COMUNE DI PALERMO. GIGLIO srl - affidamento progettazione determina n. 130 del 06/08/21, notificata il 24/08/21

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COMUNE DI PALERMO

ELABORATO A.05 ^DATA: ^15/10/2021

Relazione di Gestione delle Acque per l’installazione temporanea e l’esercizio provvisorio di impianti amovibili di

trattamento meccanico-biologico – operazioni D14/D8 fino a 600 ton/giorno, nel perimetro di esistente installazione

IPPC 5.3/ AIA n. 1348/13

GIGLIO srl - affidamento progettazione determina n. 130 del 06/08/21, notificata il 24/08/21 Il Tecnico Ambientale Il Progettista Il Direttore Tecnico

_______________________ _______________________ _______________________

(Ing. Rino Montesano) (Ing. Sebastiano Giglio) (Dr. Filippo Giglio)

Il Responsabile Unico del Procedimento

L’Amministratore Unico

_______________________ _______________________

(Ing. Antonino Putrone) (Dr. Girolamo Caruso)

Giglio Sebastiano Ordine degli Ingegneri della Provincia di Agrigento Ingegnere

25.10.2021 09:38:20 GMT+00:00

Firmato digitalmente da FILIPPO GIGLIO

SerialNumber = TINIT-GGLFPP55B02F126P Data e ora della firma: 25/10/2021 13:06:13

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RELAZIONE TECNICA SULLA GESTIONE DELLE ACQUE

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3 INDICE

PREMESSA ... 4

1. DEFINIZIONE DELLE ACQUE DI PROCESSO ... 5

1.1. PERCOLATO ... 5

1.2. COLATICCI ... 6

1.3. ACQUE METEORICHE ... 8

2. DIMENSIONAMENTO DELLA NUOVA RETE ACQUE METEORICHE ... 13

2.1. STIMA DELLE PORTATE METEORICHE... 15

2.2. ANALISI PLUVIOMETRICA REGIONALE ... 16

3. DIMENSIONAMENTO IDRAULICO DELLA NUOVA RETE FOGNARIA ... 20

3.1. MEDODOLOGIA DI CALCOLO – INVASO LINEARE ... 20

4. VERIFICA IDRAULICA DELLA RETE FOGNARIA ACQUE METEORICHE ... 24

4.1. CALCOLO DI VERIFICA DELLE RAMIFICAZIONI ... 28

4.2. VERIFICHE STATICHE... 31

5. CONCLUSIONI ... 32

Allegato 1 ... 35

Allegato 2 ... 39

Allegato 3 ... 41

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PREMESSA

Il presente elaborato si pone lo specifico obiettivo di fornire una descrizione dei presidi di trattamento delle acque meteoriche e gestione delle acque reflue di processo prodotte durante le fasi di conduzione ed esercizio dell’impianto TMB a servizio della discarica di RAP sita in c.da Bellolampo.

Presidi di trattamento acque che ancorché esistenti, a seguito dell’intervento di ampliamento del trattamento biologico della FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani), saranno necessariamente oggetto di potenziamento ed adeguamento.

I presidi di trattamento sono stati contraddistinti in relazione alla tipologia di acque da sottoporre a trattamento in: vasche di prima pioggia, presidio di gestione delle acque di seconda pioggia e serbatoi di accumulo delle acque reflue di processo (percolati e colaticci).

Per ciascun presidio di trattamento si fornisce una descrizione della nuova configurazione impiantistica ed una sintesi delle caratteristiche geometriche e delle scelte progettuali di dimensionamento.

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5 1. DEFINIZIONE DELLE ACQUE DI PROCESSO

L’impianto di Bellolampo, costituito dal TMB (trituratore e vagliatura) per I RSU e biocelle di stabilizzazione della FORSU, durante la fase di esercizio determina la produzione di specifiche tipologie di reflui distinti in:

- Percolato;

- Colaticci;

- Acque meteoriche.

1.1. PERCOLATO

I rifiuti in ingresso all’impianto di Bellolampo, vengono consegnati alla sezione del TMB (Trattamento Meccanico Biologico) per essere sottoposti alla fase di triturazione e vagliatura.

L’intero processo si svilupperà all’interno di una piattaforma impermeabilizzata e dotata di apposita rete di raccolta delle acque contenute nel cumulo di rifiuti (percolato).

La piattaforma, sarà inoltre dotata di idonea tettoia di copertura (da realizzare) per assicurare il mantenimento all’asciutto dei macchinari (trituratore e vaglio), dei rifiuti tal quale (RSU), del sottovaglio (FORSU) e del sopravaglio (Frazione secca).

L’impianto, a pieno regime riceverà circa 600 ton/d di RSU (Rifiuti Solidi Urbani) che verranno scaricati in apposita area di “caricamento trituratore”.

I RSU presentano mediamente un contenuto di percolato nell’ordine dell’1 ÷ 1,5 % (6

÷ 9 m³/d).

Queste acque di percolazione contenute nel cumulo di rifiuti verranno intercettate dalle caditoie disposte all’interno della piattaforma e convogliate ad una stazione di sollevamento per il successive trasferimento all’interno di due serbatoi fuori terra, ciascuno avente un volume utile di accumulo pari a circa 20 m³.

Ipotizzando una produzione media di percolato pari a circa 8 m³/d, i due serbatoi di accumulo garantiscono una autonomia di circa 5 giorni lavorativi, entro i quail si dovrà provvedere con le fasi di trasporto ed avvio ad impianto terzo di trattamento.

I due serbatoi di accumulo con configurazione fuori terra, saranno provvisti di idonea vasca di contenimento antisversamento.

