Acquedotti Flashcards

1
Q

FONTI DI APPROVIGGIONAMENTO

A
  1. ACQUE SUPERFICIALI
    1.1-SENZA REGOLAZIONE DEI DEFLUSSI
    NATURALI —> DERIVAZIONE CONTINUA
    —> DERIVAZIONE SELETTIVA
    1.2-CON REGOLAZIONE DEI DEFLUSSI
    NATURALI —> INVASO ARTIFICIALE
  2. ACQUE SOTTERRANEE
    2.1FALDE ARTESIANE
    –> SORGENTI
    –> POZZI
    2.2FALDE FREATICHE
    –> SORGENTI
    –> POZZI
    –> GALLERIE FILTRANTI
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2
Q

acque superficiali senza regolazione dei deflussi naturali

A

Modalità di derivazione
1) a gravità (torrenti montani); stramazzo laterale e canale di derivazione con sghiaiatore e vasca di sedimentazione –> porto il tirante un po’ più a monte e decido a quale quota mettere la soglia sopra alla quale far passare l’acqua, per creare un metodo di ripresa dell’acqua.
2) in pressione (fiumi) –> sistema di pompaggio

Vincoli:
1) Deflussi minimi di garanzia a valle della presa
2) Qualità delle acque fluenti in fase di magra del corso d’acqua

Derivazione selettiva eseguita solo per i periodi in cui il deflusso in alveo
supera un valore di soglia (Q0).

  • Criteri di derivazione
    1) derivazione continua –> studiare il regime fluviale per capire la quantità di acqua nel tempo; di tipo annuale, quindi avremo un grafico diverso per ogni anno: per avere un campione di dati adeguato registrazione per 10/15 anni per poter fare poi una media e capire la quantità di acqua che scorre in quel fiume e decidere poi il volume di acqua da portar via.
    QD domanda;
    VAF volume medio annuo di
    derivazione;
    D* periodo medio annuo in cui la
    domanda viene soddisfatta
    esclusivamente dalla derivazione;
    VI volume medio annuo di
    integrazione;
    365-D* periodo medio annuo in cui la
    domanda viene soddisfatta
    integrando la derivazione con
    serbatoi e/o stazioni di pompaggio
    di acque sotterranee

2) derivazione selettiva
Q0 portata di rispetto dei vincoli di
valle;
365-DL periodo medio annuo in cui non è
possibile effettuare derivazione;
QL soglia di derivazione in relazione
alla qualità delle acque, segna la
quantità di acqua da non toccare
al di sopra di un certo tasso
inquinante.

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3
Q

Acque superficiali con regolazione dei deflussi superficiali

A

quando troviamo una regolazione dei deflussi significa che abbiamo molta irregolarità nel deflusso stesso; l’acqua viaggia in tubazioni perché ormai potabile e va protetta.

  • Volume di regolazione
    1) determinazione volume compenso C: quanto deve essere grande il serbatoio? dipende dalle leggi che regolano l’entrata qa e l’uscita qe di acqua (che non sono regolari)–> l’importante è sapere l’uscita qe.

2) determinazione di una regola di gestione (regola filo teso).

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4
Q

aspetti fondamentali per la costruzione di un serbatoio artificiale

A

Perdite dall’invaso
1) evaporazione
 misure dirette effettuate con evaporimetro
 determinazione indiretta attraverso dati climatici (pressione, vento,…) utilizzando formule empiriche o metodi basati sul bilancio energetico
2) filtrazione
 può avvenire sia al piede e alle spalle della diga sia attraverso eventuali
strati permeabili della valle sbarrata
–> bisogna guardare il terreno: se sabbioso o ghiaiosi è troppo filtrante; se argilloso troviamo sempre filtrazioni ma controllare la quantità.
3) sedimentazione (!)
 riduce il volume del serbatoio a causa del deposito dei sedimenti trasportati sia dal corso d’acqua immissario, sia dall’erosione delle pendici di sponda: materiale che a volte è possibile da tirare fuori ma procedura molto costosa; inoltre altro materiale è anche inquinato e da trattare.

