invarianza idraulica a brescia: descrizione di casi
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INVARIANZA IDRAULICA A BRESCIA:
CASI PRATICI DI APPLICAZIONE DEL REGOLAMENTO
Brescia, 24 Giugno 2019
Ing. Riccardo Telò - Ing. Stefania Vitali
DEFINIZIONI DEL REGOLAMENTO R.L. n°7/2017: CRITERI E METODI
Invarianza idraulica: principio in base al quale le portate massime di deflusso meteorico scaricate dalle aree urbanizzate nei recettori naturali o artificiali di valle non sono maggiori di quelle preesistenti l’urbanizzazione
Invarianza idrologica: principio in base al quale sia le portate sia i volumi di deflusso meteorico scaricate dalle aree urbanizzate nei recettori naturali o artificiali di valle non sono maggiori di quelle preesistenti l’urbanizzazione
Acque pluviali: le acque meteoriche di dilavamento, escluse le acque di prima pioggia scolanti dalle aree esterne (Regolamento R.L.n°4/2006)
Superficie scolante impermeabile dell’intervento: superficie risultante dal prodotto tra la superficie scolante totale per il suo coefficiente di deflusso medio ponderale
Ricettore: corpo idrico naturale o artificiale o rete di fognatura, nel quale si immettono le acque meteoriche
INTERVENTI RICHIEDENTI MISURE DI INVARIANZA IDRAULICA E IDROLOGICA
Gli interventi ▪ di ristrutturazione edilizia, solo se consistono nella demolizione totale▪ di nuova costruzione, compresi gli ampliamenti,▪ di ristrutturazione urbanistica,▪ relativi a opere di pavimentazione e di finitura di spazi esterni▪ pertinenziali con realizzazione di un volume inferiore al 20 per cento del volume
dell’edificio principale▪ relativi a parcheggi, aree di sosta, piazze, aree verdi sovrapposte a nuove solette▪ relativi alle infrastrutture stradali e autostradali e loro pertinenze e i parcheggi sia
nuovi che di adeguamento
devono essere progettati in modo tale che la risposta complessiva agli afflussi meteorici rimanga inalterata, compensando gli effetti prodotti dall’impermeabilizzazione delle superfici e dalla loro
regolarizzazione
MISURE DI INVARIANZA IDROLOGICA E IDRAULICARispetto alla condizione PREESISTENTE L’URBANIZZAZIONE
CASI PRATICI:NUOVO TERMINALE INTERMODALE DI BRESCIA ‘LA PICCOLA’ IN COMUNE DI BRESCIA (BS) – RIFUNZIONALIZZAZIONE DI PARTE DELLO EX SCALO MERCI URBANO ‘PICCOLA VELOCITA’’
SUDDIVISIONE AMBITI TERRITORIALI E LIMITI ALLO SCARICOIl territorio regionale è stato suddiviso in 3 tipologie di aree, in funzione del livello di criticità idraulica dei bacini dei corsi d’acqua ricettori▪ aree A, ad alta criticità idraulica: 10 l/sec per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento,▪ aree B, a media criticità idraulica: 20 l/sec per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento▪ aree C, a bassa criticità idraulica: 20 l/sec per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento
PROVINCIA DI BRESCIA – AREE A*
La massima portata scaricabile nel ricettore DEVE essere compatibile con la capacità idraulica del ricettore stesso (in accordo con il Gestore)
CONTENUTI DEL PROGETTO DI INVARIANZAIl progetto deve essere sviluppato ad un livello almeno DEFINITIVO e
deve contenere:
a) Relazione tecnica comprensiva di descrizione della soluzione
progettuale scelta, calcolo delle precipitazioni di progetto, calcoli
del processo di infiltrazione e di laminazione, calcolo del tempo di
svuotamento degli invasi, calcoli e relativi dimensionamenti di
tutte le componenti del sistema di drenaggio, dimensionamento
del sistema di scarico terminale,
b) Documentazione progettuale completa di planimetrie e profili in
scala adeguata, sezioni, particolari costruttivi,
c) Piano di manutenzione ordinaria e straordinaria,
d) Asseverazione del professionista in merito alla conformità del
progetto ai contenuti del Regolamento (allegato E)
CRITERI GUIDA PER LO SMALTIMENTO VOLUMI INVASATI
Lo smaltimento dei volumi invasati deve avvenire secondo il seguente ordine decrescente di priorità:➢ riuso dei volumi stoccati,
l’innaffiamento di giardini,
il lavaggio di pavimentazioni e auto
➢ infiltrazione nel suolo o negli strati superficiali del sottosuolo,
➢ scarico in corpo idrico superficiale naturale o artificiale,
➢ scarico in fognatura.
