COMUNE DI SAN GIOVANNI IN PERSICETO

COMUNE DI SAN XXXXXXXX IN PERSICETO (c_G467) - Codice AOO: SGIOVPTO - Reg. nr.0020466/2020 del 11/06/2020

PROVINCIA DI BOLOGNA

COMUNE DI SAN XXXXXXXX IN PERSICETO

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII - XXX.XX_IX

Ambito Ca Basse

ATTUATORE

PROGETTISTA GENERALE

Xxx.Xxxxx Xxxxxxxxxx

Xxx Xxxxx x.x 00 - 00000 Xxx Xxxxxx xxxxx Xxxxxx (XX)

COSTRUZIONI

CA BASSE

COSTRUZIONI CA' BASSE SRL

Xxx Xxxxxxxxxx x.x 0/x

00000 Xxx Xxxxxxxx xx Xxxxxxxxx(XX)

PROPRIETARIO DELLE AREE

CONSORZIO DEI PARTECIPANTI DI SAN XXXXXXXX IN PERSICETO

Xxxxx Xxxxxx x.x00 - 00000 Xxx Xxxxxxxx xx Xxxxxxxxx (XX)

COLLABORATORE

xxxxxxx_xxxxxxxx_xxxxxxxxx

xxx XX Xxxxxxxxx 00, 00000 Xxxxx (XX)

mob. 000 0000000 xxxxxxx.xxxxxxxx@xxxxx.xxx

PROGETTISTA OPERE IDRAULICHE

Arch. Xxxx Xxxxxxxxxx

Ordine degli Architetti di Modena n.º269

Xxx Xxxxx 0 - 00000 Xxxxxx (XX) tel: 000 000000

SPAZIO RISERVATO A UFFICIO TECNICO COMUNALE

Rev. Data Descrizione

01	19/12/19	integrazione DIC2019
02	20/02/20	integrazione FEB2020
03	29/05/20	integrazione APR-MAG2020 - consegna

AO

Scala:

Titolo:

RELAZIONE INVARIANZA IDRAULICA

Scolo Muccinello

Tavola:

09

Redatto: LG

Verificato: LB

Approvato: PM

Data emissione: 22/07/2019

N.Disegno/File:

\\2020-02-20_ARS_Cabasse_AO_rel

1. PREMESSA

Nell‟ambito dell‟ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX -

AMBITO CA‟ BASSE sito nel Comune San Xxxxxxxx in Persiceto, che prevede la realizzazione di un comparto residenziale, si è provveduto, fra le altre valutazioni, a dimensionare la rete di drenaggio delle acque meteoriche seguendo le indicazioni fornite dal Consorzio di Bonifica di Burana.

Dal punto di vista urbanistico l‟Accordo Operativo coinvolge aree a Decima (ARS_IX) e a Persiceto (ARS_XVII), per un totale di 143.051 metri quadrati di superficie territoriale, ma dal punto di vista idraulico il presente progetto si riferisce all‟Ambito Ca‟ Basse, che ha superficie territoriale di 113.598 metri quadrati.

Nella tabella che segue si evidenziano le superfici effettivamente impermeabilizzate, che raggiungono un totale di 56.248 metri quadrati.

Applicando il parametro di 700 metri cubi per ettaro, troviamo un volume complessivo di 3.937 metri cubi da trattenere per garantire la invarianza idraulica.

Nella tabella che segue i dati sono anche suddivisi per stralci, ma i volumi di compenso sono progettati per essere realizzati in modo unitario.

	Totale	I stralcio	II stralcio
Superficie territoriale complessiva	143.051
Superficie territoriale XXX.XX_XVII	113.598	51.117	62.481

Superfici permeabili
Superficie coperta lotti ERS	1.000	000	000
Superficie impermeabilizzata lotti ERS	4.265	2.123	2.141
Superficie coperta lotti standard	19.061	9.789	9.272
Superficie impermeabilizzata lotti standard	16.689	8.478	8.211
Parcheggi P1	6.071	2.845	3.226
Xxxxxx, Marciapiedi e Ciclabile	8.396	6.248	2.148
	56.248	30.366	25.881
Volume di compenso richiesto	3.937	2.125	1.8112

Il progetto prevede la suddivisione strutturale della rete in modo da convogliare:

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AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

- le acque bianche meteoriche direttamente verso il reticolo idrografico superficiale, opportunamente regimentate nel rispetto del principio di invarianza idraulica;

- le acque nere di origine antropica verso un reticolo di raccolta progettato per il collettamento dei reflui verso un impianto appropriato di trattamento.

Il progetto è stato elaborato nel rispetto dell‟idraulica del territorio, cioè governando le acque superficiali in relazione alle peculiarità antropiche e alle condizioni fisiche del territorio in cui si trovano a fluire.

In particolare si è proceduto con un rilievo di dettaglio dei livelli dei marciapiedi e delle recinzioni delle abitazioni presenti all‟interno ed al contorno dell‟ambito Ca Basse che presentano, come punto più basso nel marciapiede dell‟abitazione sulla via Bassa a ridosso dell‟edificio acquedotto, la quota di – 0,38 mentre la quota di massimo invaso è – 0,70 per cui vi è un adeguato mar- gine di sicurezza per ulteriore possibile invaso prima che si crei una situazione di potenziale crisi.

