Workshop sul primo anno di attività

Presentazione sul tema: "Workshop sul primo anno di attività"— Transcript della presentazione:

1 Workshop sul primo anno di attività
IL CICLO DELLE ACQUE IN AMBIENTE URBANO. Metodologie e dispositivi per la gestione dei sedimenti nelle reti di fognatura Enrico Creaco, Carlo Modica Università degli Studi di Catania DICA Centro Studi Idraulica Urbana TAORMINA 7-9 marzo 2007

2 Posizione del problema
Solidi all’interno dei canali fognari: problema di grande rilevanza Approccio preventivo: controllo all’origine Controllo dell’erosione, utilizzo di BMP e di caditoie schermate Controllo dei sedimenti in rete Criteri di auto-pulizia: velocità e sforzi tangenziali minimi, auto-pulizia efficiente Onde di cacciata per la rimozione dei sedimenti Trappole e setti per l’intercettazione di solidi e galleggianti

3 Posizione del problema
Dispositivi di cacciata Pozzetti Milano e Contarino (canali piccoli) Dispositivi a paratoia mobile in linea e fuori linea (canali grandi)

4 Posizione del problema
Attività del primo anno di attività Idraulica delle flushing gate Trasporto solido dovuto alle onde di cacciata delle flushing gate Attività del secondo anno di attività Trappole Setti

5 Idraulica delle flushing gate
Hydrass gate: processo di efflusso Vertical lifting gate: onde di dam break prima fase: riempimento seconda fase: cacciata

6 Idraulica delle flushing gate
Hydrass gate Esperienze di m. permanente e vario in laboratorio: - modello in scala di paratoia; - canale sagomato. Messa a punto di un modello numerico oscillazione nelle misure a) b) c) Confronto con risultati di una campagna sperimentale “in situ”

7 Idraulica delle flushing gate
Vertical lifting gate Procedura simile all’Hydrass gate Migliore leggibilità delle misure a valle ritardo numerico del picco

8 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Esperienze di moto vario in laboratorio con la vertical lifting gate in canale piccolo e canale grande Scelta del materiale sulla base della classificazione di Crabtree (1989) Varie tipologie di sedimenti (sabbie e ghiaie) adottate

9 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Varie condizioni idrauliche (pendenze del canale e carichi idraulici) Diverse configurazioni del deposito Misurazioni di: profili del letto di depositi a valle della paratoia avanzamento del letto di depositi masse fuoriuscite dal canale

10 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Vista laterale Vista da valle

11 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Profili solidi Avanzamento deposito Masse fuoriuscite Wc (kg) Esperimento 1 – hm=0.12 m Esperimento 2- hm=0.20 m Esperimento 3 - hm=0.40 m Esp. 1 Esp. 3 Esp. 2 Esp. 1 Esp. 2 Esp. 3 Esp. 3 Esp. 2 Esp. 1

12 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Influenza della coesione Materiale coesivo ottenuto aggiungendo percentuali differenti di materiale fine al deposito sabbioso Formazione di due strati differenti nel corso degli esperimenti Confronto con esperimenti senza materiale fine Risultati di difficile interpretazione! Iniziale rallentamento e successiva accelerazione in presenza di argilla

13 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Influenza della coesione – profili solidi hm=0.20 m hm=0.40 m

14 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Influenza della coesione – avanzamenti deposito e masse fuoriuscite

15 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Modello numerico in forma adimensionale Equazioni di De Saint Venant – Exner in forma adimensionale Individuazione dei parametri adimensionali Sistema considerato

16 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Modello numerico in forma adimensionale Valori dei parametri considerati Validazione del modello sulla base dei risultati delle prove sperimentali con materiale granulare

17 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Modello numerico in forma adimensionale Confronto degli avanzamenti adimensionali del letto di depositi

18 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Modello numerico in forma adimensionale Confronto dei profili solidi adimensionali sottostima delle altezze del sedimento

19 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Modello numerico in forma adimensionale p = 0.35 i = 0.001 Influenza dei parametri Problema della frequenza ottimale di cacciata

20 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Applicazione modello a collettore Lione Collettore ovoidale Lacassagne lungo 400 m con andamento del fondo irregolare Sedimenti con le seguenti caratteristiche: - diametro 270 mm; - densità 1800 kg/m3; - porosità

21 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Applicazione modello a collettore Lione Campagna sperimentale con oltre cacciate nel periodo maggio-ottobre 2003 Misurazioni di profili solidi lungo il collettore 15 profili solidi misurati con passo di 5 m Per le simulazioni è stato scelto periodo tra 18/06/2003 e 24/6/2003 (3095 cacciate)

22 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Applicazione modello a collettore Lione

23 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Applicazione modello a collettore Lione condizione iniziale Simulazioni condotte considerando: - formula MPM12; - soglia critica tradizionale per materiale granulare q = 0.047 Profili solidi spostati in avanti indicano effetti erosivi simulati maggiori di quelli reali

24 Trasporto solido dovuto a onde di cacciate
Applicazione modello a collettore Lione condizione iniziale Nuove simulazioni considerando: - formula MPM12; - soglia critica aumentata per tenere conto della coesione (q = 0.20) Avvicinamento dei profili simulati a quelli sperimentali per cacciata 1064 Risultati peggiori per cacciata 3095

25 Attività in corso di svolgimento
Trappole aperte Indagine sperimentale Studio del processo di riempimento Individuazione dei parametri Ricerca della forma ottimale

26 Attività in corso di svolgimento
Trappole aperte trappola righelli

27 Attività in corso di svolgimento
Trappole aperte Misura dei profili solidi nella trappola fino al riempimento Andamento del processo di riempimento nel tempo Misura del peso del materiale intercettato e del materiale a valle della trappola per valutare l’efficienza Risultati per Q = 1 l/s, i = e trappola 0.3 m x 0.07 m come misurare il riempimento?

28 Attività in corso di svolgimento
Setti per l’intercettazione di materiali galleggianti Indagine sperimentale con materiali artificiali e reali Individuazione dei parametri che influenzano l’efficienza di intercettazione Confronto tra profili di forme differenti

29 Attività in corso di svolgimento
Setti per l’intercettazione di materiali galleggianti Comportamento dei setti: per valori elevati di portata e bassi di velocità a monte del dispositivo, capacità di trattenimento infinita; superata una velocità di soglia, numero di elementi trattenuti in una “zona morta” in funzione delle caratteristiche della corrente e dei galleggianti. Due serie di esperimenti: 1 valutazione della velocità soglia a monte del dispositivo; 2 numero di elementi di trattenuti.

30 Attività in corso di svolgimento
Setti per l’intercettazione di materiali galleggianti Risultati preliminari:

31 Conclusioni 1 anno della ricerca: studio sperimentale e numerico sui dispositivi di cacciata buona comprensione dei fenomeni legati all’idraulica delle onde di cacciata qualche incertezza sui fenomeni connessi di trasporto solido, prevalentemente nel caso di sedimenti coesivi

32 Prospettive Necessità di ulteriori esperienze per la comprensione del comportamento dei sedimenti coesivi: coesione dovuta alla presenza di particelle di pezzatura fine coesione dovuta alla presenza di sostanze organiche Possibilità di modellare il trasporto solido in fognatura nel corso di operazioni di cacciata Studio dei dispositivi di intercettazione: trappole e setti

33 Grazie per l’attenzione !