Punto di prelievo per
alimentazione della rete
Bacino di riequilibrio
ecologico
Impianto idrico per il riutilizzo dell’acqua meteorica
ELEMENTI DA RISPETTARE NELLA REDAZIONE DEL PROGETTO redatto da un tecnico abilitato, qualificato e di esperienza nell’esecuzione di stime idrologiche e calcoli idraulici Tempi di ritorno di riferimento:TR 50 anni dimensionamento delle opere di invarianza
idraulica e idrologicaTR 100 anni verifica dei franchi di sicurezza delle opere e
per le eventuali ulteriori misure locali di protezione idraulica dei beni insediati
Curve di Possibilità Pluviometrica:PARAMETRI FORNITI DA ARPA LOMBARDIA SU TUTTO IL TERRITORIO REGIONALE
Andamento qualitativo dei parametri a1 (figura a sx), n (figura al centro) e wT, (figura a dx) per la definizione delle
linee di possibilità pluviometrica per durate comprese tra 1 e 24 ore sull’intero territorio regionale (fonte Arpa
Lombardia)
ELEMENTI DA RISPETTARE NELLA REDAZIONE DEL PROGETTO
Calcolo del processo di infiltrazione:• Valutazione della soggiacenza della falda• Calcolo del processo di infiltrazione con valori cautelativi
PERMEABILITA’ A LUNGO TERMINE
• Dimensionamento delle strutture infiltranti basato sui dati effettivi del sito di interesse
LEGGE DI HORTON. ANDAMENTI DELLA CAPACITA’ DI INFILTRAZIONE E PARAMETRI DELLE CURVE DI HORTON PROPOSTI
DAL SCS
ELEMENTI DA RISPETTARE NELLA REDAZIONE DEL PROGETTOCalcolo dell’idrogramma netto:
Coefficienti di deflusso da considerareTetti, coperture, tetti verdi e giardini pensili sovrapposti a solette e pavimentazioni asfaltate quali strade, vialetti, parcheggi
1
Pavimentazioni drenanti o semipermeabili, quali strade (non asfaltate) , vialetti, parcheggi 0.7
Aree permeabili di qualsiasi tipo, escludendo dal computo le superfici incolte e quelle ad uso agricolo
0.3
Calcolo del volume di laminazione delle acque pluviali:
REQUISITI MINIMI
METODO DELLE SOLE PIOGGE
PROCEDURA DETTAGLIATA
ELEMENTI DA RISPETTARE NELLA REDAZIONE DEL PROGETTOCalcolo del tempo di svuotamento degli invasi di laminazione:
Se ≤ 48 ore OK
Dimensionamento del sistema di scarico terminale nel ricettore:
Il manufatto deve essere ISPEZIONABILE e consentire la misura delle portate scaricate e della tubazione di collegamento col ricettore
Se > 48 ore Occorre prevedere un volume integrativo
Può essere realizzato A GRAVITA’ o per SOLLEVAMENTO
COME INDIVIDUARE LE MODALITA’ DI CALCOLO DA UTILIZZARE – Requisiti minimi, Metodo delle sole piogge, Procedura dettagliata
APPLICAZIONE PRATICA DELLA PROCEDURA DETTAGLIATA 2 CASI PRATICI
1. POLO LOGISTICO ‘ESSELUNGA S.P.A.’ NEL COMUNE DI OSPITALETTO (BS)
2. RIFUNZIONALIZZAZIONE DELLO SCALO URBANO ‘LA PICCOLA’ DI BRESCIA – TERMINALE INTERMODALE BRESCIA DI TERALP SRL
REQUISITI MINIMI VOLUMI DI INVASO– art.12 comma 2
Il requisito minimo consiste nella realizzazione di
uno o più invasi di laminazione che nel complesso
rispettino le seguenti volumetrie:
