temporaneo per il controllo degli scarichidal sistema di drenaggio urbano verso i ricettori

• principalmente nelle reti unitarie (miste)

• inseribili anche nella rete bianca di sistemi separati

VASCHE DI PRIMA PIOGGIA

• funzione di intrappolare gli inquinanti

associati alla prima parte dell’evento meteorico

• generalmente chiuse

realizzate in muratura (CLS)

• suddivise in camere indipendenti

• anche affiancate da vasca esterna

(invaso eventi meno frequenti)

VASCHE VOLANO

• funzione soprattutto di laminazione

Tipologie di vasche /1

FUTURA

RICETTORE

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MISTA SEPARATA

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

nera bianca

Condotto derivatoreverso la depurazione

Scaricodi troppo pieno

Bocca di controllo

Scarico al ricettore

Ripartitore / Bypass

(devia portate a vasca piena)

Tipologie di vasche /2

   I   N

   L   I   N   E   A

Schemi di vasche di prima pioggia per sistemi misti e separati

MISTA SEPARATA

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione VASCA DI PRIMA PIOGGIAdi capacità W  pp

nera bianca

   F   U   O   R   I   L   I   N   E   A

Scaricatore

(devia portate superiori alla soglia)

Scarico di troppo pieno

Condotto derivatoreverso la depurazione

Scarico di troppo pieno

Corpo idrico ricettoreBocca di controllo

Scarico al ricettore

Bocca di controllo

Scaricodi troppo pieno

 

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MISTA SEPARATA

Condotto derivatoreverso la depurazione

nera bianca

Condotto derivatoreverso la depurazione

Ripartitore / Bypass

(devia portate a vasca piena)

Tipologie di vasche /3

   I   N

   L   I   N   E   A

Schemi di vasche di prima pioggia e volano per sistemi misti e separati

MISTA SEPARATA

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Vasca di prima pioggiadi capacità W  pp

nera bianca

   F   U   O   R   I   L   I   N   E   A

Scaricatore

(devia portate superiori alla soglia)

Condotto derivatoreverso la depurazione

Corpo idrico ricettore

Boccadi controllo

VASCA VOLANOdi capacità W m

Scarico al ricettore

Boccadi controllo

Scarico al ricettore

Boccadi controllo

Boccadi controllo

Scarico al ricettore

 

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Vasche di prima pioggia – IN LINEASchemi di funzionamento

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Scarico di troppo pieno

Bocca di controllo

IN RIEMPIMENTO

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Scarico di troppo pieno

Bocca di controllo

A VASCA PIENA

Max livelloin vasca

Vantaggi: - collegamenti idraulici semplici

- bypass  ═ > evita miscelazione tra acque invasate e da sfiorare

- può essere svuotata a gravità

Svantaggi: - anche per Q <Q sup libera la corrente attraversa la vasca PP (senza invaso)

- in caso di bocca fissa  ═ > portate in uscita molto variabili

- difficile da rendere autopulenti

IN TEMPO SECCO

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Scarico di troppo pieno

Bocca di controllo

Max livelloin vasca

 

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Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Bocca di controllo

Scaricodi troppo pieno

Vasche di prima pioggia – FUORI LINEASchemi di funzionamento

IN RIEMPIMENTO A VASCA PIENA

Max livelloin vasca

Vantaggi: - portata verso valle è meno variabile rispetto allo schema “in linea”

- invaso solo per Q >Q soglia  ═ > vasca vuota in tempo secco

- bypass  ═ > evita miscelazione tra acque invasate e da sfiorare

- più facilmente inseribile nel tessuto urbano

Svantaggi: - collegamenti idraulici più complessi

- svuotamento a gravità, ma spesso necessario impianto di sollevamento

IN TEMPO SECCO

Max livelloin vasca

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Bocca di controllo

Scaricodi troppo pieno

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Bocca di controllo

Scaricodi troppo pieno

 

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Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Boccadi controllo

