Università degli studi di Firenze Facoltà di...

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Università degli studi di Firenze

Facoltà di Ingegneria

Corso di laurea in Ingegneria Civile

Corso di Idrologia e Costruzioni Idrauliche

A.A. 2011/2012

Relazione tecnica

Oggetto:

-Verifica idraulica del torrente Tavaiano

-Progettazione di Acquedotto per il centro abitato di Galliano

-Progettazione di rete fognaria per il centro abitato di

Galliano

Studenti:

-Calamai Eugenio

-Fontani Samuele

-Niccoli Cesare

Docente:

Prof. Ing. Fabio Castelli

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Indice

-Verifica idraulica del torrente Tavaiano:

1. Inquadramento del bacino e localizzazione geografica

1.1. Documentazione fotografica

2. Analisi geomorfologica

2.1. Tempo di Corrivazione

2.2. Curva Ipsografica

2.3. Parametri idrografici e ordinamento di Strahler

3. Caratteristiche pedologiche

4. Caratteristiche d’uso del suolo

5. Analisi climatica

5.1. Analisi pluviometrica

5.2. Termometria

5.3. Igrometria

5.4. Calcolo delle portate di piena

6. Bilancio idrologico

6.1. Curva di durata delle portate

7. Simulazione con Hec-Ras

-Progettazione Acquedotto per il centro abitato di Galliano:

8. Inquadramento dell’area d’intervento

9. Previsione demografica

9.1. Edifici pubblici

10. Stima del fabbisogno idropotabile

11. Impianto di distribuzione

12. Dimensionamento della rete

13. Serbatoio di testata

14. Dimensionamento delle condotte

15. Verifica tramite il software Epanet2

15.1. Analisi dei risultati con portata nulla

15.2. Analisi dei risultati con portata massima

15.3. Analisi dei risultati con portata minima

-Progettazione rete fognaria per il centro abitato di Galliano:

16. Fognatura bianca

16.1. Stima delle portate di progetto

16.2. Impostazione della rete

16.3. Caratteristiche della rete

16.4. Aree contribuenti

16.5. Dimensionamento delle condotte

16.6. Note

17. Fognatura nera

17.1. Portate di progetto

17.2. Dimensionamento della rete

17.3. Verifiche

3

Verifica idraulica del torrente Tavaiano

1 - Inquadramento del bacino e localizzazione Geografica:

Il bacino idrografico del torrente Tavaiano è situato all’interno dei comuni di

Barberino di Mugello, Firenzuola e Scarperia. Il torrente nasce dalle pendici

del monte Gazzaro e confluisce all’interno del Lago di Bilancino. Il tratto

considerato si conclude all’altezza del cimitero di Galliano. è stato possibile

identificare l’area del bacino grazie alle tavolette 252120 e 252160 della

Cartografia Tecnica Regionale della regione Toscana in scala 1:10000.

4

1.1 - Documentazione fotografica:

5

2 - Analisi geomorfologica:

Dimensioni planimetriche

Area del bacino [Km²] A 14.218142

Perimetro del bacino [Km] P 20.38885

Lunghezza asta principale [Km] L 9.50717

Macromorfologia planare

Rapporto di circolarità R

c=

0.4298

Rapporto di uniformità R

u=

1.5253

Fattore di forma R

F=

0.1573

Rapporto di allungamento R

a=

0.4475

Dimensioni altimetriche

Quota massima s.l.m. Zmax

1128 m

Quota minima s.l.m. Zmin

275 m

Rilievo del bacino Gregory-Walling Zm=Z

max-Z

min 853 m

Quota media del bacino Zm 614.14 m

Pendenze

Pendenza media di Alvard-Horton S 34.99%

Pendenza media dell’asta principale Im

4.19%

2.1 - Tempo di corrivazione:

Utilizzando le seguenti formule empiriche e sulla base dei parametri

morfologici stimati precedentemente si calcola il Tempo di Corrivazione tc:

tc

(ore)

Formula di

Pasini

Formula di

Giandotti

Formula di Kirpich

Formula di

Ventura

Valore

medio

2.709

1.480

0.563

2.344

1.774

6

2.2 - Curva ipsografica:

La curva Ipsografica descrive l’andamento altimetrico del bacino, riportando

sulle ascisse l’area (in Km2

) delle porzioni di terreno che si trovano a quota

superiore di una determinata curva di livello e sulle ordinate la quota (in m)

dell’isoipsa. L’area racchiusa dalla curva e dagli assi coordinati rappresenta

il volume del Bacino. La suddetta area rapportata all’ area del bacino

fornisce il valore della altitudine media Zm.

Quota (m) Area superiore (km^2)

1128 0.0000000

1100 0.0018556

1050 0.0412523

1000 0.1528917

950 0.4852593

900 1.2169008

850 2.0907597

800 3.0942192

750 4.0916825

700 5.0657658

650 6.0459247

600 7.1982777

550 8.2800081

500 9.4177395

450 10.7847932

400 11.8901697

350 12.7260581

300 13.7368792

275 14.2181420

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Curva Ipsografica

7

Di seguito viene adesso riportata la Curva Ipsometrica, ottenuta

adimensionalizzando la Curva Ipsografica. Questa consente di dedurre la

stabilità del bacino imbrifero ed interpretarne lo stadio calcolando

l’integrale Ipsometrico adimensionale Ip ( I

p>0.6 stadio giovanile, 0.4<I

p<0.6

stadio maturo, Ip<0.4 stadio senile).

Applicando quanto detto al torrente Tavaiano

otteniamo che Ip= 0.4 e quindi si trova al limite tra

fase matura e senile, caratterizzate rispettivamente da

media attività erosiva ed equilibrio dinamico e da

modesta attività erosiva (“fase monadnock”).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1

Curva Ipsometrica

Curva Ipsografica

adimensionalizzata

a/A Z-Zmin/Zmax-Zmin

0 1

1E-04 0.967174678

0.003 0.90855803

0.011 0.849941383

0.034 0.791324736

0.086 0.732708089

0.147 0.674091442

0.218 0.615474795

0.288 0.556858148

0.356 0.498241501

0.425 0.439624853

0.506 0.381008206

0.582 0.322391559

0.662 0.263774912

0.759 0.205158265

0.836 0.146541618

0.895 0.087924971

0.966 0.029308324

1 0

8

2.3 - Parametri idrografici e ordinamento di Strahler:

9

Sulla base della ripartizione in rami, che vanno dall’ordine 1 all’ordine 4,

sopra riportata, è ora possibile calcolare alcuni parametri:

Area Ordine 1(m2

) Lunghezza ordine 1(m)

216064.29 203.39

188986.47 244.80

334353.80 606.33

358620.18 947.07

156689.02 660.47

360150.40 706.85

246177.43 75.93

38523.14 271.71

23839.53 172.43

242354.54 552.51

51858.07 349.50

243513.80 567.14

58823.85 358.17

216759.32 843.40

423370.87 675.56

217764.17 1062.71

218136.06 340.52

505663.49 1918.34

247486.10 368.38

140320.34 216.16

171945.13 565.31

38101.27 189.94

167369.65 648.85

101138.01 550.04

230329.78 212.16

56790.48 209.47

177665.21 627.85

353495.33 1579.15

217227.50 550.74

48249.87 271.30

144991.78 554.06

34116.33 136.29

140034.27 371.30

108988.48 305.62

310281.42 256.52

79978.12 399.15

46035.32 303.35

182155.60 336.61

65411.98 343.80

39996.81 247.46

184056.17 589.10

Area Ordine 2 (m2

) Lunghezza Ordine 2 (m)

1126508.63 697.43

347921.78 817.36

306507.03 84.12

127103.84 23.44

1449938.88 1935.85

684715.97 602.72

367040.13 561.55

606509.83 14.63

10

Lunghezza media ordine 2 (m) Area media ordine 2 (m2

)

592.1375 627030.7613

Somma lunghezze ordine 2 (m)

4737.10

Lunghezza totale delle aste (m) Densità di drenaggio (1/m) Area totale del bacino (m2

)

34084.11 0.00240 14218142.02

Rapporto di biforcazione Rapporto delle aree Rapporto delle lunghezze

3.71 4.52 2.38

Area Ordine 3 (m2

) Lunghezza Ordine 3 (m)

5701036.79 2801.95

715962.84 950.32

Area Ordine 4 (m2

) Lunghezza ordine 4 (m)

14218142.02 5205.30

Area totale ordine 1 (m2

) Lunghezza totale ordine 1 (m)

7387813.38 20389.44

Area media ordine 1 (m2

) Lunghezza media ordine 1 (m)

180190.57 497.30

Lunghezza media ordine 3 (m) Area media ordine 3 (m2

)

1876.14 4208499.82

Somma lunghezze ordine 3 (m)

3752.27

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3 - Caratteristiche pedologiche:

Ai fini dell’analisi idrologica del bacino è necessario conoscere le

caratteristiche dei suoli su cui esso insiste. In tal senso fornisce utili

informazioni la “Carta dei Suoli della Toscana in scala 1:250.

000” composta

dal Servizio Geologico della Regione Toscana. L’analisi della composizione

dei suoli ci permette di stabilire i coefficienti di filtrazione (Ks) delle zone che

costituiscono il bacino, con valori ricavati mediando i coefficienti di

filtrazione delle diverse classi di tessitura che compongono i giacimenti.

12

Possiamo perciò osservare che nel bacino del torrente Tavaiano sono presenti

5 diverse aree a tessitura omogenea:

-Zona 1. Montepiano_Giunchete_Gasperone (mnt1_giu1_gsp1)

Litologia principale: Scisti siltose, marne, argilliti ed arenarie spesso

turbiditiche.

Morfologia: Versanti con vallecole, da fortemente pendenti a molto scoscesi,

a pietrosità superficiale da scarsa a frequente e rocciosità scarsa, soggetti

ad erosione idrica generalmente incanalata forte.

Uso del suolo: Bosco ceduo di castagno, faggio e ceduo misto di latifoglie

mesofile.

-Zona 2. Peglio_Tre poggioli_La badia (pgl1_tpg1_lbd1)

Litologia principale: Masse scompaginate a matrice argillosa inglobanti

calcari marnosi, brecce ofiolitiche, calcareniti e calcari.

Morfologia: Versanti da lunghi a mediamente lunghi, complessi, a pendenza da

debole a forte, soggetti ad erosione di massa con presenza di fenomeni

calanchivi.

Uso del suolo: Prato permanente, prato da pascolo, seminativo e

secondariamente, da arbusteto e bosco ceduo di latifoglie spesso degradato.

-Zona 3. Valibona_Calvana_Prataccio (vlb1_clv1_prt1)

Litologia principale: Calcari marnosi, argilloscisti, marnoscisti e arenarie

calcarifere (Alberese).

Morfologia: Versanti generalmente lineari, talvolta con vallecole, a

pendenza da forte a scoscesa, soggetti ad erosione idrica diffusa ed

incanalata da moderata a forte, con presenza di terrazzamenti antropici.

Uso del suolo: Bosco ceduo misto di latifoglie decidue, rimboschimento di

pino nero e cipresso, pascoli e arbusteti in parte degradati. Molto

secondariamente oliveto sui terrazzamenti antropici.

-Zona 4. Trebbiolo_Pretaglia_Molino della Sorcella (tbb1_pre1_mds1)

Litologia principale: Depositi lacustri argillosi.

Morfologia: Versanti a pendenza da debole a moderata, soggetti ad erosione

diffusa e di massa intensa, a pietrosità superficiale e rocciosità assenti con

presenza alla base di aree da subpianeggianti a leggermente pendenti.

Uso del suolo: Seminativo avvicendato.

13

-Zona 5. Gianassi_Campone_Stura (gns1_cmp1_stu1)

Litologia principale: Depositi alluvionali recenti ghiaiosi, ciottolosi e sabbiosi.

