SOMMARIO. 1. INTRODUZIONE Il progetto in sintesi DESCRIZIONE DELLE OPERE Opera di presa...3

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2 SOMMARIO 1. INTRODUZIONE Il progetto in sintesi DESCRIZIONE DELLE OPERE Opera di presa Dimensionamento delle soglie di presa e rilascio Cantierizzazione Condotta forzata Calcolo delle perdite di carico Cantierizzazione Centrale e restituzione Componentistica elettromeccanica

3 1. INTRODUZIONE L'impianto idroelettrico in progetto prevede la realizzazione di alcuni interventi (opere di presa, centrale e canale di scarico) ricadenti in aree classificate "Ee" dalla carta dei dissesti PAI (si veda la planimetria di sovrapposizione in allegato). Per tale motivo è stato redatto il necessario Studio di Compatibilità idraulica del quale la presente relazione è parte integrante. 1.1 Il progetto in sintesi Il progetto prevede la realizzazione di un impianto idroelettrico con opera di presa sul t. Mongia a quota m s.l.m. circa in Comune di Viola. Per l'opera di presa si realizza una traversa alta circa 1 m rispetto al fondo alveo, su cui vengono inserite le soglie di presa e di rilascio; poco a valle della presa, sulla sinistra idrografica, viene realizzata una vasca di sedimentazione e carico in posizione totalmente interrata, da cui parte una condotta forzata di 45 cm diametro che raggiunge, con uno sviluppo di circa m, la centrale posta in una zona pianeggiante in sponda sinistra. L'impianto in progetto prevede la derivazione di una portata massima di 0,300 m³/s dal t. Mongia a quota m s.l.m. con restituzione a quota 705 m s.l.m nel medesimo corpo idrico. Il salto complessivo utilizzato dall'impianto, considerato il livello nella vasca di carico (1.079,84 m s.l.m.) e la quota del pelo libero alla restituzione (708,52 m s.l.m.), è di 371,32 m. L'opera può essere definita un impianto idroelettrico ad acqua fluente, in quanto l'acqua viene prelevata dal torrente Mongia mediante opera di presa con capacità di accumulo irrilevante ai fini della regolazione. La portata media derivata in condizioni di anno medio vale 0,082 m³/s; la potenza nominale dell'impianto è pari a P nom = 300 kw, mentre quella installata vale 914 kw. 2

4 2. DESCRIZIONE DELLE OPERE Di seguito si riportano le caratteristiche principali delle opere in progetto. 2.1 Opera di presa La sezione individuata per la realizzazione dell'opera di presa è a quota m s.l.m., poco a valle di un'immissione di un rio in destra. L'intervento propone di realizzare un'opera di presa a trappola, attraverso la griglia Coanda. Nell'alveo del torrente verrà costruita una traversa in calcestruzzo armato, con la funzione di creare un profilo di sfioro regolare e stabile nel tempo, rivestita in pietrame nelle parti più visibili composta da una soglia di derivazione, larga 4 m, da una soglia ribassata per il rilascio del DMV modulato e da una paratoia sghiaiatrice. Il dimensionamento delle due soglie è stato studiato in maniera tale che sia consentito, al variare della portata naturale, un corretto ed automatico rilascio del DMV con modulazione. La traversa si compone, a partire dalla sponda destra di: Paratoia sghiaiatrice; Soglia per il rilascio del DMV base e modulato a stramazzo Bazin; Soglia di derivazione con griglie di presa; Soglia fissa. Nel tratto interessato dai lavori, in sponda sinistra, sono previste delle sistemazioni spondali che garantiscano la stabilità delle sponde anche in presenza di livelli di piena variati. In sponda destra è presente una parete con forte pendenza in roccia e dunque non sono previsti interventi. Data la presenza di numerosi salti naturali nei pressi dell'opera di presa, superiori a 1,5 m, non è prevista la realizzazione della scala di rimonta per la fauna ittica. A valle della soglia di rilascio del DMV saranno comunque posizionati alcuni massi disposti in modo tale da creare alcuni piccoli bacini. La derivazione della portata sarà effettuata tramite una griglia di derivazione statica autopulente che sfrutta l'effetto il cosiddetto effetto coanda, in modo da 3