Comprende l‟analisi statistica delle precipitazioni meteoriche, l‟interpretazione dello stato fisico dei bacini imbriferi (siano essi naturali o urbani) su cui si riversano, il loro modo di trasformarsi in portate fluenti nel reticolo idrografico o nelle reti di drenaggio superficiali, verifica l‟officiosità delle reti di scolo sia di tipo naturale (corsi d‟acqua) che artificiale (fognature), la regimazione delle acque in occasione di eventi di piena, la valutazione del rischio idraulico, lo studio di eventuali difese fluviali, l‟individuazione di accorgimenti tecnici per l‟attenuazione degli eventi critici, la previsione probabilistica che si ripetano con una certa frequenza temporale.

L‟idraulica del territorio è una delle più importanti discipline contenute nella più generale domanda ambientale alla Pianificazione Urbanistica ovvero quell'insieme di analisi, valutazioni e argomenti di tipo ambientale che possono e devono dapprima informare e poi indirizzare la moderna pianificazione urbanistica.

La tendenza attuale degli strumenti di pianificazione urbanistica è quella di andare oltre la semplice risposta ai fabbisogni edificatori o insediativi industriali, per arrivare a supportare scelte di sviluppo urbano attraverso analisi e approfondimenti ambientali interdisciplinari, di tipo quantitativo, in grado di giustificarne la sostenibilità.

In definitiva il presente contributo è volto a verificare la condizione del carico idraulico sul bacino di pertinenza al fine di stabilirne l‟adeguatezza o meno alle reali esigenze dei recapiti esistenti. Si è valutata la compatibilità allo stato di fatto e di progetto dell‟urbanizzazione nei confronti della reale capacità del

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

reticolo fognario e idrografico di sopportare il carico idraulico che si produce sui bacini.

Infine nella Tav. 40 “ Rapporto di VALSAT/VAS con piano di monitoraggio” è stato verificato che gli interventi previsti non comporteranno aggravio del rischio alluvioni così come richiesto dal vigente PIANO DI GESTIONE DEL RISCHIO ALLUVIONI (P.G.R.A.).

La metodologia di lavoro applicata può essere sintetizzata in 5 steps:

- definizione delle piogge critiche con riferimento al territorio oggetto dell‟intervento, elaborando le serie storiche reperite negli annali idrografici delle precipitazioni intense (cioè 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 assegnato. Il tempo di ritorno e- sprime la probabilità statisticamente determinata che un certo evento si pre- senti mediamente almeno una volta nel periodo considerato. Dire che una pioggia ha un tempo di ritorno di 100 anni significa assegnare a questo even- to la probabilità che si presenti mediamente 1 volta ogni cento anni. Ovvia- mente quanto più grande sarà il tempo di ritorno tanto più bassa sarà la pro- babilità che una meteora si verifichi ovvero tanto più grande sarà la sua enti- tà in termini quantitativi.

- Caratterizzazione idrologica dei bacini che si traduce nello studio delle condizioni dei suoli e loro comportamento nei confronti delle acque che vi de- fluiscono. In linguaggio tecnico si parla di calcolo delle perdite idrologiche, in- terpretando la reale capacità del bacino imbrifero di trattenere (in diversi mo- di) una quota parte delle precipitazioni che lo investono. Questo comporta- mento si esprime attraverso un “numero” che prende il nome di coefficiente di afflusso medio (rapporto tra il volume dell'onda che si produce sul bacino e volume totale della precipitazione); i valori variano per questo coefficiente da circa 0.05 ÷ 0.10 per aree verdi, a circa 0.70 ÷ 0.80 per aree urbanizzate e impermeabilizzate;

- Trasformazione afflussi-deflussi utilizzando un modello matematico in grado di simulare il comportamento reale dei bacini oggetto di verifica: si trat- ta di uno strumento che consente 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 Xxxxx supponendo, cioè, il funzionamento in moto uniforme della rete di drenaggio urbano.

- Verifica dell’officiosità idraulica dei collettori che drenano le portate pro- dottesi e calcolate per ogni bacino oggetto di studio. In altre parole si tratta di capire se una certa fognatura o canale è o non è in grado di smaltire una cer- ta portata. A questo proposito si è utilizzato il motore di calcolo Storm Water

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AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

Management Model (SWMM); sviluppato dall‟EPA statunitense utilizzando il modulo SWMM 5.1, che rappresenta lo stato dell‟arte della modellazione di reti di deflusso urbano.

- Verifica del rischio alluvione , pur non essendo stata inserita l‟area in og- getto tra le zone soggette a particolari vincoli idraulici da parte della rete sco- lante maggiore (fiumi e torrenti), dal Piano Stralcio dell‟Autorità di Bacino del fiume Po.

Nella relazione prodotta sono contenuti tutti gli elementi di calcolo per la verifica delle sezioni di interesse in corrispondenza di altrettanti sottobacini in cui è sta- to suddiviso il comparto residenziale.

Accanto alle caratteristiche delle sezioni sono riportate anche le portate de- fluenti, il grado di riempimento, le velocità e tutte le altre informazioni caratteri- stiche della progettazione e della verifica idraulica di collettori.

La disponibilità di dette grandezze, scaturenti dalle verifiche, consentirà agli Enti di controllo e autorizzazione di stendere, in fase istruttoria, una scheda idraulica specifica per il comparto da insediare in cui saranno validate le soluzioni idrauli- che proposte e da adottare per rendere compatibile dal punto di vista idraulico il nuovo insediamento.

Ci si riferisce sostanzialmente alla possibilità di realizzare volumi di invaso e a- ree di esondazione di capacità adeguata per ridurre il colmo di piena da immet- tere nel recapito finale al fine di applicare il principio dell‟invarianza idraulica.