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Boccadi controllo

Vasche di prima pioggia e volano – IN LINEASchemi di funzionamento

IN RIEMPIMENTO A VASCA PIENA

Vantaggi: - funzione di laminazione (oltre a trappola per inquinanti)

- vasca V divisa in settori, impegnati per tempi di ritorno crescenti

- bypass  ═ > evita miscelazione tra acque invasate e da sfiorare

Svantaggi: - anche per Q <Q sup libera la corrente attraversa la vasca PP (senza invaso)

- in caso di bocca fissa  ═ > portate in uscita molto variabili

- PP difficile da rendere autopulenti

IN TEMPO SECCO

Scarico al ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Boccadi controllo

 

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Scaricoal ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Vasche di prima pioggia e volano – FUORI LINEASchemi di funzionamento

IN RIEMPIMENTO A VASCA PIENA

Vantaggi: - funzione di laminazione (oltre a trappola per inquinanti)

- portata verso valle è meno variabile rispetto allo schema “in linea”

- invaso solo per Q >Q soglia ═ > vasca PP vuota in tempo secco

- vasca V divisa in settori, impegnati per tempi di ritorno crescenti

- bypass  ═ > evita miscelazione tra acque invasate e da sfiorare

Svantaggi: - collegamenti idraulici molto più complessi

- svuotamento a gravità, ma spesso necessario impianto di sollevamento

IN TEMPO SECCO

Boccadi controllo

Scaricoal ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Boccadi controllo

Scaricoal ricettore

Condotto derivatoreverso la depurazione

Boccadi controllo

 

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Vasche volano a settoriSvuotamento a gravità

Condotto di alimentazione

CLAPET chiusi

CLAPET aperti

SCARICOal ricettore

SCARICOal ricettore

Condotto di alimentazione

  

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)(t W 

)(t h

)t(Qe

x

)t(Qu

Qe, Qu

t

Qe

QQuu

+

-

QQuu maxmax

Dati da assegnare per il progettodi un serbatoio di laminazione:

• onda “di progetto” Qe(t) diassegnato tempo di ritornoda effettuare con le leggidell’idrologia statistica

• Qu max compatibile a valle

Risultati del calcolo:

• onda uscente Qu(t)

• volume Wmax da invasare nel

serbatoio

Equazioni generali della laminazione /1

  

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- Equazione di continuità:

qe(t) noto; qu(t) e W(t) incogniti.

( ) ( )( )

dt 

t dW t Qt Q ue =−

- Legge d’efflusso:[ ])()( t h f t Qu =

- Legge d’invaso:

[ ]W  f h =

3 equazioni nelle 3 incognite

QQuu(t), h(t), W(t)(t), h(t), W(t)

Il colmo Qu max si ha sempre

nell’istante in cui vale la

condizione di massimo Qe = Qu

e quindi per l’equazione di

continuità: dW/dt = 0)(t W 

)(t h

)t(Qe

x

)t(Qu

Qe, Qu

t

Qe

QQuu

+

-

QQuu maxmax

Equazioni generali della laminazione /2

 

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[ ] [ ]ssu ht hght h Lt Q −⋅−⋅⋅μ= )(2)()(

Efflusso da luci a stramazzo

Efflusso daluci di fondo

- sotto battente

)(2)( t hgt Qu ⋅⋅σ⋅μ=

- a pelo libero

h

σ 

q1 q2 q3

hs

h1

h2

h3

Legge d’efflusso del serbatoio /1Tipologie di scarichi

)()( t Qt Q eu =

 

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σ σ 1 σ 2 σ 3

W max1

W max2  W max3

Qe

t

Qumax2

Qumax1

Qumax3

σ 1

σ 2 

σ 3

σ 2 

σ 3

σ 1

Q

Qu

Se aumenta la luce σ  dello scarico di fondo:

- diminuisce volume massimo invasato W max 

- aumenta portata uscente max Q u max 

- diminuisce rapporto di laminazione η = Q u max  /Q e max 

Qemax

Legge d’efflusso del serbatoio /2Variazione luce dello scarico di fondo

  