La vasca di contenimento antisversamento è stata dimensionata in applicazione di

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6 quanto definite nel Decreto 5 aprile 2006, n. 186 – Regolamento recante modifiche al decreto ministrariale 5 febbraio 1998 <<Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure sempliicate di recupero, ai sensi degli articoli 31 e 33 del decreto legislative 5 febbraio 1997, n. 2>>.

Nel dettaglio si riporta una sintesi dei criteri di dimensionamento dei bacini di contenimento rifiuti non pericolosi:

“I contenitori e/o serbatoi devono essere posti su superficie pavimentata e dotati di bacini di contenimento di capacità pari al serbatoio stesso oppure, nel caso che nello stesso bacino di contenimento vi siano più serbatoi, la capacità del bacino deve essere pari ad almeno il 30% del volume totale dei serbatoi, in ogni caso non inferiore al volume del serbatoio di maggiore capacità, aumentato del 10% e, in ogni caso, dotato di adeguato sistema di svuotamento”.

Descrizione Valore U. di M.

N. serbatoi 2 q.tà

Capacità utile singolo serbatoio 20 m³

Capacità utile complessiva 40 m³

1° criterio dimensionamento

(30% del volume totale dei serbatoi)

Volume minimo bacino di contenimento V1 = 40 m³ x 30% = 12 m³ 2° criterio dimensionamento

(volume del serbatoio maggiore, incrementato del 10%)

Volume minimo bacino di contenimento V2 = 20 m³ x (1 + 0,10) = 22 m³ TABELLA 1.DIMENSIONAMENTO BACINO DI CONTENIMENTO A SERVIZIO DEI SERBATOI DI

ACCUMULO PERCOLATO. 1.2. COLATICCI

A valle dei processi di triturazione e vagliatura, si ottiene:

- sopravaglio (frazione secca) - sottovaglio (frazione umida)

Il sopravaglio viene avviato al conferimento definiivo in discarica, mentre il sottovaglio viene avviato al processo di biostabilizzazione all’interno delle biocelle.

La fase di biostabilizzazione consiste nel mantenere il cumulo rifiuti in ambiente

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7 aerobic, sottoponendolo a periodici rivoltamenti. Durante questo processo si generano dei colaticci che verranno in buona parte riutilizzati per mantenere umido il cumulo rifiuti. La parte di colaticci di supero verranno raccolti in apposite canaletta di intercettazione e convogliati ad una stazione di sollevamento dedicata per il successivo trasferimento all’interno di due serbatoi fuori terra, aventi ciascuno una capacità utile di accumulo pari a circa 20 m³.

La produzione giornaliera di colaticci di supero è stimata in circa 5 m³/d.

FIGURA 1.SCHEMA A BLOCCHI CON STIME DELLA PRODUZIONE DI PERCOLATO E COLATICCI.

In relazione alla produzione giornaliera di colaticci di supero stimata in circa 5 m³/d, i due serbatoi di accumulo garantiscono una autonomia di circa 8 giorni lavorativi, entro i quail si dovrà provvedere con le fasi di trasporto ed avvio ad impianto terzo di trattamento.

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8 1.3. ACQUE METEORICHE

L’impianto TMB per la triturazione e vagliatura dei RSU e le biocelle di stabilizzazione della FORSU esistenti, sono ubicati all’interno di un’area impermeabilizzata, avente una estensione superficiale pari a circa 8.300 m² (S1 = superficie impianti esistenti).

Quest’area risulta essere asservita da una rete fognaria di raccolta delle acque meteoriche che recapita ad una vasca di prima pioggia per la gestione separate delle acque di I° pioggia e delle acque di II° pioggia.

L’area di ampliamento per la realizzazione della nuova batteria di biocelle, in aggiunta a quelle esistenti, ha una estensione superficiale pari a circa 3.700 m² (S2 = superficie di ampliamento nuove biocelle).

Anche quest’area verrà impermeabilizzata e asservita da una propria rete fognaria con caditoie carrabili per l’intercettazione delle acque meteoriche.

Per la conforme gestione delle acque meteoriche, occorre distinguere tra acque di I°

pioggia ed acque di II° pioggia.

Con il termine “acque di prima pioggia” vengono definite le quantità di acqua piovana precipitata nei primi 15 minuti dell’evento meteorico, per tali quantità viene definito un valore di riferimento che solitamente è di 5 mm in tutta la superficie interessata.

Queste acque esercita una azione di dilavamento delle aree di piazzale e pertanto potranno presentare un carico inquninante tale da richiedere un opportuno trattamento di depurazione.

Le restanti acque vengono definite “acque di seconda pioggia” che possono essere avviate direttamente allo scarico senza alcun trattamento.

Nel caso in esame, la vasca di prima pioggia esistente è nelle condizioni di poter raccogliere tutte le acque di prima pioggia della complessiva superficie impereabilizzata di 12.000 m² (S1 + S2).

Nel dettaglio la vasca di prima pioggia ha un volume utile di accumulo pari ad almeno 120 m³, ripartito su due camere.

In relazione al volume utile totale disponibile, si prevede di mettere in comunicazione idraulica le due camere di accumulo mediante la realizzazione di idonee finestre sulla parete divisoria comune. In questo modo la vasca di prima pioggia verrà considerate con un volume utile di accumulo pari a circa 120 m³, ed asservirla all’intera superficie impermeabilizzata (S1 + S2) di circa 12.000 m².