Il dimensionamento della area di esondazione in coda alla rete di drenaggio è stato effettuato nel rispetto del principio dell‟invarianza idraulica degli apporti idrici ai ricettori anche in seguito alle opere di impermeabilizzazione che necessariamente verranno attuate per la realizzazione delle strutture del nuovo comparto residenziale.

Da una prima stima delle portate attualmente drenate dai ricettori, si ritiene che al momento il lotto interessato dall‟intervento contribuisca con portate che, nel caso di una pioggia di tempo di ritorno pari a 100 anni si attesterebbero intorno ai 0.05-0.07 mc/sec.

Questi valori di portata costituiscono il vincolo principale nella progettazione degli organi di regolazione degli apporti al ricettori finali delle acque meteoriche.

La portata di progetto e verifica dell‟intero sito impermeabilizzato in seguito alla realizzazione del nuovo comparto residenziale, nell‟ipotesi di attenersi alla più avanzata consuetudine progettuale, garantendo la massima sicurezza (tempi di ritorno secolari) e un idoneo dimensionamento dei collettori conduce a un valore di circa 1.15 mc/s.

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

La differenza di portata tra la situazione attuale e quella di progetto deve trovare la disponibilità nei volumi di laminazione.

Questi volumi possono essere ricavati in tre diversi modi:

1. incremento del sistema “maggiore”, ovvero l‟insieme di quegli elementi che costituiscono il sistema di drenaggio superficiale (depressioni superficiali, capacità di laminazione e invaso delle superfici impermeabilizzate quali tetti, xxxxxxxx xxxxxxxx xx xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxx xxx xxxxx) che possono essere strutturati affinché l‟acqua sia trattenuta il più a lungo possibile prima che raggiunga il sistema cosiddetto “minore”;

2. 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;

3. realizzazione di vasche di laminazione in posizione e di volumi adeguati a laminare le portate di piena.

Nel caso in esame si è scelto di intervenire mediante un significativo incremento del sistema minore, realizzando la dorsale principale delle acque meteoriche, per una lunghezza di 360 metri, con uno scatolare di 3 metri per 1,25.

In questo modo si crea un volume di invaso di 1.350 meri cubi, atto a contenere il 33% del volume necessario.

I rimanenti 2.587 metri cubi vengono ricavati nell‟area a destinazione ambientale in fregio alla tangenziale Xxxx Xxxxx, dove con movimenti di terreno contenuti si consente a una area sviluppata per circa 160 metri lineari, e avente superficie di 8.346 metri quadrati circa di costituire area esondabile avente profondità media 31 centimetri e profondità massima 63 centimetri.

La collocazione a monte e la ampia estensione con modesta profondità di invaso rende questo volume assimilabile a un incremento del sistema maggiore.

Si sottolinea come la predisposizione dei volumi di laminazione non implichi la movimentazione di grandi quantitativi di terra bensì avvenga mediane la realizzazione di avvalli destinati ad essere invasati solo per poche ore al verificarsi di eventi meteorici importanti.

In definitiva il progetto idraulico della rete di drenaggio urbano del nuovo comparto recepisce tutte le indicazioni brevemente sopra esposte.

Si sottolinea che sono state adottate piogge di progetto con tempo di ritorno 100-ennale al fine di garantire un corretto dimensionamento, sia secondo quanto riportato in letteratura scientifica, sia per fornire la massima garanzia di sicurezza idraulica nei confronti dei seri vincoli imposti dagli Enti,

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AMBITO CA‟ BASSE

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Relativamente al dimensionamento della rete di drenaggio urbano si è preferito lavorare con deflussi causati da un pioggia di progetto con tempo di ritorno 20- ennale; tale scelta se da un lato consente di porre in opera condotte di dimensioni sufficientemente contenute, dall‟altro non deve in alcun modo sembrare azzardata in quanto la verifica tramite simulazione numerica del comportamento della rete nel caso della pioggia con tempo di ritorno pari a 100 anni ha messo in evidenza che le reti nel loro complesso, nonostante il funzionamento in pressione dei tratti terminali, sembrano conservare una buona capacità di drenaggio delle acque meteoriche, non creando rigurgito nei tratti apicali della rete in corrispondenza delle caditoie di raccolta.

Per ciò che attiene la verifica il nuovo comparto è assimilabile a un bacino servito da una rete di drenaggio interna, i punti di snodo e ramificazione sono stati trattati alla stregua di sezioni di chiusura dei sottobacini serviti dai singoli tronchi.

2. IDROLOGIA

2.1 Piogge intense

Per il calcolo delle portate di piena prodotte dal comparto residenziale, intesi come insieme di sottobacini imbriferi afferenti al punto di recapito al ricettore, la massima portata dipende dall'altezza di pioggia caduta in un tempo critico "t" assunto pari al tempo di corrivazione.

Per l‟individuazione di tale pioggia è stato necessario utilizzare la curva di possibilità pluviometrica, i cui valori per i parametri "a" e "n" definiscono la relazione

n

h = (t, Tr) = a. t (1)

che esprime la struttura dell'equazione della curva.

Tale formulazione, definita dai parametri che meglio interpolano il comportamento dell‟area in studio, in questo caso costituita dal comparto, è comunemente adottata nel dimensionamento del reticolo idrografico superficiale e fognario.

Nella (1) con h si intende l'altezza di pioggia in mm corrispondente alla durata t in ore in relazione a differenti tempi di ritorno (Tr) in anni.