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Wnon ott

laminazione ottimale

laminazione non ottimale

Qumax ott

Qe, Qumax

ta parità di volume d’invaso W la laminazione ottimale

ottiene il minimo della portata uscente massima

Qu max ott < Qu max non ott

Qumax non ott

Wott

Laminazione ottimale /1a parità di volume d’invaso W 

  

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Wnon ott

laminazione ottimale

laminazione non ottimale

Qu max

Qe, Qumax

ta parità di Qu max la laminazione ottimale

richiede il minimo volume d’invaso

Wott < Wnon ott

Wott

Laminazione ottimale /2a parità di portata uscente massima Q u max 

 

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Qe(t)

Qu(t)

t

Qe(t)

Qu(t)

Qe(t) – Qu(t) = ———dW(t)dt

+W12

 –W23

+W34

 – (W12 + W34 – W23 )

——— = 0dW(t)

dt

——— = 0dW(t)

dt

Q1

1

23

4

 –W23+W12

+W34

 – (W12 + W34 – W23 )

Laminazione di idrogramma di lunga durata

NB: volume svasato è pari allasomma algebrica solo se

il serbatoio non si è maisvuotato completamente

 

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t

Qe(t)

Qu(t)

Q1

1) Le onde entranti, a parità di portata al colmo, più sono lunghe e‘appiattite’ meno sono laminabili.

2) Il fenomeno dell’invaso è dominato più dai volumi che dalle portate.

Qemax

Qumax,C

Qumax,B

Qumax,A

QeA(t) QeB(t) QeC(t)

QuA(t)QuB(t)

QuC(t)

Laminazione di idrogrammi di volume crescente

 

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tW1 = istante di riempimento del volume W1

t2 = istante di svuotamento del volume W2

Q2

W1

W2

W1

tW1 t2

QP

tP

Qe(t)

Qu(t)

tW2

tW2 = istante di riempimento del volume W2

Q

t

Laminazione reale - volume insufficiente /1W 1 si riempie DOPO l’istante di picco t P 

)(2)()( t hgt h Lt Qu ⋅⋅⋅μ=efflusso da luci a stramazzo

efflusso da luci a battente

)(2)( t hgt Qu ⋅⋅σ⋅μ=

Qe(t)

h(t)

Qu(t)Q1 Q2

h1

h2 = hsfioro

Sacche d’aria

con pulsazioni

W2

h3

W1

Q3

 

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tW1 = istante di riempimento del volume W1

t2 = istante di svuotamento del volume W2

tW2 = istante di riempimento del volume W2

Laminazione reale - volume insufficiente /1W 1 si riempie PRIMA dell’istante di picco t P 

Q2

W1

W2

W1

tW1 t2

QP

tP

Qe(t)

Qu(t)

tW2

Q

t

)(2)()( t hgt h Lt Qu ⋅⋅⋅μ=efflusso da luci a stramazzo

efflusso da luci a battente

)(2)( t hgt Qu ⋅⋅σ⋅μ=

Qe(t)

h(t)

Qu(t)Q1 Q2

h1

h2 = hsfioro

Sacche d’aria

con pulsazioni

W2

h3

W1

Q3

 

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trascurabile volume di invaso W2 sopra la soglia dello scarico di superficie

tW1 = istante di riempimentodel volume W1

Q2

W1

W1

tW1

QP

tP

Qe(t)

Qu(t)

Q

t

Laminazione semplificata - volume insufficiente /1W 1 si riempie DOPO l’istante di picco t P 

IPOTESI:

 

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trascurabile volume di invaso W2 sopra la soglia dello scarico di superficie

Laminazione semplificata - volume insufficiente /1W 1 si riempie PRIMA dell’istante di picco t P 

IPOTESI:

tW1 = istante di riempimentodel volume W1

Q2

W1

W1

QP

tp

Qe(t)