• 800m³ per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento moltiplicatoper il coefficiente di riduzione P I = 0.8
• 500m³ per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento
• 400m³ per ettaro di superficie scolante impermeabile dell’intervento
AREE A
AREE B
AREE C
PROCEDURA DETTAGLIATA – ALLEGATO G
OCCORRE COMPUTARE NEL DETTAGLIO LA TRASFORMAZIONE AFFLUSSI/DEFLUSSI▪ Analisi pluviometrica,
▪ Bacinizzazione e Uso del suolo
▪ Individuazione dello ietogramma di progetto e della sua durata
complessiva
▪ Scelta del modello di trasformazione afflussi netti/deflussi
IL PROCESSO DI LAMINAZIONE NEL TEMPO E’ DESCRITTO DA
Equazione di continuità
Legge di efflusso per lo svuotamento dell’invaso
Curva d’invaso
APPLICAZIONE PRATICA DELLA PROCEDURA DETTAGLIATACURVE DI POSSIBILITA’ PLUVIOMETRICA
ARPA Lombardia fornisce i parametri della CPP per ogni località
Per durate inferiori all’ora si può utilizzare n=0,5 e tutti gli altri parametri forniti per le piogge superiori all’ora
POLO LOGISTICO ESSELUNGA Procedura dettagliataMetodo cinematico
CONFRONTO STATO ANTE URBANIZZAZIONE E STATO DI PROGETTO E ANALISI DELLA SUPERIFICIE SCOLANTE DELL’INTERVENTO
SUPERFICI SCOLANTI DEL POLO LOGISTICO PRODUTTIVO IN PROPRIETÀ
Piazzali 263,082.00 m2
Superficie asfaltate (strade e parcheggi) 43,883.00 m2
Coperture Edifici 220,346.00 m2
Aree verdi, agricole e invaso di riequilibrio
ecologico217,771.00 m2
TOTALE 745.082,00 m2
φ medio ponderale = 0,71
Vol. minimo = 29.955 m³
Q limite = 374 l/sec
Vol. minimo AGG.2019 = 23.965 m³
MODELLAZIONE AFFLUSSI – DEFLUSSI
Definizione del volume e della portata che si generano nel
comparto per effetto di un evento pluviometrico intenso
con il metodo cinematico
Il metodo cinematico ricava l’altezza di pioggia
efficacemente defluita nel bacino in funzione del tipo di
suolo, della sua capacità d’immagazzinamento e delle
condizioni dello stesso prima dell’evento
Tabella 1 – Estratto della tabella di attribuzione valori coefficiente CN per
varie combinazioni suolo – copertura (fonte Soil Conservation Service)
Tipo di Uso del Suolo Permeabilità del suoloA B C D
Suoli coltivati 62-72 71-81 78-88 81-91
Pascoli 39-68 61-79 74-86 80-89
Prati 30 58 71 78Boschi e foreste con coperturamodesta 45 66 71 83
Strade asfaltate 98 98 98 98
Strade Inghiaiate 76 85 89 91
Superficie area S 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 Km²
Durata di Pioggia Tc 12 6 3 2 2 1 1 1 ore
Tempo di ritorno TR 2 5 10 20 25 50 100 200 anni
Pioggia critica (Tp=Tc)
P 53 59 57 59 61 56 62 68 mm
Coefficiente di deflusso
f 0.08 0.10 0.09 0.10 0.11 0.09 0.11 0.14
Coefficiente udometrico
u 0.95 2.79 5.00 8.09 9.24 14.11 19.93 26.57l /sec
haPortata max al colmo
Q max 0.05 0.15 0.27 0.44 0.50 0.77 1.09 1.45 m³/sec
Portata max al colmo
Q max 50.0 150.0 275.0 440.0 500.0 770.0 1100.0 1450.0 l/s
Tabella 2 – Risultati dell’analisi idrologica A/D nella configurazione di stato attuale condotta col metodo
cinematico della superficie sottesa.
