VASCHE DI PRIMA PIOGGIA e VASCHE DI LAMINAZIONE - Caprari

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criteri di progettazione, realizzazione e gestione vasche di prima pioggia e vasche di laminazione nell’ambito dei sistemi fognari La risoluzione del sistema di equazioni viene spesso affrontata con metodi che si basano su ipotesi semplificative sull’andamento di Qe(t) e sulle leggi di efflusso attraverso lo scarico, con lo scopo comunque di determinare il volume da assegnare alla vasca affinché la portata in uscita possa essere limitata a Qu,max. Tra questi metodi semplificati si ricordano quelli: • basati sul metodo dell’invaso (Moriggi e Zampaglione (1978); Paoletti e Rege Gianas (1979); Gottardi e Maglionico (2008)); • basati sul metodo cinematico (Alfonsi e Orsi (1987); Gottardi e Maglionico (2006)); • basati su ietogrammi sintetici (Modica, 1996). I metodi di Moriggi e Zampaglione (1978), Paoletti e Rege Gianas (1979) e di Alfonsi e Orsi (1987) partono da alcune ipotesi di base, ossia che la vasca all’istante iniziale sia vuota e che l’andamento CRITERIdelle DI PROGETTAZIONE, piogge (ietogramma) REALIZZAZIONE e la portata E GESTIONE in uscita DELLE dalla vasca VASCHE rimangano DI PRIMA costanti. I metodi di PIOGGIA E DELLE VASCHE DI LAMINAZIONE NELL’AMBITO DEI SISTEMI FOGNARI Maglionico e Gottardi (2006 e 2008) rimuovono alcune di queste ipotesi e in particolare considerano il dimensionamento dell’invaso con portata in uscita non costante. Il metodo proposto da Modica considera(1996) una cerca portata di rimuovere in uscita costante ulteriori ipotesi e un’intensità e considera diuna pioggia portata variabile in uscita ocostante una portata e un’intensità di uscita variabile di pioggia e intensità variabile di o una pioggia portata siadi costante uscita variabile sia variabile. e intensità di pioggia sia costante sia variabile. Ad ogni modo, Ad ogni è modo, ormai piuttosto è ormai piuttosto comunemente comunemente accettata accettata l’opinione l’opinione che questi che questi metodi metodi pratici pratici sottostimano sottostimano il volumeil volume necessario necessario per il corretto per il corretto dimensionamento dell’invaso. I metodi I metodi sopra citati citati sono sono tutti tutti legati dal limite di non tener conto di un di un rischio rischio di eventi di eventi ravvicinati, ravvicinati, dovuto dovuto dall’uso della dall’uso curva della di curva possibilità di possibilità pluviometrica pluviometrica che, come è che, noto, come non fornisce è noto, alcuna noninformazione fornisce alcuna sulle piogge informazione antecedenti sulle piogge e seguenti antecedenti a quelle di edurata seguenti prefissata. a quelle Si di ritiene durata che prefissata. qualora si decidesse Si ritienedi che utilizzare qualora si le metodologie decidesse di sopra utilizzare ricordate, le metodologie al fine di una sopra maggior ricordate, cautela, sarebbe al fine opportuno di una maggior aumentare il cautela, sarebbe volume ottenuto opportuno del 20 aumentare - 30%. il volume ottenuto del 20 - 30%. Per risolvere Per risolvere questa questa approssimazione è è possibile ricorrere ricorrerea metodi a metodi dettagliati, dettagliati, con l’adozione con di l’adozionemodelli di modelli di simulazione di simulazione dinamici. dinamici. Questi permettono Questi permettono di valutare di il valutare comportamento il comportamento reale della vasca reale della e del vasca dispositivo e deldi dispositivo uscita, attraverso di uscita, la simulazione attraversodi laeventi simulazione reali o mediante di eventi l’impiego reali odi serie mediantestoriche l’impiego di piogge. di serie storiche di piogge. Per il dettaglio Per il dettaglio dei metodi dei di metodi calcolo di calcolo si rimanda si rimanda comunque comunque ai testi ai ed testi alle ed pubblicazioni alle pubblicazioni citate citate in in bibliografia bibliografia (AA.VV, (AA.VV, Sistemi Sistemi di Fognatura, di Fognatura, 1997), 1997), qui qui si ricorda semplicemente come come sia sia possibile possibile individuare individuare il volume il volume da assegnare da assegnare all’invaso all’invaso noti l’idrogramma noti l’idrogramma delle portate dellee portate la portata emassima la portata massima smaltibile smaltibile (Figura 4.1). (Figura 4.1). Portata (m 3 /h) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Volume da invasare Pioggia (mm/h) Portata (mc/h) Portata massima ammissibile 