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5
Q

Acque sotterranee

A

a) Acquiferi
- Rocce permeabili
- per canalizzazione interna (calcari, lave,…)
- per porosità interstiziale (ciottoli, sabbie, tufi incoerenti, …)
- Tipi di acquifero
- freatico (superficie a pressione atmosferica)
- artesiano (superficie a pressione maggiore della atmosferica)–> l’acqua è tra due strati impermeabili
- semi confinati (artesiani con interruzioni)

Piezometrica: superficie definita dalla condizione di pressione pari alla pressione atmosferica.

b) Idraulica dei mezzi saturi
- Nel campo del moto di filtrazione di un liquido in un mezzo poroso, la velocità effettiva del liquido assume direzione e modulo molto variabile da punto a punto, in funzione della grande complessità del sistema di canalicoli sui quali avviene il movimento
- La velocità di filtrazione può ottenersi dal rapporto tra la portata che filtra attraverso una assegnata superficie e la superficie stessa
v = Q/A
se l’acqua attraversa una zona porosa è molto lenta e la differenza di quota rimane la stessa

Oppure attraverso la legge di Darcy
v = K J = K (dh/ds)
con
K conduttività idraulica di saturazione
J = dh/ds gradiente della piezometrica (o gradiente idraulico)

Valutazione della conduttività idraulica di saturazione
1) prove di laboratorio su campioni prelevati in sito
2) prove in campagna con permeametri
3) prove di campagna a mezzo di traccianti
4) analisi delle mappe piezometriche basate sui pozzi
5) prove di pompaggio da pozzi freatici

c) Sorgenti (=acqua profonda che affiora per diversi motivi)
- Classificazione (Gortani)
1) di deflusso semplice o di impregnazione
2) di emergenza o di valle
3) di versamento
4) di trabocco o di sfioramento
5) artesiane –> affioramento di acqua da una falda artesiana ovvero che si trova tra uno strato impermeabile tra due impermeabili.

  • Il regime idraulico delle sorgenti può essere influenzato o non influenzato
    dalle precipitazioni
    –> In ogni caso tale regime è caratterizzato da una curva di esaurimento
    Q=Q0 exp (-at)
    il regime decresce in maniera esponenziale.

d) Pozzi
- Interazione pozzo-acquifero (cruciale capire il tipo di terreno dove voglio costruire il pozzo)
inserendo il tubo della pompa il livello dell’acqua nel pozzo si abbassa e comincia a convergere dentro al pozzo–> la velocità con cui converge dipende dalle caratteristiche del suolo: K CONVETTIVITA’ IDRAULICA DI SATURAZIONE (più grande è k e più aumenta la velocità)

e) Opere di captazione dagli acquiferi
Gallerie filtranti
- materasso alluvionale di fiumi e torrenti
- localizzazione sopra lo strato impermeabile
- a cielo aperto (<7-8 m di profondità)
- a foro cieco

Pozzi ordinari
- generalmente freatici
- a piccolo e grande diametro
- rivestiti (muratura, tubi di cemento, …)
- profondità 4-10 m (piccolo diametro)
- profondità 4-5 m (grande diametro)

Pozzi profondi trivellati
- eseguiti con sonde (a percussione, a rotazione con circolazione d’acqua,
miste percussione-rotazione, a rotazione con circolazione di fango)
- foro tubato
si fora, si livella, faccio scendere un tubo fino al livello desiderato e inserisco un tubo forato, riempio l’intercapedine con ghiaia e sfilo il tubo metallico usato per forare.
pompa messa più in basso perché creando una depressione con la pressione atmosferica abbiamo un dislivello fino ad un max di 10,33 m. per dislivelli di 5/6/7 metri può essere messa fuori, superati va messa in profondità.

f) Opere di captazione da sorgente (sorgente di scirca)

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6
Q

Qualità dell’acqua

A

Il Decreto legislativo 02/02/2001 n. 31 disciplina la qualità delle acque destinate al consumo umano al fine di proteggere la salute umana dagli effetti negativi derivanti dalla contaminazione delle acque, garantendone la salubrità e la pulizia.

