COMUNE DI MODENA

PIANO URBANISTICO ATTUATIVO (PUA) PIANO PARTICOLAREGGIATO DI INIZIATIVA PRIVATA

Z.E. 280 COMPARTO RESIDENZIALE IN VIA GIARDINI

PROGETTO PRELIMINARE DELLE OPERE DI URBANIZZAZIONE

Relazione Tecnico-illustrativa

Committente: CESA Costruzioni - Via P.Rizzotto, 90 41126 Modena

Redazione: Ing. Andrea Artusi Ing. Yos Zorzi Collaborazioni: Ing. A. Monzani Ing. C. Papotti

Modena, Novembre 2011

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INDICE

1.  OPERE STRADALI 3 

2.  RETI ELETTRICHE 4 

3.  ILLUMINAZIONE PUBBLICA 5 

4.  RETI TELEFONO DATI 6 

5.  RACCOLTA RSU 7 

6.  RETI FOGNARIE 8 

6.1.  PREMESSA 8 

6.2.  LA STRUTTURA DELLE RETI A SERVIZIO DELL’INSEDIAMENTO IN PROGETTO 12 

6.3.  DEFINIZIONE DELLA RETE DI DRENAGGIO DELLE ACQUE METEORICHE 17 

6.3.1.  Elementi di idrologia 17 6.3.1.1.  Piogge intense 17 

6.3.2.  Dimensionamento e verifica idraulica della rete di drenaggio delle acque meteoriche 19 6.3.2.1.  Progettazione preliminare 19 6.3.2.2.  Impostazione della progettazione definitiva: verifica della rete tramite modello 20 

6.3.3.  Modalità di posa in opera e particolari costruttivi 22 

6.3.4.  Volume di invaso e laminazione delle portate di origine meteorica 24 6.3.4.1.  Premessa 24 6.3.4.2.  Dimensionamento del volume di invaso 24   Descrizione del fenomeno della laminazione 24   Calcolo del volume minimo dell’invaso 25 6.3.4.3.  Caratteristiche della vasca 29 

6.4.  DEFINIZIONE DELLA RETE DI RACCOLTA E ALLONTANAMENTO DELLE ACQUE REFLUE 30 

6.4.1.  Quadro generale degli elementi di progettazione delle reti di allontanamento delle acque reflue 30 

6.4.2.  Modalità di posa in opera e particolari costruttivi 30 

6.5.  QUADRO RIEPILOGATIVO: SVILUPPO COMPLESSIVO DELLA RETE FOGNARIA 32 

7.  RETI GAS ACQUA 33 

7.1.  STATO DI FATTO 33 

7.2.  VALUTAZIONE DEI CONSUMI 33 

7.3.  STATO DI PROGETTO 34 

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1. OPERE STRADALI

Il comparto in progetto verrà servito da una strada di penetrazione che si innesterà a T su via Giardini. Detta strada, classificata come Strada Locale Urbana (F – urbana), sarà costituita da una corsia per senso di marcia di larghezza pari a 2,75 mt e da banchine laterali pari a 0,50 mt, per una larghezza complessiva della piattaforma stradale pari a 6,50 mt. L’incrocio con via Giardini è progettato in modo da garantire la svolta dei mezzi in ingresso e in uscita dal comparto in entrambe le direzioni. Il raggio di curvatura interno delle svolte avrà una dimensione di 11 mt e la corsia in curva avrà una larghezza di 4,50 mt; in tal modo verrà garantita la manovra di mezzi pesanti quali, ad esempio, gli automezzi dei VVF. L’insediamento in progetto sarà dotato di due accessi carrabili che si innesteranno ai due estremi della strada di urbanizzazione in oggetto. Sul lato sud della strada sono previsti 22 stalli di sosta disposti a pettine, di dimensioni pari a 2,50 x 5,00 mt. Di questi uno sarà riservato a persone diversamente abili e avrà dimensioni pari a 3,50 x 5,00 mt. Per garantire l’ombreggiamento dei parcheggi, questi saranno intervallati da cinque aiuole alberate. In adiacenza alle zone di sosta, in confine con l’insediamento in progetto, verrà realizzato un percorso pedonale di larghezza pari a 1,50 mt che si raccorderà con la pista ciclopedonale parallela a via Giardini e con la piazzola di raccolta R.S.U.. Il lotto posto a nord della carreggiata sarà delimitato da una filetta. Per la definizione della segnaletica stradale si rimanda alle fasi di progettazione successive, in accordo con gli Uffici della Polizia Municipale.

Fig. 1- Opere stradali in progetto al servizio del comparto.

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2. RETI ELETTRICHE

La linea elettrica di MT più prossima al comparto in oggetto corre parallela a Via Giardini, prevalentemente sul lato Est. Per servire l’insediamento in oggetto sarà pertanto necessario allacciarsi con una linea di MT a quella sopra detta, attraversando il Cavo Cerca e realizzando una cabina di trasformazione prevista sul lato nord della strada in progetto. Il Cavo Cerca corre sotto la pista ciclabile esistente ed è tombinato con un manufatto scatolare di cemento armato di dimensioni interne 4,00 m x 2,00 m. L’attraversamento con la rete elettrica si ipotizza sull’estradosso dello scatolare stesso, che verrà pertanto demolito e ricostruito per un tratto di larghezza adeguata al passaggio delle polifore. La cabina in oggetto, di dimensioni esterne 5,00 x 5,00 mt, è previsto sia collocata sul lato Est di comparto, in posizione baricentrica rispetto ai fabbricati da servire anche tenuto conto delle future espansioni urbanistiche verso Est del vecchio Canale di Formigine, in modo da ridurre al minimo le cadute di tensione lungo la rete. Dalla linea di BT, che partirà dalla cabina, verranno staccate le linee che andranno a servire gli edifici in progetto. Sempre in previsione di un’eventuale futura urbanizzazione del lotto posto a Est del vecchio sedime del Canale di Formigine, la linea di BT verrà prolungata fino alla fine della strada di comparto. Per facilitare la manutenzione della rete ed evitare l’interferenza con il traffico veicolare della strada di urbanizzazione, il cavo di BT verrà posizionato in corrispondenza delle aree di sosta in progetto.

Fig. 2- Rete elettrica esistente ed in progetto al servizio del comparto.

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3. ILLUMINAZIONE PUBBLICA

Sul lato nord della strada in progetto, in corrispondenza delle aiuole alberate poste sul lato opposto, è prevista l’installazione di cinque pali per l’illuminazione degli incroci, della strada e degli adiacenti parcheggi. Detta localizzazione dei corpi illuminanti tiene conto dell’eventuale realizzazione di posti auto, speculari a quelli di urbanizzazione in oggetto, anche sul lato nord della strada in progetto. I pali, alti circa 8 mt, sono posti a una distanza reciproca di 14,50 mt. I pali e i relativi pozzetti verranno posti in opera al di fuori della piattaforma stradale. Al fine di evitare cadute di tensione nella rete di IP esistente su via Giardini, l’ alimentazione del sistema di IP in progetto si staccherà direttamente dalla cabina di trasformazione a servizio del comparto. Il relativo quadro di controllo verrà collocato all’interno della cabina stessa. Le scelte di dettaglio relative al tipo di palo e ai corpi illuminanti verranno definite nelle fasi di progettazione successive, in accordo con l’ente gestore HERA Luce s.r.l..

Fig. 3- Reti I.P. esistente ed in progetto al servizio del comparto.

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4. RETI TELEFONO DATI

Come la rete elettrica di MT, la linea telefonica più prossima al comparto in oggetto corre parallela a Via Giardini, al di sotto della banchina posta sul lato Ovest. In analogia alla rete elettrica, la linea telefonica a servizio del comparto attraverserà il canale Cerca sull’estradosso del manufatto scatolare e verrà posizionata in corrispondenza dei parcheggi di urbanizzazione. Da questa partiranno gli stacchi per servire i fabbricati in oggetto. In fase di progettazione esecutiva si perverrà congiuntamente agli uffici TELECOM alla definizione del dettaglio in numero e dimensioni delle polifore da adottare.

Fig. 4- Reti telefono-dati esistente ed in progetto al servizio del comparto.