CRITERIO DELL’INVARIANZA IDRAULICA E DEFINIZIONE DEL
VOLUME DA INVASARE
Limite allo scarico (concessione 21869 del 4/12/1988 –
Consorzio Oglio - Mella)
Recapito acque meteoriche del comparto: Seriola
Castrina
Scarico: tubazione ø800mm
Figura 1 –
Scarico
esistente nella
Seriola Castrina
per mezzo di
tubazione
diametro
interno
Ø600mm
proveniente dal
comparto
Stima della portata di scarico
STATO DI FATTO
Stima della portata di scarico e definizione del volume da invasare
STATO DI PROGETTO
Parametri progettuali adottati
- Evento di pioggia estremo di intensità pari a TR= 200 anni
- Portata di punta allo scarico pari a 250+40l/s nella Roggia Castrina in qualunque
situazione di TR fino a 200 anni pari alla portata massima scaricabile a pelo libero da
una tubazione ø600mm, corrispondente ad un coeff. udometrico di 8 l/sec/ettaro
inferiore alla portata massima potenzialmente scaricabile secondo la norma.
A seguito dei sopralluoghi effettuati, la tubazione di
scarico di diam 800mm che attraversa la strada è stata
contro-tubata, solo nel tratto terminale per una lunghezza
di circa 8 m, con una tubazione di diam 600mm in PVC.
Superficie area S 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 Km²
Durata di pioggia Tc 1.00 2.00 3.00 6.00 12.00 24.00 ore
Tempo di ritorno TR 200 200 200 200 200 200 anni
Pioggia critica (Tp=Tc) P 68.62 83.25 93.21 113.09 137.20 166.44 mm
Coefficiente di deflusso
f 0.66 0.67 0.68 0.69 0.70 0.70
Coefficieneudometrico
u 125.34 78.00 58.99 36.37 22.13 13.42 l /sec ha
Portata max al colmo Q max 6.604 4.110 3.108 1.916 1.166 0.707 m³/sec
Portata max al colmo Q max 6604 4110 3108 1916 1166 707 l/s
Volume da invasare Vol 21.720 25.560 27.590 29.800 28.420 21.230 m³
Tabella 3 – Risultati dell’analisi idrologica A/D nella configurazione di stato progettuale condotta col
metodo cinematico della superficie sottesa e stima del volume da invasare
.
POLO LOGISTICO ESSELUNGA Procedura dettagliataMetodo cinematico
TERMINALE INTERMODALE TERALP SRL
STATO DI PROGETTO E ANALISI DELLA SUPERIFICIE SCOLANTE DELL’INTERVENTO
SUPERFICI SCOLANTI DELL'AREA OGGETTO DI STUDIO
Aree verdi 13.268,00 m2
Ghiaietto e blocchetti 3.085,00 m2
Ballast, asfalti, fabbricati e cordolini 86.52200 m2
TOTALE 102.874,00 m2
φ medio ponderale = 0,90
Q limite = 93 l/sec
Procedura dettagliataSoftware SWMM
Vol. minimo = 7.420 m³
Vol. minimo AGG.2019 = 5.930 m³
MODELLAZIONE AFFLUSSI – DEFLUSSI
Definizione del volume e della portata che si generano nel
comparto per effetto di un evento pluviometrico intenso
mediante l’utilizzo del software SWMM
Figura 1 – Individuazione delle aree di scolo afferenti alla rete acque bianche e quindi agli invasi di
laminazione
CRITERIO DELL’INVARIANZA IDRAULICA E DEFINIZIONE DEL
VOLUME DA INVASARE
Nella configurazione attuale i recapiti delle acque
meteoriche del comparto sono 3 rami della Roggia
Fiumicella. A seguito di un incontro propedeutico col
responsabile del RIM del Comune di Brescia si è stabilito
che non si dovesse gravare ulteriormente sul recapito
centrale in quanto già nello stato di fatto tale roggia
introduce delle criticità idrauliche a valle che si
manifestano con indesiderati allagamenti nel quartiere
Chiesanuova.