Morfologia: Terrazzi alluvionali, da pianeggianti a debolmente pendenti, poco

erosi.

Uso del suolo: Seminativo avvicendato.

N°

area

Suolo Tessitura Ks

(mm/h)

Sup.

(km2

)

Sup. rel.

(%)

1

Mnt1_giu1_gsp1

Franco limosa e Franca

10.00

7.485

52.645

2

Pgl1_tpg1_lbd1

Argillosa, Argillo limosa e Franca

2.16

4.455

31.334

3

Vlb1_clv1_prt1

Franco limosa e Franco argillosa

6.32

0.841

5.915

4

Tbb1_pre1_mds1

Argillosa e Argillo limosa

0.97

0.719

5.057

5

Gns1_cmp1_stu1

Franca e Franco argillosa

7.60

0.718

5.049

Dove è stata utilizzata la tabella indicativa presente nel testo “Idrologia” di

M. Greppi (Edizioni Hoepli, 1999) per conoscere i coefficienti di filtrazione

relativi alle tessiture principali indicate.

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4 - Caratteristiche d’uso del suolo:

Le informazioni sul tipo di utilizzo del suolo sono state ricavate dalla Carta

d’uso del Suolo del Progetto “Corine 2006”. È così possibile stimare il

coefficiente di deflusso .

Per ogni categoria individuata nella Carta d’uso del Suolo si riporta una

descrizione dell’uso del suolo e così viene stimato un coefficiente di

deflusso per ogni area, che poi verrà mediato tenendo conto della grandezza

delle aree, per arrivare al seguente coefficiente di deflusso medio valido per

tutto il bacino .

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Codice

Livello 1

Livello 2

Livello 3

Superficie

(Km2

)

Superficie

Relativa

(%)

Coeff.

Deflusso

243

Territori

agricoli

Zone

agricole

eterogenee

Aree prev.

Occup. Da

colture agrarie

1.0276

7.23 0.25

311

Territori

boscati e

ambienti

seminaturali

Zone

boscate

Boschi di

latifoglie

10.5127

73.94 0.20

313

Territori

boscati e

ambienti

naturali

Zone

boscate

Boschi misti

0.1064

0.75 0.20

112

Territori

modellati

artificialmente

Zone

urbanizzate

Tessuto urbano

discontinuo

0.3084

2.17 0.70

324

Territori

boscati e

ambienti

seminaturali

Zone a

vegetazione

arbustiva

Aree a

vegetazione

boschiva e

arbustiva

0.7551

5.31 0.20

211

Terreni

agricoli

Seminativi Seminativi in

aree non

irrigue

1.5078

10.61 0.25

5 - Analisi climatica:

5.1 – Analisi pluviometrica:

Per l’analisi pluviometrica è stato scelto come pluviometro di riferimento

quello di Borgo San Lorenzo, che pur non essendo il più vicino all’area del

bacino del Tavaiano, è sicuramente quello con più dati in archivio e che quindi

permette un’analisi migliore e più precisa delle precipitazioni. Infatti il

pluviometro di Borgo san Lorenzo conta 56 misure complete tra gli anni 1928

e 1988, consultabili attraverso il sito www.idropisa.it .

Anno 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h

1928 13.5 27 40.2 63.6 90.8

1929 9.6 17.2 22.3 37.2 62.5

1930 38 45.6 51.6 57.6 57.8

1932 28.5 46 54.6 66.4 66.4

1933 29.6 38 52.8 59.6 63.2

1935 27 30.8 40 63.2 89.4

1936 40 59.8 62.2 89.6 136

1937 22 56.2 68 86.8 97

16

1938 24.2 30.4 35.2 46.2 59.8

1939 25.2 27.6 42.2 61 68.2

1940 37 51 51.6 63.2 64

1941 19.6 24.4 31.6 48 60.4

1942 22 32 37.4 62 62.2

1943 33.4 52.4 82.8 84 84

1947 24.4 27 27 39.6 50.6

1948 22.2 27.4 30.8 36.8 45

1949 39 55.2 70 88.8 109.2

1950 21 32 35.6 38 38

1951 46 61.4 95.8 109.8 121.6

1952 27.2 44.8 49.8 55.9 55.2

1953 35.6 47.8 50 60 60

1954 20.6 31.2 33.2 36 44.4

1955 12.8 22 31 43.8 56.4

1956 17 17.6 24 32.4 49.2

1957 16 25 31.2 33.2 44.2

1958 18.2 35.2 52.2 56.8 57.6

1959 22 27.2 36.4 46.2 56.2

1960 28 41.8 41.8 54 60.6

1961 22.8 22.8 34.6 43.4 78

1962 16 23.2 27.2 40.4 65

1963 29.4 34 45.4 55.2 58.8

1964 37 47 47.4 49.4 61.6

1965 15 17.6 23.2 41 72.6

1966 44 79 109.2 134.4 150.4

1967 15 23.4 37.4 37.8 54.6

1968 57 58.2 58.2 58.6 65

1969 34 44.6 57 61.4 63.6

1970 28.8 36 37.8 38 43

1971 25.4 38.2 58.4 80 97.4

1972 46.2 59.8 91.4 92.8 93

1973 19 28.8 34.6 65.2 83.6

1974 12.8 19.4 21 28.4 33

1975 14.8 20 34 56 71.2

17

1976 22.6 33.6 33.8 42 49.4

1977 22.8 34.2 44 55 68.4

1978 10.6 23.4 38.6 41.6 50.2

1979 20.4 30.2 43.8 62.6 67.8

1980 18.6 25.4 27.2 54 84.2

1981 24.2 30 55.4 69.2 80.8

1982 19.8 30 46 74 84

1983 14 20.2 30.8 50 71.2

1984 31 33 39.8 53.2 56.2

1985 32 48.6 49.8 60 65

1986 10.4 23.4 35.2 49.6 51.2

1987 13.4 28.4 43.2 47.8 66.6

1988 21.1 26.4 27.6 31 31

Borgo san Lorenzo [1000] – Borgo san Lorenzo [FI]

Coordinate:

UTM [m] E691880 N4870070

GB [m] E1691827 N4869890

Quota [m] 193.63

18

Il campione di dati relativo alle precipitazioni annuali estreme viene studiato

facendo uso della distribuzione probabilistica di Gumbel definita da:

Che esprime la probabilità di non superamento da parte della variabile

della quantità .

(variabile ridotta) è esprimibile come:

Dove le quantità e sono definite da:

e e sono rispettivamente la media e la

deviazione standard della serie di dati relativi alle precipitazioni annuali

estreme.

Stimatori dei dati pluviometrici 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h

[mm] 24.96

35.23 44.88 56.99 68.33

[mm] 10.0558 13.4826 18.0326 19.9861 22.9417

Parametri di Gumbel

[mm] 20.4334 29.1608 36.7649 48.0001 58.0092

[mm]

7.8405 10.5123 14.0600 15.5831 17.8876

Definendo il tempo di ritorno come

è possibile stimare la

variaile ridotta per ogni tempo di ritorno attraverso la relazione:

È quindi ora possibile risalire alle altezze di pioggia per ogni tempo di ritorno

e per ogni durata di pioggia attraverso la relazione

1 h 3 h 6 h 12 h 24 h

2 0.3665 23.3070 33.0138 41.9181 53.7115 64.5652

10 2.2504 38.0773 52.8175 68.4051 83.0678 98.2628

20 2.9702 43.7211 60.3846 78.5258 94.2849 111.1388

50 3.9019 51.0264 70.1794 91.6261 108.8044 127.8055

100 4.6001 56.5007 77.5192 101.4430 119.6847 140.2948

200 5.2958 61.9550 84.8322 111.2240 130.5253 152.7385

500 6.2136 69.1510 94.4804 124.1282 144.8274 169.1556

19

Andiamo adesso ad analizzare la Linea Segnalatrice di Probabilità

Pluviometrica (LSPP) che ci fornisce la dipendenza tra l’altezza di pioggia ( )

e la durata di pioggia ( ) per un tempo di ritorno assegnato tramite la

relazione:

dove e sono parametri stimati tramite il metodo della regressione lieare bi-

logaritmica:

1 h 3 h 6 h 12 h 24 h

T 0.0000 1.0986 1.7918 2.4849 3.1781

2 3.14876 3.496924 3.735718 3.983627 4.167676

10 3.63962

3.966842

4.225447

4.419657

4.587646

20 3.77783 4.100733 4.363428 4.546321 4.71078

50 3.93234

4.251054

4.517717

4.689552

4.850509

100 4.03425

4.350526

4.619497

4.784861

4.943746

200 4.12641

4.440676

4.711546

4.871567

5.028727

500 4.23629

4.548393

4.821315

4.975542

5.130819

Ed e sono due parametri ricavati attraverso le relazioni:

T

2

0.32607 3.148749 23.30688

10

0.304 3.647807 38.39038

20

0.2993 3.787811 44.15965

50

0.2947 3.944098 51.62973

100

0.292 4.047056 57.22872

200

0.28977 4.140083 62.80803

500

0.28735 4.250917 70.16972

2 10 20 50 100 200 500

1 23.30688303 38.39038 44.15965 51.62973 57.22872 62.80802521 70.16972

3 33.34706138 53.6124 61.35209 71.36884 78.87422 86.35176103 96.21643

6 41.80357641 66.18767 75.49679 87.54329 96.56881 105.5604082 117.422

12 52.40458763 81.71258 92.90255 107.3834 118.233 129.0419516 143.3011

24 65.69392001 100.879 114.3212 131.7199 144.7573 157.7468823 174.8838

20

Per completezza riportiamo anche la verifica tramite Plotting Position a 24 h

che consente di effettuare una verifica del campione di dati alla distribuzione

di Gumbel:

Dati [mm] Ordine Var. ridotta Frequenza

31.0 1 -1.24159103 0.01754 -1.396999671

33.0 2 -1.14415735 0.03509 -1.208931715

38.0 3 -0.90057315 0.05263 -1.0799183

43.0 4 -0.65698895 0.07018 -0.977106171

44.2 5 -0.59852874 0.08772 -0.88937713

44.4 6 -0.58878537 0.10526 -0.811504184

45.0 7 -0.55955527 0.12281 -0.740575045

49.2 8 -0.35494454 0.14035 -0.674784476

49.4 9 -0.34520117 0.15789 -0.612927248

50.2 10 -0.3062277 0.17544 -0.554152994

50.6 11 -0.28674096 0.19298 -0.49783521

51.2 12 -0.25751086 0.21053 -0.443495766

54.6 13 -0.0918736 0.22807 -0.390758772

55.2 14 -0.0626435 0.24561 -0.339320988

56.2 15 -0.01392666 0.26316 -0.288932091

56.2 16 -0.01392666 0.2807 -0.239381043

56.4 17 -0.00418329 0.29825 -0.190486403

57.6 18 0.05427692 0.31579 -0.142089241

57.8 19 0.06402029 0.33333 -0.094047828

58.8 20 0.11273713 0.35088 -0.04623356

59.8 21 0.16145397 0.36842 0.001472253

60.0 22 0.17119733 0.38596 0.049180985

60.4 23 0.19068407 0.40351 0.096998848

60.6 24 0.20042744 0.42105 0.145028734

61.6 25 0.24914428 0.4386 0.193371856

62.2 26 0.27837438 0.45614 0.242129232

62.5 27 0.29298943 0.47368 0.291403118

63.2 28 0.32709122 0.49123 0.341298403

63.6 29 0.34657796 0.50877 0.391924047

64.0 30 0.36606469 0.52632 0.443394593

65.0 31 0.41478153 0.54386 0.495831822

65.0 32 0.41478153 0.5614 0.549366602

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5 10 15 20 25 30

h(T,d)

d

lspp

Tr 2 Tr 10 Tr 20 Tr 50

21

65.0 33 0.41478153 0.57895 0.604141

66.4 34 0.48298511 0.59649 0.660310759

66.6 35 0.49272848 0.61404 0.718048242

67.8 36 0.55118869 0.63158 0.777545982

68.2 37 0.57067542 0.64912 0.839021046

68.4 38 0.58041879 0.66667 0.902720456

71.2 39 0.71682594 0.68421 0.96892803

71.2 40 0.71682594 0.70175 1.037973134

72.6 41 0.78502952 0.7193 1.11024205

78.0 42 1.04810046 0.73684 1.186192975

80.8 43 1.18450761 0.75439 1.266376177

83.6 44 1.32091476 0.77193 1.351461592

84.0 45 1.3404015 0.78947 1.442277465

84.0 46 1.3404015 0.80702 1.539865809

84.2 47 1.35014487 0.82456 1.645564354

89.4 48 1.60347243 0.84211 1.761131781

90.8 49 1.67167601 0.85965 1.88894701

93.0 50 1.77885306 0.87719 2.032342235

97.0 51 1.97372042 0.89474 2.196194392

97.4 52 1.99320716 0.91228 2.388060749

109.2 53 2.56806587 0.92982 2.6205978

121.6 54 3.17215469 0.94737 2.917527168

136.0 55 3.87367719 0.96491 3.332098203

150.4 56 4.57519968 0.98246 4.034214532

-2

-1

0

1

2

3

4

5

-10 10 30 50 70 90 110 130 150 170

Variabile ridotta G

um

bel

mm

Plotting position - Prec. max 24h

WGumbel WCamp

22

5.2 – Termometria:

Anche per i dati termometrici è stata utilizzata la stazione meteo di Borgo san

Lorenzo precedentemente già citata e localizzata. Di seguito sono riportati i

valori mediati negli anni 2000-2008 delle temperature medie, massime e minime

mensili.