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5. RACCOLTA RSU

L’area per la raccolta dei rifiuti solidi urbani è prevista a lato di via Giardini, a Nord dell’incrocio con la strada di urbanizzazione, al fine di limitare l’interferenza tra i mezzi in uscita e in entrata dal comparto e il camion per la raccolta rifiuti. Per consentire la sosta dei mezzi auto-compattatori HERA, evitando di intralciare il flusso veicolare circolante su via Giardini, è prevista la realizzazione di una piazzola di sosta larga 3 mt raccordata a via Giardini stessa mediante zone di decelerazione e di accelerazione. La piazzola, lunga 15 mt e larga 2,5 mt, ha dimensioni tali da consentire l’alloggiamento di una batteria di cassonetti completa per la raccolta differenziata. Come sopra detto, per consentire un’agevole fruizione del servizio da parte dei residenti, la piazzola di raccolta rifiuti sarà raccordata al percorso pedonale del comparto.

Fig. 5- Raccolta RSU in progetto al servizio del comparto.

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6. RETI FOGNARIE

6.1. PREMESSA

La presente Relazione Tecnico-Illustrativa ha per oggetto la soluzione progettuale individuata dagli scriventi per il sistema di drenaggio delle acque meteoriche e di raccolta e smaltimento delle acque reflue a servizio del nuovo P.U.A. in Comune di Modena denominato Z.E. 280 "Comparto residenziale in Via Giardini", tenendo conto delle problematiche legate all’idraulica del territorio e relativa sostenibilità. Per idraulica del territorio si intende quella disciplina che si occupa del governo delle acque superficiali in relazione alle peculiarità antropiche e alle condizioni fisiche del territorio in cui si trovano a fluire. Le soluzioni tecniche previste per le reti di drenaggio del comparto in oggetto, hanno necessariamente implicato la diversificazione dei deflussi delle acque reflue di origine antropica dalle acque di origine meteorica, così che queste ultime possano essere temporaneamente invasate in un bacino di laminazione per l’accumulo dei volumi necessari al rispetto dei principi di gestione del rischio idraulico del territorio. Il rispetto di tali principi si rende necessario in virtù delle condizioni di criticità idraulica cui può essere sottoposto il corpo ricettore delle acque miste o meteoriche esistente. La soluzione progettuale individuata recepisce le indicazioni e prescrizioni emesse dagli Enti proprietario e gestore delle reti fognarie in oggetto (Comune di Modena e Hera S.p.a., rispettivamente). In particolare, è stato individuato il medesimo recapito per le reti di drenaggio a servizio dell’area (sia acque meteoriche che acque nere), ovvero il Cavo Cerca che percorre il lato Est di Via Giardini sotto la pista ciclabile esistente (lato Ovest di comparto) tombinato con sezione in c.a. di misure interne 4,00 x 2,00 m. Sono state previste caratteristiche tipologiche e dimensionali di collettori fognari ed opere accessorie in conformità con quanto espresso dall’Ente Gestore delle reti fognarie. Lo scarico ultimo delle portate meteoriche generate dal comparto è stato previsto nel Cavo Cerca, previa laminazione dei deflussi di piena. L’obiettivo prefissato è infatti quello di contenere gli apporti udometrici delle aree afferenti alla rete esistente che verranno urbanizzate, nell’ottica di ottimizzare la gestione del rischio idraulico sul territorio. Nel quadro della progettazione del comparto si è provveduto a definire e dimensionare le opere e a verificare il funzionamento della rete di drenaggio delle acque meteoriche e reflue applicando una metodologia di lavoro largamente consolidata in materia. La metodologia di lavoro applicata può essere sintetizzata in alcuni steps operativi:

definizione delle piogge critiche mediate sul territorio oggetto dell’intervento, ottenute elaborando le serie storiche reperite negli annali idrografici delle precipitazioni intense (cioè

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di forte intensità e breve durata). Con questa procedura di tipo statistico si ricava una legge rappresentativa degli eventi meteorici in funzione di un “tempo di ritorno” in genere assegnato. Il tempo di ritorno esprime la probabilità statisticamente determinata che un certo evento si presenti mediamente almeno una volta nel periodo considerato;

perimetrazione e caratterizzazione idrologica dei bacini in cui è possibile suddividere l’area in esame, che si traduce nello studio delle condizioni dei suoli e loro comportamento nei confronti delle acque che ivi defluiscono. In linguaggio tecnico si parla di calcolo delle perdite idrologiche, interpretando la reale capacità del bacino imbrifero di trattenere (in diversi modi) una quota parte delle precipitazioni che lo investono;

trasformazione afflussi-deflussi utilizzando modelli matematico-idraulici tradizionali, in grado di simulare il comportamento reale del bacino oggetto di verifica; tali strumenti consentono per ogni pioggia considerata di riprodurre le portate che si producono su un bacino di date caratteristiche;

progettazione di massima della rete utilizzando una metodologia “sintetica” basata sull’equazione di Chezy, supponendo, cioè, il funzionamento in moto uniforme della rete di drenaggio urbano;

verifica dell’officiosità idraulica dei collettori che drenano le portate prodottesi e calcolate per ogni sottobacino oggetto di studio. A questo proposito si adotta il motore di calcolo utilizzato dal modello matematico-idraulico M.A.R.TE. DEFLUX ovvero lo Storm Water Management Model SWMM, sviluppato dall’EPA statunitense. Tale motore di calcolo rappresenta lo stato dell’arte della modellazione di reti di deflusso urbano.

Figura 6 – Stralcio aerofotogrammetrico dell’area oggetto di intervento. La presente Relazione Tecnica, seppur relativamente ad un livello preliminare di progettazione delle rete, si basa sugli elementi di calcolo per la verifica delle sezioni di interesse in corrispondenza di altrettanti sottobacini in cui è stato suddiviso il comparto in progetto (portate

Area oggetto di intervento

Modena

Fraz. Saliceta S.G.

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defluenti, grado di riempimento, velocità e tutte le altre informazioni caratteristiche della progettazione e della verifica idraulica di collettori). La disponibilità di dette grandezze, scaturenti dalle verifiche, consentirà agli Enti gestori della rete di pubblica fognatura e del reticolo idrografico superficiale – in fase esecutiva di progettazione - di valutare e validare le soluzioni tecniche proposte per rendere compatibile dal punto di vista idraulico il nuovo insediamento. La tendenza attuale degli Enti competenti alla gestione idraulica territoriale più complessiva è quella di limitare il contributo in termini di portate di origine meteorica provenienti dai comparti di nuova urbanizzazione ad un valore prossimo a quello che il terreno agricolo produce sullo stesso bacino in assenza di impermeabilizzazioni. Si vuole evidenziare in questa sede come l’Ente competente della gestione del ricettore finale delle acque meteoriche, individuato nel Cavo Cerca in Via Giardini, abbia richiesto l’applicazione del “Principio di Incremento Idraulico controllato”, accertate le condizioni di potenziale carico idraulico in cui versa il recettore in questione, ai sensi del Requisito C n° XXVIII.3.14 “Gestione del Rischio Idraulico e smaltimento delle acque” contenuto nel R.U.E., Approvazione 34 del 24/05/2010. Detto principio determina, nella sostanza, l’incremento controllato dei coefficienti udometrici di un comparto nell’ambito delle necessarie operazioni di impermeabilizzazione conseguenti alla realizzazione delle urbanizzazioni: ci si riferisce sostanzialmente alla possibilità di realizzare volumi di invaso e laminazione di capacità adeguata per ridurre il colmo di piena da immettere nel recapito finale. Nel caso specifico della presente progettazione si è fatto riferimento al criterio “c1” di tale principio: Incremento Idraulico controllato “c1” applicabilità: St = 0,5÷2 ha, bacini non critici; applicazione del principio dell’incremento idraulico controllato, con incremento di portata specifica ammissibile fino al 100% nei confronti del valore specifico di deflusso proprio dell’area oggetto di intervento in condizioni ante-operam (coefficiente udometrico aree agricole assunto pari a 10 l/s ha); tempo di ritorno di riferimento per il dimensionamento della rete di drenaggio delle acque meteoriche interna al comparto: Trete = 20 anni; tempo di ritorno di riferimento per il dimensionamento della vasca di laminazione delle portate meteoriche: Tvasca = 50 anni. La portata in uscita dal comparto dovrebbe dunque essere contenuta entro i 20 l/s per ha di superficie territoriale. Misurando tale superficie circa 1,5 ha le portate al colmo in uscita dalla rete di drenaggio verrebbero contenute entro i 30 l/s con riferimento ad eventi pluviometrici con frequenza cinquantennale. Il valore di portata massima ammissibile, diviene il riferimento oltre il quale non sarà possibile scaricare dal nuovo insediamento e rappresenta un vincolo progettuale tale da imporre l’adozione di volumi di invaso variamente localizzati. Le portate meteoriche in esubero dovranno essere contenute all’interno di tali volumi. Essi possono in generale essere ricavati in vari diversi modi; ad esempio:

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incremento del sistema “maggiore”, ovvero l’insieme di quegli elementi che costituiscono il sistema di drenaggio superficiale (depressioni superficiali, capacità di laminazione ed invaso delle superfici impermeabilizzate quali tetti, piazzali regolati da caditoie nonché rugosità del suolo) che possono essere strutturati affinchè l’acqua sia trattenuta il più a lungo possibile prima che raggiunga il sistema cosiddetto “minore”;

incremento del sistema “minore”, ovvero il complesso della rete di collettori e canalizzazioni realizzate per il trasporto delle acque; si tratta di intervenire con idonei e calibrati sovradimensionamenti delle geometrie costituenti le tubazioni così da creare un volume di invaso;

realizzazione di vasche di laminazione di volume adeguato. Nel caso in esame si ritiene che sia opportuno intervenire mediante l’adozione di una vasca di laminazione interrata, del volume utile di circa 180 mc, realizzata mediante sovradimensionamento della rete principale, sufficiente a contenere eventi sino a 50 anni di tempo di ritorno. Il dimensionamento dei dispositivi di laminazione in coda alla rete di drenaggio verrà, quindi, effettuato con l’obiettivo di mantenere entro i limiti fissati gli apporti idrici al canale ricettore anche in seguito alle opere di impermeabilizzazione che necessariamente verranno attuate per la realizzazione dell’urbanizzazione in progetto. In questa sede si vuole altresì sottolineare che, sono state adottate piogge di progetto con tempo di ritorno ventennale per il dimensionamento dei collettori preposti al convogliamento delle acque meteoriche e tempo di ritorno cinquantennale per la determinazione dei volumi necessari alla laminazione dell’onda di piena generata dal comparto in oggetto. La verifica, già impostata in questa fase, tramite simulazione numerica sia nel caso della pioggia breve e intensa con tempo di ritorno pari a 20 anni che in quello dell’evento critico per la vasca con frequenza 50-ennale, ha messo in evidenza che la rete nel suo complesso conserva una buona capacità di deflusso delle acque meteoriche, non verificandosi fenomeni di esondazione con allagamento superficiale nè nei tratti apicali della rete in corrispondenza delle superfici drenate, nè nei tratti terminali in corrispondenza del punto di immissione alla fognatura esistente. Relativamente alla verifica delle reti destinate alla raccolta e smaltimento delle acque reflue si è impostata una metodologia che ha consentito l’individuazione della portata di deflusso gravante sui singoli collettori; le verifiche delle condotte previste sono state espletate in funzione della stima delle portate che interesseranno i collettori in esercizio, così da verificarne la perfetta officiosità sia in funzione della capacità di allontanamento della rete, sia in relazione alle possibili sedimentazioni dovute alle basse portate defluenti. Il sistema recettore della rete nera sarà parimenti costituito dal Cavo Cerca. Trovandosi l’area oggetto di intervento parzialmente all’interno delle aree di salvaguardia per la tutela delle acque potabili – area di protezione primaria dell’acquifero protetto denominato “Via Panni” - la rete delle acque nere sarà costituita da condotte a perfetta tenuta idraulica e ispezionabili in modo da poterne verificare la tenuta (cfr. art. 7.3 “Disciplina all’interno dei perimetri di protezione primaria (PA1) “ comma 5 del PSC. Il funzionamento idraulico di tutte le reti progettate è previsto a gravità. Le intersezioni tra reti bianche e reti nere sono previste senza il ricorso a manufatti sifoni, mantenendo di regola le condotte della rete bianca al di sopra di quelle della rete nera.. Per la definizione di dettaglio degli aspetti costruttivi/realizzativi si rimanda ad apposito paragrafo della presente relazione e alla fase di progettazione esecutiva delle opere.

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6.2. LA STRUTTURA DELLE RETI A SERVIZIO DELL’INSEDIAMENTO IN

PROGETTO

Relativamente al drenaggio delle acque meteoriche, i circa 1,5 ha di estensione dell’area destinata ad ospitare il nuovo insediamento in progetto sono stati suddivisi in sottobacini idrologici afferenti ai singoli tronchi di fognatura bianca, il cui tracciato si sviluppa lungo la viabilità interna al comparto e seguendo la dislocazione delle caditoie previste per il drenaggio delle acque. Lungo la viabilità di comparto (sia pubblica che privata) è previsto un sovradimensionamento della dorsale principale di drenaggio a realizzare un invaso di laminazione in linea che sarà costituita da condotte in c.a. autoportante DN 800 e DN 1000 per uno sviluppo complessivo di circa 265 metri e volume utile di circa 180 mc. Tutta la rete è prevista con funzionamento a gravità e pendenze medie dell’1 per mille. Trattandosi di lottizzazione esclusivamente residenziale, ai sensi dei criteri contenuti nella Deliberazione G.R. dell’Emilia Romagna N. 286 del 14/02/2005 “Direttiva concernente indirizzi per la gestione delle acque di prima pioggia e di lavaggio da aree esterne (art. 39, DLgs 11 maggio 1999, n. 152)” e nella Delibera G.R. dell’Emilia Romagna N. 1860 del 18/12/2006 “Linee Guida di indirizzo per la gestione acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia in attuazione della Deliberazione G.R. N. 286 del 14/02/2005”, non è stato previsto alcun trattamento di sedimentazione e disoleatura delle acque di dilavamento di strade e piazzali. Relativamente allo smaltimento delle acque reflue, la rete progettata è prevista con funzionamento a gravità e pendenze comprese tra il 3 e l’8 per mille. Sarà costituita da condotte in PEAD saldate testa-testa con diametri commerciali DN 200 – DN 250, a perfetta tenuta idraulica secondo la Norma UNI 7613 - 10520; per rendere ispezionabile il sistema e garantirne la durabilità e officiosità la rete nera verrà incamiciata da un sistema di tubazioni in PVC SN8 UNI EN 1401 con pozzetti di ispezione del sistema di protezione realizzati in cls. Lo schema della rete seguirà in parallelo quello adottato per la fognatura bianca. Il sistema recettore di entrambe le reti bianca e nera sarà costituito dal Cavo Cerca tombinato in fregio a Via Giardini. Si sottolinea che si è garantita la continuità del percorso in area pubblica di entrambe le reti prevedendo immissioni di sottoreti di drenaggio a servizio dei lotti privati. Per quanto riguarda i lotti privati, eventuali sistemi di drenaggio a servizio dei piani interrati non saranno collegati direttamente nè alla fognatura bianca nè alla fognatura nera di comparto; tali acque potranno essere riutilizzate per le necessità (irrigazione del verde, altri utilizzi funzionali all’insediamento – sec. REQ. V n. XXVIII RUE) che richiedano fabbisogno di acqua non potabile. I serbatoi di accumulo delle acque di drenaggio sono previsti a tenuta idraulica; i relativi sistemi di troppo pieno saranno collegati alla rete di fognatura bianca.

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Figura 7 – Lay-out delle reti fognarie a servizio del comparto in esame. Per consentire una corretta modellazione del sistema idraulico progettato sono state effettuate differenti ipotesi di funzionamento ed esercizio così da consentire un dimensionamento preliminare più efficace dei diversi manufatti che concorrono a recapitare le acque meteoriche al ricettore, con valori di portata prossimi a quelli dell’invarianza idraulica dell’intero insediamento. L’Ente di gestione del reticolo delle acque meteoriche/superficiali impone l’allacciamento del sistema di drenaggio in corso di realizzazione con una bocca tarata che consenta solo ed esclusivamente il recapito di una portata prestabilita al ricettore finale gestito. Detto dispositivo di regolazione delle portate si prevede in questa fase sia una semplice bocca tarata costituita da uno spezzone di tubo DN 125; in alternativa potrà essere considerata l’adozione di valvola tipo Hydroslide tarata su tale diametro equivalente con meccanismo a galleggiante che, parzializzando la luce libera di deflusso al variare del battente idrico, garantisce portata in uscita costante.

