Acquedotti e serbatoi di accumulo

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I serbatoi di accumulo hanno sempre costituito una grande risorsa per gli acquedotti, sia che si tratti di grandi bacini artificiali montani sia di manufatti di dimensioni relativamente piccole come sono in genere i serbatoi presenti in tutti i sistemi acquedottistici...

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Acquedotti e serbatoi di accumulo

  1. 1. ACQUEDOTTI E SERBATOI DI ACCUMULOI serbatoi di accumulo hanno sempre costituito una grande risorsa per gli acquedotti, sia che sitratti di grandi bacini artificiali montani sia di manufatti di dimensioni relativamente piccole comesono in genere i serbatoi presenti in tutti i sistemi acquedottistici.Diga e bacino di Kariba (Zimbawe)La discussione sui grandi serbatoi montani esula dai compiti del presente sito, ci si limita pertantoad un solo accenno sulla loro importanza spesso trovando applicazione l’abbinamento dell’aspettoacquedottistico con altri come ad esempio quello idroelettrico o di irrigazione.I serbatoi che interessano specificamente gli acquedotti sono di due tipi principali: serbatoi acompensazione giornaliera o plurigiornaliera.I SERBATOI A COMPENSAZIONE GIORNALIERALa letteratura tecnica precisa che la funzione di questo tipo di serbatoi è quella di immagazzinarela notte le portate in eccesso rispetto al fabbisogno allo scopo di poter far fronte alle elevatepunte di consumo del giorno dopo.In teoria gli impianti di produzione dell’acqua dovrebbero essere regolati su un valore di portatacorrispondente giorno per giorno alla portata media giornaliera affidando, come detto, ai serbatoi ilcompito di effettuare la compensazione fra minima e massima portata.Le cose nella realtà si svolgono in maniera completamente diversa in quanto, essendo gli acquedottidimensionati per le portate massime cui di solito si applica per sicurezza anche un coefficiente dimaggiorazione, la citata compensazione può avvenire solo nei periodi a portata elevata mentre intutti gli altri il volume di compenso e la portata disponibile in rete risultano esuberanti a causa deldiminuito fabbisogno.
  2. 2. L’azione di compenso che dovrebbero allora effettuare i serbatoi è ridotta al minimo cui consegueche i serbatoi stessi sono quasi sempre prossimi al loro massimo livello di invaso. Se da un latoquesto fattore è positivo in quanto aumenta la sicurezza del servizio di alimentazione dell’utenza,dall’altro costringe la produzione ad abbandonare il criterio di partenza basato su una portatadi lavoro corrispondente alla media giornaliera ed invece seguire quasi totalmente leescursioni della portata richiesta dall’utenza.La moderna tecnologia permette di rimediare a questo inconveniente regolando i serbatoi inmodo da sfruttarne appieno il volume anche nelle giornate di bassa richiesta ed ottenendo non soloil vantaggio di assimilare al suo valore medio giornaliero la portata prodotta ma addirittura dicapovolgerne il funzionamento riuscendo a produrre di più la notte quando le condizioni sono piùfavorevoli e meno durante le ore diurne che presentano spesso maggiori costi di esercizio e minoredisponibilità delle fonti.Acquedotto di PordenoneIn pratica si tratta di prefissare i livelli che di ora in ora i serbatoi devono rispettareindipendentemente dai consumi d”utenza. Il fenomeno è spiegato in dettaglio e resocomprensibile con l’ausilio di diagrammi di funzionamento nell’articolo “LA REGOLAZIONE DEISERBATOI DI COMPENSO DEGLI ACQUEDOTTI”Un’altra leggenda da sfatare è quella della compensazione giornaliera effettuata da serbatoidi rete cosiddetti ” alti ” in quanto ubicati in corrispondenza della linea piezometrica.Si tratta frequentemente di serbatoi pensili che, avendo la vasca ad un livello corrispondente allapressione necessaria per il funzionamento delle condotte di rete, dovrebbero riempirsi la notte aseguito dell’aumento di pressione indotta dalla diminuzione di consumo dell’utenza nel mentredurante la giornata, soprattutto se ubicati vicino all’utenza stessa, dovrebbero svuotarsi per coprirele punte di consumo.Anche in questo caso succede che la rete, dimensionata per il funzionamento critico, ha moltospesso una pressione superiore al livello di massimo invaso dei serbatoi i quali rimangonosempre pieni o quasi pieni, non effettuando alcuna compensazione delle portate e dovendo esseremuniti di apposita apparecchiatura di chiusura al raggiungimento del massimo livello onde evitarelo sfioro.