°C Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

Max 9.0 11.2 14.5 18.7 24.2 28.6 31.3 31.1 25.6 20.7 14.5 9.8

Med 4.6 5.8 9.1 12.4 17.3 21.2 23.3 23.2 18.7 15.5 10.1 5.8

Min 0.1 0.3 3.6 6.1 10.3 13.8 15.1 15.4 11.7 10.3 5.6 1.8

5.3 – Igrometria:

Per quanto riguarda i dati igrometrici, a differenza che per quelli termometrici,

non è stato possibile averne a disposizione da stazioni nell’area del Mugello,

per cui si è reso necessario prendere come riferimento la stazione di Firenze

Peretola. I dati mensili di seguito riportati sono stati mediati nel periodo

1951-1980.

U[%] Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

0:00 83 80 78 81 82 82 77 79 82 85 87 85

6:00 86 84 85 86 87 86 84 88 88 89 89 87

12:00 71 64 58 54 51 50 44 46 52 60 70 74

18:00 73 66 62 60 58 54 48 51 60 70 78 77

Media 78 73.5 71 70 69.5 68 63.3 66 70.5 76 81 81

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

Temperature

Mesi

Temperature medie mensili

Temperature Max Temperature Med Temperature Min

23

5.4 – Calcolo delle portate di piena:

-Metodi empirici

I metodi empirici si basano esclusivamente sulla forma del bacino e perciò

vengono considerati alquanto inaffidabili. Si riportano comunque per

completezza i risultati ottenuti dalle principali formule empiriche di Scimeni e

Forti:

Formula di Scimeni

Formula di Forti

-Metodi Cinematici

I metodi cinematici si fondano su due ipotesi fondamentali: la prima è che il

tempo di ritardo sia funzione esclusivamente della posizione x di origine, la

seconda è che la portata uscente sia uguale al deflusso superficiale.

Metodo cinematico con coefficiente di filtrazione:

Si procede utilizzando dove ricordiamo che i sono

Zona 1 2 3 4 5

10 2.16 6.32 0.97 7.6

Area 7.485 4.455 0.841 0.719 0.718

0

20

40

60

80

100

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

U(%)

Mesi

Umidità relativa

0.00 6.00 12.00 18.00 Media

24

Per tempi di ritorno assegnati abbiamo:

1 2 3 4 5

2 5.836738 13.67674 9.516738 14.8667 8.236738

10 15.75775 23.59775 19.43775 24.7878 18.15775

20 19.54899 27.38899 23.22899 28.579 21.94899

50 24.45651 32.29651 28.13651 33.4865 26.85651

100 28.13409 35.97409 31.81409 37.1641 30.53409

200 31.7983 39.6383 35.4783 40.8283 34.1983

500 36.6326 44.4726 40.3126 45.6626 39.0326

T [mm/h]

2 9.088803

10 19.00982

20 22.80105

50 27.70857

100 31.38615

200 35.05037

500 39.88466

Metodo cinematico con coefficiente di deflusso:

Dalle considerazioni fatte precedentemente abbiamo che =0.22 ed adottando

la formulazione

otteniamo:

T [mm/h] [m3

/s]

2 3.480257 13.74522

10 5.660484 22.35599

20 6.493639 25.64652

50 7.572108 29.90592

100 8.380288 33.09781

200 9.18553 36.2781

500 10.24791 40.47394

6 - Bilancio idrologico:

Determiniamo i valori medi mensili delle principali componenti del bilancio

idrologico sulla base di uno schema concettuale a due serbatoi (V e W).

Ipotiziamo il bacino del torrente Tavaiano come un sistema chiuso dal punto di

vista idrogeologico in maniera tale da poter trascurare eventuali scambi di

acqua di falda con altri bacini.

T [m3

/s]

2 35.89608

10 75.07897

20 90.05238

50 109.4346

100 123.9591

200 138.4309

500 157.5238

25

-Bilancio di massa:

-Deflusso superficiale (dunne):

-Deflusso superficiale (Horton):

-Evapotraspirazione potenziale (Serra):

-Evaporazione reale:

-Flussi lineari del suolo:

-Flussi lineari delle falde:

-Portata totale:

Gli altri parametri utilizzati nello schema sono stati stimati come segue:

= Frequenza della probabilità di pioggia, rapporto tra il numero dei giorni

piovosi mensili e il numero di giorni mensili.

= Coefficiente di permeabilità media del terreno

= Capacità massima del suolo ≈ 287 mm

= Ritardo del deflusso di base

= Ritardo del deflusso ipodermico ≈

( lunghezza dei versanti)

= Ritardo della percolazione ≈

( profondità di falda)

26

Con tali valori dei parametri e dei dati climatici mensili medi, imponendo la

condizione di periodicità per i volumi idrici nel suolo e nella falda, si

ottengono i risultati di bilancio riportati nella seguente tabella:

P

U

Gen 90.6 76 0.299 4.6 28.789 8.597 0.1257 15.032 0 28.798 9.5323 18.26 0.1261

Feb 87.6 70 0.297 5.8 38.799 7.809 0.1529 18.287 0 38.799 10.0011 17.96 0.1241

Mar 95.3 66 0.308 9.1 54.385 9.510 0.1690 20.213 0 54.070 10.7073 20.39 0.1408

Apr 85.3 68 0.313 12.4 63.197 6.248 0.1771 21.182 0 63.197 11.5175 17.94 0.1239

Mag 76.8 68 0.283 17.3 86.531 5.582 0.1731 20.713 0 86.531 12.3413 18.10 0.1250

Giu 54.4 68 0.212 21.2 111.135 3.393 0.1474 17.631 0 111.135 13.0548 16.59 0.1146

Lug 29.4 65 0.110 23.3 138.958 2.033 0.0919 10.989 0 138.958 13.4448 15.57 0.1075

Ago 53.4 66 0.153 23.2 134.190 6.867 0.0045 0.535 0 52.230 13.2355 20.11 0.1389

Set 81.8 69 0.215 18.7 91.735 12.550 0.0000 0.000 0 69.205 12.1529 24.70 0.1706

Ott 117.5 73 0.304 15.5 65.250 18.556 0.0000 0.000 0 65.250 11.1170 29.67 0.2049

Nov 142.4 76 0.371 10.1 41.025 22.226 0.0240 2.870 0 41.025 10.1693 32.42 0.2239

Dic 117.9 78 0.359 5.8 28.536 13.505 0.0783 9.368 0 28.536 9.5472 23.13 0.1597

6.1 – Curva di durata delle portate:

In assenza di dati di portata si è ricostruito la curva di durata delle portate

per via indiretta. Per quanto riguarda le portate minori si utilizzano le 6 più

basse portate medie mensili risultanti dal bilancio idrologico. Per valori di

portata sensibilmente superiori (portate di piena), si assume come trascurabile

il contributo dei deflussi sub-superficiali e si fa riferimento al seguente

modello esponenziale per la stima delle probabilità di superamento della

generica portata Q:

Dove:

è la precipitazione media giornaliera (1032/365=2.827 mm/giorno).

è la precipitazione media in un giorno piovoso (1032/97=10.64 mm/giorno).

è la durata media della pioggia in un giorno piovoso (circa 6 ore per il clima

mediterraneo).

è espresso in mm/giorno

[m3

/s]

0.108 0.115 0.124 0.124 0.125 0.126 0.139 0.5 1 2 4 8

[gg]

350 320 290 260 230 200 170 32.785 13.315 11.776 9.211 5.636

27

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0.0100 0.1000 1.0000 10.0000

Giorni/anno

Q [m3/s]

Curva di durata delle

portate

Curva portate

28

7 – Simulazione con Hec-Ras:

La parte conclusiva della verifica del torrente Tavaiano prevede la

simulazione per le condizioni di piena, eseguita per vari tempi di ritorno,

tramite il programma Hec-Ras. Lo scopo della simulazione consiste

nell’individuare eventuali rischi di esondazioni in occasione di eventi di piena.

La zona oggetto della verifica è un tratto del torrente lungo 2223 metri nel

quale viene attraversato l’abitato di Galliano. È stato possibile acquisire i

dati attraverso delle rilevazioni manuali in loco. La sezione di apertura è

stata fatta all’altezza di “Remoli” mentre quella di chiusura poco a valle del

cimitero.

29

I dati utilizzati per la simulazione si riferiscono alle portate di piena stimate

precedentemente col metodo cinematico con coefficiente di deflusso. I tempi di

ritorno considerati per gli eventi di piena sono 2, 10, 50, 100 e le condizioni

al contorno assunte sono di moto uniforme.