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Figura 8 - Dispositivo di regolazione delle portate tipo “Hydroslide”: particolare costruttivo e principio di funzionamento. Si sottolinea come le portate in uscita dal nuovo insediamento vengano limitate secondo quanto illustrato dagli idrogrammi riportati di seguito, calcolati dal modello matematico-idraulico relativamente a piogge:

della durata di 15-30 minuti, rappresentativa del tempo di corrivazione complessivo dei bacini, corrispondente a tempo di ritorno ventennale – verifica rete;

della durata di 60 minuti, durata critica per il dimensionamento della vasca (cfr. paragrafo nel seguito), corrispondente a tempo di ritorno cinquantennale – verifica vasca.

15

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

0.110

0.120

0.00 0.30 1.00 1.30 2.00 2.30 3.00 3.30 4.00

t (h)

Po

rtat

a (m

c/s)

TR20 d15TR20 d15 LAMTR20 d30TR20 d30 LAMTR50 d60TR50 d60 LAM

Grafico 1 – Idrogrammi di piena caratteristici del comparto in esame calcolati in ingresso e in uscita dalla vasca di laminazione, relativi a piogge: di durata pari a 15 minuti TR = 20 anni (arancione: non laminato; ciano: laminato); di durata pari a 30 minuti TR = 20 anni (rosso: non laminato; blu: laminato). di durata pari a 60 minuti TR = 50 anni (marrone: non laminato; verde: laminato). Risulta evidente come le portate verso il ricettore in assenza di laminazione raggiungano al colmo di piena valori dell’ordine dei 110 l/s nel caso di TR = 20 anni (idrogramma di colore rosso), mentre tendano a stabilirsi al di sotto dei 30 l/s in conseguenza del funzionamento “a bocca tarata” del collettore in uscita dalla vasca (idrogrammi di colore ciano, blu e verde per TR 20 anni e 50 anni rispettivamente); l’aliquota di portata eccedente, valutabile in circa 180 mc eseguendo l’integrale della differenza tra gli idrogrammi, viene contenuta all’interno della vasca di laminazione delle portate al colmo di piena a servizio del comparto. Nel grafico sotto riportato viene illustrato il livello idrometrico che viene a formarsi internamente al dispositivo di laminazione (condotta CLS DN 1000 – nodo 4 di progetto) in risposta alle piogge di progetto; è possibile verificare che viene calcolato un tirante massimo di circa 1 m (pari al cielo del tubo; non si verifica funzionamento in pressione della rete) in corrispondenza di un evento pluviometrico di frequenza cinquantennale.

16

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0.00 0.30 1.00 1.30 2.00 2.30 3.00 3.30 4.00

t (h)

Po

rtat

a (m

c/s)

TR20 d15TR20 d15 LAMTR20 d30TR20 d30 LAMTR50 d60TR50 d60 LAM

Grafico 2 - Livelli idrometrici interni alla vasca di laminazione.

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6.3. DEFINIZIONE DELLA RETE DI DRENAGGIO DELLE ACQUE METEORICHE

6.3.1. Elementi di idrologia

6.3.1.1. Piogge intense Il bacino oggetto di studio, per dimensioni e caratteristiche altimetriche è destinato ad essere messo in crisi da piogge di forte intensità e breve durata; il tempo di corrivazione di detto bacino non si spinge oltre i 15/30 minuti. Esso è stato infatti determinato attraverso la relazione: tc = ta + tr ove ta è il tempo di accesso alla rete relativo al sottobacino drenato dal condotto fognario posto all’estremità di monte del percorso idraulico più lungo e tr è il tempo di rete. Il tempo di accesso ta è sempre stato di incerta determinazione, variando con la pendenza dell’area, la natura della stessa ed il livello di realizzazione dei drenaggi minori, nonché dell’altezza della pioggia precedente l’evento critico di progetto; tuttavia il valore normalmente assunto nella progettazione è sempre stato compreso entro l’intervallo di 5 – 20 minuti (valori suggeriti da Centro Studi Deflussi Urbani nel Manuale di Progettazione – Sistemi di Fognatura); i valori più bassi essendo validi per le aree di minore estensione, più attrezzate e di maggior pendenza e i valori più alti nei casi opposti. Analogamente Di Fidio nel testo “Fognature” suggerisce di adottare in zone fittamente edificate un valore del tempo di accesso alla rete pari a 5 minuti mentre in zone rade e piatte con pozzetti di introduzione in fognatura molto distanti valori variabili fra i 20 e i 30 minuti. Per zone mediamente edificate il valore più corrente è 15 minuti; nel caso in esame, per il calcolo della portata da scaricare a urbanizzazione realizzata, essendo il comparto caratterizzato dalla forte presenza di aree impermeabilizzate, si è adottato un tempo di accesso alla rete pari a 15 minuti. Per quanto riguarda invece il tempo di rete tr esso è calcolabile come somma dei tempi di percorrenza di ogni singola canalizzazione seguendo il percorso più lungo della rete fognaria in progetto. Per la velocità di percorrenza si è adottato un valore medio pari a 1 m/s; al fine dell’individuazione della lunghezza massima che l’acqua deve percorrere lungo la rete di progetto si è fatto riferimento alla geometria effettiva della rete (Lmax pari a circa 150 m). Nel caso specifico, adottando la formula del metodo cinematico, si ottiene:

1

150

v

LTc 2,5 minuti circa

Per semplificare lo sviluppo dei calcoli si è scelto di considerare per ogni sottobacino costituente il comparto un tempo di corrivazione complessivo di 15 minuti. E’ stata poi effettuata verifica con Tc = 30 minuti. Come accennato in premessa il campione delle precipitazioni significative su cui basare l’indagine statistica per l’individuazione delle curve di possibilità climatica che caratterizzano il sito e il bacino oggetto di indagine è reperibile dalle serie storiche riportate negli annali idrografici stilati dall’osservatorio idrografico nazionale.

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Nell’analisi svolta sono state prese in considerazione le maggiori piogge di durata minore di 24 ore ovvero quelle specifiche precipitazioni che, per dimensioni e caratteristiche dell’area destinata ad ospitare le condotte per lo scolo delle acque meteoriche del sedime in oggetto sono destinate a mandare in crisi il sistema di drenaggio progettato. L’analisi statistica delle precipitazioni di forte intensità e breve durata (d<1h), condotta sul territorio del modenese ci ha portato all’individuazione dei seguenti valori dei parametri della curva di possibilità climatica:

Tempo Ritorno

a1 (mm/h) n1 a2 (mm/h) n2

[anni] [t<1 h] [t<1 h] [t>1 h] [t>1 h] 2 23.5 0.355 22.2 0.300 5 33.2 0.345 31.1 0.263

10 39.5 0.342 36.9 0.245 20 45.6 0.340 42.5 0.235 50 53.5 0.339 49.8 0.245

100 59.4 0.338 55.3 0.216 Tabella 1 – Parametri della curva di possibilità climatica valida sul territorio della Provincia di Modena (PTCP) adottati dall’Ente gestore delle reti fognarie. Supponendo un tempo di pioggia di 15 e 30 minuti ovvero prossimo al tempo di corrivazione del bacino destinato ad ospitare la rete di drenaggio dell’insediamento in progetto, applicando la relazione che lega altezza di pioggia a durata della medesima si ottiene:

d (h) 0,25

T (anni) h (mm)

20 23.5

d (h) 0,50

T (anni) h (mm)

20 36.0

Supponendo quindi un tempo di pioggia di 60 minuti, per un dimensionamento del bacino di laminazione, applicando la relazione che lega altezza di pioggia a durata della medesima si ottiene:

d (h) 1,00

T (anni) h (mm)

50 53.5

19

6.3.2. Dimensionamento e verifica idraulica della rete di drenaggio delle acque meteoriche

L’approccio metodologico seguito ha portato a dimensionare la rete di drenaggio in via preliminare e a verificarne successivamente l’officiosità, in moto vario, mediante la simulazione numerica. In seguito ai risultati della simulazione si è andati a rettificare i parametri idraulici caratteristici delle condotte supposte in esercizio verificandone la perfetta officiosità (grado di riempimento massimo < 80%) a fronte di un evento pluviometrico sintetico di frequenza ventennale e che nessuna parte di rete funzionasse in pressione per lunghe fasi scongiurando esondazioni sul piano stradale in progetto a fronte di un evento pluviometrico sintetico di frequenza secolare.

