PIANO DI GESTIONE DELLE ACQUE

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1 PROVINCIA DI FIRENZE COMUNE DI CALENZANO PROGETTO DEFINITIVO PER LA COLTIVAZIONE ED IL RECUPERO DEL SITO ESTRATTIVO UBICATO IN LOCALITÀ POGGIO ALLE MACINE PIANO DI GESTIONE DELLE ACQUE Il Proponente: CONSORZIO ESTRATTIVO LA CASSIANA Progetto: Sancilia S.r.l. Gruppo di Lavoro Vittorio D'Oriano Geologo Marco Folini Geologo-Geotecnico Gianluca Capecchi Dottore Forestale Tommaso Cantini Ingegnere Firenze, marzo 01 Gli elaborati di progetto sono documenti della prestazione professionale: non possono essere copiati, riprodotti o utilizzati in altri progetti, né in sviluppi di questo progetto senza il consenso scritto dei professionisti incaricati

2 INDICE PREMESSA ANALISI IDROLOGICA CENNI DI IDROLOGIA ANALISI DEL REGIME PLUVIOMETRICO CARATTERISTICHE GEOMORFOLOGICHE DEL BACINO METODOLOGIE DI CALCOLO DELLA PORTATA DI PROGETTO METODO CINEMATICO CALCOLO DELLA MASSIMA PORTATA ANALISI IDRAULICA AMD... 9

3 PREMESSA Al fine di limitare il volume di acque dilavanti il versante di lavorazione verranno realizzati dei fossi di guardia che permetteranno fra l altro di intercettare le acque non contaminate e portarle direttamente verso il fosso recettore che si sviluppa lungo il lato occidentale della cava. Verranno pertanto realizzati fossi di guardia, uno a monte della fase preliminare, uno a monte della fase 1 e uno a monte del piazzale di lavorazione. Tali canalizzazioni permetteranno di intercettare le acque esterne alla zona di scavo ed immetterle direttamente nel fosso adiacente l area. In questo modo si otterrà lo scopo di diminuire in modo significativo la quantità d acqua dilavante i fronti di scavo e quindi il dilavamento stesso del materiale. I fossi di guardia saranno realizzati in sterro, di forma trapezia, con misure adeguate e specificate di seguito rispetto alle portate previste. Si rimanda alla planimetrie stato di progetto delle varie fasi di coltivazione per l individuazione degli stessi (Tav. XII, Tav XIII). 1 - ANALISI IDROLOGICA CENNI DI IDROLOGIA L idrologia studia il processo fisico di trasferimento della molecola H O nei processi naturali che si verificano nell atmosfera e sulla superficie terrestre. Questo tipo di studio si basa sull osservazione di tutti i parametri che fanno parte del ciclo idrologico e ne determina le correlazioni matematiche. La complessità della fenomenologia fisica che causa l evento meteorico e la peculiarità propria dei processi idrologici derivati non consentono un rigoroso approccio deterministico: è necessario quindi ricorrere a metodologie probabilistiche, basate sull osservazione dei parametri e sulla elaborazione statistica dei dati misurati. L idrologia risulta così in grado di fornire informazioni fondamentali per il controllo e la gestione del territorio, e di conseguenza per la salute e la sicurezza dell uomo. Alla base degli studi idrologici sta un accurata valutazione dei parametri climatici, meteorologici, e relativi alla crosta terrestre. La disponibilità di risorsa idrica di un area dipende dalla posizione che questa occupa rispetto al regime di circolazione delle masse di aria umida. La risorsa non si mantiene costante nel tempo, ma è variabile; il valore medio delle variabili idrologiche non cambia però nel tempo in modo consistente se la valutazione viene fatta in un arco di anni sufficientemente elevato. Si ottiene così una serie di parametri caratteristici del luogo il cui monitoraggio permette di individuare e prevedere eventuali variazioni dovute, ad esempio, ad interventi di natura antropica. Uno dei principali parametri dell idrologia è l altezza di pioggia. La letteratura tecnica indica il valore della precipitazione media annua italiana in 970 mm; essa è variabile da zona a zona con minimi in corrispondenza della Sardegna di circa 600 mm e massimi nelle regioni alpine con circa.000 mm. Insieme all altezza di pioggia attesa sono coinvolti altri parametri legati alle caratteristiche del suolo (uso del suolo, coefficiente di permeabilità, ecc..) e a quelle del corso d acqua (lunghezza dell asta, pendenza, area del bacino sotteso): tutti questi concorrono alla determinazione del bilancio idrologico che viene effettuato su un area di interesse relativa al corso d acqua di cui si intende valutare le condizioni di rischio idraulico. Sulla base delle quantificazioni idrologiche in termini di apporti meteorici e in funzione dei processi di trasferimento all interno del bacino è possibile stimare statisticamente il regime di portate dei corsi d acqua. L idrologia risulta quindi una disciplina essenziale per la valutazione