Normalmente si effettuano trattamenti di potabilizzazione e disinfezione

  • La potabilizzazione è l’insieme di trattamenti finalizzati a rendere l’acqua
    idonea al consumo umano, consistente in semplici filtrazioni (che potrebbero bastare quando si tratta di acque provenienti da sorgenti e pozzi profondi) e/o
    trattamenti chimico-fisici più spinti (effettuati di norma su acque superficiali)
  • La disinfezione dell’acqua potabile viene fatta a scopo puramente preventivo.
    Infatti, si vuole evitare che durante il trasporto nelle condotte oppure durante la
    permanenza dell’acqua nei serbatoi interni ai sistemi di distribuzione idrica, possano svilupparsi forme di contaminazione dovute ad eventuali infiltrazioni batteriche che potrebbero compromettere la potabilità dell’acqua.
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7
Q

SISTEMI ACQUEDOTTISTICI

A

Il servizio di acquedotto è costituito dall’insieme delle operazioni di realizzazione, gestione e manutenzione delle infrastrutture di captazione, adduzione, potabilizzazione e distribuzione della risorsa idrica, comprendendo
anche le attività legate alla fornitura e alla gestione delle utenze finali, inclusa la misura dei volumi consegnati.

I sistemi di distribuzione idrica sono fortemente sito dipendenti in quanto
condizionati dalla localizzazione della risorsa idrica e dalla struttura urbana
dell’area, come è possibile rilevare dalla cartografia. È comunque possibile
individuare dei blocchi fondamentali, alcuni dei quali possono non essere sempre presenti in funzione della posizione della risorsa idrica rispetto all’area di utenza e della qualità dell’acqua prelevata dall’ambiente.

  • La complessità impiantistica di ciascun sistema di distribuzione idrica deriva
    principalmente dalla conformazione plano-altimetrica del territorio, dalla collocazione geografica della risorsa idrica e della domanda idropotabile, ma anche da scelte progettuali puntuali che in alcuni casi hanno portato a soddisfare la domanda idropotabile senza cercare di ottimizzare il
    funzionamento complessivo. Nei sistemi di distribuzione idrica coesistono componenti impiantistici caratterizzati da differenti materiali, tecnologie, età di installazione.

I sistemi di distribuzione idrica sono costituiti principalmente da:
- molti elementi con una forte connotazione lineare, tipica dei sistemi a
rete
- pochi elementi la cui estensione spaziale, se rapportata ai primi, li identifica come puntuali, ma in realtà essi sono caratterizzati da una notevole complessità impiantistica che richiede un alto contenuto informativo.

Gli elementi lineari sono costituiti dalle condotte, la cui rappresentazione digitale e i dati ad esse associati necessitano di una visione a scala territoriale.

Gli elementi puntuali semplici sono costituiti da un unico componente
impiantistico (idranti o strumenti di misura installati in linea sulle condotte).

Gli elementi puntuali complessi si identificano con gli impianti (campi pozzi,
impianti di potabilizzazione, serbatoi, stazioni di sollevamento) strategici per il
funzionamento e l’affidabilità dei sistemi di distribuzione idrica, ciascuno dei quali racchiude in sé un insieme di componenti impiantistici e di tecnologie per il monitoraggio ed il controllo.