Qu(t)

tW1

Q

t

 

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trascurabile volume di invaso W2 sopra la soglia dello scarico di superficie+

LAMINAZIONE OTTIMALE

Laminazione semplificata - volume insufficiente /1W 1 si riempie DOPO l’istante di picco t P 

IPOTESI:

Q2

Q

t

W1

W1

tW1

QP

tP

Qe(t)

Qu(t) tW1 = istante di riempimentodel volume W1

 

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Qe(t) Schematizzazione dell’idrogramma in ingresso

sulla base di un modello concettuale di trasformazione afflussi-deflussi

Qu(t) Ipotesi semplificativa sull’idrogramma in uscita:

portata in uscita costante durante il colmo (laminazione ottimale)

Wmax, hmax

Equazione di continuità

dt t dW t Qt Q ue)()()( =−

 

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 30 60 90 120 150 180

Durata [minuti]

h [mm]

a · θn

ϕ · a · θn

W max / SQu · θ  / S

θw

W e = S · ϕ · h(θ) = S · ϕ · a · θn

W u

= Qu

· θ

W = W e

– W u

= S · ϕ · a · θ n – Qu

· θ

11−

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ 

⋅⋅⋅=

nu

wnaS

Q

ϕ θ 

Guo, 1991

W u = k · Qu · θ

11

1 −−

⎟⎟

 ⎠

 ⎞⎜⎜

⎝ 

⎛ ⋅⋅ϕ⋅

⋅−⎟⎟

 ⎠

 ⎞⎜⎜

⎝ 

⎛ ⋅⋅ϕ⋅

⋅⋅ϕ⋅=n

uu

nn

umax

naS

QQ

naS

QaSW 

Metodo delle sole piogge

Volumi riferiti all’unità di area del bacino a monte

ietogramma netto di pioggia

a intensità costante

laminazione ottimale

(portata uscente costante)

——— = 0dW(θ)

  

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 c

u

Q

Q=η 

2

3

3

2

95.0⎟⎟

 ⎠

 ⎞

⎜⎜

⎝ 

⎛ −⋅⋅⋅⋅= η θ ϕ  n

waSW 

1

1

2

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ 

⋅⋅⋅=

nu

waSn

Q

C  ϕ 

ϕ θ 

rapporto di laminazione

5.030

1.001.0

165.02 +−−+

⋅= η η 

nC 

Metodo dell’invaso /1Moriggi e Zampaglione, 1978 

W

t

Q

Qumax

W

Qc

 

M d d ll’i /2

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26

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k mnF w  

),(

θ 

=

 

1

u

c

Q

Qm ==

η 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0.2 0.4 0.6 0.8

n

G

m =2

3

4

10

( )⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

−⋅⎟⎟ ⎠

 ⎞

⎜⎜⎝ 

⎛ 

⋅⋅−−⎟⎟⎟

 ⎠

 ⎞

⎜⎜⎜

⎝ 

⎛ 

−⋅

⋅−=−

−−−

F n

n

nnn

e D

F m

F mmF 

 D

m

F  D

m

 D

 D

mng 11ln

11

1ln),(

1

1

121

011

ln)1(

2

1

1

=−

⋅−

⎟⎟⎟⎟

 ⎠

 ⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝ 

⎛ 

−⋅

⋅⋅−+⋅

n

n

n

e

F m

 D

F  D

m

F  D

m

nF n

c

 ),(),(),(

Qk 

W mnF mngmnG

⋅=⋅=

Metodo dell’invaso /2Paoletti e Rege-Gianas, 1979

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0.2 0.4 0.6 0.8

n

F

m=2

3

4

10

n

F

m

n

G

m

 

M t d i ti /1

 