Profilo altimetrico:

Sezione di monte:

0 5 10 15 20 25311

312

313

314

315

316

317

318

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Sezione di monte

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

WS TR 100

EG TR 10

WS TR 50

Crit TR 100

WS TR 20

Crit TR 50

Crit TR 20

EG TR 2

WS TR 10

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.03 .045 .06

30

Briglia sopra Galliano:

Sezioni post-briglia sopra Galliano:

0 5 10 15 20 25 30301

302

303

304

305

306

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Briglia sopra Galliano

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

WS TR 100

EG TR 20

WS TR 50

EG TR 10

WS TR 20

WS TR 10

EG TR 2

WS TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 5 10 15 20 25296

298

300

302

304

306

308

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Sezione post-briglia sopra Galliano

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

WS TR 100

WS TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 20

WS TR 10

EG TR 2

WS TR 2

Crit TR 100

Crit TR 50

Crit TR 20

Crit TR 10

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 5 10 15 20 25298

300

302

304

306

308

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Sezione post-briglia sopra Galliano

Station (m)

Ele

vatio

n (

m)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 100

Crit TR 100

WS TR 50

Crit TR 50

Crit TR 20

WS TR 20

EG TR 2

WS TR 10

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

31

Sezioni su Ponte Vecchio:

Sezione sulla curva altezza Galliano:

0 5 10 15 20 25 30294

295

296

297

298

299

300

301

302

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Ponte Vecchio

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

WS TR 100

WS TR 50

EG TR 10

WS TR 20

WS TR 10

Crit TR 100

EG TR 2

Crit TR 50

WS TR 2

Crit TR 20

Crit TR 10

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.04 .04 .03

5 10 15 20 25 30295

296

297

298

299

300

301

302

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Ponte Vecchio

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 100

WS TR 50

WS TR 20

Crit TR 100

WS TR 10

Crit TR 50

EG TR 2

Crit TR 20

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.03 .04 .05

0 5 10 15 20 25290

291

292

293

294

295

296

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Sezione sulla curva altezza Galliano

Station (m)

Ele

vatio

n (

m)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

Crit TR 100

Crit TR 50

Crit TR 20

Crit TR 10

EG TR 2

WS TR 100

WS TR 50

WS TR 20

WS TR 10

Crit TR 2

WS TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.03 .035 .03

32

Sezioni su Ponte Nuovo:

Briglia sotto Galliano:

0 5 10 15 20 25284

285

286

287

288

289

290

291

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

WS TR 100

WS TR 50

EG TR 20

WS TR 20

EG TR 10

WS TR 10

EG TR 2

WS TR 2

Crit TR 100

Crit TR 50

Crit TR 20

Crit TR 10

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .035 .035

0 5 10 15 20285

286

287

288

289

290

291

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 100

WS TR 50

Crit TR 100

WS TR 20

Crit TR 50

WS TR 10

EG TR 2

Crit TR 20

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.035 .035 .05

0 10 20 30 40278.5

279.0

279.5

280.0

280.5

281.0

281.5

282.0

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 28/03/2012 Briglia sotto Galliano

Station (m)

Ele

vatio

n (

m)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 100

WS TR 50

WS TR 20

WS TR 10

EG TR 2

WS TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.045 .035 .05

33

Sezione post-briglia sotto Galliano:

Sezione di chiusura:

Analisi dei risultati:

Reach River

Sta

Profile Shear

Chan

Min

Ch

El

W.S.

Elev

Crit

W.S.

E.G.

Elev

E.G.

Slope

Vel

Chnl

Flow

Area

Top

Width

Froude

# Chl

(N/m2) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)

Galliano 2.223 TR 2 138.52 311.75 312.5 312.5 312.79 0.021397 2.46 5.87 10.54 0.96

Galliano 2.223 TR 10 145.12 311.75 312.77 312.74 313.11 0.015918 2.67 8.92 11.75 0.88

0 5 10 15 20 25 30 35277

278

279

280

281

282

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 02/04/2012 Sezione post-briglia sotto Galliano

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

EG TR 10

WS TR 100

Crit TR 100

WS TR 50

Crit TR 50

Crit TR 20

WS TR 20

EG TR 2

WS TR 10

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.045 .035 .05

0 5 10 15 20 25 30 35272.5

273.0

273.5

274.0

274.5

275.0

275.5

276.0

Verifica torrente Tavaiano Plan: Plan 03 02/04/2012 Sezione di chiusura

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG TR 100

EG TR 50

EG TR 20

WS TR 100

EG TR 10

WS TR 50

Crit TR 100

WS TR 20

Crit TR 50

WS TR 10

Crit TR 20

EG TR 2

Crit TR 10

WS TR 2

Crit TR 2

Ground

Levee

Bank Sta

.04 .04 .05

34

Galliano 2.223 TR 20 129.49 311.75 312.91 312.81 313.23 0.012335 2.58 10.63 12.32 0.79

Galliano 2.223 TR 50 118.31 311.75 313.11 312.9 313.39 0.009555 2.54 13.56 17.29 0.72

Galliano 2.223 TR 100 102.91 311.75 313.23 312.98 313.49 0.007568 2.4 15.74 17.5 0.65

Galliano 2.12 TR 2 75.63 309.65 311.45 310.9 311.66 0.004702 2.12 7.7 5.88 0.52

Galliano 2.12 TR 10 112.07 309.65 311.88 311.32 312.2 0.005571 2.68 10.34 6.58 0.59

Galliano 2.12 TR 20 125.49 309.65 312.01 311.46 312.38 0.005868 2.86 11.23 6.8 0.61

Galliano 2.12 TR 50 143.29 309.65 312.16 311.63 312.59 0.006274 3.09 12.29 7.05 0.64

Galliano 2.12 TR 100 158.42 309.65 312.25 311.76 312.73 0.006676 3.27 12.95 7.21 0.66

Galliano 2.118 Inl

Struct

Galliano 2.116 TR 2 222.88 307.4 308.91 308.91 309.47 0.024608 3.31 4.29 4.19 0.97

Galliano 2.116 TR 10 267.06 307.4 309.36 309.36 310.09 0.021341 3.82 6.31 4.79 0.96

Galliano 2.116 TR 20 281.16 307.4 309.51 309.51 310.29 0.020553 3.98 7.05 5 0.95

Galliano 2.116 TR 50 302.13 307.4 309.69 309.69 310.54 0.020125 4.19 7.94 5.23 0.96

Galliano 2.116 TR 100 309.52 307.4 309.83 309.83 310.72 0.019225 4.29 8.69 5.41 0.95

Galliano 1.982 TR 2 270.8 304.15 305.28 305.4 305.94 0.027986 3.68 4.12 4.79 1.17

Galliano 1.982 TR 10 394.62 304.15 305.56 305.82 306.59 0.032062 4.63 5.5 5.23 1.3

Galliano 1.982 TR 20 436.43 304.15 305.65 305.96 306.81 0.033088 4.93 5.99 5.38 1.34

Galliano 1.982 TR 50 481.28 304.15 305.77 306.13 307.07 0.033588 5.24 6.65 5.58 1.37

Galliano 1.982 TR 100 523.3 304.15 305.84 306.26 307.27 0.034853 5.51 7.06 5.7 1.4

Galliano 1.701 TR 2 31 301.2 302.51 302.02 302.6 0.002545 1.46 11.47 13.6 0.42

Galliano 1.701 TR 10 45.63 301.2 302.78 302.3 302.93 0.003064 1.83 15.56 15.83 0.47

Galliano 1.701 TR 20 51 301.2 302.87 302.39 303.03 0.003244 1.95 16.94 16.51 0.49

Galliano 1.701 TR 50 57.4 301.2 302.97 302.5 303.15 0.00343 2.09 18.69 17.34 0.51

Galliano 1.701 TR 100 63.52 301.2 303.03 302.57 303.23 0.003673 2.21 19.7 17.8 0.53

Galliano 1.698 Inl

Struct

Galliano 1.696 TR 2 18.39 297.3 299.72 298.79 299.78 0.001536 1.12 12.33 9.4 0.31

Galliano 1.696 TR 10 29.74 297.3 300.04 299.15 300.15 0.002015 1.47 15.38 9.8 0.36

Galliano 1.696 TR 20 33.78 297.3 300.15 299.27 300.27 0.002151 1.59 16.44 9.93 0.38

35

Galliano 1.696 TR 50 38.85 297.3 300.28 299.4 300.43 0.002305 1.72 17.74 10.09 0.4

Galliano 1.696 TR 100 42.49 297.3 300.37 299.47 300.54 0.002405 1.82 18.69 10.21 0.41

Galliano 1.693 TR 2 112.48 298.6 299.44 299.44 299.75 0.01902 2.46 5.58 9.05 1

Galliano 1.693 TR 10 138.38 298.6 299.68 299.68 300.1 0.016861 2.88 7.8 9.35 0.99

Galliano 1.693 TR 20 147.78 298.6 299.76 299.76 300.23 0.016474 3.02 8.55 9.45 1

Galliano 1.693 TR 50 157.11 298.6 299.86 299.86 300.38 0.015777 3.17 9.54 9.58 0.99

Galliano 1.693 TR 100 164.52 298.6 299.94 299.94 300.48 0.01546 3.28 10.22 9.67 0.99

Galliano 1.359 TR 2 37.96 294.7 296.67 296.28 296.78 0.003659 1.57 9.75 10.2 0.44

Galliano 1.359 TR 10 51.79 294.7 297 296.53 297.16 0.004 1.9 13.15 10.61 0.47

Galliano 1.359 TR 20 56.47 294.7 297.11 296.62 297.29 0.004092 2.01 14.31 10.74 0.48

Galliano 1.359 TR 50 62.08 294.7 297.24 296.72 297.44 0.004182 2.13 15.74 10.91 0.5

Galliano 1.359 TR 100 65.84 294.7 297.34 296.79 297.55 0.004221 2.21 16.8 11.03 0.5

Galliano 1.352 Bridge

Galliano 1.345 TR 2 111.75 295.5 296.35 296.35 296.67 0.016217 2.52 5.59 9.06 0.95

Galliano 1.345 TR 10 133.53 295.5 296.62 296.62 297.04 0.01407 2.9 8.04 9.65 0.94

Galliano 1.345 TR 20 143.1 295.5 296.7 296.7 297.16 0.01393 3.04 8.82 9.68 0.94

Galliano 1.345 TR 50 153.8 295.5 296.8 296.8 297.3 0.013667 3.2 9.8 9.72 0.95

Galliano 1.345 TR 100 162.24 295.5 296.87 296.87 297.41 0.013604 3.32 10.47 9.75 0.96

Galliano 1.084 TR 2 127.67 290.65 292.15 292.32 292.65 0.014519 3.2 4.58 6.18 1.01

Galliano 1.084 TR 10 175.06 290.65 292.42 292.67 293.12 0.015772 3.9 6.75 11.32 1.1

Galliano 1.084 TR 20 187.43 290.65 292.49 292.68 293.24 0.015961 4.07 7.72 13.62 1.11

Galliano 1.084 TR 50 204.21 290.65 292.56 292.88 293.36 0.016529 4.28 8.7 14.2 1.14

Galliano 1.084 TR 100 215.15 290.65 292.61 292.92 293.44 0.016836 4.42 9.41 14.6 1.16

Galliano 0.831 TR 2 10.55 284.85 286.67 285.91 286.72 0.000911 0.96 14.44 11.26 0.27

Galliano 0.831 TR 10 17.19 284.85 286.98 286.12 287.06 0.001207 1.27 17.87 11.36 0.32

Galliano 0.831 TR 20 19.6 284.85 287.08 286.19 287.18 0.001295 1.37 19.03 11.39 0.33

Galliano 0.831 TR 50 22.53 284.85 287.21 286.28 287.32 0.001386 1.49 20.49 11.44 0.35

Galliano 0.831 TR 100 24.61 284.85 287.3 286.34 287.43 0.001441 1.57 21.55 11.47 0.36

36

Galliano 0.824 Bridge

Galliano 0.817 TR 2 82.98 285.6 286.37 286.37 286.65 0.013437 2.43 6.24 11.21 0.96

Galliano 0.817 TR 10 105.95 285.6 286.59 286.59 286.98 0.012876 2.88 8.68 11.21 0.99

Galliano 0.817 TR 20 112.91 285.6 286.66 286.66 287.09 0.012612 3.02 9.54 11.22 0.99

Galliano 0.817 TR 50 122.6 285.6 286.75 286.75 287.23 0.012507 3.19 10.55 11.22 1

Galliano 0.817 TR 100 128.98 285.6 286.82 286.82 287.33 0.012371 3.31 11.29 11.22 1.01

Galliano 0.442 TR 2 48.15 278.53 279.57 279.45 279.73 0.005037 1.99 9.24 16.04 0.64

Galliano 0.442 TR 10 219.45 278.53 279.42 279.66 280.18 0.027034 4.14 6.95 14.84 1.45

Galliano 0.442 TR 20 238.92 278.53 279.47 279.73 280.29 0.027789 4.36 7.69 15.33 1.48

Galliano 0.442 TR 50 259.41 278.53 279.53 279.8 280.43 0.028201 4.6 8.65 15.77 1.51

Galliano 0.442 TR 100 275.46 278.53 279.57 279.86 280.52 0.02869 4.77 9.31 16.07 1.53

Galliano 0.44 Inl

Struct

Galliano 0.437 TR 2 87.96 277.31 278.31 278.31 278.64 0.010486 2.64 5.98 10.09 0.9

Galliano 0.437 TR 10 99.99 277.31 278.61 278.61 279 0.008885 2.95 9.41 12.68 0.87

Galliano 0.437 TR 20 106.33 277.31 278.69 278.69 279.11 0.008819 3.08 10.5 13.1 0.87

Galliano 0.437 TR 50 117.39 277.31 278.79 278.79 279.25 0.009081 3.27 11.74 14.09 0.9

Galliano 0.437 TR 100 120.23 277.31 278.87 278.87 279.34 0.008773 3.35 12.93 15.01 0.89

Galliano 0 TR 2 58.39 272.79 274.12 273.87 274.29 0.005005 1.99 9.64 18.99 0.58

Galliano 0 TR 10 70.13 272.79 274.37 274.24 274.55 0.005004 2.24 14.56 21.78 0.59

Galliano 0 TR 20 73.86 272.79 274.44 274.3 274.64 0.005003 2.32 16.3 22.81 0.6

Galliano 0 TR 50 78.11 272.79 274.53 274.37 274.74 0.005001 2.41 18.34 23.2 0.6

Galliano 0 TR 100 81.09 272.79 274.59 274.45 274.8 0.005001 2.47 19.79 23.48 0.61

L’analisi dei dati ottenuti con la simulazione mostra come in nessuna delle

sezioni, soprattutto nel tratto di fiume che attraversa Galliano e che quindi è

più pericoloso per l’esondazione, viene raggiunta la soglia limite del pelo

libero. Anche per quanto riguarda i due ponti e per le briglie presenti nel

tratto considerato non si riscontrano particolari situazioni di rischio per cui

possiamo concludere che non ci sono pericoli di esondazione.