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9 Caratteristiche dimensionali della vasca di prima pioggia

Descrizione U. di M. Valore Note

Camere di accumulo q.tà 2

Lunghezza m 6,00 Singola camera

Larghezza m 6,00 Singola camera

Altezza utile m 1,70 Singola camera

Volume Utile m³ 61,20 Singola camera

Volume Utile Totale m³ 122,40

TABELLA 2.DATI DIMENSIONALI DELLA VASCA DI PRIMA PIOGGIA.

In siffatto contesto si prevede di collegare la nuova rete fognaria delle acque meteoriche della superifice impermeabilizzata S2 (area di nuovo ampliamento) al pozzetto sfioratore esistente con quota di arrivo a circa -1,70 m, in analogia del collettore principale esistente a servizio dell’area impermeabilizzata S1.

Il volume teorico necessario per la gestione delle acque di prima pioggia risulta essere pari a:

Vteorico = (S1 + S2) x hI° pioggia = (8.300 + 3.700) m² x 0,005 mpioggia = 60 m³

Pertanto il volume utile di accumulo della vasca di prima pioggia risulta essere ampiamente sovradimensionato e tale da consentire di poter operare in sicurezza prevedendo di accumulare i primi 10 mm di pioggia (il doppio dell’altezza di prima pioggia definita dalla normativa).

Definizione delle acque di prima pioggia

Descrizione U. di M. Valore Note

Superficie impermeabilizzata

S1 m² 8.300

Superficie impermeabilizzata

S2 m² 3.700

Altezza di prima pioggia mm 10

Cautelativamente viene assiunto un valore pari al doppio rispetto a quello previsto per definizione dalla

normativa

Volume prima pioggia m³ 120

TABELLA 3.STIMA DELLE ACQUE METEORICHE DI PRIMA PIOGGIA.

Durante un evento meteorico i primi 10 mm di pioggia, corrispondenti a circa 120 m³,

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10 verranno interamente accumulati all’interno della vasca di prima pioggia fino al completo riempimento della stessa ad una quota di circa 1,70 m rispetto al fondo vasca.

Contestualmente una valvola con dispositivo di attivazione a galleggiante interviene per la chiusura della tubazione di ingresso della vasca di prima pioggia, con conseguente innalzamento del pelo libero nel pozzetto sfioratore e l’attivazione della luce a stramazzo per lo scarico delle acque di seconda pioggia direttamente al corpo recettore costituito dal vallone naturale.

Lungo il collettore di scarico delle acque di seconda pioggia e prima dell’immissione al valone naturale è presente un pozzetto di ispezione e controllo che verrà configurato come punto fiscal di campionamento per il monitoraggio in autocontrollo e/o per il controllo da parte degli Entri Preposti della qualità delle acque meteoriche di seconda pioggia.

L’evento meteorico si protrà considerare terminato dopo 48 ore consecutive di tempo asciutto. Al termine dell’evento meteorico verrà dato il consenso per l’attivazione delle due elettropompe sommergibili installate in vasca di prima pioggia per il trasferimento dell’intero volume a sei serbatoi fuori terra di accumulo, ciascuno avente una capacità utile di 20 m³ per complessivi 120 m³.

Entro i successivi 7 gg dalla fine dell’evento occorrerà provvedere al trasferimento delle acque meteoriche di prima pioggia dai serbatoi di accumulo fuori terra ad idoneo impianto di trattamento terzo.

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11 FIGURA 2.SCHEMA A BLOCCHI CON STIME DELLA PRODUZIONE DI ACQUE METEORICHE DI PRIMA E

SECONDA PIOGGIA.

I serbatoi di accumulo delle acque meteoriche di prima pioggia saranno complessivamente 6. Per ottimizzare gli ingombri, si prevede di realizzare un bacino di contenimento per ciascuna coppia di serbatoi, ottenendo così tre blocchi identici composti da due serbatoi da 20 m³ ciascuno posizionati all’interno di apposite bacino di contenimento. Nella tabella seguente si riportano le caratteristiche geometriche del bacino di contenimento dei serbatoi di accumulo delle acque di prima pioggia, dimensionato in analogia a quanto precedentemente descritto per i serbatoi di accumulo del percolato.

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12

N. serbatoi 2 q.tà

Capacità utile singolo serbatoio 20 m³

Capacità utile complessiva 40 m³

1° criterio dimensionamento

(30% del volume totale dei serbatoi)

Volume minimo bacino di contenimento V1 = 40 m³ x 30% = 12 m³ 2° criterio dimensionamento

(volume del serbatoio maggiore, incrementato del 10%)

Volume minimo bacino di contenimento V2 = 20 m³ x (1 + 0,10) = 22 m³ TABELLA 4.DIMENSIONAMENTO BACINO DI CONTENIMENTO A SERVIZIO DEI SERBATOI DI

ACCUMULO ACQUE DI PRIMA PIOGGIA.

In definitiva nello scenario di futuro esercizio dell’impianto di trattamento rifiuti, a seguito dell’ampliamento e realizzazione delle nuove biocelle, con flusso giornaliero di RSU pari a circa 600 ton/d, verranno prodotti i reflui di processo contraddistinti in:

- percolato (circa 8 m³/d);

- colaticci (circa 5 m³/d).

A queste due tipologie di reflui di processo si aggiungono anche le acque meteoriche di prima pioggia, stimate in circa 120 m³ per ogni evento meteorico, caratterizzate da un carico inquinante tale da richiederne l’avvio ad un impianto di trattamento terzo.

Pertanto il volume giornaliero di reflui da gestire con apposite reti fognarie dedicate, stazioni di sollevamento, serbatoi di accumulo e trasferimenti ad impianto terzo di trattamento sarà mediamente compreso tra un minimo di circa 13 mc/giorno (in tempo asciutto) ad un massimo di 30 mc/giorno (in tempo di pioggia).

