Fognature
Figura 1 Veronetta (VR) con il Teatro Romano e il Ponte Pietra.
Figura 2 Veronetta (VR) con il Teatro Romano e il Ponte Pietra nel GIS del modello FlowNet.
Modelli Matematici 1D delle Reti di Drenaggio
La società CREA ha deciso di investire parte delle proprie risorse nella ricerca finalizzata allo sviluppo di un modello completo delle reti idrauliche superficiali, flessibile, completo e integrato, in grado di affrontare e risolvere con successo le numerose questioni legate alla simulazione dei complessi fenomeni collegati alla formazione delle piene e alla propagazione delle stesse nelle reti delle grandi aree urbane. Lo sforzo prodotto dalla società ha portato allo sviluppo di una metodologia innovativa per la risoluzione dei problemi collegati al deflusso e alla qualità delle acque nelle reti di canali e nelle reti di scolo di drenaggio e fognatura. Questo strumento, proprio per la sua versatilità, è applicato per lo studio reti di fognatura, reti irrigue e di bonifica, simulando eventuali ostacoli, sedi di perdite localizzate.
Figura 3 Introduzione dei dati di input nell’ambiente di sviluppo di Microstation con i modelli FlowNet nel caso della fognatura di Veronetta (VR). Nella fattispecie sono introdotte le caratteristiche delle condotte e degli elementi al contorno.
Figura 4 Risultati ottenuti con i modelli FlowNet a moto vario nel caso della fognatura di Veronetta (VR). Il modello è in grado di analizzare in modo deterministico una serie di precipitazioni aventi lo stesso tempo di ritorno e una durata differente, valutando, in tutti i casi, i tempi di corrivazione e gli idrogrammi unitari caratteristici in funzione dell’intensità della pioggia e delle caratteristiche della rete e delle cunette scolanti.
Caratteristiche Generali dei Modelli
FlowNet è un insieme di due pacchetti applicativi collegati assieme, in grado di abbracciare tutti gli aspetti coinvolti nello studio delle reti di drenaggio urbano. Si tratta di strumenti potenti ed estremamente utili per gli ingegneri civili e idraulici, tecnici e gestori di Enti del Settore Acque.
Unica e del tutto innovativa è la procedura ideata per la trasformazione degli afflussi meteorici sui bacini in deflussi corrispondenti nella sezione di chiusura nel modello IdroNet. Il metodo, di natura essenzialmente deterministica, permette di collegare direttamente il tempo di corrivazione caratteristico del bacino, funzione del tempo di ritorno prefissato, per eseguire la taratura dell’idrogramma unitario.
Gli afflussi meteorici si propagano in condizioni di moto vario nella rete unidimensionale principale con l’utilizzo del programma SWMM 5, della U.S. Environmental Protection Agency, il quale consente di analizzare il fenomeno di moto vario in una rete di canali comunque interconnessi, risolvendo le equazioni generali di De Saint Venant. Il metodo utilizzato permette di simulare, in condizioni di moto vario e con grande semplicità, il comportamento di eventuali ostacoli o perdite localizzate presenti nella rete, quali ad esempio i diversi dispositivi idraulici di regolazione e controllo, sedi di perdite d’energia localizzate.
Inoltre il modello completo FlowNet, attraverso la raccolta, la lettura e l’elaborazione dei dati provenienti dalle eventuali apparecchiature di monitoraggio disposte nei punti critici della rete, permette di valutare parametri statistici, di creare archivi e banche dati e di rappresentare, in modo preciso, il fenomeno fisico reale nei suoi molteplici aspetti.
Figura 5 Modello del Collettore Acque del Chiampo: profilo longitudinale del ramo di Arzignano all’istante 45’ dall’inizio della simulazione. Il livello è aumentato fino a raggiungere, in alcuni punti, il cielo della condotta. A questo punto il volume di invaso nella condotta di Arzignano non è più disponibile e il flusso inizia a defluire in pressione.
Figura 6 Modello del Collettore Acque del Chiampo. Andamento dei livello nel nodo B1, alla conflenza dei rami Trissino e Arzignano (TA), misurato e calcolato dal modello matematico durante la giornata del 21 luglio 2010.
Ambiente di Sviluppo dei Modelli
FlowNet, sviluppato in ambiente MicroStation, costituisce un vero e proprio sistema GIS, nell’ambito del quale i modelli matematici si integrano in modo del tutto naturale. Per l’utilizzo dei modelli è infatti sufficiente “disegnare” sullo schermo la rete idrica e gli impianti da analizzare utilizzando i comandi del Menù del Preprocessore, attribuire le caratteristiche degli elementi scegliendo da un ricco data base gestito dal Preprocessore stesso, elaborare i dati e calcolare la rete con un semplice “click” per mezzo del Postprocessore.
Figura 7 Modello matematico della rete di drenaggio delle acque dell’area pubblica della Variante N° 21 in attuazione del P.d.A. “Quadrante Europa” a Pradelle di Nogarole Rocca (VR). Per mezzo di una procedura innovativa sono calcolati gli afflussi delle acque meteoriche alla rete di drenaggio. Il modello permette di progettare una rete efficiente e di minimo costo, capace di fronteggiare con successo tutte le precipitazioni di diversa durata e intensità aventi un tempo di ritorno prestabilito.
Referenze Significative
- Consulenza relativa alla Costruzione del Modello idraulico del Sistema Collettore Arica (VI) (2009, Acque del Chiampo (VI))).
- Progetto Esecutivo e Direzione Lavori relativi al drenaggio delle acque dell’area pubblica della Variante N° 21 in attuazione del P.d.A. “Quadrante Europa” a Pradelle di Nogarole Rocca (VR) (110.000 m 2) (2006, Comune di Nogarole Rocca).
- Progetto Definitivo della fognatura della nuova zona industriale di Arzignano (VI) (2005, Soc. Acque del Chiampo (VI)).
Progetto della rete di drenaggio della Lottizzazione sita in Località Boschetta nel comune di Lonigo (VI) (2003, Impresa Guarda (VI)).