0 400 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 Tempo (ore) 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Figura Figura 4.1 – Grafico 4.1 - Grafico che evidenzia che evidenzia il volume il volume da da assegnare all’invaso noto l’idrogramma in in ingresso e la portata ingresso massima eammissibile la portata massima in uscita costante ammissibile in uscita costante Occorre quindi ricordare che, mentre per quanto riguarda il dimensionamento dei collettori della rete sono molto importanti le intensità di pioggia, e quindi le portate massime, per quanto riguarda le vasche di laminazione assume un’importanza preponderante il volume di pioggia 48 di un CAPITOLO evento meteorico. 4 Ne consegue che gli eventi di pioggia che sono critici in termini di portata defluita, non lo sono in genere per quanto concerne i volumi invasati in 0 50 100 150 200 250 300 350 Pioggia (mm/h)
criteri di progettazione, realizzazione e gestione vasche di prima pioggia e vasche di laminazione nell’ambito dei sistemi fognari Occorre quindi ricordare che, mentre per quanto riguarda il dimensionamento dei collettori della rete sono molto importanti le intensità di pioggia, e quindi le portate massime, per quanto riguarda le vasche di laminazione assume un’importanza preponderante il volume di pioggia di un evento meteorico. Ne consegue che gli eventi di pioggia che sono critici in termini di portata defluita, non lo sono in genere per quanto concerne i volumi invasati in vasca: in particolare la durata di pioggia che risulta critica per una vasca è superiore a quella critica per la rete di deflusso. Nel grafico seguente si può infatti verificare come al variare della durata dell’evento pluviometrico CRITERI DI PROGETTAZIONE, REALIZZAZIONE E GESTIONE DELLE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA vari la Esua DELLE intensità VASCHE e di DI conseguenza LAMINAZIONE l’idrogramma NELL’AMBITO ed DEI il corrispondente SISTEMI FOGNARI volume da assegnare alla vasca di laminazione. 0 400 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 Tempo (ore) 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Figura 4.2 Figura – Grafico 4.2 - Grafico che evidenzia che evidenzia come come varia varia il volume il volume dell’invaso al al variare della pioggia di di progetto progetto Da queste considerazioni risulta evidente che i metodi basati o sul metodo dell’invaso o sul Da queste considerazioni risulta evidente che i metodi basati o sul metodo dell’invaso o sul metodo cinematico per prima cosa devono individuare la durata dell’evento pluviometrico critico, e metodo cinematico per prima cosa devono individuare la durata dell’evento pluviometrico successivamente il volume dell’invaso. critico, e successivamente il volume dell’invaso. Ad esempio il metodo di Moriggi-Zampaglione propone le seguenti equazioni: Ad esempio il metodo di Moriggi-Zampaglione propone le seguenti equazioni: ⎧ ⎫ tv = 1 ⎩ ⎭ 1 ⎡ Qu −1 max ⎤ n tv = ⋅ C ⎢ ⎥ ⎣ dove: ϕ ⋅ n ⋅ a ⋅ A⎦ t tempo critico della vasca; v C coefficiente legato al rapporto di laminazione m e all’esponente n della curva di possibilità dove: pluviometrica dato da: . Q 1 1 n-1 u max C φ . n . a . A tv C tempo critico 0.165 . n della vasca; 1 / m - 0.1 coefficiente C = legato - al rapporto + 0.5 1 / m + 0.01 1 / m + 0.01 di laminazione m e all’esponente n della curva di possibilità pluviometrica dato da: Q portata massima scaricabile; u max 0. 165 φ ⋅ n coefficiente 1/ m − 0. di 1 afflusso; C = − + 0. 5 1 / m n, + a 0. 01coefficienti 30 della curva di possibilità pluviometrica; A area totale; Qumax portata m massima rapporto di scaricabile; laminazione (rapporto tra la portata di progetto in arrivo all’interno della vasca e ϕ coefficiente la massima di afflusso; portata che può essere restituita). n, a coefficienti della curva di possibilità pluviometrica; A area Ed il totale; volume dell’invaso si ottiene da: m rapporto di laminazione (rapporto tra la portata di progetto in arrivo all’interno della vasca W = φ e. a la. massima A . t . [ 0.95 portata - (1 / m) che può essere restituita). 2/3 ] 3/2 n v Ed il volume dell’invaso si ottiene da: W = ϕ ⋅ Portata (m 3 /h) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 a ⋅ A ⋅ t n v ⋅ [ ( ) ] 2 / 3 2 / 3 0. 95 − 1 / m Pioggia (mm/h) Portata (mc/h) 0 50 100 150 200 250 300 350 Pioggia (mm/h) CAPITOLO 4 49
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