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0

12

0 T QQa A

QT a AW uu

n

u

n ⋅−θ⋅−⋅⋅ϕ

θ⋅⋅+θ⋅⋅⋅ϕ=

012

0

1 =−

⋅⋅ϕ

θ⋅⋅⋅−+θ⋅⋅⋅ϕ⋅

−−

u

n

wu

n

wQ

a A

QT )n(a An

0,1

1

10

10 0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

η

n  =  0,20,3

0,4

0,5

0,60,7

0T 

 y wθ=

Metodo cinematico /1 Alfonsi e Orsi, 1979

 c

u

Q

Q=η 

η

y

Qc(θw)

Qc(θc)

θ =T0 θw

Qu

C

dW(θ)

dθ——— = 0

W

  

M t d i ti /2

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Modica (1996) ha esteso il metodo cinematico, rimuovendo alcune ipotesi semplificative:

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5q t 

wIetogramma: Chicago

Curva aree-tempi: α = 1/3

Portata uscente: costante

n = 0,45

n = 0,20

a)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5q t 

wIetogramma: Chicago

Curva aree-tempi: α = 1

Portata uscente: costante

n = 0,45

n = 0,20

b)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5q t 

wIetogramma: Chicago

Curva aree-tempi: α= 3

Portata uscente: costante

n = 0,45

n = 0,20

c)

1°ipotesi rimossa:

pioggia costante

+curva aree-tempi lineare

Ietogramma Chicago+

curva aree-tempi non lineare

Metodo cinematico /2Modica (1996)

CASOBASE

 

Metodo cinematico /3

 

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Modica (1996) ha esteso il metodo cinematico, rimuovendo alcune ipotesi semplificative:

Metodo cinematico /3Modica (1996)

CASOBASE

2°ipotesi rimossa:

portata uscente

costante

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5

q t 

wIetogramma: costante

Curva aree-tempi: lineare

Legge d’efflusso: a battente

n = 0,45

n = 0,20

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5

q t 

wIetogramma: costante

Curva aree-tempi: lineare

Legge d’efflusso: a stramazzo

n = 0,45

n = 0,20

Legge d’efflussoa battente Legge d’efflussoa stramazzo

 

Metodo cinematico /4

 

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30

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Modica (1996) ha esteso il metodo cinematico, rimuovendo alcune ipotesi semplificative:

Metodo cinematico /4Modica (1996)

CASOBASE

Entrambe ipotesi rimosse:

pioggia costante + curva aree-tempi lineare+

portata uscente costante

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5q t 

wIetogramma: Chicago

Curva aree-tempi: α = 1

Legge d’efflusso: a batt ente

n = 0,45

n = 0,20

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,0 0,5 1,0 1,5q t 

wIeto gram ma : Chica go

Curva aree-tempi: α = 1

Legge d’efflus s o : a strama zzo

n = 0,45

n = 0,20

Ietogramma Chicago+

efflusso a battente

Ietogramma Chicago+

efflusso a stamazzo

 

Altri metodi

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31

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Marone (1971) ;

Boyd (1982 e 1987)

Wycoff e Singh (1976)

 Abt e Grigg (1978)

411.0

753.0

1291.1

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ 

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ −⋅⋅

=

c

b

c

ue

Q

QW 

 N 

ec

u

W  N 

Q

Q⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ 

⋅−== 1η 

⎟ ⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛ ⋅−⋅⋅⋅⎟

 ⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛  +=

56.43

60)1(2

1 2α cu t QmW 

Altri metodiFormule empiriche

 

32Limiti dei modelli idrologici

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32

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Pioggia costante

Vasca semplice

Laminazione ottimale Regolatori di flusso a portata variabile

Ietogrammi variabili 

Vasche multi-camera

Sottostima o sovrastimadel volume della vasca

Evento singolo Possibilità di pre-riempimento

SIMULAZIONEDETTAGLIATA

solo predimensionamento vasca

Limiti dei modelli idrologici

 

33Modelli di simulazione

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33

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Serie pluviometrica continua lunga(almeno 10 ÷ 20 anni)

Serie pluviometrica continua corta(5 ÷ 10 anni)