Per il calcolo del tempo di corrivazione, che rappresenta il tempo impiegato da una goccia di pioggia che cade in un punto del bacino per raggiungere la sezione di chiusura è stato utilizzato il metodo cinematico:

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

Tc = l/v

dove "l" rappresenta la lunghezza dell‟asta e "v" la velocità di deflusso della corrente in m/s, a questo tempo si aggiunge solitamente anche un tempo di ingresso nel reticolo.

2. 2 Metodologia per la definizione delle portate al colmo di piena

Lo studio è mirato alla determinazione delle portate al colmo di piena al fine di stabilire se la rete afferente al canale ricettore, con le caratteristiche descritte, riesca a smaltire le piogge con tempo di ritorno prefissato.

Tenendo conto, quindi, che le piene sono rappresentate da rapidi innalzamenti della superficie libera della corrente conseguenti a un incremento di portata, che nella maggior parte dei casi sono provocati da precipitazioni di forte intensità, e che tali fenomeni dipendono dalla dimensione spaziale del bacino (estensione, configurazione planimetrica e modalità di deflusso) e dalla dimensione temporale (durata dell‟evento di pioggia, sua intensità a parità di durata), la stima delle portate di massima piena può essere condotta attraverso due tipi d‟indagine: la prima in modo diretto elaborando statisticamente dati di portata misurati in corrispondenza di una o più sezioni; la seconda, qui adottata, con sistemi indiretti che fanno ricorso a metodi empirici o a modelli matematici di trasformazione afflussi – deflussi e loro propagazione nel reticolo.

Per quanto riguarda la generazione dell‟idrogramma di piena di assegnato tempo di ritorno è necessaria la ricostruzione sintetica di uno ietogramma di progetto avente lo stesso tempo di ritorno dell‟onda che si vuol generare.

L‟idrogramma di piena scaturisce da una convoluzione dello ietogramma con l‟idrogramma unitario di piena relativo al bacino da simulare (comparto in esame).

Per ietogramma di progetto si intende un evento pluviometrico generato sinteticamente con l‟obiettivo di pervenire a un corretto dimensionamento del reticolo superficiale o fognario di drenaggio.

Esso è stato dedotto mediante analisi statistiche e sulle informazioni pluviometriche relative agli episodi accaduti nell‟areale dell‟intervento di cui all‟oggetto.

Allo ietogramma di progetto è stato associato un tempo di ritorno in quanto le sue caratteristiche (ad esempio l‟intensità di picco, il volume totale etc.) sono strettamente associate al tempo di ritorno.

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

In particolare è stato applicato il metodo dello ietogramma costante di assegnato tempo di ritorno che viene dedotto dalle curve di possibilità pluviometrica con l‟ipotesi che l‟andamento temporale dell‟intensità di pioggia sia costante per tutta la durata dell‟evento.

Tale elaborazione quindi risentirà delle ipotesi legate alla definizione delle curve di possibilità pluviometrica.

Infatti il volume complessivo dell‟evento risulta sottostimato rispetto agli eventi reali (a maggior misura per le durate più brevi), inoltre l‟intensità costante è minore della intensità di picco reale.

Per la ricostruzione dello ietogramma è quindi necessario specificare per tentativi la durata dell‟evento.

La durata che dà luogo al massimo valore della grandezza d‟interesse prende il nome di durata critica che generalmente aumenta all‟aumentare delle dimensioni del bacino.

Tenendo conto che le curve di possibilità pluviometrica sono normalmente dedotte con indagini statistiche di piogge intense registrate a un pluviografo, esse sono da ritenersi valide per il punto in cui è collocato il pluviografo stesso.

Poiché i dati di partenza rappresentano dei valori estremi è probabile che per gli eventi selezionati il centro di scroscio abbia pressoché coinciso con il pluviografo e che quindi, per gli stessi eventi, la precipitazione media su un‟area finita attorno al pluviografo sia stata minore.

Per ovviare a questo inconveniente viene utilizzato un coefficiente di ragguaglio all‟area che rappresenta il rapporto tra l‟altezza di pioggia ragguagliata a una determinata area e l‟altezza di pioggia puntuale.

Il coefficiente utilizzato dipende da alcuni parametri:

- l‟area considerata: all‟aumentare di questa diminuisce il coefficiente di ragguaglio;

- la durata della precipitazione considerata: al diminuire di questa diminuisce il coefficiente di ragguaglio.

Il programma utilizzato nelle elaborazioni proposte permette di tenere conto del ragguaglio modificando i parametri della curva di possibilità pluviometrica di tipo monomio secondo le formule proposte dal Columbo:

a‟ = a (1 – 0.06(A/100) ^0.4) n‟ = n + 0.003(A/100)^0.6

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

dove a‟ e n‟ sono i parametri della curva di possibilità pluviometrica ragguagliata all‟area A(ha), mentre a e n sono i parametri della curva di possibilità pluviometrica ricavata elaborando osservazioni effettuate sul centro di scroscio (pluviografo).

Per compensare la sottostima introdotta con l‟adozione dello ietogramma costante si ritiene conveniente non applicare il ragguaglio all‟area alle piogge di progetto.

Non tutto il volume affluito durante una precipitazione giunge alla rete idrica superficiale, vi sono infatti fenomeni idrologici legati all‟infiltrazione e all‟immagazzinamento di acque nelle depressioni superficiali che incidono sul volume d‟acqua piovuta.

