02-Relazione specialistica Paolo VI

RELAZIONE SPECIALISTICA
RELAZIONE SUL SISTEMA DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE METEORICHE
INDICE
1.
PREMESSA..........................................................................................................1
2.
NORMATIVA DI RIFERIMENTO .......................................................................2
3.
ANALISI DEI DATI PLUVIOMETRICI ..............................................................3
4.
ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO – CALCOLO DELLE PORTATE..4
4.1
ACQUE DI PRIMA PIOGGIA – CALCOLO DELLA PORTATA .................4
4.2
ACQUE METEORICHE DI SECONDA PIOGGIA – CALCOLO PORTATA
CRITICA .................................................................................................................6
5.
IMPIANTO DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE .....................8
5.1
INTRODUZIONE .........................................................................................8
5.2
RETE FOGNANTE DI RACCOLTA ACQUE METEORICHE ......................8
5.3
IMPIANTO DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI
DILAVAMENTO ......................................................................................................9
5.4
TRINCEA DISPERDENTE .........................................................................11
5.5
IMPIANTO DI INNAFFIAMENTO.............................................................12
I
1. PREMESSA
Nella presente relazione sono descritte le modalità di calcolo e le verifiche idrauliche
effettuate per la progettazione e il dimensionamento della rete di raccolta,
depurazione e smaltimento delle acque meteoriche afferenti ai piazzali ed alla
viabilità interna del Centro Comunale di Raccolta Rifiuti Solidi Urbani ed assimilati da
realizzare in via A. De Gasperi nel quartiere Paolo VI, del Comune di Taranto.
Per il dimensionamento della rete fognaria e per la individuazione delle soluzioni
tecnologiche da adottare per l’immissione delle acque meteoriche depurate nel
recapito finale, si è fatto riferimento ai dati ed alle informazioni di carattere idrologico
e pluviometriche riportate nella Relazione di Piano dell’Autorità di Bacino della Puglia
costituente parte integrante del Piano Stralcio di Assetto Idrogeologico approvato con
Delibera di Consiglio Regionale del 2005.
1
2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO
In campo nazionale la normativa a cui fare riferimento per la corretta gestione e
tutela delle acque è l’art. 113 del D.Lgs. 152/06 e s.m.i. che fornisce, seppur in linea
generale, indicazioni e prescrizioni da rispettare per le acque meteoriche di
dilavamento e per i relativi scarichi; detta normativa rimanda alle leggi e ai
regolamenti locali (regionali e provinciali) la definizione di criteri e procedure di
dettaglio da adottare e far applicare ai titolari degli scarichi e delle immissioni.
Per quanto attiene alla Regione Puglia, lo strumento a cui fare riferimento per la
gestione delle acque meteoriche di dilavamento da pertinenze industriali è sia il
Piano Direttore del 13/06/2002 (B.U.R.P. n.80 del 27/06/2002), sia il Piano di Tutela
della Acque, di cui all’art. 44 D. Lgs. n. 152/1999, emanato con Decreto del
Commissario Delegato dell’Emergenza Ambientale n. 209 del 19 Dicembre 2005 ed
approvato con Delibera del Consiglio della Regione Puglia n. 230 del 20.10.2009.
Tale Piano è stato tra l’altro interessato da recenti modifiche ed integrazioni
approvate con Deliberazione di Giunta Regionale n. 1441/2009 ed esplicitate negli
Allegati alla predetta Deliberazione: 1) “Sintesi non Tecnica del Piano di Tutela” e 2)
“Linee Guida per la redazione dei regolamenti di attuazione PTA”.
L’attività all’interno della quale è prevista la realizzazione dell’impianto di smaltimento
delle acque meteoriche è assimilabile a stabilimento industriale; pertanto come
indicato dallo stesso Piano Direttore, le acque di prima pioggia e di lavaggio delle
aree esterne dell’impianto oggetto di intervento che si prevede di destinare a recapito
finale, dovranno essere sottoposte ad un trattamento depurativo appropriato in loco,
tale da conseguire il rispetto dei limiti di emissione previsti dalla normativa vigente.
Per la progettazione del sistema di trattamento e smaltimento delle acque
meteoriche si è anche tenuto conto del Regolamento Regionale n. 26/2013 di
recente emanazione, ed in particolare di quanto previsto al Capo II ACQUE DI
PRIMA PIOGGIA E DI LAVAGGIO DELLE AREE ESTERNE DA SOTTOPORRE A
DEPURAZIONE del citato Regolamento.