6.3.2.1. Progettazione preliminare Al fine di procedere ad un dimensionamento delle condotte di drenaggio delle acque meteoriche si è ipotizzato di voler assicurare condizioni di esercizio in moto uniforme e funzionamento non rigurgitato delle condotte stesse. La scelta dei diametri delle tubazioni in funzione della scabrezza del materiale impiegato, della pendenza imposta, delle portate massime da smaltire determinate in precedenza e quindi del grado di riempimento, è stata effettuata sfruttando la formula inversa dell’equazione di Chezy:

RiAQ con: A = area della sezione occupata dall’acqua; R = A/B Raggio idraulico; B = Contorno bagnato; i = pendenza di fondo; X = Ks (R^ 1/6) coefficiente di scabrezza; Ks = coefficiente di Gaukler-Strickler. L’individuazione delle portate bianche defluenti da ciascun sottobacino è stata stimata, in questa prima fase, con il metodo cinematico, partendo dai dati pluviometrici e supponendo ciascun sottobacino come un “serbatoio” a se stante con una propria superficie, un proprio coefficiente di afflusso e un tempo di corrivazione caratteristico. Della stima del tempo di corrivazione si è detto in precedenza; per quel che riguarda il coefficiente di afflusso lo si è determinato partendo dalle stime del rapporto tra il totale della superficie (1,5 ha) e quanto di questo verrà impermeabilizzato (0,7 ha), giungendo così ad un valore medio φ = 0,50 supponendo così che il 50% del piovuto sarà smaltito dal reticolo di drenaggio urbano, mentre il 50% continuerà a percolare in falda freatica. Stabiliti i fattori di cui sopra, si è applicato il metodo cinematico, e si è determinata la quota parte di portata chiara critica che ciascun i-esimo sottobacino dell’area analizzata convoglierà in rete:

iiii AiQ

dove:

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φi = coefficiente di afflusso; ii = dh/dt = a n T^(-1) intensità di pioggia critica per l’i-esimo sottobacino [mm/h]; a,n = parametri della curva di possibilità climatica Ai = superficie scolante dell’i-esimo sottobacino [mq].

6.3.2.2. Impostazione della progettazione definitiva: verifica della rete tramite modello

Il sistema di drenaggio a servizio dell’urbanizzazione in analisi dimensionato preliminarmente è stato verificato mediante l’utilizzo del modulo DEFLUX del pacchetto applicativo M.A.R.TE.. Il motore di calcolo utilizzato da M.A.R.TE. DEFLUX, ovvero lo Storm Water Management Model (SWMM) sviluppato dall’EPA statunitense, rappresenta lo stato dell’arte della modellazione di reti di deflusso urbano. E’ possibile lanciare simulazioni di diverso tipo: a “evento singolo” o “in continuo”, andando cioè a simulare per poche ore o per molti giorni eventi critici di pioggia che vanno a sollecitare il bacino imbrifero in cui è presente una rete di drenaggio. Il modello può essere quindi utilizzato tanto per la progettazione quanto per la verifica e gestione delle reti di fognatura (bianche, nere e miste). SWMM è sostanzialmente basato su una struttura modulare in grado di rispondere alle diverse esigenze progettuali; in particolare, nella versione implementata in M.A.R.TE. DEFLUX sono stati interfacciati i moduli Runoff ed Extran di tale progetto, poichè rappresentano quelli di maggiore interesse per le applicazioni ingegneristiche. In linea generale SWMM è stato concepito per modellare in termini qualitativi e quantitativi tutti i processi che si innescano nel ciclo idrologico urbano, fornendo una puntuale fotografia del comportamento della rete elemento per elemento nonché nel suo complesso ad ogni istante della modellazione simulata. Le diverse categorie di dati di input in M.A.R.TE. DEFLUX possono essere così riassunte in maniera generale: 1) Dati meteorologici: precipitazione (intensità in mm/h o valore della precipitazione in mm); 2) Dati dei sottobacini: area, percentuale di impermeabilità, pendenza del terreno, volumi specifici di accumulo e coefficienti di Manning per area permeabile ed impermeabile; parametri riferiti alla legge di infiltrazione prescelta (Horton o Green Ampt); 3) Dati dei condotti: tipo di sezione, quote di monte e valle, lunghezza, scabrezza; 4) Dati dei nodi: quote terreno e fondo, eventuale portata entrante (nera), caratterizzazione del nodo. Ogni nodo può essere generico, di recapito o di accumulo. I nodi generici rappresentano i semplici pozzetti, i nodi di accumulo richiedono la quota del cielo e la superficie di accumulo mentre i nodi di recapito richiedono la condizione di sbocco (libero o non libero ad una certa quota); 5) Dati delle pompe: curva caratteristica a tre punti, livello iniziale nel nodo di partenza, livelli di attacco e stacco; 6) Dati degli scaricatori di piena: tipo (sfioro laterale o salto di fondo), sezione, coefficiente di efflusso. Tali impostazioni sono state implementate per la simulazione della rete del nuovo insediamento in progetto.

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I risultati numerici nodo per nodo e ramo per ramo vengono riportati nelle tabelle allegate relative alle simulazioni effettuate con le precipitazioni di progetto ritenute significative nel dimensionamento di collettori e volume di laminazione. Le tabelle allegate presentano anche il riassunto dei valori idrologici per ogni singolo sottobacino costituente l’area modellizzata, nonché le verifiche di continuità sui volumi in gioco. Si evince come il sistema di drenaggio in progetto, sottoposto ad una precipitazione che in 15/30 minuti consegue un cumulato di 23,5/36 mm di pioggia, corrispondente ad un tempo di ritorno al minimo ventennale, mantiene una piena officiosità; i tratti apicali della rete non presentano fenomeni di rigurgito, così come i tratti finali. Il sistema di drenaggio in progetto sottoposto ad una precipitazione che in 60 minuti consegue un cumulato di 53,5 mm di pioggia (corrispondente ad un tempo di ritorno cinquantennale) mantiene una buona officiosità; i tratti apicali della rete non presentano fenomeni di rigurgito, così come i tratti finali; in entrambi i casi l’usura delle condotte non desta preoccupazione contenendo, in tutti i casi analizzati, le velocità di deflusso abbondantemente al disotto dei 2 m/s. La presente Relazione Tecnico-Illustrativa, relativa alla fase preliminare di progettazione delle reti non contiene tutti i suddetti allegati numerici, che verranno integralmente prodotti in fase esecutiva di progettazione.

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6.3.3. Modalità di posa in opera e particolari costruttivi I tubi in PVC (previste nel caso specifico per i soli allacciamenti alla rete principale delle acque meteoriche di comparto) saranno conformi a norma UNI EN 1401-1 tipo SN8 – SDR34. Le condotte in PVC verranno posate come da tavola dei particolari costruttivi allegata: è previsto letto, rinfianco e primi 20 cm di ricoprimento in sabbiella / sabbia di Po adeguatamente costipata e rullata o, in alternativa, pietrisco di dimensioni max 10-15 mm; la restante parte del ricoprimento è prevista in terreno di riporto dello scavo se in area verde o con inerte naturale misto granulometricamente stabilizzato o misto cementato su sede stradale; nel caso lo spessore complessivo dello strato di ricoprimento sottostante i percorsi carrabili sia inferiore ad 85 cm, dovrà essere interposta sotto la pavimentazione stradale soletta di cls armata di ripartizione dei carichi o preferibilmente le tubazioni potranno essere rinfiancate sostituite da condotte in CLS. Le condotte in CLS sono previste del tipo prefabbricate autoportanti in calcestruzzo di cemento ad alta resistenza ai solfati, trattate internamente con vernici epossibituminose a sezione circolare con base piana, giunzione a bicchiere e guarnizione di tenuta incorporata nel giunto conformi alle norme UNI EN 1916/2004, UNI 4920, DIN 4060, PREN 681.1. Pare utile sottolineare come per il diametro delle condotte della rete delle acque bianche in area di pubblica pertinenza, si sia rispettato il valore minimo di 300 mm.