Un metodo per ottenere la pioggia netta è quello del CN (Curve Number) del Soil Conservation Service statunitense la cui equazione di continuità è la seguente:

Q = P – S

dove Q (mm) è il volume defluito fino all‟istante t; P (mm) è il volume affluito fino al medesimo istante e S (mm) è il volume complessivamente perduto, posta vera la relazione di proporzionalità diretta:

S/S‟ = Q/P

dove S‟ (mm) è il volume massimo immagazzinabile nel terreno a saturazione. Dalle due equazioni si ottiene:

Q = P^2 / (P + S‟)

che definisce l‟andamento nel tempo del volume defluito, noto quello affluito e il valore di S.

Introducendo il termine (P – Ia) con Ia (mm) uguale a Initial abstraction (depurazione iniziale), al posto del volume P complessivamente affluito fino all‟istante t si tiene conto delle precipitazioni che invasano le depressioni. L‟equazione diventa allora:

Q = (P – Ia)^2 /((P – Ia) + S‟)

La determinazione di S‟ viene effettuata secondo la relazione:

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AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

S‟ = 25400/CN – 254

L‟indice CN (Curve Number) compreso tra 0 e 100 è diffusamente tabulato nella letteratura statunitense.

Una tabella abbastanza esauriente è quella riportata di seguito (si tenga presente che i tipi di suolo A, B, C, D si riferiscono alla classificazione del Soil Conservation Service riportata subito in coda).

TABELLA 2.1 – Classificazione dei suoli e indice CN proposti dal SOIL CON- SERVATION SERVICE:

Aree extra urbane Tipo di suolo

Tipo di copertura (uso del suolo)	A	B	C	D
Terreno coltivato
senza interventi di conservazione	72	81	88	91
con interventi di conservazione	62	71	78	81
Pascolo
cattive condizioni	68	79	86	89
buone condizioni	39	61	74	80
Praterie
Buone condizioni	30	58	71	78
Terreni boscosi o terreno sottile
sottobosco povero senza foglie	45	66	77	83
sottobosco e copertura buoni	25	55	70	77
Spazi aperti, prati rasati,

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

buone condizioni (almeno il 75% dell‟area con copertura er- bosa)	39	61	74	80
condizioni normali (copertura erbosa intorno al 50%)	49	69	79	84

Aree urbane Tipo di suolo

Tipo di copertura (uso del suolo)	A	B	C	D
Aree commerciali (imperm. 85%)	89	92	94	95
Distretti industriali (imperm. 72%)	81	88	91	93
Xxxx residenziali impermeabilità media %
65	77	85	90	92
38	61	75	83	87
30	57	72	81	86
25	54	70	80	85
20	51	68	79	84
Parcheggi impermeabili, tetti	98	98	98	98
Strade
pavimentate, con cordoli e fognature	98	98	98	98
inghiaiate o selciate e con buche	76	85	89	91
in terra battuta (non asfaltate)	72	82	87	89

I valori riportati in questa tabella si riferiscono alla condizione di umidità precedente all‟inizio dell‟evento di tipo standard (Antecedent moisture condition (AMC) tipo 2 in letteratura); per condizioni antecedenti all‟evento molto umide (AMC tipo 3) o molto asciutte (AMC tipo 1) viene consigliata dallo stesso SCS la seguente tabella di conversione:

TABELLA 2.2 – Antecedent moisture condition (AMCl – SOIL CONSERVATION SERVICE:

Classe AMC Classe AMC
I	II	III	I	II	III

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

100	100	100	40	60	78
87	95	98	35	55	74
78	90	96	31	50	70
70	85	94	22	40	60
63	80	91	15	30	50
57	75	88	9	20	37
51	70	85	4	10	22
45	65	82	0	0	0

3.PIOGGE CRITICHE

Il bacino in esame, per dimensioni e caratteristiche altimetriche è destinato a essere messo in crisi da piogge di forte intensità e breve durata; il tempo di corrivazione di detto bacino, inteso come tempo di accesso alla rete più tempo di percorrenza di tutte le condotte, della goccia di acqua piovuta nel punto più distante dalla sezione di chiusura del bacino scolante medesimo, non si spinge sicuramente oltre 25-30 minuti.

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.

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 a ospitare il nuovo comparto residenziale, sono destinate a mandare in crisi il sistema di drenaggio progettato.

L‟analisi statistica delle precipitazioni di forte intensità e breve durata (d<1h) ci ha portato all‟individuazione dei seguenti valori dei parametri della curva di possibilità climatica:

TR	a<1	n<1
2	25.50	0.36
5	36.40	0.44
10	43.60	0.47
20	50.50	0.49
50	59.40	0.52
100	66.10	0.53

Parametri della curva di possibilità climatica media relativa al Comune di San Xxxxxxxx in Persiceto

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RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

Supponendo quindi, in senso largamente cautelativo, un tempo di corrivazione del bacino oggetto dell‟intervento, pari a 30 minuti; applicando la relazione che lega altezza di pioggia a durata della medesima si ottiene:

TR	mm
2	19.923861
5	26.887553
10	31.477656
20	35.882574
50	41.5677
100	45.841374

h=a(d^n) d[h]=0.5

Come già accennato in premessa l‟officiosità delle reti di drenaggio del comparto in esame sono state verificate in funzione di una pioggia con tempo di ritorno pari a 20 anni; il dimensionamento delle vasche di laminazione delle piene è stato predisposto in funzione di una pioggia di h=46 mm ovvero di altezza pari a quella della precipitazione che dovrebbe ripetersi con cadenza centenaria.