Nei sistemi di distribuzione idrica la presenza di elementi lineari e di elementi
puntuali semplici e complessi rende più complessa l’identificazione di un approccio unitario nella rappresentazione cartografica.
L’approccio Geographic Information System (GIS) è ormai una tecnologia consolidata nel processo di digitalizzazione del patrimonio cartografico, al quale vengono associati contenuti informativi sull’infrastruttura. È uno strumento adeguato per gli elementi lineari e per gli elementi puntuali semplici.
Per gli elementi puntuali complessi dei sistemi di distribuzione idrica può risultare utile una modellazione BIM (Building Information Model).

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8
Q

OPERE DI ADDUZIONE

A

Dall’opera di presa devo ora portare l’acqua in città attraverso varie modalità:
- Canali (coperti) e gallerie a pelo libero
- Condotte e gallerie in pressione
+ Componenti speciali (stazioni di pompaggio, strutture di attraversamento,
sistemi di controllo).

Principi generali di realizzazione
- Individuazione su una planimetria della posizione di fonti di approvvigionamento e serbatoi di compenso
- Scelta della tipologia di condotta adduttrice (a pelo libero o in pressione) e contestualmente del tracciato planimetrico (facilmente accessibile, con altimetrie regolari).

  • Scelto il tracciato resta definito il profilo altimetrico e si procede al dimensionamento (quando sono possibili rischiose formazioni di sovrappressioni va previsto l’inserimento di apparecchi che evitino danni alle condotte, come valvole automatiche e vasche di rottura). –> per il dimensionamento si attua un COMPROMESSO tra dimensione della condotta e le perdite di energia, per cercare di un avere un alto carico di perdite di energia senza spendere troppo => trovare il valore ottimale nel campo delle LUNGHE CONDOTTE)
  • Completato il dimensionamento si devono disegnare i profili altimetrici delle condotte con l’indicazione delle piezometriche –> nel punto più alto si mette uno SFIATO per far uscire le bolle d’aria che bloccano il flusso d’acqua.
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9
Q

RETI DI DISTRIBUZIONE

A

*Definizione dell’area urbana interessata dall’acquedotto, sulla base del Piano Regolatore del Comune.
* Esame dell’altimetria delle aree da servire per verificare l’opportunità di adottare un’unica rete distributrice oppure diverse reti distributrici a differente livello piezometrico.
* Le altezze piezometriche di esercizio sono da comprendere tra 20 e 80 m rispetto al piano stradale; pertanto, in linea di massima, il territorio coperto da un’unica rete non dovrebbe avere dislivelli altimetrici superiori a 60 m. ==> L’acqua in città deve arrivare con un carico energetico (pressione) che deve stare in un range nè troppo alto nè troppo basso: non più basso di 20 metri di carico nè più alto di 80 –> questo può andare in contrasto con la pendenza del centro abitato, quindi se si h un dislivello maggiore di 60 metri si deve spezzare la rete.
* Quando occorre adottare più reti tra loro separate si procede alla delimitazione delle aree urbane da servire con ciascuna di esse sulla base della configurazione topografica del centro urbano.
* Nella scelta degli schemi funzionali delle distributrici, se l’alimentazione proviene da più fonti, conviene adottare uno schema che privilegi i tipi di alimentazione che richiedono costi energetici inferiori (es. gravità da sorgenti).

RETE UNICA:
a) Schema con unico serbatoio di testata
Rete totalmente alimentata dal serbatoio che assolve contemporaneamente le funzioni piezometrica, di compenso e di
riserva.
in base al dislivello del pelo libero del serbatoio decido il carico con cui l’acqua arriva alle case. in fase di consumo massimo maggiore è il dislivello, maggiore è la velocità e più perde energia: questo aumenta più le case sono lontane dal serbatoio = all’ora di punta hanno meno pressione e quando l’acqua è ferma hanno un carico molto alto. Se questa differenza è troppo alta metto un altro serbatoio a pelo libero per mantenere alta la linea dei carichi senza avere la forte escursione di prima:
b) Schema con due serbatoi, di testata e d’estremità: Adozione di un serbatoio di estremità quando risulta necessario
limitare le oscillazioni piezometriche nella zona opposta al serbatoio di testata (es. in presenza di rete molto estesa).

c) Schema con alimentazione diretta in rete da un impianto di sollevamento: Schema che prevede l’immissione diretta in rete per ragioni di economia e di localizzazione. Le curve caratteristiche delle pompe devono rendere possibile un funzionamento tipico notturno ed uno diurno.