  3. 3. Nell’articolo “ I SERBATOI PENSILI DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE D’ACQUAPOTABILE : MONUMENTI ALL’INUTILITA’ O INDISPENSABILI STRUTTURE?“ sonoindicate le modalità di trasformazione dei pensili che vengono consigliate onde ritrarne comunqueuna discreta utilità.L’articolo auspica addirittura la demolizione generale di tutti i serbatoi pensili esistenti oppure,come “extrema ratio”, una loro radicale trasformazione che, vista l’impossibilità di far loro svolgerela funzione principale inerente la compensazione delle portate, riesca almeno a farli conservare inalto un volume di riserva pronto ad entrare in rete al verificarsi di qualche anomalia di esercizio.I SERBATOI A COMPENSAZIONE PLURIGIORNALIERAEsaurita la trattazione dei serbatoi giornalieri si forniscono alcuni dettagli di quelli plurigiornalierifacendo però rilevare che la complessità del tema non permette a chi scrive di essere esauriente.Tutto quello che si può affermare é che la presenza di grandissimi invasi conferisce agliacquedotti la possibilità di effettuare compensazioni settimanali o plurisettimanali e quindi didare un importante contributo al soddisfacimento delle richieste idriche in sistemi chesoffrono di scarsità delle fonti.In questi casi diventano essenziali le modalità di regolazione degli invasi/svasi che dovrebberopoter usufruire di sofisticati programmi di telecomando telecontrollo in grado di tener conto intempo reale di diversificati fattori come ad esempio le previsioni di consumo e di piovosità, lasituazione effettiva dell’invaso ecc. Si tratta quindi di programmi di regolazione molto importantima di caratteristiche complesse che esulano dalla competenza di chi scrive.Rilevata l’importanza che assume la presenza di grandi capacità di invaso sia in prossimità dellefonti e sia se dislocate in altre posizioni strategiche della rete di adduzione o di quella didistribuzione, restano da definire altre caratteristiche fondamentali assieme alle reali possibilità diloro attuazione pratica.Innanzitutto si afferma qui che, prendendo per buoni i principi che vengono ripetutamente sostenutiin questo lavoro, tutti i serbatoi degli acquedotti, a meno di casi del tutto particolari, sonoserbatoi del tipo “a terra” essendo da evitare quelli “in quota” cioè posti allo stesso livello dellalinea piezometrica per le ragioni già esposte. Alle citate motivazioni prettamente acquedottistiche siaggiunge che i serbatoi a terra offrono l’ulteriore vantaggio della economicità e della facilitàcostruttiva che contraddistinguono positivamente tutte le opere di questo tipo essendo ben noti iproblemi e gli elevati costi di quelle aeree.