In aderenza a quanto indicato al comma 5 dell’art. 10 del sopraccitato Regolamento
Regionale, le acque di seconda pioggia sono state sottoposte alla stessa disciplina di
2
quanto previsto per le acque di prima pioggia; ciò in considerazione della tipologia di
settore produttivo che si prevede di attivare nell’area: Centro Comunale di Raccolta
Rifiuti Solidi Urbani ed assimilati.
L’impianto di depurazione delle acque meteoriche è stato dotato di un manufatto di
separazione tra le acque di prima pioggia e quelle di seconda pioggia (pozzetto
scolmatore) che consente di attivare due linee di trattamento separate e distinte
(linea acque di prima pioggia e linea acque di seconda pioggia).
Per
entrambe
le
linee,
l’impianto
prevede
un
trattamento
di
grigliatura,
sedimentazione e disoleazione. Per ulteriori dettagli in merito alle tecnologie e alla
modalità di smaltimento si rimanda ai successivi paragrafi.
Il recapito finale individuato per lo smaltimento delle acque meteoriche di
dilavamento depurate sono i primi strati del sottosuolo; ciò in quanto, nei dintorni,
non sono presenti reti fognarie separate in cui poter immettere le acque meteoriche
depurate afferenti al Centro comunale.
L’efficienza depurativa dell’impianto dovrà essere tale da conseguire il rispetto dei
limiti di emissione previsti dalla Tab. 4 dell’Allegato 5 Parte III del D.Lgs. 152/06 e
s.m.i, oltre che dal par. 2.1 dello stesso Allegato 5.
3. ANALISI DEI DATI PLUVIOMETRICI
Per la individuazione dei dati pluviometrici necessari alla stima e alla quantificazione
dei volumi e delle portate di pioggia da trattare si è fatto riferimento al Piano di
Bacino Stralcio Assetto Idrogeologico redatto dall’Autorità di Bacino della Puglia.
Nello specifico, nel citato Piano, il territorio di competenza della Regione Puglia è
stato suddiviso in 6 aree pluviometriche omogenee, (Figura 1) per ognuna delle quali
è possibile individuare la Curva di Possibilità Pluviometrica sulla base delle seguenti
equazioni:
(0.000503 z + 0.720 / 3.178)
Zona 1: X(t, z) = 28.66 t
Zona 2: X(t, z) = 22.23 t
0.247
(0.696 + 0.000531z ) / 3.178
Zona 3: X(t, z) = 25.325 t
0.256
Zona 4: X(t, z) = 24.70 t
(0.628 + 0.0002 z ) / 3.178
Zona 5: X(t, z) = 28.2 t
3
(0.488 + 0.0022 z ) / 3.178
Zona 6: X(t, z) = 33.7 t
Dove:
t = durata della precipitazione;
z = quota media del sito (pari a 70 m, nel caso specifico).
Figura 1: Regione Puglia Zone omogenee al 3° livello di regionalizzazione
Le elaborazione effettuate, sulla base dei dati e delle informazioni sopra riportate,
hanno consentito di elaborare la seguente equazione di possibilità pluviometrica:
h = 33,70 t0,202
(1)
4. ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO – CALCOLO DELLE
PORTATE
La superficie complessiva scolante costituita dalla viabilità e dai piazzali interni, dalla
copertura del fabbricato ed al netto delle aiuole perimetrali, è pari a 1500 mq.
4.1
ACQUE DI PRIMA PIOGGIA – CALCOLO DELLA PORTATA
Sulla base della definizione fornita dal Regolamento Regionale n.26/20131, in merito
alle acque di prima pioggia, ed in considerazione del valore della superficie scolante
impermeabile (Sp) che caratterizza l’area di intervento (pari a 1500 m2), è stato
stimato il volume delle acque di prima pioggia:
Vp = Sp x hp = 1500 x 0,005 = 7,5 m3
1
Acque di prima pioggia: le prime acque meteoriche di dilavamento fino ad una altezza di precipitazione massima di 5
millimetri, relative ad ogni evento meteorico preceduto da almeno 48 h di tempo asciutto, uniformemente distribuite sull'intera
superficie scolante.
4
dove hp altezza di pioggia pari a 5 mm.
A titolo puramente indicativo è anche possibile stimare la portata delle acque di
prima pioggia (Qp) associando ad esse l’intensità di pioggia (ip) pari a 20 mm/h
ottenuta considerando una altezza di pioggia pari a 5 mm caduta in un intervallo di
tempo di 15 minuti:
Qp = Sp x ip= 8,3 l/s
Per quanto attiene alla metodologia di calcolo delle acque meteoriche successive a
quelle di prima pioggia è stato applicato il Metodo di Corrivazione attraverso il quale
metodo è stata stimata la durata di pioggia a cui è associato l’evento critico per il
sistema scolante oggetto di studio; tale durata, in aderenza al modello logicofunzionale applicato, corrisponde al tempo di corrivazione 2.