MODELLAZIONE STATO DI PROGETTO – TR50 anni
DOPO UN’ATTENTA VALUTAZIONE STRATEGICA E
COLLEGIALE E TENUTO CONTO DELLE CARATTERISTICHE
GEOLITOLOGICHE DEI TERRENI IN OTTEMPERANZA DELL’ART.5
DEL RR 7/2017 VIENE DATA PREFERENZA AD UN SISTEMA DI
GESTIONE E CONTROLLO DELLE ACQUE PIOVANE MEDIANTE
UN SISTEMA CHE GARANTISCE L’INFILTRAZIONE, LA
EVAPOTRASPIRAZIONE ED ANCHE IL RIUSO
TERMINALE INTERMODALE TERALP SRL
Procedura dettagliataSoftware SWMM
Q scarico FF2 = 0,0 l/sec
Permeabilità da prova diinfiltrazione in sito = 2,5*10-4
m/sec ridotta a 4,7*10-5 m/sec
Tempo di svuotamento dalla fine dell’evento = 22 h
MODELLAZIONE STATO DI PROGETTO – TR100 anni PER VERIFICA FRANCHI
GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE DEL COMPARTO ESSELUNGA
Il sistema di drenaggio progettato prevede l’impiego di:
- canalette ad U in CAV per carichi di prima categoria con grigliato
tipo keller di classe 4;
- pozzetti di dispersione dai pluviali delle acque meteoriche
provenienti dalle coperture con scarico di troppo pieno all’interno
delle canalette;
- caditoie recapitanti nei collettori di convogliamento in
corrispondenza dei parcheggi.
Figura 1 – Stralcio della
planimetria
raffigurante le opere
idrauliche funzionali
alla raccolta,
smaltimento,
laminazione,
trattamento e scarico
delle acque
meteoriche afferenti al
comparto
PORTATA IN USCITA DI250l/sec
IMPIANTO DI DEPURAZIONE ACQUE DI PRIMA PIOGGIA DA 250l/sec
VASCA DI LAMMINAZIONE
La laminazione delle acque meteoriche, per il rispetto
dell’invarianza idraulica, è garantita da:
- sovradimensionamento rete fognaria 7.000m³;
- invaso di laminazione con valenza di riequilibrio
ecologico di volume pari a 23.000m³.
Figura 2 – Planimetria della vasca di laminazione e del ramo di scarico
nella seriola Castrina
LEGENDA
Rete acque bianche
Dispositivo di captazione
acque di prima pioggia
Rete acque bianche di
prima pioggia
Tubo di scarico
Fosso di scarico
Pozzetto disperdente di
acque meteoriche
provenienti dalla copertura
con scarico di troppo
pieno nella rete acque
bianche
Impianto di trattamentoacque di prima pioggiaQ=250l/sec
POLO LOGISTICO ESSELUNGA Progettazione opere
IDR 6 – MODELLAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICAGESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE DEL COMPARTO INTERNO
Il drenaggio e il convogliamento delle acque meteoriche
prevedono la realizzazione di:
- canaletta ad U in CAV per carichi di prima categoria con
grigliato tipo keller di classe 4 posizionata al centro dei piazzali,
- pozzetti di dispersione dai pluviali delle acque meteoriche
provenienti dalle coperture con scarico di troppo pieno all’interno
delle canalette ad U,
- caditoie recapitanti nei collettori di convogliamento in
corrispondenza dei parcheggi nella parte sud del comparto.
Tabella 2 – Risultati dell’analisi idrologica A/D nella configurazione di stato
progettuale condotta col metodo cinematico della superficie sottesa e stima
del volume da invasare.
TRATTAMENTO ACQUE DI PRIMA PIOGGIALa portata degli impianti di trattamento è stata calcolataconsiderando i primi 5 mm di pioggia uniformemente distribuitisull'intera superficie scolante considerata quale insieme di strade,cortili, piazzali.
Gli impianti di depurazione tratteranno una portata di 250l/sec e40l/sec rispettivamente per il polo logistico e produttivo e per le areeadibite a servizi di interesse pubblico.