  4. 4. Fatte queste non trascurabili premesse, si passa ad elencare ulteriori elementi che formano una parteintegrante dei serbatoi in oggetto.Le modalità costruttive più utilizzate si basano su strutture in cemento armato sia di tiponormale e sia precompresso. In questi ultimi anni si sono costruiti serbatoi circolari di notevolidimensioni (200000 e 300000 mc di invaso utile) adottando tecniche di precompressione delcemento armato consistenti nella fasciatura esterna con gli speciali cordini in acciaio.Quello che si vuole raccomandare é l’attenzione al sottosuolo in quanto costituisce il posto ideale equindi da privilegiare nell’ubicazione dei serbatoi d’acqua potabile presentando i seguentivantaggiosi requisiti: nessuna occupazione di suolo prezioso; ottima conservazione dell’acqua al fresco ed al riparo dai raggi del sole; possibilità di realizzare invasi enormi che sarebbe estremamente difficile costruire insuperficie.SERBATOI DI ALBY (TO) E DI NAPOLIDUE ESEMPI DI INVASI SOTTERRANEI IN GALLERIADi contro presentano il problema della evacuazione di un notevole quantitativo di materiale dirisulta dagli scavi, problema che può essere risolto ricavando i serbatoi sotterranei in territori chediano materiali di risulta utili per l’edilizia ad esempio quando costituiscono ne più ne meno chedelle cave di buon inerte da costruzione, di ghiaie o sabbie da riporto. (”IL SOTTOSUOLO COMEVALIDA RISORSA“).Un bell’esempio di grande serbatoio sotterraneo è visibile nell’articolo “UNMAXISERBATOIO SOTTERRANEO PER VINCERE LA GRANDE SETE DELL’ISOLAD’ELBA“.
  5. 5. Serbatoio AdduttoreLe particolari condizioni ambientali di questa isola, che del resto possono benissimo ripetersi anchealtrove consigliando di considerare con favore l’esempio qui descritto, hanno portato alla scelta diuna tipologia di serbatoio del tutto particolare e precisamente una galleria scavata in roccia erivestita in calcestruzzo ed in realtà del tutto simile ai tunnel stradali che nel caso in esame poneprepotentemente in risalto il grande vantaggio, non ottenibile in qualunque altro tipo di serbatoio, dicostituire un manufatto a sezione trasversale relativamente piccola ma con una notevolissimaestensione longitudinale che gli conferisce l’enorme beneficio di poter raggiungere e raccoglierefonti anche molto distanti tra di loro con notevole incremento dei volumi d’acqua captata.Serbatoio IdropneumaticoIn determinati casi di tubazioni a percorso pianeggiante, esiste la possibilità di accumulo sotterraneomodificando, in sede di progetto, la funzione delle condotte di adduzione aumentandone il diametroe rendendole atte ad una duplice funzione di accumulo di importanti volumi idrici econtemporaneamente al trasporto delle portate con le modeste perdite di carico che sono unacaratteristica precipua delle tubazioni di grande diametro. (“IL SERBATOIO ADDUTTORE”).La trattazione dei serbatoi di compensazione giornaliera non può terminare senza un accenno adun’opera poco utilizzata ma che offre interessanti proprietà in campo acquedottistico: il serbatoioidropneumatico.
  6. 6. Si tratta di un contenitore di grande dimensioni che accumula nella parte inferiore acqua potabile edin quella superiore aria compressa atta a consentire che il serbatoio esplichi la sua funzione congrande elasticità potendo immettere o ricevere acqua dalla rete anche al variare della pressione difunzionamento (”IL SERBATOIO IDROPNEUMATICO”).Per questa sua interessante prerogativa il serbatoio idropneumatico potrebbe sostituire ilserbatoio pensile del quale sarebbe in grado di eseguire la funzione nettamente positiva di poterimmettere rilevanti portate istantanee direttamente in rete ma con un notevolissimo vantaggioinerente la pressioni che può essere regolata in tempo reale in funzione delle necessità effettive delmomento.Alcuni interessanti impieghi del serbatoio idropneumatico sono illustrati nell’articolo “LA RETEACQUEDOTTISTICA INTEGRATA NEL TERRITORIO”.Per finire la trattazione dei serbatoi resta da indicare che, a seguito della grande variabilità dellecondizioni di funzionamento degli acquedotti, sussiste la possibilità di sfruttamento a scopiidroelettrici di tutti i volumi in eccesso rispetto al fabbisogno durante i periodi di scarsoconsumo dell’utenza.Alcuni esempi saranno descritti nella pagina ”RETE DI DISTRIBUZIONE”.

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