Nell’ambito dell’applicazione del metodo è stato assunto un coefficiente di afflusso ϕ
pari a 1.
2
Tempo di corrivazione: tempo necessario affinché la goccia di pioggia caduta nel punto più lontano del bacino raggiunga la
sezione di chiusura (fonte: Sistemi di Fognature – Manuale di Progettazione, Hoepli 2001).
5
4.2
ACQUE METEORICHE DI SECONDA PIOGGIA – CALCOLO PORTATA
CRITICA
Per il calcolo della portata critica di pioggia si è fatto riferimento, come sopra citato, al
Metodo Cinematico lineare (o metodo della corrivazione) che prevede le seguenti
assunzioni preliminari:
- Gocce di pioggia cadute contemporaneamente in punti diversi del bacino
impiegano tempi diversi per raggiungere la sezione di chiusura (rappresentata in
questo caso dal punti di immissione all’Impianto di depurazione);
- Il contributo di ogni singolo punto del bacino alla portata di piena è direttamente
proporzionale alla intensità di pioggia caduta nel punto - in un istante precedente
a quello del passaggio della piena – di durata necessaria perché detto contributo
raggiunga la sezione di chiusura;
- durata del contributo idraulico caratteristica di ogni singolo punto ed invariante nel
tempo.
Per effetto di quanto sopra rappresentato, usualmente la portata massima al colmo
(piena critica) si ottiene per piogge di durata pari al tempo di corrivazione.
La portata al colmo della piena critica è stata stimata utilizzando la seguente formula:
Q=
ϕ⋅i ⋅S
360
(2)
Dove Q = portata al colmo di piena (m3/s);
ϕ = coefficiente di afflusso medio del bacino;
i = intensità di pioggia di durata pari al tempo di corrivazione tc (mm/h);
S = superficie del bacino (ha)
In genere per una fognatura urbana il tempo di corrivazione tc è calcolato facendo
riferimento al percorso idraulico più lungo della rete fognaria fino alla sezione di
chiusura considerata.
Nello specifico per il calcolo del tempo di corrivazione si è fatto riferimento alla
seguente equazione:
tc=ta+tr
(3)
6
Dove
ta è il tempo di accesso alla rete, che dipende dalle caratteristiche
geometriche e morfologiche dell’area (si assume un valore pari a 15 min);
tr è il tempo di rete dato dal tempo di percorrenza della canalizzazione,
costituita da canaletta e tubazione, (tr=Li/vi); dato il modesto sviluppo lineare
della rete di raccolta acque meteoriche si considera come trascurabile tale
tempo di rete.
Le elaborazioni effettuate per il calcolo della portata al colmo di piena che potrà
affluire all’impianto di depurazione (con un prefissato tempo di ritorno di 5 anni) sono
di seguito riepilogate:
1. assunzione dell’intero piazzale come unico bacino scolante; ciò sulla base
dell’andamento altimetrico dell’area e delle linee di impluvio e displuvio
rilevabili;
2. quantificazione del coefficiente di afflusso medio correlato al tempo di
corrivazione, che tiene anche conto dell’effetto di laminazione e ritardo
(assunto pari a 1);
3. calcolo del tempo di accesso ta, assumendolo pari a 900 s;
4. determinazione del tempo di corrivazione tc=ta della sezione di chiusura del
bacino, assunta come il punto di ingresso all’impianto;
5. noto il tc, per il singolo tratto, è stata determinata l’intensità di pioggia di durata
pari al tempo di corrivazione ed in base alla (2) è stata calcolata la portata al
colmo; sulla base di tale valore è stato dimensionato lo speco fognario e la
velocità di scorrimento3.
Il valore di portata critica calcolato è pari a Qp = 42 l/s.
3
Per dettagli sulla modalità di calcolo adottata per il dimensionamento degli spechi si rimanda al par.
5.2
7
5. IMPIANTO DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE
5.1
INTRODUZIONE
Il progetto prevede la realizzazione di una impianto di captazione, trattamento e
successiva immissione, delle acque meteoriche di prima pioggia e di dilavamento del
piazzale del Centro di Raccolta, nei primi strati del sottosuolo.
Il sistema di captazione prevede la realizzazione di canalette grigliate collocate in
corrispondenza degli accessi (carrabile) al Centro comunale e pozzetti in cls
prefabbricato per le deviazioni, per gli innesti e per i controlli delle acque meteoriche
in transito.