RETI SEPARATE:
d) Schema con alimentazione a gravità delle reti alte e da un impianto di
sollevamento della rete bassa: Ogni rete è alimentata da un proprio serbatoio.

e) Schema con un serbatoio unico per le reti più alte e un serbatoio per la rete
bassa: Il salto piezometrico tra le reti alte è assicurato da una valvola automatica di riduzione di pressione o da microturbine.

Rappresentazione di una rete
* Una rete reale viene descritta attraverso un insieme di rami e nodi.
* Il layout delle reti di distribuzione idrica è generalmente formato da reti a maglia chiusa preferibilmente adottate rispetto alle reti ad albero perchè possono fornire una maggiore affidabilità per la possibilità di avere più percorsi che alimentano uno stesso punto della rete.

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10
Q

TRACCIAMENTO, PORTATE EROGATE E DIMENSIONAMENTO PRELIMINARE

A

1)Il tracciamento avviene sulla base delle caratteristiche planimetriche del centro abitato, preferibilmente con uno schema a maglie chiuse in cui le condotte seguano i percorsi stradali.
* Nella progettazione di massima lo studio delle reti distributrici riguarda le sole tubazioni principali.
* Il criterio generale di tracciamento prevede l’esistenza di una maglia perimetrale che circonda l’area da servire; questa viene poi suddivisa in maglie più piccole abbastanza omogenee tra loro come quantità di utenze servite.
Tracciata la rete vanno localizzati i punti di alimentazione e le portate da erogare (concentrando queste ultime nei nodi).

2) Il calcolo della portata erogata ai nodi è effettuato in base alla popolazione residente o all’utenza afferente a ciascuno di essi (nei progetti esecutivi viene effettuata un’analisi dettagliata delle utenze servite da ogni condotta) –> Il valore di portata quotidiano quindi è noto ma varia a seconda dei coefficienti di punta.
Portata media annua erogata da un nodo
Qi = Pi D Cg con
D = dotazione media annua;
Cg = coefficiente d’incremento per il calcolo della Q media nel giorno di massimo consumo.

Portata di picco del giorno di massimo consumo
Qmax i = Qi Cp con
Cp = coefficiente d’incremento della portata di picco

3) Per il predimensionamento si assume che la rete sia a maglie aperte inserendo
delle interruzioni (1 per maglia) in modo che i percorsi dell’acqua siano i più
brevi possibili.
Note le portate circolanti in prima approssimazione sui rami, si determinano i
diametri delle tubazioni scegliendo nella serie commerciale quelli che comportano velocità non superiori ad 1 m/s e con diametro non inferiore a 80 mm.

Inoltre deve rispettare il teorema di conservazione della massa: VERIFICA.

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11
Q

VERIFICA (reti di distribuzione)

A

1) continuità ai nodi (in numero pari ai nodi meno 1: infatti, le equazioni di continuità ai nodi sono comunque legate dall’equazione di bilancio di massa delle portate esterne)
–> devo verificare che la portata in entrata sia uguale alla portata in uscita
(*) con
i = indice dei rami che confluiscono nel nodo;
qi = portate (incognite) che entrano escono dal nodo attraverso i rami in esso convergenti;
Q = portata (nota) entrante da alimentazione o uscente da utenza

2) equazioni del moto (in numero pari ai “t” rami della rete)–> ora teniamo in conto l’energia: per ciascun tratto della rete (tra un nodo e il suo successivo) posso scrivere l’equazione dell’energia: ΔHij = Hi-Hj = JL
(**) con
Hij=carico al nodo
kij, α ed n dipendenti dalla formula di resistenza utilizzata
Rappresenta una perdita di energia se si va nella direzione del moto, mentre un’acquisizione se si va controcorrente.
* kij tiene conto della scabrezza del tubo, maggiore è la scabrezza e maggiore è la perdita di energia per attrito
* α=2 per stickler
* n=5,33 per stickler (è la potenza del diametro -> diametro molto importante perché più grande è il D e minore è la perdita di energia).