Colaticci 5 m³/d

Percolati 8 m³/d

Acque di prima pioggia* 17 m³/d

Note: *ipotesi di avviare a trattamento l’intero volume di acque di prima piogia pari a 120 m³ in un arco temporale di 7 giorni (17 m³/d)

TABELLA 5.VOLUMI MEDI GIORNALIERI DA TRASFERIRE AD IMPIANTO DI TRATTAMENTO TERZO.

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13 2. DIMENSIONAMENTO DELLA NUOVA RETE ACQUE METEORICHE

Come descritto precedentemente, il TMB a servizio dell’impianto di Bellolampo prevede un ampliamento per la realizzazione di una nuova batteria di otto biocelle per la stabilizzazione della FORSU.

L’area di ampliamento è stimata in complessivi 3.700 m² e sarà opportunamente asservita da una rete fognaria per l’intercettazione e raccolta delle acque meteoriche mediante un sistema di caditoie carrabili.

La nuova rete fognaria andrà a convogliare le acque meteoriche al pozzetto sfioratore esistente. In questo modo tutte le acque meteoriche di prima pioggia verranno accumulate all’interno della vasca di prima pioggia, per complessivi 120 m³, e la parte eccedente costiutita dalle acque di seconda pioggia verrà direttamente avviata verso lo scarico sul corpo recettore costituito dal vallone naturale mediante attivazione dello sfioratore.

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14 FIGURA 3.PLANIMETRIA CON INDICAZIONE DELL’AREA OGGETTO DI AMPLIAMENTO (AREA CAMPITA IN ARANCIONE) PER LA REALIZZAZIONE DELLA NUOVA BATTERIA DI OTTO BIOCELLE ASSERVITA DA NUOVA

RETE FOGNARIA DELLE ACQUE METEORICHE.

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15 2.1. STIMA DELLE PORTATE METEORICHE

La nuova rete delle acque meteoriche sarà dotata di caditoie carrabilii, per l’intercettazione delle acque meteoriche e da un collettore principale di collegamento e recapito all’esistente sistema di trattamento delle acque di pioggia (pozzetto sfioratore e vasca di prima pioggia).

FIGURA 4–PLANIMETRIA DELLA NUOVA RETE ACQUE METEORICHE CON CADITOIE IDENTIFICATE DA C1 A

C7 ED INDICAZIONE DELL’AREA SOTTESA A CIASCUNA CADITOIA.

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16 2.2. ANALISI PLUVIOMETRICA REGIONALE

Al fine di quantificare le altezze di pioggia massima attese che possono mettere in crisi la rete di raccolta delle acque meteoriche, è stata effettuata la ricerca e l’analisi dei dati pluviometrici regionali disponibili per il sito in esame e la successiva estrapolazione delle Curve di Possibilità Pluviometrica (CPP).

In idrologia le CPP sono particolari tipi di curve che esprimono la relazione esistente tra l’altezza di pioggia prevista (h) e la durata della pioggia stessa (t), per un prefissato periodo di ritorno (TR).

Esse hanno una forma esponenziale monomia del tipo h = a x tⁿ. I parametri “a” e “n” sono funzione di una data stazione pluviometrica.

Per la valutazione delle CPP è necessario fare riferimento a serie storiche di dati pluviografici, i quali vengono poi elaborati con metodi statistici.

Per affrontare un’analisi idrologica mirata alla stima delle altezze di pioggia, è necessario definire quindi il regime pluviometrico delle piogge intense che caratterizza un dato territorio, operando una attenta valutazione della disponibilità delle serie storiche dai dati di pioggia sul bacino in esame e nelle zone limitrofe.

Le moderne tecniche di analisi statistica delle grandezze idrologiche consentono di elaborare e di correlare tra loro diversi campioni di dati, provenienti da strumenti di monitoraggio ubicati in zone diverse del territorio, in modo da ottimizzare la densità di informazione disponibile, ridurre le incertezze dovute alla frammentazione delle osservazioni, al fine di una rappresentazione continua ed omogenea del fenomeno indagato all’interno di una regione di territorio. Le tecniche di studio basate su questo approccio metodologico, vengono comunemente indicate come tecniche di regionalizzazione statistica dei dati idrologici.

Per il sito in esame, le CPP vengono ricavate attraverso l’analisi statistica dei dati di pioggia relativi a:

 scrosci con durata inferiore all’ora (in particolare 5, 10, 15, 30 e 45 minuti);

 piogge orarie con durate superiori all’ora (in particolare 1, 3, 6, 12 e 24 ore).

Le CPP che descrivono le piogge di qualsiasi durata sono ottenute, per il sito in esame, mediante i dati elaborati dal Dipartimento Regionale della Protezione Civile della Regione Siciliana.

In particolare, sono fornite:

(17)

17

 CPP con distribuzione di tipo Gumbel (distribuzione doppio – esponenziale) per durata inferiore a 1 ora.

 CPP con distribuzione di tipo Gumbel (distribuzione doppio – esponenziale) per durata superiore ad 1 ora.

Le informazioni sulle CPP sono state estrapolate dalla stazione pluviometrica più vicina al sito in cui sorge la discarica di Bellolampo.

Per l’analisi sono stati utilizzati i dati forniti dal Servizio Rischi Idrogeologici e Ambientali del Dipartimento Regionale della Protezione Civile – Regione Siciliana; in particolare tra le diverse stazioni pluviometriche appartenenti ai Bacini Minori tra Oreto e Giancaldara, sono stati utilizzati I dati delle precipitazioni di massima intensità e breve durata registrate alla stazione pluviometrica “San Martino Delle Scale”, e ubicata ad una quota di 570 m s.l.m. e coordinate geografiche X = 2366819, Y = 4217170.