5.2
RETE FOGNANTE DI RACCOLTA ACQUE METEORICHE
La rete fognaria di raccolta delle acque meteoriche è stata dimensionata sulla base
dei dati pluviometrici e di portata ricavati in precedenza con il metodo della
corrivazione.
Nello specifico il sistema fognante sarà costituito da:
- canalette prefabbricate in cls con gigliato in ghisa superiore in ghisa carrabile (D
400) (larghezza 28 cm, altezza 36, lunghezza complessiva pari a 12 m);
- pozzetti di ispezione e deviazione in cls prefabbricato; per il raccordo altimetrico
con il livello stradale sono stati altresì previsti anelli aggiuntivi raggiungi quota;
- tubazioni in PVC rigida (DN 200, classe di rigidità SN 4).
Per quanto attiene al sistema di pozzetti e tubazioni interrate di convogliamento delle
acque all’impianto di depurazione, è stata effettuata una verifica del tirante idraulico
che potrà instaurarsi al suo interno in considerazione sia della massima portata
critica stimata sia del diametro e della pendenza media assunta per le tubazioni in
fase di progettazione.
La citata verifica è stata effettuata utilizzando l’equazione di Gauckler-Strickler
assumendo in maniera esemplificativa un regime di moto uniforme.
Come previsto dalla procedura di calcolo adottata, sono stati stimati i valori delle
grandezze idrauliche (velocità e portata), in condizioni di completo riempimento
utilizzando le seguenti formule di Gauckler-Strickler per sezioni circolari:
8
Vr = 0,630 * Ks * r2/3 * i1/2
Qr = 1,979 * Ks * r8/3 * i1/2
Normalizzando i valori di V e Q rispetto ai valori di Vr e Qr ed utilizzando le scale di
deflusso normalizzate di Gauckler-Strickler per sezioni circolari, ed interpolando
linearmente all’interno degli intervalli individuati, si sono ricavati i valori di Q/Qr, h/r =
e V/Vr, da cui sono stati ricavati i valori di h (altezza del tirante idraulico), V (velocità
di scorrimento).
I valori ottenuti sono risultati essere del tutto compatibili con il regolare deflusso
idraulico all’interno degli stessi manufatti.
5.3
IMPIANTO
DI
TRATTAMENTO
DELLE
ACQUE
METEORICHE
DI
DILAVAMENTO
L'impianto di trattamento prevede l’attivazione di due linee di depurazione dedicate
alle acque di prima pioggia ed alle acque di seconda pioggia. La separazione tra le
due tipologie di acque verrà attuata mediante pozzetto scolmatore da installare a
monte dell’impianto.
Linea acque di prima pioggia
Tale linea è composta da due vasche monoblocco prefabbricate in C.A.V. realizzate
con calcestruzzo RcK > 450 Kg./cmq, a perfetta stagnezza e preassemblate. La
prima vasca svolgerà la funzione di raccolta e tenuta delle acque di prima pioggia
confluenti dal piazzale (volume complessivo vasca 10 mc; volume acque di prima
pioggio 7,5 mc). In tale vasca avverrà il processo di sedimentazione delle particelle
contenute nelle acque meteoriche intercettate.
Nella seconda vasca verrà effettuato il processo di disoleazione delle acque di prima
pioggia; ciò mediante il disoleatore a coalescenza ex norma UNI EN 858.
Le acque di prima pioggia vengono immesse nella vasca di disoleazione mediante
impianto di sollevamento collegato alla centralina di pompaggio.
L’impianto dovrà inoltre essere dotato di n. 1 sensore di pioggia per installazione in
ambiente esterno, finalizzato a rilevare l’evento meteorico ed inviare apposito
segnale alla centralina per la regolazione del funzionamento dell’elettropompe.
I reflui depurati all’interno del disoleatore confluiranno successivamente a gravità in
pozzetto fiscale per il controllo della qualità delle acque.
9
Linea acque di seconda pioggia
Per il trattamento di sedimentazione e disoleazione delle acque di seconda pioggia è
stato previsto un impianto costituito da una Vasca monoblocco prefabbricata in
C.A.V. realizzata con calcestruzzo RcK > 450 Kg./cmq; la vasca dovrà essere
costituita al suo interno da due comparti: il primo di sedimentazione ed il secondo di
disoleazione mediante un filtro a coalescenza.
Dimensioni esterne della vasca
lunghezza : cm 200
larghezza : cm 500
altezza : cm 190 + cm 20 di soletta.
I reflui depurati all’interno del disoleatore confluiranno successivamente a gravità in
pozzetto fiscale per il controllo della qualità delle acque in uscita.