Le equazioni di continuità e del moto sono t+n-1 nelle incognite qij (pari a t) e ΔHij (pari a n-1); il sistema è quindi determinato.
Il problema è che ho due categorie di incognite e di conseguenza le tecniche matematiche di risoluzione vanno in crisi.
* Per ridurre il numero di equazioni è conveniente riscriverle in modo che sia
presente una sola categoria di incognite:

1) equazioni alle maglie (in numero pari ai percorsi chiusi indipendenti, t-n+1) ()–> qui uso solo la portata.
conservazione energia: sommatoria ΔH=0
=> q=(ΔH/r)^1/α
2) equazioni di continuità ai nodi (in numero pari a n-1) (
*). –> somma delle masse deve fare zero: elimino il problema per cui ho come incognite sia q che H.

La soluzione dei sistemi () + () oppure (*) + () oppure ancora () + (**) non è ottenibile per via analitica: Occorre procedere con tecniche numeriche iterative previa linearizzazione delle equazioni. (HARDY CROSS)

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12
Q

La verifica di una rete di distribuzione con il metodo di bilanciamento dei carichi di
Hardy-Cross

A

Il sistema di equazioni utilizzato comprende le () e () = conservazione massa + conservazione energia –> incognita q.
Si assegnano delle portate di primo tentativo (qi0) che soddisfino le ()
* Si operano delle correzioni (Δq) fino a giungere a valori delle portate che soddisfino anche le (
)
* Operativamente si scrivono le (***) nella forma (v)
con
Δq = correzione da applicare alle portate circolanti nei rami della maglia considerata.
Da uno sviluppo in serie della (v), trascurando i termini di ordine superiore al
primo (guarda formula): la correzione Δq deve essere sommata o sottratta alle portate circolanti nei vari tratti a seconda che queste siano concordi o meno con il prescelto verso di percorrenza della maglia.
Il procedimento prosegue sostituendo alle portate di primo tentativo le portate via via corrette, fino al raggiungimento della precisione desiderata. => quindi con Δq trovo la correzione ad ognuna delle portate di primo tentativo assegnate a priori; questo procedimento viene ripetuto per ogni maglia chiusa e fino a che le correzioni siano il più basse possibili: man mano che faccio correzioni aggiungo conservazione di energia.

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13
Q

La verifica di una rete di distribuzione con il metodo di bilanciamento delle portate
di Hardy-Cross

A

Il sistema di equazioni utilizzato comprende le () e ()
* Si assegnano delle quote piezometriche di primo tentativo (ΔHij0) che soddisfino il fatto che la somma delle perdite di carico su una maglia sia nulla.
* Si operano delle correzioni (ΔH) fino a giungere a valori delle portate che soddisfino anche le (
).
Operativamente si scrivono le (
) nella forma (v) (vedi formula) dove ΔH è la correzione da applicare alle perdite di carico di primo tentativo nei lati che compongono il nodo.
–> sviluppo in serie della (v
), trascurando i termini di ordine superiore al primo: Il procedimento prosegue fino al raggiungimento della precisione desiderata
(da assumersi generalmente dell’ordine del centimetro).