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Figura 9 – Sezioni tipiche di posa delle tubazioni adottate in progetto. I pozzetti di raccordo e ispezione verranno previsti nel dettaglio in fase di progettazione esecutiva, con distanze coerenti alle attività di lavaggio e ispezione, nonché in funzione delle dimensioni trasversali delle aree impermeabilizzate da drenare. Tali pozzetti saranno posati a regola d’arte, previo consolidamento del terreno di supporto e previa gettata di congruo spessore di cemento magro di sottofondazione; le operazioni di consolidamento si rendono necessarie per evitare eventuali sfondamenti dovuti al traffico veicolare. Detti pozzetti si intendono di forma quadrata, del tipo prefabbricato in calcestruzzo vibrato, realizzato con l’impiego di cemento ad alta resistenza ai solfati, ispezionabile, e quindi delle dimensioni interne:

80x80 cm in corrispondenza di tutte le condotte di diametro minore uguale a 500 mm e di ogni foro circolare nei collettori scatolari previsti in progetto per l'ispezione;

100x100 cm in corrispondenza dei collettori DN 630 mm; Nel caso di condotte in CLS DN 800-1000 potranno essere adottati spezzoni di tubo di diametro congruo per la trasformazione in tubo-pozzetto monolitico. La predisposizione di organi idraulici di tipo meccanico (limitatori di portata, valvole di tipo clapet ecc.) potrebbe rendere necessaria la predisposizione di uno o più pozzetti di dimensioni maggiori rispetto a quelle sopra citate. I chiusini dei pozzetti di allaccio e di ispezione è previsto siano in ghisa sferoidale di classe D400 (UNI EN124) ad esclusione di zone o punti dove tali classi sono inadeguate od eccessive in rapporto all’entità e alle caratteristiche dei carichi a cui sono, o possono essere, sottoposti. La raccolta delle acque meteoriche sarà effettuata con griglie asolate rialzabili in ghisa sferoidale, classe di appartenenza non inferiore a C250, secondo la Norma EN 124, forza di controllo > 250 kN e telaio di dimensioni interne almeno 400 x 400 mm. In conformità con quanto consigliato dai principali costruttori, dovrà essere prevista la posa di una caditoia ogni 150 mq max di superficie stradale.

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6.3.4. Volume di invaso e laminazione delle portate di origine meteorica

6.3.4.1. Premessa

Viene preliminarmente definito il volume da adibire alla laminazione delle portate meteoriche che, a seguito di realizzazione dell’urbanizzazione in oggetto, risulteranno essere convogliate all’interno del corpo idrico recettore finale, Cavo Cerca. A seguito delle richieste emerse degli Enti proprietario e gestore del canale nella fase di predisposizione dello Studio è stato necessario limitare il valore massimo della portata scaricabile nel canale a 30 l/s mediante predisposizione di una bocca tarata all’uopo dimensionata. Alla luce della portata massima scaricabile e della massima in arrivo calcolata risulta necessario prevedere un volume di invaso di dimensione idonea, localizzato a monte del recapito nel canale, funzionale allo stoccaggio del volume di acqua in esubero ed al rilascio in tempi più lunghi di quello dell’evento di precipitazione con tempo di ritorno pari a 50 anni, in riferimento al regime idrologico delle precipitazioni sul territorio modenese. Come descritto in precedenza, la soluzione progettuale scelta prevede di adottare una vasca adibita alla laminazione delle portate meteoriche generate dal comparto di tipologia interrata, costituita da un sovradimensionamento della rete di collettori a DN 800 e DN 1000. Indicazioni in merito ai criteri seguiti e ai calcoli effettuati per il dimensionamento di tale volume sono riportate nel paragrafo successivo.

6.3.4.2. Dimensionamento del volume di invaso

Descrizione del fenomeno della laminazione Il progetto di una vasca volano è in generale legato alla determinazione della capacità di invaso Wm in funzione della portata massima accettabile all’uscita Qumax atta a contenere l’evento meteorico critico di assegnato tempo di ritorno. Le equazioni che permettono di descrivere il fenomeno della laminazione e quindi il funzionamento idraulico di una vasca volano sono tre:

- l’equazione differenziale di continuità della vasca:

dt

tdWtQtQ ue

)()()(

in cui

Qe(t) è la portata in ingresso alla vasca al generico istante t; essa dipende sia dall’evento meteorico considerato che dalle caratteristiche del bacino e della rete di drenaggio a monte della vasca stessa; Qu(t) è la portata in uscita dalla vasca; essa dipende dal tipo di scarico che regola l’uscita dalla vasca; W(t) è il volume invasato nella vasca all’istante t.

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- la relazione funzionale tra il volume invasato e il livello idrico h nell’invaso:

))(()( thWtW che dipende esclusivamente dalla geometria della vasca. - la legge d’efflusso che governa l’uscita dalla vasca:

))(,()( thtQtQ uu

che dipende dal dispositivo idraulico che si utilizza per regolare la portata in uscita.

Nell’integrazione dell’equazione differenziale di continuità della vasca sono incognite le funzioni Qu(t), W(t) o h(t) in quanto è nota, per precedenti calcoli, l’onda di piena in ingresso alla vasca Qe(t). La progettazione delle vasche di laminazione si fonda sulla determinazione del volume d’invaso W* che consente di ridurre, con la minima capacità di invaso, la portata al colmo dell’evento critico di progetto di assegnato tempo di ritorno TR. Note la portata entrante Qe(t) e la portata massima Qu max che la rete di fognatura a valle della vasca è in grado di convogliare e definite la geometria della vasca e le caratteristiche dei dispositivi di scarico, ipotizzando che nell’intervallo di tempo (t1, t2), durante il quale la portata in ingresso Qe(t) eccede la capacità della rete, la portata uscente Qu(t) sia costante e uguale alla massima Qu max, si determina il minimo volume di invaso W* che consente di ottenere la laminazione dell’onda di piena.

Figura 10 - Processo di laminazione dell’onda di piena utilizzando dispositivi di scarico a portata costante.

Calcolo del volume minimo dell’invaso Ai fini di un dimensionamento preliminare del volume minimo di invaso necessario a contenere la portata massima scaricata nei limiti prefissati si sono applicati alcuni metodi noti in letteratura e di comune impiego. Il primo metodo considerato è stato quello detto “della curva di possibilità climatica”.

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Il metodo fornisce una valutazione del volume d’invaso della vasca sulla base della sola curva di possibilità pluviometrica e della portata massima, ipotizzata costante, che si vuole in uscita dalla vasca. Risulta essere un metodo approssimato, funzionale però alla definizione di un volume di invaso in fase preliminare, dal momento che viene completamente trascurata, ad eccezione delle perdite idrologiche, la trasformazione afflussi – deflussi che si realizza nel bacino a monte della vasca. Con questa semplicistica ipotesi il volume entrante nella vasca per effetto di una pioggia di durata risulta:

ne aShSW

dove è il coefficiente d’afflusso costante del bacino drenato a monte della vasca, S è la superficie del bacino ed a e n i parametri della curva di possibilità climatica valida per il territorio indagato. Nello stesso tempo il volume uscito dalla vasca sarà:

uu QW

Il volume invasato nel serbatoio sarà dunque:

un

ue QaSWWW

Il volume da assegnare alla vasca è il valore massimo W* di tale volume che si ottiene per una precipitazione di durata critica w per la vasca.

