Progetto del Sistema di Scolo Inferiore

Nel Capitolo 8 sono stati analizzati i benefici di ciascuna area verde in termini di laminazione delle portate. La qualità dell’acqua ed il processo di depurazione sono attribuibili alla presenza della vegetazione ed il tempo di permanenza nel mezzo poroso. Facendo riferimento alle tipologie di intervento che possono essere attuate nell’ambito del drenaggio urbano sostenibile, esaminate nel Capitolo 4 ,si è progettato il sistema di scolo inferiore come avviene per i sistemi di bioritenzione, ovvero per avere tempi di drenaggio delle acque accumulate, dopo l’evento atmosferico, non superiori alle 24-48 h, così da garantire tempi di residenza sufficienti per la rimozione degli inquinanti e, allo stesso tempo, prevenire il ristagno delle acque e la proliferazione degli insetti.

Applicazione alle aeree verdi del Politecnico

La posizione della tubazione drenante all’interno delle aree verdi è centrale, in modo da poter distribuire l’effetto di drenaggio su tutto il volume della vasca. Il sistema considerato prevede l’utilizzo di una tubazione con bocca tarata posta su fondo della vasca fornita di apposito filtro per prevenire l’otturazione della tubazione. Il sistema di drenaggio è collegato alla rete bianca mediante una camera di ispezione la cui funzione è stata descritta nel Capitolo 5 come si può osservare in Figura 9.11.

Figura 9.11 Schema del collegamento tra tubazione in PVC e rete bianca dove ΔH indica la massima differenza di carico possibile nel sistema di drenaggio.

9.2.1.1 Dati geometrici

Per il reperimento di dati geometrici riferiti al dimensionamento si è fatto riferimento alle planimetrie fornita dall’Edilog. La collocazione di un sistema determina le caratteristiche di un sistema come:

• lunghezza condotta: che corrisponderà alla lunghezza minima tra il centro dell’area verde e la rete bianca. Se quest’ultima passa all’interno dell’area studiata, la distanza minima da considerare è legata alle dimensioni del pozzetto di ispezione;

• carico massimo in vasca: calcolato dopo aver determinato la quota massima del cordolo pari alla quota delle aree limitrofe. esso viene ricavato mediante la seguente espressione:

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𝐻_𝑚𝑎𝑥= 𝑄𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑑𝑜𝑙𝑖 − 𝑄𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑠𝑐𝑎

Calcolo della portata drenata

Nella schematizzazione riportata in Figura 9.11 per la valutazione del tempo di svuotamento della vasca bisogna tenere in considerazione non soltanto il processo di efflusso attraverso la bocca tarata del dreno, ma anche del processo di infiltrazione all'interno del terreno. In funzione dell'area della bocca di scarico, vi è la prevalenza di uno dei due processi sul valore del tempo di smaltimento del volume d’acqua immagazzinato dalla vasca. Infatti nel caso in cui l'area della bocca di scarico presenti un valore basso, si può ipotizzare che la portata di uscita sia governata dalla velocità di efflusso attraverso la luce in quanto utilizzando un mezzo poroso si può assumere che:

𝑣_𝑖𝑛𝑓 ≥ 𝑣_{𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑔𝑔𝑖𝑜}

Per il dimensionamento del sistema in ciascun’area è stato necessario calcolare la portata necessaria a smaltire il volume accumulabile da ogni soluzione. Dopo di che sono state dimensionate le tubazioni attraverso le formule empiriche descritte precedentemente nel paragrafo 9.1.3

Dimensionamento del sistema di scolo inferiore

Per dimensionamento del sistema di scolo inferiore bisogna valutare due grandezze:

• tempo di smaltimento della lama superficiale (tlama)

• tempo di svotamento dell’intero sistema (tsvuotamento)

In questo paragrafo vengono riportati gli andamenti del livello di acqua all’interno della vasca nel tempo utilizzando i diametri commerciali proposti in Tabella 9.26. In tutte le aree verdi sono state proposte 4 configurazioni le cui diverse caratteristiche quali: profondità di scavo, stoccaggio dell’acqua e capacità di filtrazione determinano, a parità di diametro, una variazione dei tempi di smaltimento dell’acqua accumulata.

L’andamento del carico nel tempo è dovuto al fatto che la portata drenante in ogni istante espelle un volume che si va a sottrarre a quello in vasca. Ciò implica che il livello in vasca diminuisca ma la riduzione del carico comporta una variazione di portata. Questo processo iterativo è stato implementato su uno script Matlab che ha fornito i dati ottenuti.

Vengono riportati quindi i valori di carico relativi alle 4 configurazioni per ogni zona.