Nella seguente figura si riporta l’inquadramento della stazione pluviometrica analizzata.

FIGURA 5–INQUADRAMENTO DELLA STAZIONE PLUVIOMETRICA DI SAN MARTINO DELLE SCALE

Della stazione pluviometrica di “San Martino Delle Scale” sono disponibili i dati storici di precipitazione di massima intensità e breve durata per il periodo 1924-2002 (78 anni).

I dati ufficialmente pubblicati dal Servizio Idrografico costituiscono un campione storico sufficientemente esteso ed omogeneo per le durate di 1, 3, 6, 12 e 24 ore, mentre per i dati con durata inferiore a 1 ora, le letture non sono continue anche a causa della

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18 variabilità degli intervalli temporali di riferimento utilizzati.

Nel seguito viene affrontato il calcolo di detti parametri mediante l’analisi probabilistica delle precipitazioni con particolare riferimento alle cosiddette curve di possibilità pluviometrica, indicate spesso con l’acronimo cpp, adottando le formule appresso riportate.

 

k m T

T t H







 



 



 



 

 





1 1 ln ln

max , (1)

n

crit t T a t

H ( , )  (2)

 

s

H H

n

i i

i n





 ² 1

1

k  s

 1 0 78,

m H

i k

  0 577,

Per la (2) il coefficiente “a” e l’esponente “n” sono stati determinati con il metodo dei minimi quadrati, secondo le seguenti relazioni matematiche:

 







  ₂^max

log log

) , ( log log

log

t t

T t H t

n t

 ^H ^t^T ⁿ ^t a 10 ^log ^max⁽^, ⁾^ ^^log

I simboli adottati nelle formule assumono i seguenti significati:

H_max (t, T) = altezza massima di pioggia con tempi di ritorno;

Hcrit (t, T) = altezza critica di pioggia con tempi di ritorno;

Hi = media aritmetica delle altezze massime di pioggia registrate per la durata di 1, 3, 6, 12, 24 ore negli anni;

s = deviazione standard;

Ln = logaritmo naturale;

t = durata della pioggia di 5, 10, 15, 30, 45 minuti;

T = tempi di ritorno di 200, 100, 50, 30, 10 anni.

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19 Nella sottostante tabella si riportano i parametri delle Curve di Possibilità Pluviometriche anche con riferimento ad un tempo di ritorno di 2, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100 e 200 anni.

Parametri delle curve di possibilità pluviometriche con durata < 1 h (espressa in ore)

Tempo di ritorno a n

2 anni 25.4 0.34

3 anni 30.4 0.34

5 anni 35.9 0.34

10 anni 42.8 0.33

20 anni 49.5 0.33

30 anni 53.3 0.33

40 anni 56.0 0.33

50 anni 58.1 0.33

100 anni 64.5 0.33

200 anni 71.0 0.33

TABELLA 6-PARAMETRI DELLE CPP, PER EVENTI DI DURATA <1 H –STAZIONE PLUVIOMETRICA SAN

MARTINO DELLE SCALE

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20 3. DIMENSIONAMENTO IDRAULICO DELLA NUOVA RETE FOGNARIA

3.1. MEDODOLOGIA DI CALCOLO – INVASO LINEARE

Tale metodo tiene conto della diminuzione di portata per il velo (sottilissimo) che rimane sul terreno e per il volume immagazzinato in rete.

L’acqua di pioggia proveniente dall’atmosfera avrà una portata che indicheremo con p, mentre con I indicheremo l’intensità di pioggia, cioè l’altezza d’acqua che cade nell’unità di tempo.

Dell’acqua piovana una parte viene assorbita dal terreno, una porzione evapora ed il resto defluisce; la porzione che evapora è molto piccola e dunque trascurabile.

Moltiplicando il coefficiente di deflusso  per l’area del bacino A e per l’intensità di pioggia I si ottiene una stima della portata che affluisce nel bacino nell’unità di tempo:

Nel tempo dt il volume d’acqua affluito sarà , mentre nell’istante t nella rete di drenaggio defluirà la portata q, inizialmente nulla e man mano crescente.

Se il volume che affluisce nel tempo dt è pari a e quello che defluisce è , la differenza, che indicheremo con dw, rappresenterà il volume d’acqua che si invasa nel tempo

Pertanto, l’equazione di continuità in forma differenziale sarà:

Il metodo dell’invaso utilizzato per lo studio idraulico e la verifica dei collettori di smaltimento delle aree esterne si basa proprio sull’equazione di continuità.

Considerando che la portata p può essere considerata costante, le variabili da determinare sono q(t), w(t), e t, per cui l’equazione di continuità non sarebbe integrabile se non fissando q o w.

Tuttavia, valutando che il valore massimo di portata verrà raggiunto alla fine dell’evento di pioggia di durata t, il problema si riduce ad individuare la durata di pioggia che massimizzi la portata, tenuto conto che al diminuire di questa aumenta l’intensità di pioggia i.

Tale problema è risolto, nell’ipotesi di intensità di pioggia (i) costante e di rete di drenaggio inizialmente vuota (q = 0 per t = 0), considerando:

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21 - una relazione lineare tra il volume w immagazzinato nella rete a monte e l’area della sezione

idrica ω:

Questa condizione, nel caso di un singolo tratto, corrisponde all’ipotesi di moto uniforme mentre nel caso di reti, si basa su due ulteriori ipotesi: che i vari elementi si riempiano contemporaneamente senza che mai il deflusso affluente sia ostacolato (funzionamento autonomo) e che il grado di riempimento di ogni elemento sia coincidente con quello degli altri (funzionamento sincrono);

- una relazione lineare tra la portata defluente e l’area della sezione a monte:

Tale relazione corrisponde all’ipotesi di velocità costante in condotta, ipotesi abbastanza prossima alla realtà nella fascia dei tiranti idrici che in genere si considerano.