POLO LOGISTICO ESSELUNGA Progettazione opere
CARATTERISTICHE IMPIANTO DI
SOLLEVAMENTO
Potenza 4-5 kW
Portata 30 l/s
Capacità
autoclave3000 l
Pressione
autoclave12 bar
Tubazione di
mandata
Ø150 mm - PN
12 bar
MODALITÀ DI PRELIEVO
Figura 1 –
Modalità di
prelievo per
l’invaso di
riequilibrio
ecologico e di
laminazione
FABBISOGNO DEL COMPARTO E POSSIBILI IMPIEGHI
Il volume potenzialmente disponibile ed utilizzabile dalla rete di riutilizzo
dell’acqua sarà di circa 100m³/giorno. I possibili impieghi sono:
▪ irrigazione delle aree agricole;
▪ lavaggio di superfici esterne (piazzali).
INVASO DI LAMINAZIONE E RIEQUILIBRIO ECOLOGICO
L’invaso di riequilibrio ecologico svolgerà sia la funzione di invaso di
laminazione per gli eventi pluviometrici intensi sia quella di stoccaggio
delle acque per successivo riutilizzo.
Figura 2 – Vista prospettica dell’invaso di riequilibrio ecologico
Figura 3 – Impianto idrico per il riutilizzo dell’acqua meteorica
RINATURALIZZAZIONE
La valenza ambientale che si è attribuita
al bacino di riequilibrio ecologico
consentirà di ricreare una vasta area di
habitat caratteristici degli ambienti umidi
che consentiranno lo sviluppo di specie,
sia animali che vegetali, attualmente in
fortissima contrazione.
Figura 4 – Invaso di riequilibrio ecologico
Immissione di soccorso con
acque provenienti dai pozzi
Invaso di riequilibrio ecologico
Da Quota 141,60m slm a quota
142,50m s.l.m. VMV = 6.400 m³
Invaso di laminazione
Da Quota 142,50m slm a quota
144,00m s.l.m. V= 23.000 m³
Legenda
rete acque di riutilizzo
dispositivo per la gestione dei
flussi;
ingresso acque dall'impianto
di depurazione v 3° fase =
2.500m³/die
ingresso acque meteoriche di
seconda pioggia valore
medio = 600m³/die *
P.to di prelievo per
alimentazione rete
POLO LOGISTICO ESSELUNGA Progettazione opere
GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE DEL COMPARTO TERALP
Il sistema di drenaggio progettato prevede l’impiego di:
PER LE AREE ASFALTATE
- canalette autoportanti a fessura in cls per carichi di prima categoria, di sezione interna 30x40cm, con scarichi ogni 30m;
- collettori in HPDE di dimensioni variabili.
VASCHE DI LAMMINAZIONE
La laminazione delle acque meteoriche è stata prevista in due bacini distinti al fine di utilizzarne uno impermeabile anche per il contenimento
di un ipotetico sversamento accidentale, mentre l’altro per l’infiltrazione nel sottosuolo
Progettazione opereTERMINALE INTERMODALE TERALP SRL
Figura 1 – Schematizzazione della rete di drenaggio EST
Figura 2 – Planimetria di progetto invasi di laminazione
PER LE AREE A BALLAST
- trincee drenanti con
tubazione
microfessurata confessurazioni a 220°
PER I FABBRICATI
-pozzetti di
dispersione dai
pluviali delle acque
meteoriche
provenienti dalle
coperture con scarico
di troppo pieno dei
collettori predisposti
per le aree asfaltate.
VASCHE DI LAMMINAZIONE– SEZIONI TRASVERSALI E PARTICOLARI COSTRUTTIVI
Figura 3 – Planimetria delle vasche di accumulo e
sedimentazione, stazione di sollevamento, disoleatore
Progettazione opereTERMINALE INTERMODALE TERALP SRL
Figura 1 – Sezioni trasversali invasi di laminazione
Figura 2 – Sezione trasversale palificata in legno
TRATTAMENTO ACQUE DI PRIMA PIOGGIA