Programma PeloLibero 

Calcolo del regime stazionario  di una rete idrica a pelo libero

In particolare, definita la rete, il programma calcola le portate e le profondità dell’acqua in tutti i suoi punti.

Elementi costituenti la rete
Gli elementi costituenti la rete sono:

• nodi,
• ingressi,
• uscite,
• rami,
• stramazzi a cresta stretta,
• sbarramenti e stramazzi a cresta larga,
• sollevamenti,
• salti idraulici.

• la relazione di Darcy-Weisbach-Colebrook,
• la relazione di Manning,
• la relazione di Ganguillet-Kutter,
• la relazione di Bazin,
• la relazione di Powell.

Le sezioni dei rami possono essere di tipo predefinito (rettangolari, trapezoidali, ovoidali ...), oppure essere definite dall'utente.

La presenza degli stramazzi e degli sbarramenti comporta che la profondità dell'acqua lungo i rami non sia costante (moto permanente non uniforme).
Il programma ne tiene conto e calcola le variazioni di quota del pelo libero dovute ai rigurgiti.
Viene inoltre calcolata la velocità critica nei vari rami e si segnala il tipo di flusso (subcritico o supercritico).

La rete va dimensionata in funzione delle precipitazioni di maggiore intensità e durata. 
Il programma consente di calcolare le curve di possibilità pluviometriche (durata ed intensità massima delle piogge in funzione del tempo di ritorno) utilizzando la distribuzione di Gumbel.

Per progettare correttamente una rete fognaria occorre tenere conto, anche se in maniera semplificata, della sua dinamica.
Il programma calcola la durata critica della pioggia per i vari rami utilizzando il metodo dell'invaso. 

Il programma e' strutturato in modo tale da calcolare il regime stazionario di reti comunque magliate
Se più elementi (rami, stramazzi .. ) hanno origine dallo stesso nodo il programma calcola automaticamente come si ripartisce l'acqua (in funzione degli elementi stessi e del resto della rete). 

Algoritmo di calcolo
L'utilizzo della metodologia delle matrici sparse consente di calcolare in modo rapido il regime stazionario di reti anche molto estese.

Verifica della topologia e del funzionamento della rete
Prima di procedere ai calcoli si verifica che la rete sia stata definita in modo topologicamente corretto. 
Il programma segnala inoltre le eventuali incongruenze nel funzionamento della rete.

• come programma a sé stante,
• collegato ad un sistema cartografico.

In questo secondo caso il programma si limita a calcolare il regime stazionario della rete e passare i risultati al sistema cartografico (secondo la metodologia archi e nodi). 

Segnaliamo le società che utilizzano il programma Idro nei sistemi cartografici che commercializzano:

Nella versione completa i limiti sono:

• numero massimo nodi  10000,
• numero massimo rami  10000,
• numero massimo stramazzi      200,
• numero massimo sbarramenti   200,
• numero massimo sollevamenti   200,
• numero massimo salti di fondo  200,
• numero massimo uscite             200,

Nella versione ridotta il numero massimo dei nodi è 400.

Calcolo del regime stazionario di una rete idrica a pelo libero
(fognature e canali)

• descrive in modo dettagliato le equazioni che descrivono il regime stazionario di una rete idrica a pelo libero,
• descrive come calcolare i carichi massimi in funzione del tempo di ritorno (distribuzione di Gumbel),
• riporta alcune delle metodologie utilizzate per il calcolo della durata critica della pioggia,
• spiega gli algoritmi di calcolo utilizzati,
• mostra l'utilizzo del programma.