Con queste ipotesi semplificative si ottiene:

L’equazione di continuità diviene quindi:

Ovvero:

L’integrazione dell’equazione di continuità consente di ottenere una relazione tra la portata ed il tempo di riempimento di un canale, ovvero consente la stima dell’intervallo temporale tra un valore nullo di portata ed un valore massimo.

Definendo  il tempo necessario per passare da q=0 a q=qmax, e tr il tempo di

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22 riempimento, un canale risulterà adeguato se  ≤ tr, viceversa se  > tr il canale sarà insufficiente.

Il corretto dimensionamento del canale di drenaggio delle acque piovane si ottiene ponendo  = tr, ovvero nel caso in cui la durata dell’evento piovoso eguagli il tempo di riempimento del canale.

In quest’ottica nasce il metodo dell’invaso non come metodo di verifica, ma come strumento di progettazione, imponendo la relazione  = tr si ottiene l’espressione analitica del coefficiente udometrico:

Il coefficiente udometrico rappresenta la portata per unità di superficie del bacino, ed è espresso in l/s*ha; φ è il coefficiente di afflusso (assunto pari a 0.90, nel caso in esame); w è il volume di acqua invasata riferito all’area del bacino in m³/m²; a ed n sono i coefficienti della curva di possibilità climatica per durate inferiori all’ora ricavati nello studio idrologico annesso (a =53.3 mm/hⁿ; n = 0.33, per Tr = 30 anni); k è un coefficiente che assume il valore di “2168·n” [Sistemi di Fognatura, Manuale di Progettazione, CSU Editore, Hoepli; Appunti di Costruzioni idrauliche, Girolamo Ippolito, Liguori Editore].

L’espressione finale del coefficiente udometrico è dunque:

Il volume w rappresenta il volume specifico di invaso totale pari al rapporto tra il volume di invaso totale Wtot e la superficie drenata. Wtot è dato dalla somma del volume proprio di invaso, W1; del volume di invaso dei tratti confluenti depurato del termine dei piccoli invasi, W2; del volume dei piccoli invasi considerando l’intera superficie del bacino drenata, W3.

Nel caso specifico, il volume dei piccoli invasi W3 è stato calcolato considerando un apporto unitario di 50 m³/ha per le superfici ferroviarie [Manuale di progettazione Italferr].

Il volume di invaso massimo WM può essere determinato come somma dei seguenti fattori:

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23 dove:

- è il volume dei piccoli invasi;

- è il volume di invaso proprio, immagazzinato all’interno del ramo in esame;

- è il volume invasato nell’i-esimo tratto a monte di quello in esame.

Noto WM, la portata può essere determinata mediante la formula:

con Q in [m³/s], u in [l/s/ha] e S in [ha].

Poiché, però, il volume di invaso proprio dipende dal livello idrico nel collettore in esame, e quindi dalla portata defluente, occorre procedere per via iterativa fino a convergenza.

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24 4. VERIFICA IDRAULICA DELLA RETE FOGNARIA ACQUE METEORICHE

La verifica idraulica di una condotta a pelo libero, consiste, essenzialmente, nella determinazione delle grandezze idrauliche che caratterizzano la corrente che in essa scorre, note le caratteristiche geometriche della sezione e della pendenza media. Tali grandezze andranno confrontate con i valori massimi così come imposti dalle normative e dai Manuali di Progettazione:

 Velocità minima pari a 0,50 m/s;

 Velocità massima pari a 4 m/s;

 Grado di riempimento massimo pari al 70%.

In tabella si riporta la specifica dei diametri, dei materiali e delle pendenze che caratterizzano la condotta prevista.

TIPO

CONDOTTA MATERIALE De

[mm] SERIE LUNGHEZZA [m]

PENDENZA [%]

A gravità PVC 250 SN8 60 1,00

A gravità PVC 315 SN8 60 1,00

A gravità PVC 400 SN8 35 1,00

Le condotte vengono verificate in regime di moto uniforme, adottando la nota formula di Gauckler – Strickler:

Q = Ks Rh2/3 i^1/2 A

dove Q è la portata massima convogliata [m³/s]; Ks è il coefficiente di scabrezza secondo Gauckler Strickler variabile in base alla scabrezza del tubo (con buona approssimazione può essere assunto pari all’interno del range 70 ÷ 110 mm^1/3 s^-1 rispettivamente per tubi in PVC con incrostazioni e nuovi); Rh è il raggio idraulico inteso come il rapporto tra area bagnata e perimetro bagnato [m]; i è la pendenza longitudinale della condotta; A è l’area bagnata [m²].

Relativamente alla condotta di progetto si ottengono i risultati riportati di seguito, dove

“y” è l’altezza di moto uniforme che si instaura in corrispondenza alla portata massima [m]; “v” è la velocità di flusso [m/s]; “w” è il relativo grado di riempimento realizzato.

Detta inoltre τ la tensione tangenziale media che viene esercitata dal fluido trasportato di peso specifico ϒW (assunto pari a 9,81 kN/ m³) sulla condotta, pari a

τ = ϒW Rh i

si assume che tale valore sia prossimo ai 2 Pa con il calcolo a tubo riempito per metà (w=50%), al fine di garantire la rimozione degli usuali sedimenti presenti nelle fognature nere anche per portate e gradi di riempimento ridotti.

