Comune di Latisana (UD)
Protezione Civile
Regione Friuli – Venezia Giulia
ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E
VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL
COMUNE DI LATISANA
Ing. Luca Falcomer
Palmanova (UD), 6 Marzo 2008
ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL COMUNE DI LATISANA
Oggetto dello studio:
• Rilievo plani-altimetrico della rete fognaria esistente;
• Esecuzioni campagna misura delle portate in tempo
secco e tempo di pioggia;
• Implementazione modello numerico;
• Definizione delle aree allagabili servite dalla rete
fognaria.
ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL COMUNE DI LATISANA
Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
• Ricostruzione schema idraulico della rete esistente;
• Rilievo caratteristiche geometriche delle condotte e
dei pozzetti;
• Esecuzione rilievi plano-altimetrici.
ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL COMUNE DI LATISANA
Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
Recupero dati, memoria storica, consultazione archivi
• Acquisizione rilievi in formato elettronico
• Acquisizione cartacei dati significativi
• Definizione zone incognite da indagare
-
tipologia materiali
datazione condotte
manufatti particolari
zone critiche
altro
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Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
Ispezioni:
• Apertura sigilli
• Accesso agli impianti
• Ricerca punti nodali sul campo
• Ricerca con metal-detector
• Marcatura punti mediante GPS
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Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
• Foto e video di elementi interni
• Videoispezioni con apparecchiatura individuale
• Costruzione archivio di elementi ispezionati e
materiale raccolto (Ms-Access)
• Immissioni esterne
• Recapiti e depuratori
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Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
Rilievo Topografico
•Rilievo topografico e schedatura di ogni
manufatto afferente la rete fognaria
• Rilievo delle quote chiusino e fondo tubo
delle camerette. Mediante sia stazione
integrata sia GPS
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Latisanotta
Latisana
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Gorgo
Pertegada
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Aprilia Marittima
Bevazzana
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Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
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Rilievo plani-altimetrico della rete
fognaria esistente
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ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL COMUNE DI LATISANA
Implementazione modello numerico
PCSWMM 2003
• Il
modulo
RUNOFF
simula
quantitativamente e qualitativamente i
deflussi superficiali sul bacino di drenaggio
dandone quindi una stima numerica ed
indicandone il percorso.
• Il bacino viene visto come somma di
sottobacini per ognuno dei quali viene
calcolato l’idrogramma di piena;
• ogni idrogramma viene poi associato al
corrispondente nodo della rete EXTRAN
fornendo i valori di portata necessari per il
calcolo delle caratteristiche idrauliche
all’interno delle condotte.
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Implementazione modello numerico
Schematizzazione del sistema drenante
Nodi = punti ingresso della
portata alla rete
Rami = definiti dalle stesse
caratteristiche delle condotte
Idrogrammi = definiti dal
W,
modulo RUNOFF
influenzano maggiormente
la forma che assumono gli
idrogrammi di piena generati.
Per la loro taratura, nel caso di reti
esistenti, sono necessarie delle
misure di portata in tempo di pioggia
eseguite in situ
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Implementazione modello numerico
Il sistema di rete drenante adottato può definirsi come "fisicamente
basato" e del tipo "a parametri distribuiti localmente globali".
• Questa doppia accezione evidenzia come le basi fisiche (equazioni
di De Saint-Venant lungo le condotte) del modello tendano a
ridurre i parametri di taratura atti a consentire di adattarlo a
possibili diverse situazioni.
•
Poiché non è possibile simulare in dettaglio tutti i processi che si
sviluppano in un bacino durante un evento di pioggia (deflusso
dalle superfici stradali, dai tetti, ecc.), alcune strutture del modello
sono di tipo concettuale, richiedenti la calibrazione di qualche
parametro.
• La definizione precisa delle aree scolanti ed in particolar modo
delle loro caratteristiche superficiali è il problema più oneroso in
fase di definizione del modello.
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Implementazione modello numerico
dV
dy
 A*
 A  j * Q
dt
dt
•
•
•
•
V = Ay volume d’acqua sulla superficie scolante;
A = area della superficie scolante;
Q = portata scolante;
j* = intensità di pioggia al netto delle perdite per infiltrazione
ed evaporazione;
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Implementazione modello numerico
1
2

