PondPack a PebbleCreek
B&R Engineering di Sun Lakes, AZ (USA) ha applicato PondPack con successo nella progettazione di un complesso sistema di scarichi, che include un'intricata rete di oltre 30 bacini. Questa azienda si occupa del lavoro di progettazione e sviluppo di nuove aree urbane per Robson Communities, una azienda che si occupa appunto dello sviluppo di grandi aree urbane in via di costruzione ("Planned Area Development" - 2.000 o più acri) in Arizona e Texas. Oltre a PondPack, viene utilizzata la suite completa di prodotti Haestad Methods per eseguire la progettazione idrologica e idraulica per lo sviluppo dei siti.
Mark A. Maloney è il Project Manager di B&R per il progetto PebbleCreek di Robson, un centro turistico attrezzato per anziani presso Goodyear, AZ, vicino a Phoenix. Maloney utilizza il software PondPack di Haestad Methods per eseguire la progettazione dei sistemi di raccolta e ritenzione necessari. B&R ha deciso di passare Bentley, "abbandonando" la precedente soluzione (costituita dal software HEC-1 di U.S. Army Corps of Engineers e da un altro pacchetto per idrologia disponibile sul mercato) a causa della complessità e la scarsa praticità del processo iterativo. PondPack ha attirato l'attenzione di Maloney grazie agli algoritmi di modellazione per bacini interconnessi, tecnicamente efficaci e completi. La prima volta che Maloney ha utilizzato PondPack, le sue parole sono state: "Questo è esattamente ciò che ci serve. Nessun altro software sul mercato è in grado di funzionare con la stessa facilità." La semplicità di utilizzo, le capacità di personalizzazione e le funzioni idrauliche avanzate di PondPack han no convinto il team di gestione di Maloney della grande qualità del prodotto.
Descrizione del progetto
La costruzione del progetto PebbleCreek avviene in tre fasi (vedere la fotografia aerea) e il completamento è previsto in 12 - 15 anni. Lo sviluppo completo include 6.200 abitazioni e un campo da golf con 54 buche.
Le canalette delle strade raccolgono dai vari lotti il deflusso superficiale, che viene quindi intercettato dalle aperture nei cordoli o dagli sbocchi di scarico per le acque piovane e indirizzato verso il campo da golf mediante appositi canali. Il campo da golf include bacini asciutti di ritenzione e laghetti di accumulo collegati tra loro da un sistema di canali di raccolta delle acque piovane, utilizzati sia per il convogliamento che per la raccolta del deflusso. I vari effetti di riflusso rappresentano aspetti di fondamentale importanza per la progettazione. "Abbiamo scoperto che PondPack è particolarmente efficace per la modellazione in questo tipo di situazione" ha detto Maloney.
Per mantenere una elevata qualità idrica (ossia, per ridurre al minimo il ristagno dell'acqua), una stazione di pompaggio esegue il ricircolo dell'acqua dal bacino di ritenzione più a valle fino al laghetto più a monte, che viene inoltre alimentato con acqua fresca. Per ottemperare alle norme sulla qualità delle acque, in vari punti del sistema viene immessa anche acqua di scarico trattata.
Requisiti del progetto
La Città di Goodyear richiede che il progetto in fase di sviluppo sia in grado di sostenere autonomamente eventi di pioggia con tempo di ritorno da 6 ore a 100 anni. Le strade più piccole devono convogliare la portata degli eventi con tempo di ritorno di 5 anni senza oltrepassare l'altezza dei cordoli; gli eventi con tempo di ritorno di 50 anni devono essere invece convogliati nell'ambito della sede stradale. Strade interquartiere e arterie devono convogliare, rispettivamente, gli eventi con tempo di ritorno di 10 e 100 anni senza sfioramento del livello dei cordoli. Un altro aspetto da prendere in considerazione per la progettazione è rappresentato dalla necessità di comparare i risultati di PondPack con quelli di HEC-1 (analizzati nel Master Drainage Study 1997). Secondo Maloney, il confronto tra questi due studi ha portato "risultati sorprendentemente simili".
Approccio di modellazione
Gli idrogrammi di deflusso per il progetto sono stati generati utilizzando il metodo SCS. Il progetto consiste in tre tipi di aree di drenaggio: zone residenziali (CN = 89), campo da golf (CN = 67) e carreggiate/sedi stradali (CN = 94). Le singole aree di drenaggio sono relativamente piccole, con un tempo di concentrazione minimo pari a 10 minuti.
Tutti i bacini inseriti in una rete estremamente pianeggiante utilizzano l'opzione ICPM (modellazione bacini interconnessi) di PondPack per tener conto dei vari effetti di riflusso. Gli organi di scarico superficiali dei bacini asciutti di raccolta/ritenzione sono modellati con sfioratori laterali e strutture a grata; i laghetti impiegano sfioratori a pozzo. Nei punti critici e in corrispondenza del bacino di ritenzione più a valle, sono fornite strutture di overflow di emergenza.
In corrispondenza dei flussi di picco, che sono i flussi principali in termini di progettazione, le portate provenienti dai bacini sono solitamente laminate dai canali di raccolta delle acque piovane e non dalle strutture di scarico iniziali. Perciò, è importante che i canali di raccolta siano rappresentati come parte del sistema interconnesso. Nella pratica, ciò è reso possibile dalla modellazione di condotte fognarie come strutture di scarico di tipo tombino scatolare in PondPack. I pozzetti, situati nei punti in cui i canali di raccolta cambiano direzione o pendenza, sono modellati come bacini utilizzando il metodo area-quota ma non permettono l'accumulo di acqua. PondPack calcola il valore HGL in corrispondenza di questi punti critici per determinare l'eventuale presenza di allagamenti. I bacini vengono utilizzati anche per modellare l'intercettazione del flusso stradale in posizioni di concavità (situazioni di flusso ripartito), dal momento che non esiste alcun flusso di bypass e che può non avvenire alc
un accumulo. La parte superiore del bacino è in correlazione con la parte superiore del cordolo da 6 pollici; la struttura di scarico è l'apertura del cordolo.
La percolazione nei bacini asciutti di ritenzione viene gestita utilizzando il metodo a tasso di infiltrazione medio di PondPack, che prevede l'applicazione, per ogni intervallo temporale, di un tasso di infiltrazione medio al di sopra dell'area della superficie idrica. La modellazione della percolazione nei laghetti è leggermente più complessa, poiché l'altezza dell'acqua nei laghetti stessi è al di sotto della normale superficie idrica. La percolazione si verifica solo sulle pendenze laterali al di sopra di tale quota. Per modellare questa situazione, viene creato un bacino artificiale nell'ambito del modello, per accettare il flusso di infiltrazione. Il tasso di infiltrazione viene definito realizzando una struttura di scarico dal laghetto con una tabella di classificazione definita dall'utente corrispondente ai flussi di infiltrazione.
Mark A. Maloney è un utente avanzato di PondPack, in grado non solo di "sfruttare" al massimo tutte le funzionalità e capacità del software, ma anche di andare oltre sviluppando nuovi approcci creativi per gestire le situazioni più inusuali. Infatti, egli è riuscito ad utilizzare il .NET Framework di PondPack per generare report personalizzati utilizzando Visual Basic.