4.PROGETTAZIONE DELLA RETE DI DRENAGGIO URBANO

L‟approccio metodologico seguito ci ha portato a dimensionare la rete di drenaggio in moto uniforme con una procedura “di massima”, e a verificarne 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 verificando che nessuna parte di rete funzionasse in pressione per lunghe fasi.

Si può dunque concludere che il dimensionamento definitivo della rete di drenaggio delle portate meteoriche è dunque avvenuta per iterazioni successive mediante l‟applicazione delle due metodologie di calcolo appena illustrate.

1. Progettazione preliminare

In prima istanza si è provveduto a suddividere l‟area oggetto dell‟intervento in sottobacini ciascuno afferente alla propria condotta di drenaggio (fig. 2).

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

L‟individuazione, in xxx xxxxxxxxxxx, xxx xxxxxxxx xxxxx xxxxxxxx xx funzione della scabrezza, della pendenza e del grado di riempimento è stato possibile sfruttando la formula inversa dell‟equazione di Xxxxx:

Q = X A ((R i)^ 0.5)

Dove:

A = l‟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

La determinazione 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.

Nello specifico si è supposto che il tempo di corrivazione in ciascun sottobacino fosse pari al tempo di accesso più il tempo di transito del lotto, nel caso dell‟ipotetica goccia caduta nel punto più lontano dal punto di raccolta:

Tc=Ta+Tr

Dove:

Ta tempo di accesso;

Tr = Lmax / Vtr tempo di transito;

Per quel che riguarda il coefficiente di afflusso lo si è determinato partendo dalle stime del rapporto tra il totale della superficie e quanto di questo verrà impermeabilizzato; si è giunti così ad un valore medio Cb = 0,75 supponendo così che il 75% del piovuto sarà smaltito dal reticolo di drenaggio urbano, mentre il 25% 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:

Qbi = Cb Ici Si

Dove:

Cb = coefficiente di afflusso;

Si = [mq] superficie scolante dell‟i-esimo sottobacino;

Ici = dh/dt = a n Tcin-1 [mm/h] Intensità di pioggia critica per l‟i-esimo sottobacino;

a, n = parametri della curva di possibilità climatica

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX AMBITO CA‟ BASSE

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2. Progettazione definitiva esecutiva: verifica della rete mediante modello

A) Descrizione del modello di calcolo

Il calcolo viene eseguito utilizzando il software SWMM 5.1 sviluppato dall‟EPA statunitense, che 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 pluviometrici che vanno a sollecitare i sottobacini imbriferi associati alla rete scolante.

Il modello può essere utilizzato tanto per la progettazione quanto per la gestione delle reti di fognatura (bianche, nere e miste).

I dati caratteristici della rete e della descrizione geomorfologica dei sottobacini (pendenze del terreno, caratteristiche delle aree permeabili e impermeabili) dipendono dalla precisione desiderata; la descrizione degli elementi è direttamente proporzionale alla bontà dei risultati del modello.

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 a ogni istante della modellazione simulata.

B) Descrizione dati in input

A seconda degli obiettivi prefissati, i valori da inserire in input possono ovviamente variare in numero e qualità.

Ad esempio, per modellare in maniera completa le caratteristiche idrauliche della rete, è necessario inserire con precisione le proprietà geometriche dei condotti e dei pozzetti (quote di scorrimento e di fondo).

Va comunque isolato l‟elemento più debole e meno preciso tra i dati di partenza (dalla pioggia, alle caratteristiche dei sottobacini, fino agli elementi della rete) prima di spingersi in accurate descrizioni di una sola parte del modello.

Le diverse categorie di dati necessari possono essere così riassunte in maniera generale:

1) Dati meteorologici: precipitazione (intensità in mm/h o valore della precipitazione in mm).

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

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2) Dati dei sottobacini: area, percentuale di impermeabilità, pendenza del terreno, volumi specifici di accumulo e coefficienti di Xxxxxxx per area permeabile ed impermeabile; parametri riferiti alla legge di infiltrazione prescelta (Xxxxxx x Xxxxx-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 a 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.

Tutte queste impostazioni sono state effettivamente implementate per la simulazione raffinata della rete del nuovo insediamento.

C) Risultati

I risultati numerici nodo per nodo e ramo per ramo vengono riportati nelle tabelle allegate sia rispetto alla simulazioni:

- con tempo di ritorno pari a 20 anni (utilizzata per la verifica della rete);

- con tempo di ritorno pari a 100 anni (utilizzata per il dimensionamento dei volumi necessari per garantire la invarianza idraulica).

Nelle figure seguenti sono riportati a titolo esemplificativo gli idrogrammi secolari calcolati dal modello relativamente alla rete a servizio del comparto relativamente alle sezioni:

- Ingresso alla vasca di laminazione;

- Ingresso nei ricettori.

✓ (fig. 3 Macro bacino:

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX AMBITO CA‟ BASSE

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Idrogramma di piena secolare del macrobacino del comparto

Le portate che defluiscono verso il ricettore attraverso la bocca tarata non superano i 70 l/s mentre le portate che interessano la vasca di laminazione non raggiungono i 1.400 l/s, nel caso della piena centenaria. Nella cassa di espansione giungono i volumi di piena sottesi dalla curva di colore verde il cui integrale consente di calcolare in 4000 mc l‟invaso necessario a garantire la invarianza idraulica.