1

1

n

uW aSn

Q

L’espressione di w sostituita in quella di W, permette di valutare il volume di progetto W*:

1

1

1

*

n

uu

n

n

u

aSn

QQ

aSn

QaSW

W è espresso in mc, Qu in mc/s, S in mq, a in m/sn, mentre φ e n sono adimensionali. Nel caso in esame, sono stati sostituiti in tale espressione i valori:

- superficie complessiva dell’intervento oggetto di regimazione delle acque bianche S = 15’000 mq;

- coefficiente di deflusso costante del bacino drenato a monte della vasca = 0,50; - portata in uscita dalla vasca, posta costante e pari a Qu = 0,030 mc/s; - parametri della curva di possibilità climatica PTCP MO, con riferimento ad un tempo di

ritorno pari a 50 anni. Si sottolinea come questo metodo sia più che adeguato alla definizione delle volumetrie dell’invaso in fase preliminare ma risulti comunque essere approssimato dal momento che, in primo luogo

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trascura il processo di trasformazione afflussi – deflussi che avviene nel bacino scolante ed il volume di invaso garantito anche dai collettori, fattori questi che portano ad una sovrastima del volume da invasare (a favore di sicurezza). Vengono di seguito riportati i risultati del dimensionamento preliminare con il metodo della curva di possibilità climatica.

φ 0.50 S (mq) 15’000 TR 50 anni a1 (mm/oran) 53.5 n1 0.339 a2 (mm/oran) 49.8 n2 0.245 Qu (mc/s) 0.030

W* (mc) 182 Tabella 3 - Dati riepilogativi e risultati del dimensionamento preliminare del volume di laminazione applicando il metodo della curva di possibilità climatica. Successivamente è stato effettuato il calcolo di dettaglio del volume minimo utile alla laminazione sulla base del metodo “dell’invaso” (Moriggi e Zampaglione, 1978), sempre con riferimento ad un tempo di ritorno di 100 anni. Ipotizzando che la portata uscente dalla vasca sia costante e pari alla massima Qu max ed indicando con m = Qe max / Qu max il rapporto tra la massima portata entrante e la massima portata uscente, si determinano le seguenti relazioni per valutare la durata critica τcv di riempimento della vasca:

1

1

1

nu

cv San

Q

C

e il volume di invaso W*:

2/33/2/195,0* mSaW cv

essendo:

5,030

1,0/1

01,0/1

165,0

m

m

nC

W* è espresso in mc, Qu e Qe in mc/s, S in mq, a in m/sn, τcv in secondi, mentre φ e n sono adimensionali. Anche questa procedura di calcolo può portare a una sovrastima del volume W*. Vengono di seguito riportati i risultati del dimensionamento preliminare con il metodo dell’invaso (ove si è considerata come Qe massima quella stimata adottando il metodo della corrivazione assumendo una durata di pioggia critica pari a 30 minuti, ovvero 177 l/s).

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φ 0.50 S (mq) 15’000 TR 50 anni a1 (mm/oran) 53.5 n1 0.339 a2 (mm/oran) 49.8 n2 0.245 Qu (mc/s) 0.030 Qe (mc/s) 0.177 m 5,91 τcv (h) 0,76

W* (mc) 135

Tabella 4 - Dati riepilogativi e risultati del dimensionamento preliminare del volume di laminazione applicando il metodo dell’invaso. Conseguentemente, confrontati i risultati ottenuti applicando i due metodi descritti ed applicando congruo fattore di sicurezza si è fissato il volume minimo complessivo da adibire alla laminazione delle portate meteoriche generate dal comparto in 180 mc, valore verificatosi idoneo nelle simulazioni in moto vario successivamente eseguite. W* Possibilità climatica 182

Invaso 135 MEDIA 159Fs 1.1V min 174

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6.3.4.3. Caratteristiche della vasca

La vasca di laminazione interrata sarà costituita da un sovradimensionamento delle tubazioni in c.a. autoportante DN 800-1000 mm, di lunghezza complessiva pari a circa 265 m con pendenza media di posa pari all’1 per mille, per un volume interno complessivo di 180 mc circa. Le dorsali di immissione nella vasca in PVC (allacciamenti vari di pluviali e caditoie) che raccolgono gli apporti meteorici del comparto si innestano a quote rispetto al fondo della vasca tali da minimizzare gli effetti di rigurgito in rete interna a vasca piena (allineamento dei cieli delle condotte rispetto alla tubazione). Il bacino di laminazione verrà collegato al ricettore attraverso la bocca tarata in uscita sulla quale dovrà essere predisposto un regolatore di portata che consenta solo ed esclusivamente il passaggio della portata stabilita, individuata in 30 l/s. Tale dispositivo di regolazione delle portate si prevede possa consistere in una condotta DN 125 o, più opportunamente, una valvola tipo Hydroslide con meccanismo a galleggiante che, parzializzando la luce libera di deflusso al variare del battente idrico, garantisce portata in uscita costante. Si osserva, infine, che nel calcolo dei volumi di accumulo consentiti dal sistema di drenaggio in progetto non si è fatto rientrare, a favore di sicurezza, il volume costituito dalle tubazioni della rete e dai pozzetti di ispezione predisposti.

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6.4. DEFINIZIONE DELLA RETE DI RACCOLTA E ALLONTANAMENTO DELLE

ACQUE REFLUE

6.4.1. Quadro generale degli elementi di progettazione delle reti di allontanamento delle acque reflue

La rete di raccolta delle acque reflue a servizio del nuovo comparto sarà costituita da condotte in PEAD del tipo saldato testa-testa con diametri commerciali DN 200 e DN 250, a perfetta tenuta idraulica secondo la Norma UNI 7613 - 10520; per rendere ispezionabile il sistema e garantirne la durabilità e officiosità la rete nera verrà incamiciata da un sistema di tubazioni in PVC SN8 UNI EN 1401 con pozzetti di ispezione del sistema di protezione realizzati in cls. Si prevede un funzionamento della rete per gravità; verranno imposte pendenze comprese tra il 3 per mille (dorsale principale) e l’8 per mille (tratti apicali della rete). La fognatura pubblica cui verrà allacciata la rete consiste nel medesimo collettore di recapito delle acque bianche (Cavo Cerca). Nella predisposizione in esercizio delle condotte adibite all’allontanamento delle acque reflue si è ottenuto che tutte le interferenze avvenissero a quote inferiori rispetto a quelle previste per lo scorrimento delle acque bianche.

6.4.2. Modalità di posa in opera e particolari costruttivi I collettori di acque nere vengono previsti in Tubo Polietilene ad Alta Densità PE 100 a norma UNI EN 12201, ISO 4427, UNI EN ISO 15494, conforme alle prescrizioni igienico-sanitarie del D.M. n. 174 del 6/4/04 e con proprietà organolettiche certificate in conformità alla norma EN 1622, di dimensione minima DN 200 mm e pendenza media di esercizio non inferiore allo 0.3%, comunque in modo tale che il deflusso delle portate minime possa avvenire con una velocità tale da scongiurare gli effetti della legge di Stokes. Si prevede la saldatura testa a testa delle condotte eseguita secondo la norma UNI 10520. Le tubazioni adottate per incamiciare la rete nera sono previste in PVC SN8 UNI EN 1401, Diametro Esterno 315-400 mm. Il sistema di tubazioni di protezione verrà reso ispezionabile da pozzetti di forma quadrata, del tipo prefabbricato in calcestruzzo vibro compresso di cemento ad alta resistenza, ispezionabile, e quindi delle dimensioni interne 80x80 cm, spessore 150 mm. Le ispezione sono previste mediamente ogni 30 m e comunque in corrispondenza di ogni confluenza. Ogni pozzetto di ispezione verrà realizzato mantenendo la continuità della tubazione in PEAD, prevedendo una finestratura sull’estradosso tale da consentire l’ispezione e la pulizia del condotto; verrà interrotta la continuità della tubazione in PVC lasciando un volume di fondo in modo da evidenziare la presenza di eventuali perdite lungo la tubazione in PEAD. La continuità della tubazione in PEAD formerà una canaletta passante semicircolare di scorrimento liquami, rettilinea o deviata in caso di curve. La superficie interna dei pozzetti verrà rivestita con malta a base di polimeri ed elementi silicei, perfettamente liscia. Le immissioni laterali sono previste preferibilmente a 45° e comunque mai contro flusso.