Curve di possibilità pluviometrica

Simulazione continua

Modello stocastico dellepiogge + simulazione

continua

Ietogramma di progetto +simulazione d’evento

Serie pluviometrica ridotta(pochi eventi critici)

Ietogramma reale +simulazione d’evento

Modelli di simulazione

   S   E   M   P   L   I   F

   I   C   A   Z   I   O   N   I

 

34Simulazione con eventi reali

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34

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Pecher, 1980 

Mambretti, 1991

T (anni)Incremento % del volume rispetto alla simulazione

con evento singolo e pioggia costante

Qu (l/s/ha) 5 10 20 50 100

0.5 17.2 16.8 26.6 28.3 43.1

1.0 14.1 14.9 22.4 10.2 10.2

2.0 11.3 15.1 4.8 19.1 20.6

5.0 18.9 15.0 11.0 20.6 24.6

10.0 33.9 28.2 5.7 6.8 14.4

Marelli , 1994 ΔW ≅ 50 % (T=5 anni) ÷ 100 %(T=2 anni)

Simulazione con eventi reali

 

35Possibilità di pre-riempimento

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35

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Piogge di Milano 1971-1991:

1296 eventi con h > 3 mm

Intervallo medio (ts) tra gli eventi: 5.37 giorni

Numero eventi con ts < 10 ore: 356

Simulando le piogge reali con il metodo cinematico,si ottiene un volume di circa 720 m3/haimp per unavasca volano con T= 20 anni e portata in uscita

costante pari a 20 l/s haimp.

Il tempo di completo svuotamento sarà quindicirca pari a 10 ore.

In 6 casi su 21 annila vasca non sarebbestata completamentevuota all’inizio

dell’evento.

Il valore massimo delpre-riempimento èrisultato pari a circa

il 40%

Esempio:

Possibilità di pre riempimento

 

36Vasche multicamera

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36

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Vasche multicamera

Vasche in serie Vasche in parallelo

 

37Vasche multicamera con precamera

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37

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Il volume di una vasca multicamera con precamera di ingresso è minore diquello di una vasca semplice (+Wo) a parità di massima portata in uscita.

W1

W2 W3

Wo

Q

t

Lo schema più efficiente è quello con camere in serie e con riempimento e

svuotamento attraverso la precamera d’ingresso.

Vasche multicamera con precamera

 

38V h l lità d ll

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38

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Nel caso che la vasca volano abbia come ricettore direttamente un

CORSO D’ACQUA, è opportuno favorire al massimo l’abbattimento

degli inquinanti PRIMA dello scarico.

Sedimentazione dei solidi sospesi (SS)

• Aumento dei tempi di residenza,

anche per gli eventi più frequenti

• Limitazione della turbolenza nella vasca

a) Sedimentazione dei SS

b) Diminuzione del BOD

c) Diminuzione del DO !!!

Tempi di residenza non troppo elevati circa 24 ore (Grizzard et al., 1986)

Aerazione delle vasche

Vasche volano e qualità delle acque

 

39Regolatori di portata a luce fissa /1

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gh AQ2μ =

legge di efflusso 

v

c

c C 

h

aC 

C ⋅

+

=

1

μ 

Con parete verticale (δ = 90°)

e per a/h →0, μ = 0.61;

Per a/h grande μ si riduce acausa della presenza d’aria

risucchiata che rende l’efflusso

irregolare.

g p

Sono essenzialmente luci a battente:

 

40Regolatori di portata a luce fissa /2

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1) H o < 1.2⋅D e S o > S critica 

la corrente passa per l’altezza critica all’imbocco

2) H o > (1.2⋅D ÷ 1.5⋅D )se la corrente è ben aerata da valle l’efflusso è uguale a quello

sotto una paratoia3) H o < 1.2⋅D e S o < S critica 

si sviluppa un moto a pelo libero controllato dalle condizioni di

valle;

4) H u < D e S o < S critica 

il condotto è parzialmente pieno

5) H u = D il condotto è totalmente pieno; la corrente a valle potrebbe

essere veloce

4) H u > D e S o < S critica 

il condotto è parzialmente pieno, con una corrente lenta a valle

 

41Regolatori di portata a luce variabile

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Il loro scopo è quello di

mantenere la portata in uscita

il più possibile costante al

variare del carico idraulico h .