37

Progettazione di acquedotto per il centro

abitato di Galliano

Questa sezione della relazione ha per oggetto la progettazione di un impianto

di distribuzione per l’acquedotto dl centro abitato di Galliano. Nei suoi

elementi essenziali il progetto consiste nella realizzazione di una rete di

distribuzione e di un serbatoio. La progettazione dell’impianto si articola

sulle fasi di:

-Inquadramento dell’area d’intervento

-Previsione demografica nell’orizzonte temporale di progetto

-Stima dei fabbisogni

-Dimensionamento del serbatoio

-Dimensionamento della rete di distribuzione

8 - Inquadramento dell’area d’intervento:

La frazione di Galliano dista 11 chilometri dal comune di Barberino di

Mugello (FI), cui essa appartiene.

Tramite Google maps:

(immagine della frazione di Galliano)

38

9 – Previsione demografica:

Attualmente nella frazione di Galliano, sulla base dei dati forniti dal Comune

di Barberino di Mugello, risiedono 1532 abitanti. Per il corretto

dimensionamento della rete è necessario far riferimento ad un numero di

abitanti diverso da quello attuale, realizzando una previsione sulla possibile

variazione demografica nell’orizzonte temporale di progetto,sulla base dei

dati di crescita ottenibili dallo studio dei dati di popolazione degli anni

precedenti. Basiamo la nostra stima su un orizzonte temporale di 30 anni. I

dati di riferimento utilizzati per il calcolo del tasso di crescita si riducono al

comune di Barberino di Mugello. Di seguito sono riportati i dati sul numero di

abitanti e il tasso di crescita.

Tenendo conto che nel decennio trascorso la popolazione è aumentata circa

del 7%, gli abitanti in un arco temporale di progetto di 30 anni si considerano

1854.

9.1 – Edifici pubblici:

Per effettuare un dimensionamento corretto della rete occorre considerare

il numero di abitanti che usufruiranno dei vari servizi pubblici. Nella zona da

noi considerata sono presenti una scuola, una chiesa, un cimitero e un campo

sportvo.

8000

8100

8200

8300

8400

8500

8600

8700

8800

8900

9000

9100

9200

9300

9400

9500

9600

1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004

Popolazione

Popolazione

39

Per la dotazione idrica giornaliera si fa riferimento a:

Stimando una dotazione idrica media giornaliera per abitante di 195

che potrebbe risultare superiore rispetto alle rilevazioni recentemente

effettuate sugli effettivi consumi realizzati nella zona, è possibile convertire

i consumi degli edifici pubblici in numero di abitanti equivalenti.

Edifici Pubblici Consumo giornaliero (l) Abitanti equivalenti

Campo Sportivo 10000 51

Chiesa 1000 5

Istruzione 15000 77

Cimitero 1000 5

Quindi il numero di abitanti definitivo per il dimensionamento della rete è

ottenuto sommando la stima del numero di abitanti nell’arco dell’orizzonte di

progetto e il numero di abitanti equivalenti. Il numero che si ottiene è:

N=1992

10 - Stima del fabbisogno idropotabile:

Con la stima del numero di abitanti e della dotazione media idrica annua, si

calcolano determinati valori di volume e portata necessari per la stima del

fabbisogno idropotabile:

Volume totale annuo [m3

] 141780.60

Portata media annua [l/s] 4.50

Portata media mensile nel mese di massimo consumo (Km=1.3) [l/s] 5.84

Portata media giornaliera nel giorno di max consumo (Kg=1.25) [l/s] 7.31

Portata di picco (Kh=1.6) [l/s] 11.69

40

11 – Impianto di distribuzione:

Analizzando le caratteristiche morfologiche del centro abitato in oggetto si

sceglie di realizzare una distribuzione di tipo misto, dotata di un serbatoio di

testata. Tutte le condotte previste dal progetto passeranno al di sotto del

manto stradale esistente. Nella figura seguente si illustra la disposizione

degli elementi essenziali che compongono l’impianto di distribuzione:

41

12 – Dimensionamento della rete:

42

Definiamo ora le caratteristiche plano-altimetriche degli elementi che

compongono la rete, in base all’impostazione data alla rete dal nostro

progetto. In particolare si definiscono le quote (s.l.m.) dei nodi e la

lunghezza delle condotte.

Condotta Lunghezza [m] Nodo Quota [m]

tratto 1 351.6 quota serbatoio 355.7

tratto 2 172.7 quota nodo 1 330

tratto 3 199.7 quota nodo 2 314.8














tratto 17 65 quota nodo 16 302.9













tratto 32 126 quota nodo 29 294.7











tratto 44 236.9

tratto 45 166.8

tratto46 73.1

tratto47 122.2

tratto48 125.9

tratto49 176.3

tratto50 139

13 - Serbatoio di testata:

Per assolvere alle funzioni di riserva per interruzione di adduzione, per

compensare le fluttuazioni orarie dei consumi e per stabilizzare il carico

piezometrico è stato convenuto di fornire l’impianto di distribuzione di un

serbatoio di testata.

43

I volumi di acqua necessaria per ottemperare alle altre funzioni sopra citate

sono espressi in funzione del volume richiesto nel giorno di massimo consumo:

Volume richiesto nel giorno di massimo consumo [m3

] 631.215

Volume di riserva per interruzione adduzione [m3

] 189.3645

Volume di compenso delle fluttuazioni orarie di

consumo [m3

] 252.486

Volume di riserva per servizio antincendio [m3

] 108

Volume totale del serbatoio [m3

] 549.8505

Si provvede quindi al dimensionamento di un serbatoio semi-interrato a pianta

rettangolare di capacità pari a 640 m3

alla quota di 355.7 s.l.m.

Volume 640 m3

Superficie del fondo 128 m2

Altezza del pelo libero 5 m

Quota del fondo 350.7 m (s.l.m.)

Quota del pelo libero 355.7 m (s.l.m.)

Il serbatoio sarà dotato di impianti di adduzione, presa, scarico di fondo,

presa per antincendio e scarico di troppo pieno. Tutti questi impianti saranno

forniti di valvole a saracinesca tranne lo scarico di troppo pieno.

14 – Dimensionamento delle condotte:

Sono state scelte tubazioni in Polietilene ad alta densità (PEAD) con

pressione nominale di 10 bar, economiche e facilmente raccordabili con giunti

a bicchiere ed aventi una scabrezza pari a 0.002mm. Ipotizzando che tutte le

utenze prelevino acqua dai singoli nodi e non lungo le condotte, si calcolano

di seguito le portate, rispettivamente massima e minima, da assegnare ad

ognuno di questi.

Nodi Altezza [m] Utenti Qmax

[l/s] Qmin

[l/s]

1 330 13 0.076284722 0.01525694

2 314.8 30 0.176041667 0.03520833

3 309.6 37 0.217118056 0.04342361

4 322.4 31 0.181909722 0.03638194

5 317.7 31 0.181909722 0.03638194

6 314.6 21 0.123229167 0.02464583

7 315.8 36 0.21125 0.04225

8 309.2 128 0.751111111 0.15022222

9 308.8 94 0.551597222 0.11031944

10 310.3 26 0.152569444 0.03051389

11 307.1 24 0.140833333 0.02816667

12 305.8 84 0.492916667 0.09858333

13 305.5 72 0.4225 0.0845

14 305.4 61 0.357951389 0.07159028

44

15 302.4 52 0.305138889 0.06102778

16 302.9 141 0.827395833 0.16547917

17 301.8 55 0.322743056 0.06454861

18 300.1 27 0.1584375 0.0316875

19 301 33 0.193645833 0.03872917

20 299.5 101 0.592673611 0.11853472

21 298 29 0.170173611 0.03403472

22 300 36 0.21125 0.04225

23 299.7 52 0.305138889 0.06102778

24 302.2 43 0.252326389 0.05046528

25 300.9 50 0.293402778 0.05868056

26 306.9 31 0.181909722 0.03638194

27 300 47 0.275798611 0.05515972

28 299 62 0.363819444 0.07276389

29 294.7 91 0.533993056 0.10679861

30 295.8 68 0.399027778 0.07980556

31 293 61 0.357951389 0.07159028

32 293.3 73 0.428368056 0.08567361

33 290.6 88 0.516388889 0.10327778

34 292 25 0.146701389 0.02934028

35 306 29 0.170173611 0.03403472

36 320.3 32 0.187777778 0.03755556

37 288.7 56 0.328611111 0.06572222

38 286.4 17 0.099756944 0.01995139

39 285.3 5 0.029340278 0.00586806

Possiamo effettuare un predimensionamento delle condotte, secondo criteri

economici e costruttivi, grazie alle portate così ottenute. La scelta dei

diametri viene poi verificata ed eventualmente corretta tramite il Software

Epanet 2.

Condotta Lunghezza [m] Diametro interno [mm] Diametro esterno [mm]

tratto 1 351.6 197.4 225

tratto 2 172.7 158.6 180

tratto 3 199.7 44 50

tratto 4 84.7 158.6 180

tratto 5 143.5 158.6 180

tratto 6 55.5 110.2 125

tratto 7 139.6 110.2 125

tratto 8 45.4 158.6 180

tratto 9 97.9 110.2 125

tratto 10 44.8 96.8 110

tratto 11 59.8 110.2 125

tratto 12 55.6 110.2 125

tratto 13 60.5 110.2 125

tratto 14 86.8 110.2 125

tratto 15 196.6 158.6 180

tratto 16 113.5 158.6 180

tratto 17 65 158.6 180

tratto 18 73.3 44 50

tratto 19 81.5 110.2 125

tratto 20 82.4 96.8 110

tratto 21 172.8 96.8 110

tratto 22 24.3 110.2 125

tratto 23 23.5 110.2 125

tratto 24 100.7 110.2 125

tratto 26 141.7 110.2 125

tratto 28 44.4 110.2 125

tratto 29 102.7 110.2 125

tratto 30 80.7 110.2 125

tratto 31 150.9 158.6 180

tratto 32 126 44 50

tratto 33 342.4 44 50

tratto 34 130.4 110.2 125

tratto 35 134.2 110.2 125

45

tratto 36 110.1 96.8 110

tratto 38 60.7 96.8 110

tratto 39 77.1 44 50

tratto 40 65.6 44 50

tratto 41 100.9 110.2 125

tratto 42 197.2 44 50

tratto 43 83.9 44 50

tratto 44 236.9 110.2 125

tratto 45 166.8 110.2 125

tratto46 73.1 110.2 125

tratto47 122.2 44 50

tratto48 125.9 110.2 125

tratto49 176.3 44 50

tratto50 139 44 50

15 – Verifica tramite il software Epanet 2:

i dati di input forniti al programma sono:

-Quota dei nodi

-Portata uscente dai nodi

-Lunghezza dei rami

-Scabrezza delle tubazioni

-Diametro delle tubazioni

-Quota del serbatoio

I parametri principali che devono essere verificati al fine di valutare il

corretto funzionamento dell’opera, sono la pressione dell’acqua ai nodi e la

velocità dell’acqua all’interno delle condotte. Per eseguire la verifica si

prevedono tre diverse situazioni di utilizzo della rete:

-Consumo nullo (condizione statica) (Q0)

-Consumo massimo orario (Qmax

)

-Consumo minimo orario (Qmin

)

Per ognuno dei tre casi si riportano le condizioni della rete e le verifiche nei

nodi e nelle condotte che presentano le condizioni più gravose.