L’impianto di trattamento delle acque di seconda pioggia consente un processo
depurativo in continuo fino ad una potata massima pari a 60 l/s (compatibile con la
massima portata al colmo stimata precedentemente pari a 42 l/s).
Il progetto prevede inoltre il collegamento idraulico (mediante tubazione interrata a
gravità) tra i due pozzetti fiscali ed un pozzetto scolmatore posto a monte della
prevista trincea disperdente.
Il pozzetto scolmatore verrà dimensionato e configurato in maniera tale da far
confluire a gravità prioritariamente le acque depurate di prima e seconda pioggia nel
serbatoio interrato (capacità 3.000 l) di raccolta e riuso delle acque di pioggia trattate
per l’innaffiamento delle aree a verde.
Nel caso in cui la vasca per uso irriguo dovesse risultare piena, le acque meteoriche
di prima e seconda pioggia, grazie al pozzetto scolmatore, verranno direttamente
immesse e smaltite nella trincea disperdente.
Periodicamente, i fanghi e i residui derivanti dal trattamento, depositati nel comparto
disoleatore, saranno prelevati e smaltiti da Ditta autorizzata.
Per ulteriori dettagli e specifiche si rimanda alle Tavole di progetto.
10
5.4
TRINCEA DISPERDENTE
Il progetto prevede lo smaltimento delle acque meteoriche depurate (di prima pioggia
e di dilavamento) mediante l’immissione delle stesse nei primi strati del sottosuolo
attraverso trincee disperdenti.
Ciò in quanto, a seguito di prime verifiche effettuate, non sono presenti, nei dintorni
dell’area, reti fognarie separate in cui poter immettere le acque meteoriche depurate
rivenienti dal realizzando Centro comunale di raccolta rifiuti.
Per il dimensionamento delle trincee si è fatto riferimento a dati ed informazioni di
natura idrogeologica reperiti dallo studio idrogeologico appositamente commissionato
dall’Amministrazione a Geologo Professionista.
Per quanto riguarda le caratteristiche di permeabilità nel sito di interesse, come
rilevabile dal citato Studio Idrogeologico, ai litotipi che saranno interessati dalla
realizzazione della trincea disperdente (calcare fratturato) è possibile associare un
coefficiente di permeabilità K pari a 761,19.
l
hxm 2
Sulla base del massimo valore di portata di pioggia stimato (pari a 42 l/s = 151.200
l/h) è stata calcolata la superficie disperdente necessaria a garantire un drenaggio
continuo e funzionale dei volumi di acque meteoriche apportati:
SS = Q/Ca= 198,63 m2 pari a circa 200 mq
Dove Q = portata al colmo (l/s)
Ca = capacità di assorbimento dei terreni (l/s m2).
Assumendo per la trincea una larghezza pari a 1 m ed una altezza pari a 1,5 m si
ottiene una lunghezza complessiva pari a:
L = 200/4 = 50 m.
La trincea sarà realizzata lungo, l’aiuola perimetrale, mediante tubazioni fessurate in
polietilene PE-AD (DN 200) disposte entro uno scavo di larghezza 1,00 m e
profondità 1,50 m.
Per garantire una ottimale dispersione delle acque depurate lo scavo della trincea
dovrà essere riempito con ghiaia e pietrame grossolano. Lo strato superiore della
trincea dovrà essere rimodellato con terreno vegetale previa interposizione, tra lo
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stesso terreno e il pietrame sottostante, di geotessuto (TNT) finalizzato ad impedire
l’intasamento del letto di ghiaia e pietrame con particelle fini.
5.5
IMPIANTO DI INNAFFIAMENTO
In conformità alle prescrizioni contenute nel Regolamento Regionale n.26/2013, il
progetto generale di realizzazione del Centro di raccolta rifiuti, ha previsto inoltre la
realizzazione di un impianto di innaffiamento delle aree a verde costituito da:
- un serbatoio interrato di raccolta delle acque meteoriche depurate (capacità 3000
l); le acque meteoriche depurate verranno immesse nella vasca mediante un
pozzetto ripartitore da installare lungo la tubazione in uscita dall’impianto di
depurazione;
- un impianto di sollevamento costituito da serbatoio pressurizzato a membrana
(vaso di espansione);
- una rete di distribuzione principale realizzata con tubo in Polietilene alta densità
del PN10, DN 63;
- una rete di distribuzione secondaria realizzata con tubo in Polietilene alta densità,
DN 32 del tipo ad “ala gocciolante”;
- centralina di zona comandata da programmatore elettronico ed elettrovalvole.
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