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9.2.3.1 Area verde A

Per la valutazione dei tempi di drenaggio sono stati considerate delle tubazioni con le seguenti caratteristiche:

Tabella 9.26 Numero di tubazioni e diametri utilizzati nelle simulazioni

D (m) n°

0,05 2

0,75 1

0,11 1

Si riportano i grafici raffiguranti l’andamento nel tempo del carico con l’applicazione delle tre tipologie di drenaggio riportate nella precedente tabella:

Figura 9.12 Andamenti del carico nelle 4 configurazioni adottate sull’area verde A utilizzando tre diametri diversi nella valutazione della portata drenata

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9.2.3.2 Area verde B

Per la valutazione dei tempi di drenaggio sono stati considerate delle tubazioni con le seguenti caratteristiche:

Tabella 9.27 Numero di tubazioni e diametri utilizzati nelle simulazioni

D (m) n°

0,05 2

0,75 1

0,11 1

Si riportano i grafici raffiguranti l’andamento nel tempo del carico con l’applicazione delle tre tipologie di drenaggio riportate nella precedente tabella:

Tabella 9.28 Andamenti del carico nelle 4 configurazioni adottate sull’area verde B utilizzando tre diametri diversi nella valutazione della portata drenata

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9.2.3.3 Area verde C

Le aree facenti parte di questa zona sono praticamente uguali. Ciò implica che il volume stoccato dalle aeree è lo stesso. Siccome le due aree della zona C sono sistemi indipendenti occorre realizzare un sistema di drenaggio per ognuna delle due aree.

Per la valutazione dei tempi di drenaggio sono stati considerate delle tubazioni con le seguenti caratteristiche:

Tabella 9.29 Numero di tubazioni e diametri utilizzati nelle simulazioni

D (m) n°

0,05 2

0,75 1

0,11 1

Si riportano i grafici raffiguranti l’andamento nel tempo del carico con l’applicazione delle tre tipologie di drenaggio riportate nella precedente tabella:

Tabella 9.30 Andamenti del carico nelle 4 configurazioni adottate su una delle due aree della zona verde C utilizzando tre diametri diversi nella valutazione della portata drenata

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9.2.3.4 Area verde D1

D2

Le aree facenti parte di queste due zone sono praticamente uguali. Ciò implica che il volume stoccato dalle aeree è lo stesso. Siccome ogni area del gruppo D1 e D2 è un sistema indipendente occorre realizzare un sistema di drenaggio per ogni singola area.

Per la valutazione dei tempi di drenaggio sono stati considerate delle tubazioni con le seguenti caratteristiche:

Tabella 9.31 Numero di tubazioni e diametri utilizzati nelle simulazioni

D (m) n°

0,05 2

0,75 1

0,11 1

Si riportano i grafici raffiguranti l’andamento nel tempo del carico con l’applicazione delle tre tipologie di drenaggio riportate nella precedente tabella:

Figura 9.13 Andamenti del carico nelle 4 configurazioni adottate su una delle quattro aree della zona verde D1 (uguali a D2) utilizzando tre diametri diversi nella valutazione della portata drenata

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9.2.3.5 Area verde D3

Le aree facenti parte di questa zona sono praticamente uguali. Ciò implica che il volume stoccato dalle aeree è lo stesso. Siccome le quattro aree della zona D3 sono sistemi indipendenti occorre realizzare un sistema di drenaggio per ogni area aree.

Per la valutazione dei tempi di drenaggio sono stati considerate delle tubazioni con le seguenti caratteristiche:

Tabella 9.32 Numero di tubazioni e diametri utilizzati nelle simulazioni

D (m) n°

0,05 2

0,75 1

0,11 1

Si riportano i grafici raffiguranti l’andamento nel tempo del carico con l’applicazione delle tre tipologie di drenaggio riportate nella precedente tabella:

Figura 9.14 Andamenti del carico nelle 4 configurazioni adottate su una delle quattro aree della zona verde D3 utilizzando tre diametri diversi nella valutazione della portata drenata

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9.2.3.6 Osservazioni generali

Le diverse pendenze delle curve di carico rappresentano i passaggi da uno strato ad un altro. Il tempo corrispondente al primo cambio di pendenza corrisponde a quello dello smaltimento della lama d’acqua superficiale. Si può notare che in tutte le configurazioni di tutte le zone il tempo tLama è inferiore alle 24 h come suggerito dal manuale SuDS.

Si può osservare che solo nell’area C la soluzione che prevede l’impiego di due tubazioni di diametri 0.05 m fornisce un tempo di smaltimento superiore alle 48 h. Negli altri casi occorre valutare quanto tempo si vuole far permanere l’acqua all’interno della vasca.

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