5 evitare l'installazione dello sgrigliatore nella vasca di carico, vista la lontananza della linea elettrica esistente. Fig. 2.1: Schema di griglia di derivazione sfruttante l'effetto Coanda La quota della soglia di presa è 1.081,20 m s.l.m. mentre la soglia per il rilascio del DMV è posta a 1.081,02 m s.l.m. L'acqua filtrata dalle griglie di derivazione ricade in un canale rettangolare sottostante in calcestruzzo, di circa 1 m di larghezza, da cui è convogliata con una pendenza dello 0,1% nella vasca di sedimentazione, con un percorso di circa 12 m. La vasca di sedimentazione è dotata di scarico di fondo tramite paratoia piana a movimentazione manuale, e sfioratore laterale di troppo pieno (stramazzo a larga soglia). Immediatamente a valle, separata da un setto in calcestruzzo, è posizionata la camera di carico dimensionata in maniera da evitare trascinamento di aria 4

6 all'interno della condotta forzata ed abbattere le perdite di carico all'imbocco. La vasca di sedimentazione e carico sono totalmente interrate ed accessibili tramite una botola amovibile in acciaio posta sulla soletta. Il livello di funzionamento normale nella vasca di carico è 1.079,84 m s.l.m. Tutte le parti fuori terra dell'opera di presa verranno rivestite in pietre naturali Dimensionamento delle soglie di presa e rilascio Il dimensionamento delle soglie di presa e di rilascio è stato effettuato in maniera tale che il rilascio del DMV base come di quello modulato avvenga in modo del tutto automatico al variare della portata naturale del torrente e delle conseguenti variazioni del livello. Lo schema delle soglie di presa e rilascio è quindi il seguente: soglia di presa a quota 1.081,20 m s.l.m. lunga 4,0 m che consente di derivare la massima portata di funzionamento dell'impianto (0,300 m³/s) con una battente di 12,5 cm (calcolato come stramazzo a larga soglia); soglia di rilascio a stramazzo Bazin, larga 0,30 m e posta alla quota di 1.081,02 m s.l.m., che consente di rilasciare una portata variabile da 0,05 a 0,114 m³/s (calcolato come stramazzo Bazin con coefficiente di deflusso variabile tra 0,475 e 0,499 in funzione dell'altezza d'acqua a monte) Cantierizzazione Per la costruzione dell'opera di presa verrà realizzato un accesso all'alveo sul tracciato della condotta forzata, prolungando di un centinaio di metri la pista forestale esistente. Per la realizzazione della traversa è prevista la rimozione del materiale sciolto presente in alveo, in maniera da scoprire il substrato roccioso che sarà il piano d'appoggio delle fondazioni dell'opera. Per minimizzare il problema del trasporto solido dovuto al sommovimento dell alveo, sarà opportuno far sì che l acqua fluente da monte passi a fianco della zona di alveo interessata dai lavori, in modo da ridurre, quanto più possibile, il quantitativo d acqua che, scorrendovi attraverso, porta in 5

7 sospensione il materiale fine. A questo seguirà la casseratura e il getto delle opere in c.a. I lavori dovranno essere eseguiti in condizioni di portata scarsa e la portata del corso d'acqua verrà deviata interamente nella porzione di sezione in cui è prevista la realizzazione della paratoia sghiaiatrice. Dovrà essere evitato nel modo più assoluto che il calcestruzzo impiegato nei getti venga a contatto con l acqua prima di essere perfettamente solidificato, a causa delle caratteristiche di elevata alcalinità che risultano estremamente tossiche per gli organismi acquatici. Realizzata la traversa, unica parte dell'opera di presa direttamente a contatto con la portata del corso d'acqua, si procederà alla realizzazione del canale di adduzione e della vasca di sedimentazione e carico, localizzate in sinistra orografica su un terreno pianeggiante. I fronti di scavo saranno mantenuti aperti per lo stretto tempo necessario alla realizzazione delle opere. 2.2 Condotta forzata Dalla vasca di carico parte una condotta forzata in acciaio del diametro di 0,45 m e di m di lunghezza (in pianta). Il tracciato, a partire dalla vasca di carico, si sviluppa interamente su terreni in sponda sinistra e sfrutta il più possibile la viabilità esistente; a partire dalla vasca di sedimentazione e carico la condotta forzata interessa: 100 m su terreni boscati con versanti con forte inclinazione; 255 m su pista forestale esistente, che attualmente versa in cattive condizioni; 145 m su sentiero; 740 m su pista forestale esistente, attualmente in buone condizioni; 355 m a fianco della strada comunale asfaltata; 265 m su prati, a fianco della linea elettrica esistente; 550 m su pista forestale esistente, attualmente in discrete condizioni; 440 m su prati, castagneti e boschi. 6