W
Q  S y  yp
n
W = larghezza della superficie scolante;
S = pendenza della superficie scolante;
n = coefficiente di Manning;
yp = profondità che determina
immagazzinamento;
y = tirante effettivo d’acqua;

5
3
la
capacità
di
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Implementazione modello numerico
Combinando queste due equazioni si ottiene un’unica
equazione differenziale non lineare che può essere risolta
nell’unica variabile y:
1
2
5
dy
WS
y  y p 3
 j *
dt
nA
1
2
WS
WCON  
nA


5
dy
 j * WCON y  y p 3 .
dt
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Implementazione modello numerico
y 2  y1
1


 j * WCON  y1   y 2  y1   y p 
t
2


5
3
L’equazione è risolta rispetto a y2 utilizzando il
metodo iterativo di Newton-Raphson.
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Implementazione modello numerico
Determinazione della pioggia efficace
• Per integrare l’equazione è necessario determinare la
frazione efficace della pioggia ad ogni istante t. A tal
scopo è necessario determinare un coefficiente di deflusso
, con il quale tenere conto delle perdite per
evaporazione, per infiltrazione e per ristagno.
dy
WS
A
 A  j 
dt
n
1
2
y  y 
p
5
dy
 j  K  y3
dt
5
3
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Implementazione modello numerico
• Nel coefficiente K viene inglobato anche il coefficiente
di deflusso , che esprime la percentuale di portata in
ingresso realmente uscente dal serbatoio non lineare.
• La valutazione delle perdite per infiltrazione viene
operata utilizzando il modello empirico di Horton, che
calcola la capacità di infiltrazione del suolo in funzione
del tempo secondo la relazione:
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Implementazione modello numerico
f  f    f 0  f  e t
•
•
•
•
•
f = f (t) portata unitaria filtrante all’istante t (m/s);
f = valore di f per t (m/s);
f0 = valore di f per t = 0 (m/s);
 = coefficiente di decadimento della capacità infiltrante (s-1);
t = tempo intercorso dall’inizio della precipitazione (s);
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Implementazione modello numerico
Esempio
• Consideriamo cinque superfici scolanti aventi le
stesse caratteristiche fisiche e geometriche, ad
eccezione della larghezza W:
•
•
•
•
•
•
A = 1000 m2;
S = 0.001;
n = 0.02 s/m1/3 ;
j = 10 mm/h ;
=1;
t = 5 s .
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Implementazione modello numerico
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Implementazione modello numerico
EXTRAN integra le equazioni di De Saint -Venant lungo
le condotte
 A Q
 t  x  0

2

Q

(
Q
/ A)
H


 gA
 gAS f  0
 t
x
x
Qin  Qout
dV

dt
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Implementazione modello numerico
Schematizzazione della rete nel modello numerico
Modello numerico della rete
Modello numerico della rete
Profili: Via Tisanella
Modello numerico della rete
Profili: Via Stretta
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Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
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Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
Punto di misura n°1
Punto di misura n°2
Punto di misura n°3
Punto di misura n°4
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Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
Punto di misura n°5
Punto di misura n°7
Punto di misura n°6
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Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
ANALISI DELLA RETE FOGNARIA E VALUTAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI DEL COMUNE DI LATISANA
Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
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Esecuzioni campagna misura delle portate
in tempo secco e tempo di pioggia
Pluviometri ubicati al
depuratore di Latisana e
in golena del Fiume
Tagliamento (area di
cantiere)
Modello numerico della rete
• Calcolo Curve di Possibilità Pluviometrica
Scelto un Tr si ha
h=a tn
• Definizione aree impermeabili/permeabili (coefficiente di deflusso)
• Coefficiente di deflusso medio
0.4 aree debolmente urbanizzate
0.5 aree mediamente urbanizzate
0.6 aree urbanizzate
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
TIN TERRENO
ESTRATTA DA
DATI
LASER-SCAN
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
TIN ZONE
ALLAGATE
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
Altezza
lama d’acqua
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
Altezza
lama d’acqua
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Definizione delle aree allagabili servite dalla
rete fognaria.
Altezza
lama d’acqua