COSTRUZIONI IDRAULICHE
cod. 00206

Anno accademico 2007/08
3° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Costruzioni idrauliche e marittime e idrologia (ICAR/02)
Field
Ingegneria ambientale e del territorio
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
81 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<br />Il corso intende fornire le conoscenze necessarie alla progettazione delle opere idrauliche che più frequentemente l'Ingegnere Civile ha occasione di incontrare nella pratica professionale (acquedotti e sistemi di drenaggio urbano). Ciascun argomento viene sviluppato sia a livello teorico, completando, laddove è necessario, la preparazione di base dei corsi di Idraulica e di Idrologia Tecnica, sia fornendo le soluzioni progettuali più idonee dal punto di vista tecnico - economico. L'applicazione della teoria e della tecnica progettuale viene effettuata nell'ambito delle esercitazioni, ove lo studente è chiamato ad eseguire le elaborazioni necessarie per la stesura di un progetto di massima di un acquedotto e di una fognatura.

Prerequisiti

<br />Il corso di Idraulica è fortemente raccomandato.

Contenuti dell'insegnamento

<br />Acquedotti<br />Generalità. Dotazioni idriche. Fabbisogni e loro variazioni nel tempo. Previsioni demografiche. Orizzonti temporali di progetto. Schemi generali. Suddivisione in più reti nel caso di accentuati dislivelli. Pressioni di esercizio nelle varie condizioni di funzionamento.<br />Opere di presa. Da sorgenti, da acque superficiali e dai laghi. Moto delle acque filtranti in acquiferi saturi: permeabilità, legge di Darcy. Ipotesi di Dupuit. Pozzi artesiani completamente penetranti, penetranti solo sul tetto della falda e pozzi freatici. Tipologie costruttive dei pozzi, finestrature, filtri. Trincee drenanti.<br />Adduttrici. Richiami di moto uniforme nelle condotte in pressione. Regimi di moto e formule per il calcolo delle resistenze; abaco di Moody. Verifica di adduttrici a gravità: calcolo della portata per schemi a due e tre serbatoi, anche in presenza di colmi e moto a canaletta; funzionamento di un'adduttrice con portata in ingresso assegnata. Progetto delle adduttrici a gravità: studio del tracciato, dimensionamento delle tubazioni per schemi a due serbatoi, dimensionamento economico per schemi a più di due serbatoi, dimensionamento nel caso di forti dislivelli od in presenza di colmi; piezometriche di esercizio; pozzetti di interruzione, valvole di dissipazione, sfiati, scarichi, pezzi di prova e pezzi speciali. Dimensionamento economico delle condotte adduttrici con sollevamento; curve caratteristiche degli impianti di pompaggio, pompe in serie ed in parallelo. <br />Tubazioni. Materiali delle condotte adduttrici e loro caratteristiche; criteri di scelta delle tubazioni; tipi di giunti, posa e collaudo delle condotte. Apparecchiature accessorie e valvolame.<br />Serbatoi. Funzioni principali dei serbatoi; serbatoi di testata e di estremità; torrini piezometrici; dimensionamento della capacità di compenso di serbatoi; capacità antincendio e di riserva. Gestione di serbatoi di capacità insufficiente; modulazione della portata in ingresso, regola del filo teso. Caratteri costruttivi dei serbatoi: forma più conveniente, tipologia; schema della camera di manovra per serbatoi di testata e di estremità.<br />Reti di distribuzione. Tipi di rete; proporzionamento della distribuzione; schematizzazione delle erogazioni. Perdite di carico per condotte con erogazione uniformemente distribuita. Verifica delle reti di distribuzione: metodo del bilanciamento delle portate (Cross) anche in presenza di più vincoli piezometrici, metodo del bilanciamento dei carichi; linearizzazione mediante il metodo di Newton-Raphson generalizzato; casi con reti complesse per la presenza di pompe, valvole, ecc.<br />Fognature<br />Generalità. Scopi, tipi di rete (unitaria o separata); fognature comprensoriali e locali. Analisi tecnico-economiche per la scelta della soluzione ottimale. Indagini demografiche e previsioni a lungo termine. Esame delle utenze civili ed industriali. Tracciamento plano-altimetrico della rete di drenaggio.<br />Calcolo delle acque nere. Portate medie ue giornaliere, del giorno di massimo consumo, di magra, di punta. Acque di prima pioggia, portate meteoriche da inviare al trattamento.<br />Calcolo delle portate pluviali. Tempi di ritorno di progetto. Richiami di idrologia: indagini probabilistiche sulle precipitazioni intense; curve di possibilità pluviometrica; ietogrammi di progetto, capacità di infiltrazione e detenzione superficiale. Modelli idrologici di trasformazione afflussi-deflussi; metodo razionale, di corrivazione e dell'invaso; taratura dei parametri. Cenni ai metodi fisicamente basati; teoria dell'onda cinematica su falda piana; equazioni del moto vario a pelo libero; transizioni.<br />Dimensionamento delle canalizzazioni. Richiami sul moto uniforme e permanente. Calcoli idraulici dei collettori: sezioni tipiche; pendenze e velocità adottabili; pozzetti di ispezione; manufatti di raccordo: salti, curve, confluenze, diramazioni, ecc. Lavaggio delle fognature. Caditoie stradali, immissioni private, opere di ventilazione.<br />Scaricatori di piena. Funzione degli scaricatori di piena. Caratteristiche costruttive. Portate scaricate ed inquinamento trasferito ai corpi idrici riceventi. Normative. Scaricatori laterali: teoria e dimensionamento. Scaricatori a salto e frontali (cenni).<br />Sifoni. Schemi costruttivi; dimensionamento e verifica idraulica. Pulizia.<br />Vasche volano. Scopi e campi di applicazione. Dimensionamento delle vasche sulla base del metodo cinematico e del metodo dell'invaso. Confronti con metodi fisicamente basati e serie storiche. Schemi e tipologie costruttive.<br />Impianti di sollevamento. Problemi connessi all'ambiente ed alle acque sollevate. Dimensionamento dei pozzetti, delle pompe e delle tubazioni di mandata.<br />Tubazioni. Materiali utilizzati e loro caratteristiche, criteri di scelta.

Programma esteso

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Bibliografia

<br /><br />L. Da Deppo, C. Datei, V. Fiorotto e P. Salandin: “Acquedotti”, Cortina Ed., Padova, 2000.<br />L. DA DEPPO e C. DATEI: “Fognature”, Cortina Ed., Padova, 1997.<br />G. BECCIU, A. PAOLETTI: Esercitazioni di Costruzioni Idrauliche, CUSL, Milano, 2000.G. IPPOLITO: “Costruzioni Idrauliche”, Liguori Ed., Napoli, 1993.<br />V. MILANO: “Acquedotti”, Hoepli Ed., Milano, 1996.<br />AA.VV. “Sistemi di fognatura”, Hoepli Ed., Milano, 1997.<br />G. NOSEDA: Problemi di moto vario, DIIAR, Politecnico di Milano (1970).<br />G. NOSEDA: Correnti permanenti con Portata variabile lungo il percorso, DIIAR, Politecnico di Milano (1970).<br />A. PAOLETTI: Sistemi di Fognatura e di Drenaggio Urbano, CUSL, Milano, 1998.

Metodi didattici

<br />Durante le esercitazioni vengono svolte le elaborazioni numeriche necessarie per la progettazione di massima di un acquedotto e di una fognatura.<br />L'esame consiste nel superamento di due prove scritte sulle due parti del programma (Acquedotti e Fognature) e da un colloquio orale facoltativo. Le prove scritte hanno la durata di 3 ore ciascuna.

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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