Relativamente alla rete di drenaggio possiamo dire che tutte le condotte conservano, nonostante le basse pendenze a disposizione, una buona efficienza idraulica di allontanamento delle acque meteoriche; i tratti apicali della rete non presentano fenomeni di rigurgito, così come i tratti finali anche se per questi ultimi si potrebbe verificare un funzionamento in leggera pressione in corrispondenza del transito istantaneo del colmo di piena; l‟usura delle condotte non desta preoccupazione mantenendosi, in tutti i casi analizzati, le velocità di transito abbondantemente al disotto dei 2 m/s (bassissime pendenze del comparto).

5. VOLUMI ATTI A GARANTIRE LA INVARIANZA IDRAULICA

L‟orientamento dei principali consorzi di bonifica operanti sul territorio regionale, relativamente ai quantitativi di acqua scaricabili in corpi idrici superficiali in

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

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seguito a interventi che implicano l‟impermeabilizzazione delle superfici scolanti, è quello dell‟applicazione del principio di invarianza idraulica; tale principio si esplica con una limitazione a 10-15 l/s per ogni ettaro impermeabilizzato, della portata istantanea adducibile al reticolo superficiale.

Fissata la portata d‟ingresso nei ricettori pari a 10-15 l/s per ogni ettaro impermeabilizzato a monte della sezione di chiusura del bacino del comparto residenziale, si è individuata un area esondabile idonea in cui invasare le acque eccedenti il valore massimo sversabile, al netto di quanto invasato intervenendo sul sistema minore.

La scelta è stata quella di prevedere avvalli superficiali, limitando la realizzazione del dispendioso intervento sul sistema minore, come sopra già specificato, a un sovradimensionamento della dorsale principale atto a contenere il 33% dei volumi di compenso necessari.

Vengono pertanto individuate come idonee le aree site a sud, in fregio alla tangenziale Biagi, che sembrano quelle maggiormente adeguate a ospitare le aliquote di portata in eccedenza a quella che, nello stato attuale, interessa i canali scolanti.

La area esondabile verrà predisposte in leggera contropendenza rispetto alla direzione di riempimento così da svuotarsi autonomamente per gravità una volta laminata la portata di piena.

La vasca del bacino viene alimentata da una condotta in PVC di diametro DN 500 mm.

La regolazione delle portate in uscita dal bacino potrà essere ottenuta per mezzo di un dispositivo per la regolazione dei deflussi, regolato in modo che indipendentemente dal battente di monte al recapito vengano fatti pervenire le portate prestabilite.

Per facilitare il deflusso delle portate di morbida, che non prevedono necessariamente un funzionamento in pressione della condotta, quest‟ultima è stata pensata in esercizio con una pendenza dello 0.1% e sopraelevata rispetto al fondo del ricettore di alcuni centimetri.

Per evitare il riflusso in vasca e sulla rete di drenaggio delle acque di piena del canale ricettore, in occasione, ad esempio, di particolari manovre idrauliche operate dal consorzio di bonifica, si predispone una valvola tipo Clapet poco prima dello sbocco nel ricettore.

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La area esondabile risulta avere una superficie di 8.346 m2 che consentono attraverso un avvallo medio di 31 centimetri di disporre di un volume utile di

2.587 m3 definito da un battente massimo sul fondo del ricettore pienamente compatibile con le quote di scarico delle tubazioni in uscita dai manufatti idraulici scolmatori.

Per ogni eventualità si predispone un sistema analogo a quello riportato qui sotto che consente in caso di necessità un rapido allontanamento degli apporti idrici drenati a monte mediante l‟apertura della paratoia posizionata sulla condotta di diametro maggiore.

6. CONDIZIONE DI POSA DELLE CONDOTTE DEI POZZETTI E DELLE CADITOIE.

Tutte le condotte devono essere posate su congruo letto di sabbiella dello spessore di almeno 20 cm; tutte le condotte in PVC, poste in opera con uno spessore dello strato di ricoprimento minore di 50 cm devono essere rinfiancate con CLS RCK 250 da fondazione, specie in corrispondenza delle parti di rete sottostanti i percorsi carrabili; in alternativa tali ultime condotte potrebbero essere direttamente sostituite da condotte in CLS.

In conformità con quanto consigliato dai principali costruttori, dovrà essere prevista la posa di una caditoia, circa, ogni 250-300 mq di superficie stradale; la caditoia deve essere del tipo UNI EN 124 con asole ad ampio deflusso e di luce

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

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netta non inferiore a 450X450 mm (rettangolare) o diametro 600 (circolare), come quelle illustrate di sotto:

Tipologie di griglie UNI EN 124 con asole ad ampio deflusso

Il pozzetto della caditoia si intende del tipo sifonato o con sifone da realizzarsi in opera; l‟immissione dell‟acqua raccolta dalla caditoia nella dorsale portante è da realizzarsi con fognoli di diametro maggiore di 200 mm.

Qualora il fognolo proveniente dalla caditoia non recapiti in un pozzetto ispezionabile si deve procedere secondo una delle seguenti possibilità:

- Predisposizione di opportuna braga di derivazione sulla condotta portante (vedi figura);

- Carottaggio della condotta portante e predisposizione di opportuna guarnizione con innesti (vedi figura);

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX AMBITO CA‟ BASSE

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Carotatrice verticale per tubazioni.

Innesto curvo e dritto

- Predisposizione di pozzetto cieco (non ispezionabile superficialmente) di congrue dimensioni in funzione del diametro della condotta portante.

I pozzetti di raccordo e ispezione sono stati predisposti con distanze congrue alle attività di lavaggio, ispezione e spurgo. Tali pozzetti devono essere 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.

