PROGETTO DI UNA RETE DI ACQUEDOTTI Corso di Costruzioni Idrauliche Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica PROGETTO DI UNA RETE DI ACQUEDOTTI Docenti: Riccardo Rigon Elisa Stella Studenti: Gabriele Rossi, 187343 Gloria Girardi, 187342 Lorenzo Tarter, 187235

Introduzione Lo scopo dell’esercitazione è quello di progettare e verficare una rete adibita ad acquedotto, situata nei pressi di Melta (Gardolo). L’area presa in considerazione comprende principalmente zone residenziali alternate a tratti di zona industriale-commerciale. L’acquedotto progettato serve un’area di poco superiore a un chilometro quadrato.

Ortofoto

Planimetria delle condotte

Schema geometrico acquedotto Il nostro sistema di raccolta, adduzione, distribuzione è costituito da una rete a maglie chiuse composta da: La planimetria è stata disposta seguendo il tracciato stradale per evitare procedure di esproprio onerose ed avere anche maggiore comodità nella realizzazione e nella gestione dell’opera. ELEMENTI NUMERO SORGENTI 2 SERBATOI VALVOLA 1 POMPA CONDOTTE 73 NODI 47

Fabbisogno idrico Quando si progetta una rete di distribuzione a maglie chiuse non è immediata l’individuazione dei diametri delle tubazioni, poiché non si sa a priori il verso di percorrenza delle portate in ciascun tratto. In generale il diametro dei tubi dovrà essere tale da far sì che in tutta la rete le velocità dell’acqua e le quote piezometriche siano accettabili. E’ importante che nelle tubazioni la velocità dell’acqua non superi il valore di 2 m/s così da evitare il fenomeno di colpo d’ariete, ma allo stesso tempo non scenda al di sotto di 0,1 m/s per evitare il ristagno dell’acqua. La quota piezometrica nei nodi dev’essere compresa fra i 20 e i 70 m di colonna d’acqua.

In particolar modo in fase di progettazione si è considerata la portata del giorno di massimo consumo tenendo conto di due situazioni diverse che si possono presentare a causa dell’oscillazione giornaliera della richiesta d’acqua: Ore di punta (mattina e sera): momento di massima portata erogata, che comporta una caduta piezometrica e la necessità di garantire acqua a tutti gli utenti nonostante la pressione all’interno della rete sia minima. Ore di richiesta minima (notte): momento di minima portata erogata, che comporta, per l’avvicinarsi alle condizioni di carico idrostatico, un’elevata sollecitazione della rete, poiché la pressione all’interno delle tubazioni è massima. Per la verifica della rete s’immagina concentrata nei nodi l’erogazione delle portate.

L’intera area è stata divisa in zone a cui è stata assegnata una dotazione idrica giornaliera dg=250 l/ab*gg. Abbiamo calcolato la portata necessaria al mantenimento del servizio in condizioni di normale esercizio e successivamente nel momento di massima richiesta per mezzo di un coefficiente moltiplicativo

Aree di influenza

id elev_dem demand J1 191.1 0.26524 J2 192.1 0.13744 J3 193.7 0.18326 J5 193.4 0.14227 J6 194.7 0.17361 J7 192.9 0.28453 J8 192.2 0.22184 J9 191.4 J10 0.0844 J11 196.5 0.1061 J12 217.4 0.15191 J13 195.9 0.07475 J14 216 J15 190.3 0.23631 J16 0.11333 J17 0.0651 J18 193.8 0.06752 J19 214.9 0.10128 J20 193.5 0.18085 J21 193 0.12057 J22 193.1 J23 192.6 0.11574 J24 229.6 J25 192 0.24595 J26 0.13503 J27 188.9 J28 190.1 0.09163 J29 191.6 0.08922 J30 192.4 0.14709 J31 217.2 0.09645 J32 190.2 0.02894 J33 J34 198.6 0.10369 J37 190.9 0.05919 La portata per ogni nodo si calcola considerando la dotazione idrica giornaliera assegnata a priori per ogni abitante e moltiplicandola per il numero di abitanti dell’area. Tale portata viene ulteriormente moltiplicata per il coefficiente di punta giornaliero (ρ=1,5), poiché si vuole dimensionare la rete in modo da soddisfare le esigenze dell’utenza anche nel giorno di massimo consumo.

Progettazione serbatoio La progettazione del serbatoio è fatta mediante il calcolo dei volumi di compenso, di riserva e antincendio (con 2 idranti che erogano 5 l/s per una durata di 3 ore):

In fase di progetto abbiamo scelto due serbatoi di forma cilindrica, con una altezza massima di 20 metri. Nel calcolo del diametro otteniamo si opta quindi per un diametro di 5 m.

Caratteristiche condotte della rete Nel programma abbiamo optato per il metodo di Chezy-Manning. Abbiamo scelto tubi in acciaio Fe 360, aventi protezione esterna con rivestimento pesante secondo norme UNI 5256/87 e considerato i tubi già parzialmente usurati per verificare le condizioni di esercizio future optando per un coefficiente di scabrezza Ks=0.008. I diametri adottati sono stati trovati sul sito internet del costruttore (http://www.oppo.it).

Scelta diametri dei tubi Inizialmente abbiamo calcolato solo il diametro del tubo di adduzione che commercializzato è risultato essere pari a 100mm. Per quanto riguarda le altre tubature, bisogna sapere che non è possibile determinare il diametro a priori, poiché i versi delle portate non sono noti. Quindi come da manuale abbiamo posto per la maglia più esterna diametri pari a 200 mm e in fase di verifica abbiamo optato per una ottimizzazione nel rispetto delle velocità che devono essere comprese nel range 0.1-2 m/s e nel rispetto delle pressioni massime. Dopo diversi tentativi si è scelto di utilizzare quindi tubi di diametro pari a 40 mm per quelli interni, 60 mm per quelli esterni e 100 mm per i tubi di adduzione.

Scelta della pompa Per la scelta della pompa da utilizzare abbiamo consultato il catalogo messo a disposizione dal produttore Oppo, considerando la necessità di avere una prevalenza all’incirca di 5.61 m per una portata di 12.54l/s.

Rappresentazione rete planimetrica dell’acquedotto

Rappresentazioni grafiche Nelle slides successive verranno riportate le immagini relative alle velocità nelle condotte e le pressioni ai nodi nelle ore di minimo e massimo consumo, calcolate tramite simulazione del programma EPANET 2.0.

Velocità nelle condotte (minimo consumo):

Velocità nelle condotte (massimo consumo):

Piezometriche ai nodi (minimo consumo):

Piezometriche ai nodi (massimo consumo):