15.1 – Analisi dei risultati con portata nulla:

Nodi Quota [m] Portata [l/s] Carico [m] Pressione [m]

Junc 1 330 0 355.70 25.70

Junc 2 314.8 0 355.70 40.90

Junc 3 309.6 0 355.70 46.10

Junc 10 310.3 0 355.70 45.40

Junc 11 307.1 0 355.70 48.60

Junc 14 305.4 0 355.70 50.30

Junc 12 305.8 0 355.70 49.90

Junc 13 305.5 0 355.70 50.20

46

Junc 16 302.9 0 355.70 52.80

Junc 15 302.4 0 355.70 53.30

Junc 17 301.8 0 355.70 53.90

Junc 24 302.2 0 355.70 53.50

Junc 4 322.4 0 355.70 33.30

Junc 5 317.7 0 355.70 38.00

Junc 8 309.2 0 355.70 46.50

Junc 9 308.8 0 355.70 46.90

Junc 6 314.6 0 355.70 41.10

Junc 7 315.8 0 355.70 39.90

Junc 19 301 0 355.70 54.70

Junc 18 300.1 0 355.70 55.60

Junc 22 300 0 355.70 55.70

Junc 20 299.5 0 355.70 56.20

Junc 21 298 0 355.70 57.70

Junc 23 299.7 0 355.70 56.00

Junc 25 300.9 0 355.70 54.80

Junc 26 306.9 0 355.70 48.80

Junc 29 294.7 0 355.70 61.00

Junc 31 293 0 355.70 62.70

Junc 30 295.8 0 355.70 59.90

Junc 32 293.3 0 355.70 62.40

Junc 27 300 0 355.70 55.70

Junc 28 299 0 355.70 56.70

Junc 36 320.3 0 355.70 35.40

Junc 33 290.6 0 355.70 65.10

Junc 34 292 0 355.70 63.70

Junc 35 306 0 355.70 49.70

Junc 37 288.7 0 355.70 67.00

Junc 38 286.4 0 355.70 69.30

Junc 39 285.7 0 355.70 70.00

Resvr 0 355.7 #N/A 355.70 0.00

Verifica nodo 39:

La differenza tra il carico e la quota del nodo deve essere minore

dell’altezza rappresentatrice della pressione nominale della tubazione.

;

;

15.2 – Analisi dei risultati con portata massima:


Junc 1 330 0.076 355.45 25.45

Junc 2 314.8 0.176 355.35 40.55

Junc 3 309.6 0.217 355.19 45.59

Junc 10 310.3 0.153 355.31 45.01

Junc 11 307.1 0.141 355.25 48.15

Junc 14 305.4 0.358 355.23 49.83

Junc 12 305.8 0.493 355.24 49.44

Junc 13 305.5 0.423 355.24 49.74

Junc 16 302.9 0.827 355.19 52.29

Junc 15 302.4 0.305 355.19 52.79

Junc 17 301.8 0.328 355.16 53.36

Junc 24 302.2 0.252 355.18 52.98

Junc 4 322.4 0.182 355.32 32.92

Junc 5 317.7 0.182 355.25 37.55

Junc 8 309.2 0.751 355.21 46.01

Junc 9 308.8 0.552 355.20 46.40

Junc 6 314.6 0.123 355.23 40.63

Junc 7 315.8 0.211 355.17 39.37

47

Junc 19 301 0.194 355.15 54.15

Junc 18 300.1 0.158 355.14 55.04

Junc 22 300 0.211 355.15 55.15

Junc 20 299.5 0.593 355.13 55.63

Junc 21 298 0.170 355.13 57.13

Junc 23 299.7 0.305 355.14 55.44

Junc 25 300.9 0.293 355.16 54.26

Junc 26 306.9 0.182 355.20 48.30

Junc 29 294.7 0.534 355.12 60.42

Junc 31 293 0.358 355.12 62.12

Junc 30 295.8 0.399 355.13 59.33

Junc 32 293.3 0.428 355.07 61.77

Junc 27 300 0.276 355.16 55.16

Junc 28 299 0.364 355.14 56.14

Junc 36 320.3 0.188 354.92 34.62

Junc 33 290.6 0.516 355.08 64.48

Junc 34 292 0.147 355.08 63.08

Junc 35 306 0.170 354.97 48.97

Junc 37 288.7 0.329 355.07 66.37

Junc 38 286.4 0.1 355.01 68.61

Junc 39 285.7 0.029 355.01 69.31

Resvr 0 355.7 #N/A 355.70 0.00

Verifica nodo1:

La differenza tra il carico e la quota del nodo deve essere maggiore di

almeno 10 m dell’edificio più alto.

; ;

Condotta Lunghezza [m] Diametro [mm] Scabrezza[mm] Portata [l/s] Velocità [m/s]

Pipe 1 351.6 197.4 0.002 11.69 0.38

Pipe 2 172.7 158.6 0.002 5.50 0.28

Pipe 3 199.7 44 0.002 0.22 0.14

Pipe 4 84.7 158.6 0.002 5.11 0.26

Pipe 5 143.5 158.6 0.002 4.95 0.25

Pipe 6 55.5 110.2 0.002 1.82 0.19

Pipe 7 139.6 110.2 0.002 1.46 0.15

Pipe 8 45.4 158.6 0.002 2.99 0.15

Pipe 9 97.9 110.2 0.002 2.07 0.22

Pipe 10 44.8 96.8 0.002 0.42 0.06

Pipe 11 59.8 110.2 0.002 1.28 0.13

Pipe 12 55.6 110.2 0.002 1.75 0.18

Pipe 13 60.5 110.2 0.002 -0.59 0.06

Pipe 14 86.8 110.2 0.002 -0.96 0.10

Pipe 15 196.6 158.6 0.002 6.12 0.31

Pipe 16 113.5 158.6 0.002 5.94 0.30

Pipe 17 65 158.6 0.002 3.82 0.19

Pipe 18 73.3 44 0.002 0.21 0.14

Pipe 19 81.5 110.2 0.002 1.93 0.20

Pipe 20 82.4 96.8 0.002 0.55 0.08

Pipe 21 172.8 96.8 0.002 0.63 0.09

Pipe 22 24.3 110.2 0.002 2.38 0.25

Pipe 23 23.5 110.2 0.002 1.09 0.11

Pipe 24 100.7 110.2 0.002 1.10 0.12

Pipe 26 141.7 110.2 0.002 0.74 0.08

Pipe 28 44.4 110.2 0.002 -0.89 0.09

Pipe 29 102.7 110.2 0.002 -1.10 0.12

Pipe 30 80.7 110.2 0.002 -1.71 0.18

Pipe 31 150.9 158.6 0.002 -3.49 0.18

Pipe 32 126 44 0.002 0.08 0.05

Pipe 33 342.4 44 0.002 0.19 0.12

Pipe 34 130.4 110.2 0.002 0.57 0.06

48

Pipe 35 134.2 110.2 0.002 -0.51 0.05

Pipe 36 110.1 96.8 0.002 0.59 0.08

Pipe 38 60.7 96.8 0.002 0.36 0.05

Pipe 39 77.1 44 0.002 0.18 0.12

Pipe 40 65.6 44 0.002 -0.06 0.04

Pipe 41 100.9 110.2 0.002 0.32 0.03

Pipe 42 197.2 44 0.002 0.17 0.11

Pipe 43 83.9 44 0.002 0.19 0.12

Pipe 44 236.9 110.2 0.002 -1.35 0.14

Pipe 45 166.8 110.2 0.002 -1.60 0.17

Pipe 46 73.1 110.2 0.002 0.38 0.04

Pipe 47 122.2 44 0.002 0.11 0.07

Pipe 48 125.9 110.2 0.002 0.46 0.05

Pipe 49 176.3 44 0.002 0.13 0.08

Pipe 50 139 44 0.002 0.03 0.02

Verifica condotta 1:

la velocità dell’acqua deve essere minore della velocità massima

.

;

15.3 – Analisi dei risultati con portata minima:


Junc 1 330 0.015 355.69 25.69

Junc 2 314.8 0.035 355.68 40.88

Junc 3 309.6 0.043 355.67 46.07

Junc 10 310.3 0.031 355.68 45.38

Junc 11 307.1 0.028 355.67 48.57

Junc 14 305.4 0.072 355.67 50.27

Junc 12 305.8 0.099 355.67 49.87

Junc 13 305.5 0.085 355.67 50.17

Junc 16 302.9 0.165 355.67 52.77

Junc 15 302.4 0.061 355.67 53.27

Junc 17 301.8 0.065 355.67 53.87

Junc 24 302.2 0.050 355.67 53.47

Junc 4 322.4 0.036 355.68 33.28

Junc 5 317.7 0.036 355.67 37.97

Junc 8 309.2 0.150 355.67 46.47

Junc 9 308.8 0.110 355.67 46.87

Junc 6 314.6 0.025 355.67 41.07

Junc 7 315.8 0.042 355.67 39.87

Junc 19 301 0.039 355.67 54.67

Junc 18 300.1 0.032 355.67 55.57

Junc 22 300 0.042 355.67 55.67

Junc 20 299.5 0.119 355.67 56.17

Junc 21 298 0.034 355.67 57.67

Junc 23 299.7 0.061 355.67 55.97

Junc 25 300.9 0.059 355.67 54.77

Junc 26 306.9 0.036 355.67 48.77

Junc 29 294.7 0.107 355.67 60.97

Junc 31 293 0.072 355.67 62.67

Junc 30 295.8 0.080 355.67 59.87

Junc 32 293.3 0.086 355.66 62.36

Junc 27 300 0.055 355.67 55.67

Junc 28 299 0.073 355.67 56.67

Junc 36 320.3 0.038 355.65 35.35

Junc 33 290.6 0.103 355.66 65.06

Junc 34 292 0.029 355.66 63.66

Junc 35 306 0.034 355.66 49.66

Junc 37 288.7 0.066 355.66 66.96

49

Junc 38 286.4 0.020 355.66 69.26

Junc 39 285.7 0.006 355.66 69.96

Resvr 0 355.7 #N/A 355.70 0.00

Condotta Lunghezza [m] Diametro [mm] Scabrezza[mm] Portata [l/s] Velocità [m/s]