Le dimensioni dei pozzetti sono da prevedersi in funzione dei diametri delle condotte; le misure di seguito tabulate sono da ritenersi minime e riferite alle dimensioni interne dei manufatti:

		Pozzetto ro- tondo	Pozzetto quadrato
Diametro della con- dotta	Materiale	Diametro [mm]	Dimensione [cm x cm]
< 500	PVC	800	80X80
630	PVC	1000	100X100

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

800 CLS 1200 120x120

7. IMPLEMENTAZIONE DELLA RETE PER IL CONVOGLIAMENTO DELLE ACQUE DI ORIGINE ANTROPICO VERSO L’IMPIANTO DI TRATTAMENTO.

Il comparto oggetto dell‟intervento residenziale deve recapitare sulla dorsale di diametro DN 200 PVC per l‟allontanamento delle acque reflue di origine antro- pico del limitrofo Comparto Castagnolo; tale dorsale, che allo stato attuale si trova in esercizio a una profondità media compresa tra i due metri e mezzo e i tre metri rispetto al piano campagna, presenta pendenze del 0.2%.

L‟intervento residenziale in progetto prevede l‟immissione nella dorsale di ulte- riori portate reflue mediante la realizzazione di una diramazione principale da tale dorsale e di alcuni collettori trasversali che si immetteranno nella condotta principale attraverso braghe o pozzetti appositamente predisposti.

La pendenza delle condotte in progetto sarà tale da implicare velocità di deflus- so delle portate di morbida maggiori di 0.2-0.3 m/s tali cioè da non consentire ai reflui di causare pericolose sedimentazioni; in tale ottica si è provveduto a pro- gettare i nuovi collettori a servizio del comparto residenziale in modo tale da conseguire pendenze non inferiori a 0.2%.

Tutto il sistema è stato correttamente dimensionato e verificato. In allegato: schema di funzionamento del sistema.

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX AMBITO CA‟ BASSE

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8. VERIFICA RISCHIO ALLUVIONI (P.G.R.A.).

Dall‟esame del Piano Stralcio dell‟Autorità di Bacino del fiume Po – bacino Pa- naro – si evince che l‟area non è soggetta a particolari vincoli idraulici da parte della rete scolante maggiore (fiumi e torrenti).

Lo scolo Muccinello, che costituisce il confine nord dell‟ambito di intervento, viene altresì classificato dal PTCP come “reticolo idrografico minore”.

Il vigente Piano di Gestione del Rischio Alluvioni (P.G.R.A.) classifica l‟area come “P2 aree ad alluvioni poco frequenti tempo di ritorno fra 100 e 200 anni (media probabilità)” con un rischio potenziale R2 (rischio medio) per il Reticolo Secondario Pianura, mentre considerando il reticolo principale e secondario col- linare montano, l‟area risukta classificata come “P1 area a scarsa probabilità di alluvioni o scenari di eventi estremi” con rischio potenziale R1 (rischio moderato o nullo).

Come già riportato il PTCP classifica l‟area fra gli mambiti di controllo degli a- apporti d‟acqua in pianura. Analoga classificazione è riportata dalla cartografia dello strumento urbanistico vigente a scala comunale che recepisce pienamen- te le indicazioni degli strumenti urbanistici sovraordinati di seguito riportate. Per tali ambiti al fine di non incrementare gli apporti d‟acqua piovana al sistema di smaltimento e di favorire il riuso di tale acqua, negli ambiti di controllo degli ap- porti d‟acqua, ( si veda art. 4.8 del PTCP)

“….i Comuni in sede di redazione o adeguamento dei propri strumenti urbanisti- ci, prevedono per i nuovi interventi urbanistici e comunque per le aree non an- cora urbanizzate, la realizzazione di sistemi di raccolta delle acque di tipo dua- le, ossia composte da un sistema minore costituito da sistemi di laminazione costituito dalle reti fognarie per le acque nere e le acque bianche contaminate ABC e un sistema maggiore costituito da sistemi di laminazione per le acque bianche non contaminate ABNC. Il sistema maggiore deve garantire la lamina- zione delle acque meteoriche per un volume complessivo di :

- Almeno 500 metri cubi per ettaro di superficie territoriale , ad esclusione delle superfici permeabili destinate a parco o verde compatto, nelle aree ricadenti nell’Ambito di controllo degli apporti d’acqua in pianura;”

Il progetto dell‟Ambito Ca Basse prevede:

- La realizzazione di reti distinte per la raccolta e lo smaltimento delle ac- que nere e delle acque bianche;

- L‟invarianza idraulica della rete idrografica superficiale;

- La laminazione di 700 metri cubi (superiore ai 500 mc richiesti dal PTCP) per ettaro;

- La raccolta ed il riuso dell‟acqua piovana in ogni edificio;

- Il divieto di realizzazione di vani interrati, anche tecnici;

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX

AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx

- La quota di 0,5 metri sopra al piano di campagna per gli ambienti abita- ti;

per cui in relazione agli accorgimenti progettuali di protezione adottati è possibi- le prevedere che l‟intervento proposto non comporterà un aggravio del rischio alluvioni così come richiesto dal PIANO DI GESTIONE DEL RISCIO ALLUVIO- NI (P.G.R.A.).

ACCORDO OPERATIVO XXX.XX_XVII E XXX.XX_IX AMBITO CA‟ BASSE

RELAZIONE IDRAULICA – Xxxxx Xxxxxxxxxx