8 Dopo i primi 100 m su terreni boscati, la condotta perdendo quota raggiunge una strada forestale che viene seguita per circa 255 m, di cui il primo tratto in salita, fino ad un attraversamento di un piccolo impluvio laterale. Attraversato questo con un guado la condotta viene fatta passare, sempre in posizione interrata, sotto un sentiero di larghezza variabile da 0,4 a 0,8 m fino al raggiungimento di una seconda strada forestale sterrata. A questo punto, con un percorso pressochè pianeggiante, si raggiunge la Frazione S. Caterina. In questo tratto la condotta attraversa il Rio Crivella tramite un guado: la condotta verrà interrata di 0,80 m al di sotto del fondo alveo attuale e verrà protetta con un cordolo in calcestruzzo armato lungo 8,0 m. Dalla Frazione S. Caterina la condotta viene interrata a fianco della strada asfaltata sul lato di monte della carreggiata, effettuando il ripristino della cunetta di raccolta dell'acqua piovana; dopo un percorso di circa 350 m la condotta attraversa la strada e seguendo la linea di massima pendenza raggiunge una strada sterrata che segue per circa 500 m. Giunta ad una quota di 832 m s.l.m. circa la condotta devia verso destra e raggiunge il sito di centrale attraverso prati e brevi tratti di bosco. Nei terreni più pianeggianti e al di sotto delle piste forestali esistenti la sezione tipo di posa prevede l'interramento della tubazione con 1,00 m di ricoprimento sulla parete superiore e la posa su di un letto di materiale fine di 10 cm di spessore. La sezione di scavo è rettangolare, con base di 0,95 m e profondità 1,55 m. Nei tratti in cui la condotta attraversa versanti acclivi, vale a dire da poche decine di metri a valle della vasca di sedimentazione fino alla pista forestale esistente e il tratto su sentiero esistente, lo scavo è ridotto al minimo in modo da inserire solo una parte della condotta forzata, con profondità di scavo che varia a seconda del tipo di terreno o roccia attraversato. Per il mascheramento della condotta si sistemano a valle dei pali in acciaio, infissi nel terreno o nella roccia con sistemi tipo DYWIDAG e PALOVIT (rispettivamente se si tratta di roccia o terreno), su cui vengono legati dei tronchi in orizzontale in modo da creare un sostegno su cui si riporta del terreno con uno spessore minimo sopra la condotta di 30 cm. Tra i tronchi in legno, a distanza regolare, vengono in 7

9 seguito piantate delle talee e la parte soprastante, che fungerà da nuovo sentiero, viene inerbita. Infine nei tratti con condotta che segue la linea di massima pendenza lo scavo è a pareti verticali, in modo da contenere l'area e i volumi di terreno interessati; la larghezza è di 80 cm e la profondità di 1,35 m. Per la realizzazione degli scavi si utilizzerà un escavatore cingolato per i tratti pianeggianti, lungo le piste forestale e a fianco della strada asfaltata, mentre nelle restanti parti si opererà con un ragno meccanico di medio-piccole dimensioni Calcolo delle perdite di carico Le perdite di carico distribuite lungo la condotta, in condizioni di moto turbolento, sono state valutate mediante la formula di Colebrook che, esplicitata in modo da far comparire la perdita di carico a primo membro, risulta (con logaritmo in base decimale): dove: h = L 2 π gd 5 log 2 2Q 2 ε Dν D Q 7 / 8 h L Q D metri) ε perdita di carico (in metri) sviluppo della condotta (in metri) portata (in m³/s) diametro interno della condotta (in scabrezza assoluta (in metri) ν viscosità cinematica (in m²/s) Tali perdite sono ovviamente variabili in funzione della portata e della scabrezza delle pareti interne della condotta, che si modifica in senso peggiorativo con l andar del tempo, a causa delle variazioni dovute all'invecchiamento delle tubazioni e quindi all'aumento di scabrezza delle pareti 8