Pipe 1 351.6 197.4 0.002 2.34 0.08

Pipe 2 172.7 158.6 0.002 1.09 0.06

Pipe 3 199.7 44 0.002 0.04 0.03

Pipe 4 84.7 158.6 0.002 1.02 0.05

Pipe 5 143.5 158.6 0.002 0.99 0.05

Pipe 6 55.5 110.2 0.002 0.37 0.04

Pipe 7 139.6 110.2 0.002 0.30 0.03

Pipe 8 45.4 158.6 0.002 0.59 0.03

Pipe 9 97.9 110.2 0.002 0.41 0.04

Pipe 10 44.8 96.8 0.002 0.09 0.01

Pipe 11 59.8 110.2 0.002 0.27 0.03

Pipe 12 55.6 110.2 0.002 0.33 0.03

Pipe 13 60.5 110.2 0.002 -0.09 0.01

Pipe 14 86.8 110.2 0.002 -0.22 0.02

Pipe 15 196.6 158.6 0.002 1.23 0.06

Pipe 16 113.5 158.6 0.002 1.19 0.06

Pipe 17 65 158.6 0.002 0.77 0.04

Pipe 18 73.3 44 0.002 0.04 0.03

Pipe 19 81.5 110.2 0.002 0.39 0.04

Pipe 20 82.4 96.8 0.002 0.11 0.01

Pipe 21 172.8 96.8 0.002 0.13 0.02

Pipe 22 24.3 110.2 0.002 0.48 0.05

Pipe 23 23.5 110.2 0.002 0.22 0.02

Pipe 24 100.7 110.2 0.002 0.23 0.02

Pipe 26 141.7 110.2 0.002 0.15 0.02

Pipe 28 44.4 110.2 0.002 -0.18 0.02

Pipe 29 102.7 110.2 0.002 -0.22 0.02

Pipe 30 80.7 110.2 0.002 -0.34 0.04

Pipe 31 150.9 158.6 0.002 -0.70 0.04

Pipe 32 126 44 0.002 0.01 0.01

Pipe 33 342.4 44 0.002 0.04 0.02

Pipe 34 130.4 110.2 0.002 0.11 0.01

Pipe 35 134.2 110.2 0.002 -0.11 0.01

Pipe 36 110.1 96.8 0.002 0.12 0.02

Pipe 38 60.7 96.8 0.002 0.07 0.01

Pipe 39 77.1 44 0.002 0.04 0.03

Pipe 40 65.6 44 0.002 -0.01 0.01

Pipe 41 100.9 110.2 0.002 0.06 0.01

Pipe 42 197.2 44 0.002 0.03 0.02

Pipe 43 83.9 44 0.002 0.04 0.03

Pipe 44 236.9 110.2 0.002 -0.27 0.03

Pipe 45 166.8 110.2 0.002 -0.33 0.03

Pipe 46 73.1 110.2 0.002 0.07 0.01

Pipe 47 122.2 44 0.002 0.01 0.01

Pipe 48 125.9 110.2 0.002 0.09 0.01

Pipe 49 176.3 44 0.002 0.03 0.02

Pipe 50 139 44 0.002 0.01 0.00

50

Progettazione di rete fognaria per il

centro abitato di Galliano

Questa sezione della relazione ha per oggetto la progettazione di una rete

fognaria per il centro abitato di Galliano. Tra le tipologie possibili di

fognatura, si è deciso di adottare la “fognatura separata”. La rete fognaria è

formata da due sistemi di condotte: la fognatura bianca, destinata alla

canalizzazione delle acque meteoriche e la fognatura nera, destinata alla

canalizzazione delle acque reflue civili. Il progetto delle due reti viene

trattato separatamente.

16- Fognatura bianca:

Il tracciato è stato realizzato in modo da utilizzare le pendenze naturali del

paese:

51

16.1- Stima delle portate di progetto:

La portata di progetto da utilizzare per il dimensionamento della fognatura

bianca deriva dalle precipitazioni meteoriche che interessano l’area servita

dalla rete fognaria. Il metodo utilizzato per ricavare la portata di progetto è

quello dell’invaso lineare, descritto dalla formula :

Per l’analisi pluviometrica si è fatto riferimento ai dati del pluviometro della

stazione “Borgo san Lorenzo [1000]”. Il tempo di ritorno considerato per la

progettazione del sistema fognario è di 25 anni. Con questo tempo di ritorno

sono stati calcolati i parametri della LSPP:

T 25 45.9901 0.298

Il metodo dell’invaso lineare è stato applicato ad ogni condotta

considerando l’area drenata dal ramo corrispondente.

16.2 – Impostazione della rete:

L’impostazione della rete è stata fatta tenendo conto sia dell’andamento

planimetrico delle strade presenti nel centro abitato, sia dalla pendenza

massima delle fognature che deve rientrare nell’intervallo 0.5-5. Lo schema

planimetrico della rete è composto da una serie di condotte che confluiscono

in un unico collettore. Il collettore scarica le acque di pioggia nel torrente

Tavaiano. La conformazione dei versanti intorno al centro abitato è tale da

permettere il deflusso delle acque meteoriche nei corsi d’acqua esistenti,

rendendo quindi superflua l’adozione di fossi di guardia.

16.3 – Caratteristiche della rete:

Ai fini del dimensionamento delle condotte sono state fatte le ipotesi di

funzionamento autonomo e di funzionamento sincrono. L’andamento

planimetrico della rete fognaria permette di definire la lunghezza di ogni

condotta. La pendenza delle condotte è stata adottata in base all’andamento

altimetrico del terreno dell’area da servire e in base alle velocità raggiunte

dall’acqua nelle condotte. Nella tabella sottostante sono riportate le

caratteristiche dimensionali generali della rete:

Ramo Confluenze Lunghezza(m) Pendenza(%)

A - 208.5 2.1

B - 390.2 2.2

C A,B 474.5 1.8

D - 120.0 2.7

E - 238.3 2.5

F D,E 383.9 1.0

G - 435.0 4.2

H - 101.7 1.2

I G,H 315.8 4.0

L F,I 228.4 1.1

52

M - 327.0 1.7

N - 625.4 3.6

O C,N 57.2 1.6

P O,M 55.0 1.3

Q - 331.6 4.6

R Q,P,L 485.9 1.0

16.4 – Aree contribuenti:

L’area servita dalla rete fognaria è stata divisa in 16 sotto-aree ognuna

delle quali afferente ad un determinato ramo della rete. La divisione in aree

contribuenti è necessaria ai fini del calcolo della portata con il metodo

dell’invaso lineare. Con questo metodo è stata determinata la portata

idrologica che ogni condotta deve offrire.

Ramo Confluenze Area drenata direttamente(m2

) Area drenata totale(m2

)

A - 19796.4 19796.4

B - 30129.9 30129.9

C A,B 23822.5 73748.8

D - 11303.5 11303.5

E - 19840.2 19840.2

F D,E 40630.4 71774.1

G - 18375.8 18375.8

H - 8159.7 8159.7

I G,H 13426.6 39962.1

L F,I 26902.1 138638.3

M - 20947.8 20947.8

N - 25527.4 25527.4

O C,N 4805.0 104081.2

P O,M 4025.2 129054.2

Q - 11249.3 11249.3

R Q,P,L 34566.2 313508.0

16.5 – Dimensionamento delle condotte:

Per le condotte sono state utilizzate tubazioni in polietilene ad alta densità

“PEAD”, con giunti saldati in testa.

I diametri da noi utilizzati sono:

- 0.469 m (diametro esterno 0.5 m)




Diametro interno - [m]

Lunghezza condotta - [m]

Pendenza condotta - [%]

Area drenata direttamente - [m2

]

Coefficiente di deflusso - -

Area ridotta [m2

]

Area drenata totale

[m2

]

Parametri della LSPP - -

Angolo di riempimento - [rad]

53

Volume dei piccoli invasi 0.004 [m]

Volume proprio invaso [m3

]

Volume totale invasato [m

3

]

Perimetro bagnato

[m]

Sezione bagnata

[m2

]

Raggio idraulico

[m]

Tirante idraulico

[m]

Coefficiente di Bazin

[m0.5

/s]

Velocità [m/s]

Volume specifico

[m]

Coefficiente udometrico

[m/s]

Portata idraulica [m3

/s]

Portata idrologica [m3

/s]

Il procedimento iterativo si basa inizialmente sulla scelta dei diametri delle

condotte tali da avere una portata idraulica maggiore della portata

idrologica. Nella fase successiva viene minimizzata la differenza tra le

portate variando l’angolo di riempimento della condotta. Nelle seguentoìi

tabelle si riportano i risultati ottenuti:

Rami

Rami

confluenti Lunghezza[m] Area[m2

]

Area rid

[m2

]

Area cum

[m2

]

Area rid

cum [m2

]

medio

A - 208.5 19796.4 0.21 4157.24 19796.4 4157.24 0.21

B - 390.2 30129.9 0.24 7231.18 30129.9 7231.18 0.24

C A,B 474.5 23822.5 0.65 15484.63 73748.8 26873.05 0.36

D - 120.0 11303.5 0.40 4521.40 11303.5 4521.40 0.40

E - 238.3 19840.2 0.31 6150.46 19840.2 6150.46 0.31

F D,E 383.9 40630.4 0.60 24378.24 71774.1 35050.10 0.49

G - 435.0 18375.8 0.20 3675.16 18375.8 3675.16 0.20

H - 101.7 8159.7 0.27 2203.12 8159.7 2203.12 0.27

I G,H 315.8 13426.6 0.30 4027.98 39962.1 9906.26 0.25

L F,I 228.4 26902.1 0.25 6725.53 138638.3 51681.89 0.37

M - 327.0 20947.8 0.55 11521.29 20947.8 11521.29 0.55

N - 625.4 25527.4 0.29 7402.95 25527.4 7402.95 0.29

O C,N 57.2 4805.0 0.58 2786.90 104081.2 37062.89 0.36

P O,M 55.0 4025.2 0.43 1730.84 129054.2 50315.02 0.39

Q - 331.6 11249.3 0.26 2924.82 11249.3 2924.82 0.26

R Q,P,L 485.9 34566.2 0.29 10024.20 313508.0 114945.92 0.37

Ramo

[%]

[m]

[rad]

[m2

]

[m]

[m]

[m0.5

/s]

[m/s]

[m

3

/s]

A 2.1% 0.469 2.032 0.0312 0.4765 0.0656 70.4845 2.6155 0.0817

B 2.2% 0.469 2.479 0.0513 0.5813 0.0882 72.3747 3.1873 0.1634

C 1.8% 0.666 3.573 0.2213 1.1898 0.1860 76.3743 4.4190 0.9779

D 2.7% 0.469 2.984 0.0777 0.6998 0.1111 73.7280 4.0379 0.3139

E 2.5% 0.666 2.074 0.0664 0.6907 0.0962 72.8969 3.5746 0.2375

F 1.0% 0.844 4.184 0.4495 1.7657 0.2546 77.7535 3.9229 1.7633

G 4.2% 0.469 1.698 0.0194 0.3981 0.0487 68.4083 3.0951 0.0601

H 1.2% 0.844 1.409 0.0376 0.5945 0.0632 70.2353 1.9340 0.0727

I 4.0% 0.844 1.630 0.0562 0.6877 0.0817 71.9096 4.1120 0.2312

L 1.1% 0.844 3.850 0.4007 1.6247 0.2467 77.6224 4.0433 1.6203

M 1.7% 0.666 3.213 0.1821 1.0699 0.1702 75.9535 4.0855 0.7439

54

N 3.6% 0.469 2.447 0.0497 0.5739 0.0866 72.2653 4.0348 0.2005

O 1.6% 0.844 3.200 0.2901 1.3503 0.2148 77.0288 4.5162 1.3102

P 1.3% 0.844 4.084 0.4357 1.7236 0.2528 77.7249 4.4558 1.9415

Q 4.6% 0.469 1.807 0.0230 0.4238 0.0542 69.1688 3.4528 0.0793

R 1.0% 1.125 3.601 0.6399 2.0256 0.3159 78.6082 4.4181 2.8269

Ramo

[m]

[m3

]

[m3

]

[m3

]