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14
Q

SERBATOI DI COMPENSO

A
  • Consentono di ottenere un andamento delle portate in uscita differente da quello delle portate in entrata. Ciò grazie alla possibilità di accumulare l’acqua in eccesso quando la portata in ingresso supera quella in uscita e restituendola quando invece la portata in ingresso è insufficiente a soddisfare quella richiesta in uscita.
  • Il volume disponibile allo scopo dell’alternarsi degli invasi e degli svasi è
    comunemente detto capacità di compenso.
  • Il funzionamento di un serbatoio di compenso ha caratteristiche di periodicità dipendenti da un intervallo di tempo caratteristico nel quale il processo di trasferimento nel tempo dei volumi idrici si completa ed il serbatoio torna alle condizioni iniziali. (COMPENSO URBANO 24h)
  • Le problematiche connesse ai serbatoi di compenso sono di duplice natura:
    1) dimensionamento, ovvero determinazione della minima capacità di
    compenso;
    2) verifica, ovvero valutazione della compatibilità di una legge di efflusso con una nota legge di afflusso e un determinato volume di compenso
    –> al serbatoio ho una portata in entrata costante da una fonte =qa in afflusso, mentre la portata in uscita che si distribuisce nel centro abitato nel corso di ora in ora è qe la portata in efflusso => qa=/ qe per questo serve un serbatoio che contenga la differenza.
  • Le valutazioni relative al dimensionamento e alla verifica di un serbatoio si effettuano in riferimento al periodo di tempo caratteristico di funzionamento (giornaliero, settimanale, annuale,…) e si basano sull’ipotesi che il ciclo possa ripetersi.
  • In prima approssimazione ci si riferisce ad una situazione media (analisi deterministica), salvo verificare successivamente quelle situazioni che possono verificarsi in periodi particolari (ad esempio attraverso un’analisi stocastica).
  • I serbatoi a servizio di una rete di distribuzione urbana funzionano tipicamente sulla base di una regolazione giornaliera. In tal caso va considerata la
    situazione che si verifica nel giorno di massimo consumo
  • E’ possibile stabilire l’andamento delle richieste idriche nelle diverse ore della giornata in funzione delle caratteristiche del centro abitato e delle informazioni desumibili da un’indagine locale.
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15
Q

PROBLEMA DI PROGETTO DI SERB. DI COMPENSO

A

Dimensionare un serbatoio per funzionare bene: C=?
Detta qa(t) la portata affluita (funzione del tempo che assume soltanto valori
positivi o nulli), si definisce volume cumulato affluito la quantità
Va(t)= int da 0 a t di qe (t’)dt’
andamento di Va mai decrescente.
Detta qe(t) la portata defluita (funzione del tempo che assume soltanto valori positivi o nulli), si definisce volume cumulato defluito la quantità: Ve(t)= int. da 0 a t di qe(t’)dt’

Lo scarto della qe(t) dalla portata qa(t), s(t), è anch’esso una funzione del tempo e parimenti lo è il suo integrale fra 0 e t, S(t)
S(t)= Va(t) - Ve(t)

La funzione S(t) entro l’intervallo di tempo compreso fra zero e t medio avrà un valore massimo (positivo) e un valore minimo (negativo). Siano SM (t med) e Sm (t med) rispettivamente il maggiore dei valori positivi ed il minor valore negativo (massima eccedenza e massimo deficit). Dicesi volume di regolazione totale per il tempo t la differenza:
C(t med)=SM (t med) - Sm (t med)

GUARDA GRAFICO

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16
Q

PROBLEMA DI VERIFICA DI SERB. DI COMPENSO

A
  • I problemi di verifica della capacità di compenso di un serbatoio sono
    essenzialmente due:
    1) verificare se, noto l’andamento delle portate entranti (o uscenti), un certo andamento delle portate uscenti (o entranti) è realizzabile con una data capacità di compenso;
    2) determinare un andamento delle portate uscenti (o entranti) compatibile con una data capacità.
  • Il primo problema è riconducibile a quanto già detto riguardo la problematica
    di progetto di un serbatoio.
  • Il secondo problema si affronta con l’ausilio di un grafico sul quale si traccia
    l’andamento dei volumi cumulati entranti e la sua traslata di una quantità pari alla capacità del serbatoio. Si individua così una fascia all’interno della quale tutte le curve non decrescenti rappresentano possibili andamenti dei volumi cumulati uscenti.
  • Un caso significativo di verifica è quello in cui si cerchi l’andamento delle
    portate uscenti, compatibile con una assegnata capacità, che si discosti il meno
    possibile da quello costante, nell’ipotesi che la capacità data non consenta
    quest’ultimo tipo di regolazione (Metodo del filo teso).
17
Q