10 interne. Vengono calcolate pertanto tenendo conto di una loro parziale usura. I due parametri ε ed ν sono stati determinati come segue: il coefficiente di scabrezza ε = 0,4 mm; la viscosità cinematica è variabile in funzione della temperatura dell'acqua (vedi ASCE, Manuale 25). Ipotizzando una temperatura media di 10 C si può porre ν = 1.3 mm²/s. In queste condizioni il moto è sicuramente turbolento, essendo il numero di Reynolds Re , e le perdite di carico distribuite in condizioni di portata massima assommano pertanto a h = 22,66 m Cantierizzazione La posa della condotta comporta le seguenti fasi: Scavo da realizzarsi in terreno naturale sciolto, in roccia o nel sedime di sentieri o strade; Stesura di un letto di materiale fine di 10 cm di spessore; Posa della condotta; Ricoprimento; Ripristino Per evitare l infiltrazione di acque superficiali nello scavo di interramento della condotta lungo il tracciato, in particolare dove questo taglia i pendii come nel tratto immediatamente a valle dell'opera di presa e nel tratto in cui si utilizza il sentiero esistente, verranno realizzate opportune opere temporanee di regimazione delle acque ruscellanti, e la porzione superficiale del riporto sarà arricchita di materiale limoso e posta in opera con particolare attenzione al costipamento. Nel tratto dell'attraversamento del Rio Crivella verranno utilizzate tutte le attenzioni descritte per l'opera di presa, avendo cura di deviare l'acqua tramite delle savanelle nei punti non interessati dai lavori e dai getti. Al termine dei lavori verrà ripristinata la situazione attuale, con la realizzazione di un attraversamento cementato. 9

11 Fig. 2.2: Attraversamento del Rio Crivella della pista forestale esistente (vista da sponda destra). Al termine dei lavori verrà ripristinato l'attraversamento con le medesime caratteristiche. 2.3 Centrale e restituzione La centrale in progetto sarà ubicata in un terreno in sponda sinistra del torrente Mongia ad una quota di 710 m s.l.m. circa, in Comune di Viola e ad una distanza minima dal ciglio di sponda del corso d'acqua superiore a 10 m. Si tratta di è un fabbricato costituito da 2 volumi accostati. Nel volume principale troveranno posto al piano inferiore, interrato, i due gruppi turbina-generatore, e al piano superiore i quadri di controllo e i trasformatori; le dimensioni esterne sono di 11,60 6,80 m in pianta e 6,40 m di altezza. Il secondo edificio, tutto fuori terra, è costituito da due locali separati da un muro in calcestruzzo armato in cui verranno ospitati il locale contatori e il locale ENEL. I due locali avranno ciascuno il proprio accesso dall'esterno. Questi locali sono progettati secondo le indicazioni dell'enel. Le dimensioni esterne sono di 6,20 3,60 m in pianta e altezza di 3,55 m. La costruzione è un edificio con mura portanti in calcestruzzo armato. Questa tipologia costruttiva consente un ottimo abbattimento delle emissioni sonore, una buona dissipazione del calore e una notevole rapidità realizzativa. È prevista la realizzazione di un tetto a due falde con colmo parallelo alla 10

12 direzione di massima estensione del fabbricato, struttura lignea e copertura in coppi. Le pareti dell'edificio saranno in parte intonacate bianche, in parte in pietra locale a vista; gli infissi realizzati in legno (ad eccezione di quelli da realizzarsi secondo le modalità indicate dall'enel) e dotati di caratteristiche fonoisolanti. L'accesso al sito avviene tramite il ripristino di una pista forestale e il collegamento di questa alla strada asfaltata esistente che arriva alle abitazioni situate a circa 180 m di distanza dalla centrale in progetto. La posizione della centrale è stata verificata dal punto di vista idraulico risultando sicura nei confronti della piena con tempo di ritorno di 200 anni. La portata turbinata viene recapitata in una condotta interrata del diametro di 700 mm e pendenza del 2%, che la veicola nell'alveo del torrente Mongia qualche metro a monte della presa dell' Isola del Pescatore, ad una quota di 705 m s.l.m. circa Componentistica elettromeccanica È prevista l'istallazione di due turbine Pelton ad asse orizzontale, con portata massima di dimensionamento di 300 l/s. 11

13 ALLEGATO PLANIMETRIA IMPIANTO SU CARTOGRAFIA PAI

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