[m]

[m/s]

[m

3

/s]

[m]

A 0.004 6.5141 6.5141 85.6997 0.0043 4.128E-06 0.0817 0.1110 1.372E-17

B 0.004 19.9979 19.9979 140.5175 0.0047 5.422E-06 0.1634 0.1582 1.764E-20

C 0.004 105.0009 131.5129 426.5081 0.0058 1.326E-05 0.9779 0.4043 4.930E-30

D 0.004 9.3294 9.3294 54.5434 0.0048 2.777E-05 0.3139 0.2161 9.400E-17

E 0.004 15.8304 15.8304 95.1912 0.0048 1.197E-05 0.2375 0.1636 9.762E-14

F 0.004 172.5550 197.7149 484.8113 0.0068 2.457E-05 1.7633 0.6322 1.109E-29

G 0.004 8.4404 8.4404 81.9436 0.0045 3.268E-06 0.0601 0.0795 1.736E-17

H 0.004 3.8203 3.8203 36.4591 0.0045 8.904E-06 0.0727 0.1004 5.550E-17

I 0.004 17.7538 30.0145 189.8629 0.0048 5.785E-06 0.2312 0.1325 5.331E-13

L 0.004 91.5311 319.2605 873.8137 0.0063 1.169E-05 1.6203 0.5684 4.437E-31

M 0.004 59.5447 59.5447 143.3359 0.0068 3.551E-05 0.7439 0.3449 4.437E-31

N 0.004 31.0786 31.0786 133.1882 0.0052 7.855E-06 0.2005 0.1547 3.808E-17

O 0.004 16.5941 179.1855 595.5103 0.0057 1.259E-05 1.3102 0.4343 6.627E-22

P 0.004 23.9653 262.6955 778.9123 0.0060 1.504E-05 1.9415 0.6136 3.594E-29

Q 0.004 7.6120 7.6120 52.6092 0.0047 7.046E-06 0.0793 0.0894 1.034E-17

R 0.004 310.9033 900.4713 2154.5033 0.0069 9.017E-06 2.8269 0.6906 1.262E-29

16.6 – Note:

Nella verifica della rete fognaria bianca occorre attenzione sulle velocità

delle acque reflue nelle condotte, la quale deve risultare minore di 5m/s.

In tutti i rami della rete la velocità è sempre minore di 5m/s.

Per ridurre la pendenza dei rami è stata necessaria l’introduzione di salti di

fondo dimensionati e collocati secondo le necessità delle singole condotte.

La fognatura in esame è di tipo non praticabile, per questo motivo sono stati

previsti e posizionati pozzetti d’ispezione ogni 25m, in modo da garantire la

manutenzione ed il controllo da parte degli operatori.

I pozzetti d’ispezione saranno inseriti nei seguenti casi:

- Cambio di direzione delle condotte;

- Cambio di speco delle condotte

- Cambio di pendenza e/o quota delle condotte

Nel nostro caso questi sono inseriti principalmente per cambiamento di

direzione delle condotte.

55

17- Fognatura nera:

Nella progettazione della rete fognaria delle acque reflue di scarico civile si

è fatto riferimento alla Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici 07/01/74

n°11633; D. Lgs. n°152 dell'11/05/99 e al D. Lgs. n°258 del 18/08/00. La

scelta del percorso della rete è stata fatta considerando sia i fattori

economici che quelli funzionali. Per questo impianto si è progettato di usare

lo stesso tracciato della fognatura bianca.

17.1 – Portate di progetto:

La rete fognaria nera è realizzata con lo scopo di raccogliere ed allontanare

le acque reflue civili del centro abitato servito. Per la stima delle portate di

progetto della rete facciamo quindi riferimento ai fabbisogni idrici calcolati

per il dimensionamento dell'acquedotto.

56

Per il dimensionamento delle condotte facciamo riferimento a due valori di

portata, calcolati per ciascun ramo della rete.

Si definisce:

1. Portata media

[l/s]

Dove:

= 1.4 Coefficiente di punta adimensionale

= 0.8 Coefficiente di evaporazione adimensionale

= 195 Dotazione idrica giornaliera (l/ab/gg)

2. Portata di punta

[l/s]

Dove:

Coefficiente di punta adimensionale

= numero di utenze servito da ogni ramo

= 0.8 Coefficiente di evaporazione adimensionale

= 195 Dotazione idrica giornaliera (l/ab/gg)

Ramo Confluenze (l/s) (l/s)

A - 98 98 0.000247722 0.000774478

B - 80 80 0.000202222 0.000632227

C A,B 281 459 0.00116025 0.003627402

D - 195 195 0.000492917 0.001541053

E - 262 272 0.000687556 0.002149571

F D,E 209 666 0.0016835 0.005263289

G - 75 75 0.000189583 0.000592713

H - 48 48 0.000121333 0.000379336

I G,H 52 175 0.000442361 0.001382996

L F,I 90 931 0.002353361 0.007357541

M - 204 204 0.000515667 0.001612179

N - 129 129 0.000326083 0.001019466

O C,N 47 635 0.001605139 0.005018301

P O,M 30 869 0.002196639 0.006867565

Q - 54 54 0.0001365 0.000426753

R Q,P,L 138 1992 0.005035333 0.01574245

57

17.2 – Dimensionamento della rete:

Portate medie:

Ramo

Rami

confluenti

[%] [m] [m] [rad] Ω [m2

] [m]

A - 2.1% 0.1902 0.200 0.864 0.0005 0.0821

B - 2.2% 0.1902 0.200 0.820 0.0004 0.0779

C A,B 2.3% 0.1902 0.200 1.238 0.0013 0.1178

D - 3.5% 0.1902 0.200 0.955 0.0006 0.0908

E - 2.5% 0.1902 0.200 1.075 0.0009 0.1023

F D,E 1.3% 0.1902 0.200 1.451 0.0021 0.1380

G - 4.2% 0.1902 0.200 0.750 0.0003 0.0713

H - 1.2% 0.1902 0.200 0.781 0.0003 0.0743

I G,H 4.9% 0.1902 0.200 0.881 0.0005 0.0838

L F,I 3.7% 0.1902 0.200 1.379 0.0018 0.1312

M - 2.4% 0.1902 0.200 1.009 0.0007 0.0960

N - 4.1% 0.1902 0.200 0.852 0.0004 0.0810

O C,N 2.4% 0.1902 0.200 1.332 0.0016 0.1267

P O,M 4.9% 0.1902 0.200 1.317 0.0016 0.1252

Q - 4.6% 0.1902 0.200 0.689 0.0002 0.0655

R Q,P,L 1.0% 0.3804 0.400 1.244 0.0054 0.2366

[m] Bazin [m0.5

/s] [m/s] [m3

/s]

0.0057 48.46 0.53 0.000248 5.969E-22 0.008727

0.0051 47.38 0.50 0.000202 6.526E-19 0.007873

0.0113 55.57 0.89 0.001186 6.390E-10 0.017658

0.0069 50.52 0.79 0.000493 5.582E-18 0.010641

0.0086 52.88 0.78 0.000688 4.868E-18 0.013417

0.0150 58.40 0.82 0.001689 2.557E-11 0.023936

0.0043 45.51 0.61 0.000190 2.394E-20 0.006605

0.0047 46.38 0.35 0.000121 6.140E-19 0.007165

0.0059 48.87 0.83 0.000412 9.201E-10 0.009073

0.0137 57.52 1.30 0.002328 6.390E-10 0.021730

0.0077 51.63 0.70 0.000516 1.418E-20 0.011852

0.0055 48.18 0.73 0.000326 1.093E-24 0.008493

0.0129 56.90 1.00 0.001630 6.390E-10 0.020329

0.0126 56.69 1.41 0.002222 6.390E-10 0.019877

0.0037 43.71 0.57 0.000136 4.335E-16 0.005581

0.0227 62.22 0.94 0.005035 1.389E-22 0.035624

58

Portate di punta:

Ramo

Rami

confluenti

[%] [m] [m] [rad] Ω [m2

] [m]

A - 2.1% 0.1902 0.200 1.130 0.0010 0.1074

B - 2.2% 0.1902 0.200 1.070 0.0009 0.1018

C A,B 2.3% 0.1902 0.200 1.648 0.0029 0.1568

D - 3.5% 0.1902 0.200 1.254 0.0014 0.1193

E - 2.5% 0.1902 0.200 1.420 0.0019 0.1350

F D,E 1.3% 0.1902 0.200 1.954 0.0046 0.1859

G - 4.2% 0.1902 0.200 0.976 0.0007 0.0928

H - 1.2% 0.1902 0.200 1.019 0.0008 0.0969

I G,H 4.9% 0.1902 0.200 1.153 0.0011 0.1097

L F,I 3.7% 0.1902 0.200 1.850 0.0040 0.1760

M - 2.4% 0.1902 0.200 1.329 0.0016 0.1263

N - 4.1% 0.1902 0.200 1.114 0.0010 0.1059

O C,N 2.4% 0.1902 0.200 1.782 0.0036 0.1695

P O,M 4.9% 0.1902 0.200 1.760 0.0035 0.1674

Q - 4.6% 0.1902 0.200 0.895 0.0005 0.0851

R Q,P,L 1.0% 0.3804 0.400 1.664 0.0121 0.3166

[m] Bazin [m0.5

/s] [m/s] [m3

/s]

0.0095 53.84 0.76 0.000774 2.408E-17 0.014771

0.0086 52.79 0.72 0.000632 7.197E-21 0.013292

0.0188 60.51 1.26 0.003706 6.245E-09 0.030516

0.0115 55.81 1.12 0.001541 4.867E-19 0.018100

0.0144 58.03 1.10 0.002150 3.666E-20 0.022973

0.0250 63.06 1.14 0.005279 2.498E-10 0.041906

0.0072 50.97 0.89 0.000593 1.212E-16 0.011107

0.0078 51.82 0.50 0.000379 4.462E-21 0.012071

0.0099 54.23 1.19 0.001288 8.993E-09 0.015371

0.0228 62.28 1.81 0.007279 6.246E-09 0.037872

0.0128 56.85 1.00 0.001612 5.387E-19 0.020221

0.0092 53.56 1.04 0.001019 3.535E-24 0.014365

0.0215 61.72 1.40 0.005097 6.245E-09 0.035329

0.0210 61.53 1.97 0.006947 6.245E-09 0.034510

0.0061 49.19 0.82 0.000427 1.202E-19 0.009354

0.0382 66.57 1.30 0.015742 2.375E-15 0.062150

17.3 – Verifiche:

La verifica da eseguire sulle condotte riguarda il controllo della velocità

dell'acqua nelle due diverse condizioni di portata considerate. Nel caso della

portata di punta è necessario verificare che la velocità dell'acqua in ogni

condotta non superi il valore massimo di 5 m/s. Tale condizione è verificata

nella totalità delle condotte. Nel caso di portata media è necessario

verificare che la velocità dell'acqua in ogni condotta sia superiore al valore

minimo di 0.5 m/s. Tale condizione non è verificata nella condotta H.

Per quanto riguarda le opere accessorie, si prevede l'inserimento di pozzetti

d'ispezione nel caso di variazione di quota, pendenza, direzione delle condotte

e comunque in modo tale che la distanza tra due pozzetti successivi non sia

59

mai maggiore di 25 metri. Per la condotta H si prevede un sistema di lavaggio,

a causa del non verificarsi della velocità minima. Fissata una velocità di

progetto di 1.5 metri al secondo per l'acqua di lavaggio, si determina il

volume di cacciata minimo secondo la formula:

[m

3

]

Dove:

= velocità di progetto

= portata corrispondente

= tirante idrico

= volume i cacciata

Collet (m) [m/s] [m] [m] Ω [m2

]

[m3

/s) [m3

]

H 101.7 1.5 0.1902 0.200 0.0284 0.00717 0.042619 0.434008

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