Riportiamo qui di seguito l'indice dei capitoli

    1. SOMMARIO

    2. GRANDEZZE FISICHE E LORO UNITA’ DI MISURA
       2.1  Densità
       2.2  Peso specifico
       2.3  Pressione
       2.4  Portate ponderali e portate volumetriche
       2.5  Viscosità
       2.6  Comprimibilità

    3. SCHEMATIZZAZIONE DELLA RETE
       3.1 Tipologia delle reti
       3.2  Schema delle reti 
       3.3  Nodi
       3.4  Ingressi
       3.5  Uscite 
       3.6  Rami
             3.6.1  Pressione idrostatica
             3.6.2  Carico di pressione
             3.6.3  Raggio idraulico
             3.6.4  Moto laminare e moto turbolento
             3.6.5  Numero di Reynolds 
             3.6.6  Tipi di moto 
             3.6.7  Teorema di Bernulli      
             3.6.8  Moto permanente e uniforme
             3.6.9  Velocità di propagazione delle piccole perturbazioni
           3.6.10  Moto subcriticocritico e supercritico
           3.6.11  Moto permanente non uniforme
           3.6.12  Profilo di una corrente lenta ritardata
           3.6.13  Velocità minima e massima ammissibili
           3.6.14  Congiungimento fra due rami
           3.6.15  Rugosità
       3.7  Stramazzi
             3.7.1  Stramazzi a cresta stretta a contorno aperto
             3.7.2  Stramazzi a cresta stretta a contorno chiuso
       3.8  Sbarramenti e stramazzi a cresta larga       
       3.9  Sollevamenti
     3.10  Salti di fondo 
           3.10.1  Salti con piccolo dislivello
           3.10.2  Salti con grande dislivello
      3.11 Elementi aventi lo stesso nodo di origine      

    4. PREVISIONE DEI CARICHI MASSIMI
       4.1  Acque derivate da usi civili
       4.2  Acque derivate da usi industriali
       4.3  Acque di falda
       4.4  Acque di pioggia
             4.4.1  Curve di possibilità pluviometriche
             4.4.2  Distribuzione di Gumbel
             4.4.3  Afflusso meteorico netto
             4.4.4  Acque al colmo
        4.5 Calcolo delle portate massime pluviali
             4.5.1  Metodo dell'invaso
             4.5.2  Metodo Paladini-Fantoli

    5. ALGORITMI DI CALCOLO
       5.1  Metodo di risoluzione Newton-Rampson
       5.2  Solutore del sistema linearizzato
       5.3  Schema di flusso
       5.4  Sistema di equazioni
             5.4.1  Bilanci di materia ai nodi
             5.4.2  Portate delle immissioni
             5.4.3  Uscite con portata imposta
             5.4.4  Rami
             5.4.5  Stramazzi a cresta stretta, sbarramenti e stramazzi a cresta larga 
             5.5.6  Tiranti all’inizio dei rami 
             5.4.7  Rami e stramazzi aventi la stessa origine      
             5.4.8  Equazioni aggiuntive
       5.5  Matrici sparse

    6. MANUALE UTENTE
       6.1  Caricamento del programma
       6.2  Dimensioni massime della rete
       6.3  Utilizzo del programma
       6.4  Considerazioni sulla progettazione della rete
       6.5  Impostazione dei numeri
       6.6  Test
       6.7  Elenco delle videate
             6.7.1  Menù principale
             6.7.2  Impostazioni
             6.7.3  File  
             6.7.4  Distribuzione di Gumbel
             6.7.5  Parametri e formule
             6.7.6  Descrizione della rete
             6.7.7  Calcolo
             6.7.8  Risultati
             6.7.9  Stampe
       6.8  Esempio di calcolo

    7. COLLEGAMENTO AD UN SISTEMA CARTOGRAFICO
       7.1  Chiamata del programma
       7.2  Struttura dei dati  in ingresso ed in uscita
             7.2.1  Memorizzazione dei dati tramite data base
             7.2.2  Memorizzazione dei dati tramite file

    8. APPENDICE
       8.1  Normativa
       8.2  Richiami di statistica
       8.3  Fattori di conversione fra unità di misura

    9. SIMBOLI UTILIZZATI

   10.BIBLIOGRAFIA

Versione ridotta.
Prezzo del programma + libro -  euro 300 + IVA e 7 euro per spese postali (tot. 367 euro)

Solo libro
Prezzo del  volume -  euro 40 + IVA e 7 euro per spese postali (tot. 55 euro).
Prezzo del  libro in formato word -  euro 20 + IVA  (tot. 24 euro)

Manuale di utilizzo del programma PeloLibero
(file word "zippato" 1.4Mb)