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Drenaggio

Posa in opera di condotta per drenaggio acque piovane, comune di Motta Visconti (MI).
Posa in opera di condotta per drenaggio acque piovane, comune di Motta Visconti (MI).

Definizione

Il drenaggio è la rimozione artificiale o naturale delle acque superficiali o sotterranee.

Il drenaggio superficiale è l’allontanamento delle acque di superficie. In zone agricole si effettua per mezzo di canali a sezione aperta (rete di bonifica) mentre nelle zone urbanizzate si utilizza di solito un sistema fognario formato da condotte interrate con sezioni chiuse. Il dimensionamento della rete di raccolta delle precipitazioni, in ciascuno dei due casi, prende le mosse dallo studio delle precipitazioni pluviometriche della zona d’interesse. Note le caratteristiche della superficie scolante è quindi possibile dimensionare i collettori e/o i canali atti ad allontanare le portate defluenti.

Generalità

Le attività di progettazione si dividono in più fasi: inizialmente si analizzano le piogge ed in particolare la loro intensità, durata e frequenza, in modo da fissare quale sia l’evento da utilizzare come riferimento nelle successive verifiche idrauliche. Successivamente, le precipitazioni si trasformano in deflussi attraverso modelli idrologici in cui i bacini idrografici sono schematizzati mediante alcuni parametri caratteristici quali la capacità di infiltrazione, la pendenza, il tempo di corrivazione ecc.

I due modelli idrologici più diffusi sono quello della corrivazione e quello dell’invaso: nel primo il bacino è pensato come una serie di canali lineari fra loro in parallelo, mentre nel secondo come un solo serbatoio lineare. Una volta calcolate le portate di progetto, è necessario procedere alla progettazione vera e propria della rete di scolo.

Le reti scolanti in zona urbana possono essere di due tipi: bianche o miste. Si definiscono bianche quelle che raccolgono soltanto le acque piovane cadute sulle strade, sulle piazze e sulle aree pubbliche, mentre miste si definiscono quelle in cui sono convogliate sia le acque piovane, sia le portate nere provenienti dagli scarichi degli insediamenti urbani. Mentre le reti bianche possono confluire direttamente in un recettore finale (fiume o lago) quelle miste devono essere inviate ad un sistema di trattamento posto a monte della confluenza finale. In realtà, le reti miste sono dotate di manufatti scolmatori che entrano in funzione quando la portata defluente superi un prefissato grado di diluizione: per evitare di sovradimensionare i depuratori, questi manufatti limitano la portata defluente verso il sistema di trattamento inviando la parte in eccesso direttamente al recettore finale.

Il tracciato planimetrico delle reti di drenaggio urbane, di solito, ricalca quello delle cittadine; per individuare correttamente tale tracciato è necessario disporre di un piano quotato della zona di interesse, di alcuni sondaggi che consentano di descrivere la tipologia del terreno presente nel sottosuolo, e della posizione della falda acquifera nonché di una planimetria in cui sia riportato l’andamento degli altri sottoservizi (cavi elettrici, telefonici, tubazioni del gas, del teleriscaldamento ecc.). Queste informazioni sono di fondamentale importanza poiché concorrono in maniera significativa a definire i costi dell’intervento: si pensi, ad esempio, ad un centro cittadino in cui sia necessario armare gli scavi per preservare la stabilità degli edifici e contemporaneamente aggottare l’acqua di falda durante la posa delle condotte.

Per quanto riguarda l’altimetria della rete, il primo vincolo da rispettare è quello di porre le condotte sempre a una quota inferiore alla rete acquedottistica, per evitare che, in caso di perdite, l’acqua della fognatura possa contaminare quella potabile. Se la pendenza del terreno è elevata, quella delle condotte deve essere limitata in modo che le velocità massime siano inferiori a 4 -5 m/s; procedendo nel senso del deflusso quindi, la profondità di scavo fra due pozzetti andrà diminuendo e, nel pozzetto di valle si realizzerà un salto di fondo che consenta di recuperare la quota “persa”. Il fondo del pozzetto in cui sono posizionati tali salti deve essere opportunamente rivestito per garantirne la funzionalità nel tempo.

Le condotte devono avere una pendenza minima, sufficiente a garantire una velocità di deflusso tale da non creare depositi solidi sospesi. Se la pendenza del terreno è inferiore a tale pendenza minima, allora le profondità di scavo aumentano, sia a causa dell’aumentare del ricoprimento (distanza fra cielo della condotta e quota del terreno), sia per l’aumentare del diametro delle tubazioni poste in opera. Se due condotte di diametro differente sono poste in serie, la soluzione teoricamente più corretta è quella dell’allineamento dei peli liberi calcolati sulla base della portata di progetto; una soluzione alternativa semplificata è quella di allineare le generatrici del cielo delle condotte. È invece da evitare l’allineamento dei fondi delle due condotte poiché il rigurgito può provocare la messa in pressione della condotta di monte.

Quando il recettore finale della rete scolante si trova a una quota superiore a quella del territorio drenato è necessario disporre alcuni impianti di sollevamento lungo il tracciato della rete scolante. A causa di un elevato aumento delle superfici pavimentate, per significative espansioni dell’area urbana, la reti di drenaggio esistenti possono diventare insufficienti a convogliare la portata di progetto; queste insufficienze causano allagamenti che possono interessare i piani interrati delle case, i cortili, le strade ecc.

Gli accorgimenti più ovvio per evitare questo tipo di inconvenienti sono la ristrutturazione e il potenziamento complessivo della rete, anche se risulta la soluzione di gran lunga più onerosa. Soluzioni alternative sono la riduzione delle superfici pavimentate con l’adozione di superfici permeabili per i parcheggi, garantendo la possibilità di disperdere le acque direttamente nel sottosuolo. Tuttavia la principale soluzione adottata, quando si realizzano nuove significative urbanizzazioni, è quella delle vasche di laminazione (o vasche volano). Queste vasche sono serbatoi di accumulo temporaneo delle acque piovane e possono essere a cielo aperto oppure interrate. Hanno la funzione di abbattere significativamente la massima portata della piena immagazzinando il volume d’acqua durante l’evento di pioggia per poi recapitarlo in rete, gradualmente, dopo il termine dell’evento. Tali vasche possono scaricare i volumi nella rete sia per mezzo di un sistema di pompe, sia a gravità.

Drenaggio sottosuperficiale

Il drenaggio sottosuperficiale è l’allontanamento dell’acqua di falda presente nel terreno. Si effettua in prossimità degli edifici e/o dei muri di sostegno per evitare la formazione di infiltrazioni, garantirne la funzionalità e anche per ridurre le sottopressioni che possono causare il sollevamento delle pavimentazioni. In ambito geotecnico, consiste nell’abbassamento della linea della falda freatica per consolidare i pendii. Il metodo più comune di realizzazione di un drenaggio consiste nella posa in opera, a tergo del muro di sostegno, di uno strato di materiale inerte monogranulare (sabbia o ghiaia o pietrame) con diametro superiore a quello del terreno circostante. Soluzione alternativa, utilizzata nel caso di drenaggio di superfici particolarmente ampie, è la posa in opera di uno o più tubi microfiltranti, protetti da uno strato di geotessuto che ne evita l’intasamento.

Bibliografia

Bowles J.E., Foundation analysis and design, New York, 1996; Butter D., Davies J.W., Urban Drainage, London, 2000; Da Deppo L., Datei C., Fognature, Padova 2004.

 

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