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25 Di seguito sono riportati i risultati in forma sintetica della rete di smaltimento delle acque meteoriche; si rimanda all’Allegato 1 per una visione completa delle calcolazioni.

Tratto 1: nuova condotta DN 250 Tratto 2: nuova condotta DN 315 Tratto 3: nuova condotta DN 400

TRATTO CONDIZIONE PORTATA K_s y v w

TUBAZIONE [l/s] [m^1/3/s] [m] [m/s] [%]

1 Nuova 40,03 110 0,125 1,71 53,06

1 Con deposito 40,03 70 0,169 1,20 71,73

2 Nuova 111,48 110 0,206 2,18 69,44

2 Con deposito 111,48 70 0,264 1,41 89,0

3 Nuova 41,56 110 0,103 1,69 27,32

3 Con deposito 41,56 70 0,130 1,22 34,51

TABELLA 7-VERIFICA IDRAULICA DEI NUOVI TRATTI DELLA RETE FOGNARIA ACQUE METEORICHE

TRATTO CONDIZIONE PORTATA PENDENZA Y_w τ

TUBAZIONE [l/s]

[%] [kN/ m³] [Pa]

1 Nuova 40,03 1 9,81 6,11

1 Con deposito 40,03 1 9,81 7,08

2 Nuova 111,48 1 9,81 8,81

2 Con deposito 111,48 1 9,81 9,00

3 Nuova 41,56 1 9,81 5,99

3 Con deposito 41,56 1 9,81 7,27

TABELLA 8-VERIFICA IDRAULICA E DETERMINAZIONE DELLA TENSIONE TANGENZIALE

Poiché le caratteristiche del moto rispettano i limiti imposti, la condotta risulta essere correttamente dimensionata rispetto alle verifiche idrauliche.

La complessiva rete di drenaggio delle acque meteoriche in esame è strutturata con una ramificazione a “T” che si sviluppa all’interno dell’area impermeabilizzata di piazzale e viabilità interna.

Nel dettaglio sono previste due ramificazioni che convergono ad un pozzetto centrale (C7) da cui si sviluppa il collettore principale con recapito al pozzetto C8 posizionato subito a monte del pozzetto sfioratore a servizio della vasca di prima pioggia esistente.

All’interno del piazzale verranno predisposte complessivamente sette caditoie carrabili, identificate con C1, C2, C3, C4, C5, C6 e C7 per l’intercettazione ed allontanamento

(26)

26 delle acque meteoriche.

Ciascuna caditoia sottende una specifica porzione dell’area impermeabilizzata e servita da tubazioni con diametric in PVC DN 250, DN 315 e DN 400.

Nella sottostante figura si riporta la planimetria della rete fognaria delle acque meteoriche sopra descritta.

FIGURA 6–PLANIMETRIA DELLA NUOVA RETE ACQUE METEORICHE CON CADITOIE IDENTIFICATE DA C1 A

C7 ED INDICAZIONE DELL’AREA SOTTESA A CIASCUNA CADITOIA.

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27 Per ciascuna ramificazione è stata definita l’area impermeabilizzata sottesa che contribuisce alla formazione delle acque meteoriche, nonché la pendenza media ed il diametro della condotta finale di scarico, riportati nella tabella seguente.

Denominazione rete

Simbolo Estensione Superficie Impermeabilizzata [m²]

Pendenza Diametro sezione di chiusura

Rete acque meteoriche nuovo piazzale

A1 (caditoia C1) 240 1,0 % DN 250

A1 + A2 (caditoia C1 + C2) 240 + 295 = 535 1,0 % DN 250

A1 + A2 + A3 (caditoia

C1+C2+C3) 240 + 295 + 350= 885 1,0 % DN 250

A1 + A2 + A3 + A4 (caditoia

C1+C2+C3+C4) 240 + 295 + 350 + 735 = 1.620 1,0 % DN 315

A5 (caditoia C5) 600 1,0 % DN 315

A5 + A6 (caditoia C5+C6) 600 + 740 = 1.340 1,0 % DN 315

A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 +

A7 3.700 1,0 % DN 400

TABELLA 9–DATI DIMENSIONALI DELLA RETE DI DRENAGGIO DELLE ACQUE METEORICHE

Con riferimento alla rete di drenaggio descritta, ai fini della verifica idraulica, sono state individuate sette sottoaree con specifiche sezioni di chiusura oggetto di verifica:

- Superficie A₁ (porzione di piazzale asservito dalla caditoia C1), avente estensione superficiale pari a circa 240 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 250 subito a monte del pozzetto C₂;

- Superficie A₁ + A₂ (porzione di piazzale asservito dalle caditoie C1 e C2), avente estensione superficiale pari a circa 535 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 250 subito a monte del pozzetto di confluenza C3;

- Superficie A₁ + A₂ + A₃ (porzione di piazzale asservito dalla caditoia C1, C2, C3), avente estensione superficiale pari a circa 885 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 250 subito a monte del pozzetto C₄;

- Superficie A1 + A2 + A3 + A4 (porzione di piazzale asservito dalle caditoie C1, C2, C3, C4), avente estensione superficiale pari a circa 1.620 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 315 subito a monte del pozzetto di confluenza C7;

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28 - Superficie A₅ (porzione di piazzale asservito dalla caditoia C5), avente estensione superficiale pari a circa 600 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 315 subito a monte del pozzetto C₆;

- Superficie A₅ + A₆ (porzione di piazzale asservito dalle caditoie C5 e C6), avente estensione superficiale pari a circa 1.340 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 315 subito a monte del pozzetto di confluenza C7;

- Superficie A₁ +A₂ + A₃+ A₄+ A₅+ A₆+ A₇(porzione di piazzale asservito dalle caditoie C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7), avente estensione superficiale pari a circa 3.700 m², con sezione di chiusura lungo la condotta di scarico in PVC DE 400 subito a monte del pozzetto C₈;

4.1. CALCOLO DI VERIFICA DELLE RAMIFICAZIONI

La verifica idraulica è stata eseguita su alcuni tratti significativi della nuova rete acque meteoriche a servizio della nuova area impermeabilizzata di ampliamento per la realizzazione della nuova batteria di biocelle.