Generalmente sono bocche abattente con paratoie

regolabili, con imbocco mobile

o deformabile.

La luce minima, in condizioni

di carico massimo, non deve

essere inferiore a 25x25 cm

per evitare possibili occlusioni.

Regolatori di portata a luce variabile

 

42Regolatori di portata a vortice

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Chiamati anche

hydrobrake o vortex amplifier nella terminologia anglosassone

Il moto vorticoso riduce

sensibilmente il coefficiente

d’efflusso μ (0.2 ÷ 0.3)

Luci più ampie(quindi meno intasabili)

Autopulizia dovuta al vortice.

Possono essere a due o a tre vie.

 

43Scarichi di superficie

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ghhlQ 2μ =

4.0=μ 

Sfioro libero in atmosfera e nonrigurgitato

Sono generalmente luci a stramazzo :

legge di efflusso 

 

44Scarichi di superficie - 2

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⎥⎥

⎢⎢

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ ⋅+⋅⎟

 ⎠

 ⎞⎜⎝ 

⎛ +

−−=

2

55.010027.0

03.0405.0 H  L

hl

h L

l Lμ 

48.045.0 ÷=

⎥⎥

⎢⎢

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ ⋅+⋅⎟

 ⎠

 ⎞⎜⎝ 

⎛ +

−−⋅=

2

55.010027.0

03.0405.08.0 H  L

hl

h L

l Lμ 

hK ll  peff  ⋅⋅−= 2

Caso b)Caso a)

Caso c) Caso d)

 

45Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /1

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Vasca di prima pioggia(settori chiusi e impermeabili)

con sistema di autolavaggio

Vasca di prima pioggia+

Vasca volano(settori chiusi e a cielo aperto)

Esempi /1

 

46Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /2

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Vasca di prima pioggia+

Vasca volanoa cielo aperto - con fitodepurazione

Esempi /2

 

47Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /2

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Vasca volanoa cielo aperto - con laghetto permanente

Esempi /2

 

48Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /3

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Vasca volanoa cielo aperto - permeabili

Esempi /3

argine

area ricreativa

contesto urbano

[CANADA]

 

49Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /4

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Fognature: vasche volano - Prof. Gianfranco Becciu

Vasche volanoa cielo aperto - impermeabili

Esempi /4

[ CITTA’ DI SANTO ANDRE’ – SP (Brasile) ]

Vasca volano di Santa Terezinha :particolare dello scarico

Vasca volano di Villa America :condotti di ingresso

 

50Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /5

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Fognature: vasche volano - Prof. Gianfranco Becciu

Vasca volanochiusa coperta - impermeabile

Esempi /5

clapet di lavaggio

finitura esterna dell’area

ingresso nella vasca lavaggio

e primo sfioro

 

51Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /6

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Apparati di lavaggio

• Funzione: eliminare materiale sedimentato sul

fondo vasca a fine evento

• controllo manuale / sistemi automatizzati

• vasca di accumulo (dimensione e geometria

dipendono dal sistema di lavaggio prescelto)

• possono utilizzare sia acqua della fognatura in

arrivo da monte sia acqua pulita

Esempi /6

 

52Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /7

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[VASCA SESTO S. GIOVANNI]

• corridoi di lavaggio automatizzato in sequenza

• con sensori di riempimento / svuotamento

• svuotamento a gravità

con bocca di uscita regolata (Qu≈

cost)

p

finitura esterna

vasca

accumulo

clapet di lavaggio

ingresso

 

53Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /8

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p

Vasca volano“SUPERTUBO”

manufatto diautolavaggio

supertubo

 

54Vasche di prima pioggia e volanoEsempi /9

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Vasca volanosoluzione in galleria sotterranea