METODO DEL FILO TESO

A
  • Un caso significativo di verifica è quello in cui si cerchi l’andamento delle portate uscenti, compatibile con una assegnata capacità, che si discosti il meno possibile da quello costante, nell’ipotesi che la capacità data non consenta quest’ultimo tipo di regolazione (Metodo del filo teso).

GUARDA CALCOLI

Se ne conclude che l’obiettivo è raggiunto quando la linea delle V’e (t), tutta inclusa nella striscia fra (C0+Va) e (Va+C0-C’), ha la minor lunghezza possibile; la curva deve inoltre partire da V’e=0 per t=0 ed essere non decrescente.
(guarda grafico)

Nel caso di obiettivo principale costituito da portate di erogazione variabili secondo un andamento prestabilito qe(t), inteso che la capacità totale C’ del serbatoio sia inferiore a quella necessaria per la regolazione totale secondo qe(t), la determinazione della funzione q’e (t) più prossima a qe(t) necessita della definizione di una nuova variabile (τ) che consente di ottenere nel piano (τ, V) una retta per Ve(τ).
Si applica quindi nella striscia limitata dalle linee Va(τ)+C0, Va(τ)+C0-C’ il procedimento Conti (del filo teso).

18
Q

Capacità di riserva e volume morto

A

Il volume effettivo dei serbatoi è maggiore della capacità di compenso, per almeno due ragioni.
* Innanzitutto sussistono necessità tecnico-costruttive che impediscono di sfruttare interamente il volume del serbatoio (es. presa posizionata ad una quota superiore alla minima).
* Inoltre, vi è la necessità di avere dei volumi supplementari per finalità diverse da quelle di compenso (es. emergenza incendi con Q=6 P1/2 per almeno 3 ore).

19
Q

IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO

A
  • Il dimensionamento idraulico di un impianto di sollevamento comprende la
    determinazione del diametro delle condotte e delle caratteristiche delle
    pompe e il progetto della centrale di pompaggio nel suo insieme.
  • Il problema del dimensionamento delle condotte (soprattutto quella premente) deve essere affrontato ricercando la soluzione commerciale di minima passività.
  • Nella ricerca della soluzione ottimale occorre valutare la convenienza di prevedere un funzionamento dell’impianto di sollevamento di tipo continuo o discontinuo durante la giornata.
  • La passività che si deve minimizzare può esprimersi come Pa= rCi + Ce
  • Per quanto riguarda i costi d’impianto vanno considerati
    1) costo della condotta posta in opera, comprensivo della fornitura dei tubi, del trasporto, della posa in opera e dei pezzi speciali ed apparecchiature varie (spesso assunti pari al 10-15% del costo della condotta)
    2) costo della centrale di sollevamento, comprensivo delle opere civili ed
    elettromeccaniche, valutabile in funzione della potenza installata
  • Dato che l’analisi dei costi è finalizzata alla determinazione del diametro di minima passività, è necessario esaminare solo i costi che dipendono dal diametro della condotta: condotta e pompe (perché la potenza di queste dipende dalle perdite in condotta, funzioni del diametro).
  • In sintesi le spese di impianto dipendenti dal diametro possono esprimersi come:
    Ci = ω0 + ω1D^β
    dove tutti i termini diversi dal diametro D sono da stimare attraverso un’analisi
    dei costi per il tipo di materiale e per le condizioni di realizzazione dell’opera.
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