Di seguito, sono riportati i risultati in forma sintetica della rete di smaltimento delle acque meteoriche; si rimanda all’Allegato 2 per una visione completa delle calcolazioni.

- Tratto C1-C2. Condotta nuova o Portata di progetto = 40,03 l/s

o Coefficiente di scabrezza = 110 m^1/3/s o Diametro esterno = 250 mm

o Diametro interno = 235,4 mm o Pendenza = 1,00 %

o Velocità = 1,72 m/s

o Grado di riempimento massimo = 54,1%

o Tensione tangenziale = 6,18 Pa - Tratto C2-C3. Condotta nuova

o Portata di progetto = 35,47 l/s

o Tensione tangenziale = 6,13 Pa.

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29 - Tratto C3-C4. Condotta nuova

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30 - Tratto C6-C7. Condotta nuova

Poiché le caratteristiche del moto rispettano i limiti imposti, la condotta risulta essere correttamente dimensionata rispetto alle verifiche idrauliche.

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31 4.2. VERIFICHE STATICHE

Si riporta di seguito la sintesi delle verifiche statiche eseguite sulle tubazioni installate della nuova rete fognaria acque meteoriche, rimandando all’Allegato 3 per una loro descrizione di dettaglio.

FIGURA 7–SINTESI VERIFICHE STATICHE TUBAZIONE IN PVC DELLA RETE ACQUE METEORICHE

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32 5. CONCLUSIONI

Il presente elaborato ha fornito una descrizione dei singoli presidi di trattamento per la conforme gestione delle acque reflue di processo e delle acque meteoriche.

L’intervento di potenziamento dell’esistente impianto di trattamento rifiuti prevede il raddoppio della potenzialità dalle attuali 300 ton/d alle future 600 ton/d, mediante la realizzazione di una nuova batteria di 8 biocelle in aggiunta a quelle esistenti, per la stbilizzazione aerate della FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani).

La batteria di nuove biocelle verranno realizzate in apposite area di ampliamento che sarà dotata di propria rete fognaria per la raccolta delle acque meteoriche, con recapito all’esistente pozzetto sfioratore e vasca di prima pioggia.

Questo nuovo tratto di rete fognaria è stato oggetto di dimensionamento, utilizzando i dati della stazione pluviometrica “San Martino delle Scale” ed adottando i coefficienti “a” ed “n”

della CPP (Curva di Possibilità Pluviometrica) con un tempo di ritorno Tr = 30 anni.

In tal modo tutte le acque meteoriche ricadenti nell’area impiantistica del TMB e biocelle, avente una superficie complessiva pari a 12.000 mq, verranno ad essere recapitate al pozzetto sfioratore. Quest’ultimo e collegato alla vasca di prima pioggia avente un volume utile di accumulo pari a 120 mc, che consentirà di accumulare al suo interno i primi 10 mm di pioggia di ciascun evento meteorico e di avviare direttamente allo scarico le acque di seconda pioggia.

Le acque di prima piogga, al termine dell’evento meteorico, verranno trasferite ai serbatoi di accumulo fuori terra e successivamente aviate ad un impianto di trattamento terzo.

Le fasi di ricezione rifiuti, triturazione e vagliatura verranno eseguite su una piattaforma impermeabilizzata dotata di apposita rete fognaria per la raccolta del percolato presente nel rifiuto tal quale (RSU). Questa rete fognaria sarà asservita da una nuova stazione di sollevamento con condotta di mandata che andrà a recapitare i volume di percolato all’interno di due serbatoi di accumulo fuori terra e successivo trasferimento ad un impianto terzo di trattamento.

Al termine del processo di vagliatura si otterrà il sopravaglio (frazione secca) da avviare in discarica ed il sottovaglio (frazione umida) da avviare al processo di stabilizzazione nelle biocelle.

Durante il processo di biostabilizzazione, si avrà la produzione di colaticci che in parte verranno riutilizzati per umidificare il cumulo di rifiuti e quota parte intesa come frazione di supero verrà canalizzata ad una nuova stazione di sollevamento con recapito a due

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33 serbatoi di accumulo fuori terra e successivo trasferimento ad un impianto terzo di trattamento.

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35 Allegato 1

Progetto delle condotte: verifiche idrauliche

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39 Allegato 2

Progetto delle condotte: verifiche idrauliche con metodo dell’invaso

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41 Allegato 3

Progetto delle condotte: verifiche statiche

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COMUNE DI PALERMO. GIGLIO srl - affidamento progettazione determina n. 130 del 06/08/21, notificata il 24/08/21

ELABORATO A.05 DATA: 15/10/2021

Relazione di Gestione delle Acque per l’installazione temporanea e l’esercizio provvisorio di impianti amovibili di

trattamento meccanico-biologico – operazioni D14/D8 fino a 600 ton/giorno, nel perimetro di esistente installazione

IPPC 5.3/ AIA n. 1348/13

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ELABORATO A.05 ^DATA: ^15/10/2021