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Per quel che riguarda le modalità di posa in opera si rimanda a quanto precisato all’interno del paragrafo dedicato della relazione sulle reti di drenaggio delle acque meteoriche. Sugli allacciamenti delle acque nere dovranno essere predisposte vasche di tipo biologico di congrua volumetria, anch’esse in PEAD saldate e a perfetta tenuta idraulica; sugli allacciamenti alla rete provenienti dalle calate delle cucine dovranno essere predisposti idonei pozzetti degrassatori. Nella predisposizione in esercizio delle condotte adibite all’allontanamento delle acque reflue si dovrà ottenere la perfetta tenuta idraulica della rete nel suo complesso da testarsi a mezzo di prove di collaudo e tenuta certificate e asseverate da personale tecnico abilitato. Per la definizione di dettaglio di tali aspetti si rimanda alla fase di progettazione esecutiva delle opere.

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6.5. QUADRO RIEPILOGATIVO: SVILUPPO COMPLESSIVO DELLA RETE FOGNARIA

Viene in ultimo proposto un quadro riepilogativo riportante lo sviluppo complessivo della rete fognaria in progetto, a livello di preliminare, con distinzione tra i diversi diametri impiegati per le tubazioni.

SVILUPPO COMPLESSIVO RETE FOGNARIA DI COMPARTO

Acque meteoriche Acque nere

Lunghezza (m) Lunghezza (m) PEAD DN 200 / PVC DN 315 167.00 PEAD DN 250 / PVC DN 400 75.00 CLS DN 800 108.00

CLS DN 1000 156.00

TOTALE

Lunghezza (m)

Comparto 264.00 242.00 506.00

Tabella 5 - Sviluppo complessivo della rete fognaria a servizio comparto.

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7. RETI GAS ACQUA

7.1. STATO DI FATTO

RETE GAS Lungo il fronte del comparto in oggetto su Via Giardini non è presente rete gas. I tratti di rete esistente più prossimi sono in Via Golgi (ACC DN 100) e in Via Giardini dall’incrocio con Via Panni (ACC DN 200). Per allacciare le utenze del comparto in progetto si rende dunque necessario il collegamento di tali tratte di rete. La pressione di esercizio della rete descritta in 7^ sp è dell’ordine di 0,18 bar. RETE IDRICA Analogamente alla rete gas, lungo il fronte del comparto in oggetto su Via Giardini non è presente rete idrica. I tratti di rete esistente più prossimi sono in Via Golgi (CA DN 80) e in Via Giardini dall’incrocio con Via Panni (CA DN 150). Per allacciare le utenze del comparto in progetto si rende dunque necessario il collegamento di tali tratte di rete.

7.2. VALUTAZIONE DEI CONSUMI

RETE GAS Nel comparto in progetto verranno insediate 44 unità abitative di tipo residenziale per una richiesta complessiva di punta di circa 110 mc/h -2.5 mc/h per unità abitativa- di gas metano servito alla pressione di 0.18 bar. RETE IDRICA Il fabbisogno idrico del nuovo comparto, con specifico riferimento alle 44 unità abitative residenziali previste, risulta essere di pressappoco di 20 mc/day supponendo una dotazione procapite di circa 150 l/s ed una densità abitativa di 3 abitanti per ciascuna unità immobiliare in progetto. La massima portata verso il comparto nell’ipotesi di garantire circa 0.1 l/s per ciascuna unità abitativa in progetto risulta essere di circa 4.4 l/s. Per la conformazione della rete di distribuzione dell’acqua idropotabile del distretto, il comparto in progetto non dovrebbe presentare alcuna problematica di approvvigionamento, con pressioni di esercizio che dovrebbero mantenersi pressoché costanti durante tutto l’arco della giornata.

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7.3. STATO DI PROGETTO

RETE GAS Si prevede la posa di una tipologia di condotta in acciaio di buona qualità (non minore di L 275) rivestito in polietilene ad una distanza non minore di 50 cm dall’estradosso delle condotte di altri servizi interrati. L’asservimento delle unità abitative del comparto in progetto sarà effettuato mediante il collegamento delle reti esistenti di 7^ sp. ACC DN 100 in Via Golgi e ACC DN 200 in Via Giardini angolo Via Panni con una condotta di diametro DN 150 in acciaio rivestito esternamente in polietilene, complete di sifone per la raccolta di eventuale condensa e terminante con un fine tratta per agevolare lo scarico e spurgo della tubazione nella viabilità pubblica di comparto. La rete di estendimento in progetto è stata definita in accordo con l’Ente Gestore in funzione delle condizioni della rete esistente e del numero di nuovi alloggi da servire. La posa delle nuove reti sarà eseguita secondo le prescrizioni e gli standard definiti dall’Ente Gestore del servizio. ALLACCIAMENTI GAS Dato lo stato di fatto della struttura distributiva della rete gas, i nuovi fabbisogni stimati e tenuto conto della collocazione urbanistica e dell’ubicazione delle rispettive centrali termiche, si ritiene opportuno realizzare le prese di allacciamento in 7^ sp. sulla condotta in bassa pressione prevista ACC DN 150 per gli edifici in progetto. Tutti gli allacciamenti saranno realizzati con valvola di intercettazione a sfera interrata e terminanti con un tronchetto fuori terra e relativa di sezionamento a sfera flangiata. Il dimensionamento di tutte le prese sarà subordinato alla stima dei fabbisogni energetici di ogni edificio in fase esecutiva. RETE IDRICA Si prevede la posa di una tipologia di condotta in PVC-U (PVC rigido non plastificato), conforme alla norma UNI EN 1452-2 (MRS 250, σ 100 fino a DN 90, σ 125 oltre), fornito in barre da 6 mt con terminale a bicchiere, con guarnizione PN 16 (conforme alla UNI EN 681/1, classificate tipo WA) preinserita in EPDM con elemento di rinforzo (in polipropilene o acciaio).ad una distanza non minore di 50 cm dall’estradosso delle condotte di altri servizi interrati. L’asservimento delle unità abitative del comparto in progetto sarà effettuato mediante il collegamento delle reti esistenti in CA DN 80 in Via Golgi e CA DN 150 in Via Giardini angolo Via Panni con una condotta in PVC DN 160. Le condotte saranno posate ad una profondità non minore di 0,90 m sull’estradosso del tubo e ricoperte con sabbia di Po lavata e vagliata. Saranno eseguite giunzioni testa a testa e/o con manicotti elettrosaldabili. In corrispondenza degli inserimenti sulle condotte esistenti saranno previste saracinesche di intercettazione a tampone gommato in ghisa e relativi pezzi speciali in ghisa con la realizzazione dei blocchi di ancoraggio. Tali saracinesche permetteranno di sezionare

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parzialmente la condotta esistente in caso di rottura assicurando la continuità del servizio idrico alla lottizzazione da parti differenti della rete di distribuzione. Considerate le criticità della rete idrica, sarà opportuno che per ogni lotto privato la rete antincendio eventualmente da prevedersi sia realizzata internamente, alimentata da una vasca interrata dedicata e con un volume di accumulo dimensionato a cura dell’impiantista. Il riempimento di dette vasche, che saranno alimentate tramite l’acquedotto oltre che da eventuali serbatoi per il riutilizzo dell’acqua piovana, dovrà essere previsto mediante un sistema impiantistico con valvola idraulica con sostegno di pressione di monte in modo tale che durante il riempimento non si determini crisi dell’assetto idrico della rete attuale. Il sostegno di pressione della valvola non dovrà essere inferiore a 2,8- 3 bar. La posa delle nuove reti sarà eseguita secondo le prescrizioni e gli standard definiti dall’Ente Gestore del servizio. ALLACCIAMENTI ACQUA Gli allacciamenti di ogni singolo edificio, da eseguirsi sulla nuova condotta, saranno costituiti da un'unica presa principale antincendio in polietilene PE 100 DE 90 PN 16 da cui sarà derivata una sub-presa per l’allacciamento d’utenza, entrambe dotate di valvola di intercettazione posizionata a confine e relativi contatori. Tutti gli allacciamenti d’utenza (non compresi nell’ambito della presente progettazione) sono previsti senza riduttore di pressione e relativo by-pass per la corretta manutenzione.

Fig. 11- Reti distribuzione gas-acqua esistente ed in progetto al servizio del comparto.