COSTRUZIONI IDRAULICHE
cod. 00206

Anno accademico 2010/11
3° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Costruzioni idrauliche e marittime e idrologia (ICAR/02)
Field
A scelta dello studente
Tipologia attività formativa
A scelta dello studente
81 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

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

Il corso di Idraulica è fortemente raccomandato.

Contenuti dell'insegnamento

Acquedotti per scopi civili: Fabbisogni, componenti principali, progettazione delle opere di adduzione e distribuzione. Dimensionamento di serbatoi di compenso. Dimensionamento di impianti di pompaggio.
Sistemi di drenaggio urbano (Fognatura). Calcolo delle portate idriche da smaltire di origine domestica e meteorica. Opere speciali: sifoni, vasche di laminazione, vasche di prima pioggia.

Programma esteso

Acquedotti: 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.
Opere di presa. Da sorgenti, da acque superficiali e dai laghi. Da acquiferi sotterranei mediante trincee drenanti e pozzi. Tipologie costruttive dei pozzi, finestrature, filtri.
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.
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.
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.
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.

Sistemi di drenaggio urbano (Fognature): 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.
Calcolo delle acque nere. Portate medie giornaliere, del giorno di massimo consumo, di magra, di punta. Acque di prima pioggia, portate meteoriche da inviare al trattamento.
Calcolo delle portate pluviali. Tempi di ritorno di progetto. Nozioni 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.
Idraulica delle correnti a pelo libero: moto uniforme, contenuto energetico della corrente, stato critico, profili di moto permanente in alveo cilindrico, risalto idraulico, casi ricorrenti di profilo, tracciamento numerico del profilo idraulico.
Dimensionamento delle canalizzazioni. 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.
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 (cenni). Scaricatori a salto e frontali (cenni).
Sifoni. Schemi costruttivi; dimensionamento e verifica idraulica. Pulizia.
Vasche volano (vasche di laminazione). 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.
Vasche di prima pioggia.

Bibliografia

G. BECCIU, A. PAOLETTI: Fondamenti di Costruzioni Idrauliche, UTET, Milanofiori Assago, 2010.
G. IPPOLITO: "Costruzioni Idrauliche",Liguori Ed.,Na 1993.
L. DA DEPPO e C. DATEI: "Fognature", Cortina Ed., PD 1997.
V. MILANO: "Acquedotti", Hoepli Ed., Milano, 1996.
D.CITRINI,G.NOSEDA: "Idraulica", Ambrosiana Ed. Milano, 1990.
Dispense consigliate:
M.G. Tanda: Appunti sul dimensionamento delle canalizzazioni di fognatura con cenni di Idrologia, scaricabili liberamente da www.lea.unipr.it
Testi di approfondimento
AA.VV. "Sistemi di fognatura", Hoepli Ed., Milano, 1997.
A. PAOLETTI: Sistemi di Fognatura e di Drenaggio Urbano, CUSL, Milano, 1996.

Metodi didattici

Durante le esercitazioni vengono svolte le elaborazioni numeriche necessarie per la progettazione di massima di un acquedotto e di una fognatura.

Modalità verifica apprendimento

Negli appelli di giugno e luglio 2011 l’esame consiste nel superamento di due prove scritte sulle due parti del programma (Acquedotti e Fognature) e da un colloquio orale facoltativo.
Negli altri mesi l’esame consiste in un colloquio orale.

Altre informazioni

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