4 del rischio idraulico: l elaborazione dei dati raccolti e la stima dei parametri idrologici permettono infatti, mediante appropriati modelli matematici, di quantificare le portate di progetto, con le quali effettuare le verifiche idrauliche ed individuare gli interventi di risistemazione fluviale ANALISI DEL REGIME PLUVIOMETRICO Tale analisi si basa sull osservazione dei dati pluviometrici registrati negli anni e di quelli interpolati dove mancanti. Cartografie e tabelle specifiche sono fornite dall Istituto Idrografico e Mareografico Italiano, istituito nel 1917 per raccogliere e pubblicare in modo sistematico (anche se i rilevamenti non sono stati sempre continui) dati forniti da idrometri, pluviometri, pluvionivometri, ed apparecchi di misura di temperatura dell aria, di portate, di torbidità, di livelli di falde freatiche. Il Servizio Idrografico gestisce circa 1170 stazioni termometriche, 1780 pluviometriche e 1715 pluviografi, 750 idrometriche, 450 di misura di portata, 0 torbidometriche, 700 freatimetriche, oltre ad effettuare misure di pressione atmosferica, di umidità relativa, di velocità e direzione del vento e di insolazione. Esistono inoltre altri Enti ed organismi pubblici e privati che contribuiscono ad effettuare misure idrologiche solitamente per propri fini (Enel, Ministero Agricolture e Foreste, Aeronautica Militare, Istituto Idrografico della Marina, Cassa per il Mezzogiorno, Consorzi di Bonifica, Istituti Universitari, Amministrazioni locali, C.N.R.). Per quanto riguarda lo studio in esame si è preso in considerazione la stazione pluviometrica di Calenzano CARATTERISTICHE GEOMORFOLOGICHE DEL BACINO I fossi di guardia che verranno realizzati sono tre, pertanto i bacini analizzati risultano essere anch essi. Essendo l intera area soggetta a coltivazione, i vari bacini andranno a modificarsi nel tempo. A favore di sicurezza per il dimensionamento dei vari fossi di guardia abbiamo considerato i bacini nella loro condizione iniziale, che risulta quella di dimensione maggiore. DATI DEL BACINO FOSSO DI GUARDIA FASE PRELIMINARE Area 0.11 kmq quota massima 76 m s.l.m quota minima 96 m s.l.m lunghezza di corrivazione 480 m pendenza media 16,5 % DATI DEL BACINO FOSSO DI GUARDIA FASE 1 Area kmq quota massima 76 m s.l.m quota minima 64 m s.l.m lunghezza di corrivazione 115 m pendenza media 9 % DATI DEL BACINO FOSSO DI GUARDIA PIAZZALE Area kmq quota massima 96 m s.l.m quota minima 150 m s.l.m lunghezza di corrivazione 90 m pendenza media 50 % tab Dati geomorfologici dei bacini. 4

5 1.4 - METODOLOGIE DI CALCOLO DELLA PORTATA DI PROGETTO Il calcolo della portata di progetto è funzione di molte grandezze caratteristiche del bacino idrografico, e le stesse formule impiegate variano a seconda della situazione geomorfologica presente: adottando opportune espressioni matematiche ed impiegando appropriati parametri è possibile stimare il valore di massima portata attesa in una determinata sezione del corso d acqua in studio. A causa delle naturali incertezze insite nelle stime tecniche idrauliche è opportuno svolgere le operazioni di calcolo con diversi metodi, in modo da poter confrontare i risultati ottenuti e adoperare una scelta a favore di sicurezza. L analisi idrologica del bacino in questione si è basata sul metodo cinematico (o razionale) METODO CINEMATICO Il metodo cinematico, proposto da Turazza nel 1880, ed ampiamente utilizzato nella tradizionale prassi tecnica, è particolarmente adatto per bacini di estensione limitata e si basa sul fatto che la portata dipende dalle caratteristiche proprie del bacino sotteso e dall evento pluviometrico in relazione alla sua durata. S ipotizza che venga raggiunta la massima portata quando i contributi di tutto il bacino raggiungono la sezione in esame; il tempo necessario affinché questo avvenga è detto tempo di corrivazione o di ritardo. La valutazione della portata prevista allo sbocco viene calcolata utilizzando la seguente formula: Q = h m S C / (t c.6) m /s dove: h m = altezza media di pioggia in mm=h*k r K r = coefficiente di riduzione areale S = area del bacino idrografico in km C = coefficiente di deflusso t c = tempo di corrivazione in ore Tempo di corrivazione Il tempo di corrivazione è stato calcolato in minuti utilizzando diverse formule disponibili in letteratura (Giandotti, Turazza, Kirpich, Ventura, Tournon). Coefficiente di deflusso Il coefficiente di deflusso C è stato valutato ponderando la tipologia di uso del suolo e comunque assumendo valori cautelativamente sovrastimati. Uso del suolo Coefficiente di deflusso Aree completamente rivestite-pavimentate Zone urbane con fabbricazione densa Zone urbane con poche aree verdi Zone urbane con ampie aree verdi Aree coltivate Pascoli Parchi e boschi tab Valori dei coefficienti afflusso per vari tipi di uso del suolo Curve di probabilità pluviometrica Per la stima dell altezza di pioggia attesa h m lo studio si è sviluppato in ambito probabilistico con le curve di possibilità pluviometrica, che esprimono il legame tra l altezza di pioggia caduta in un punto e la sua durata t, solitamente nella forma semplificata: h = a t n 5

6 dove a ed n sono costanti per un certo tempo di ritorno T r. Per calcolare le curve di possibilità pluviometrica si utilizza la statistica dei valori massimi annuali delle piogge registrati dalle stazioni pluviografiche pubblicate negli Annali Idrologici. La serie dei suddetti valori relativi ad una certa durata può essere considerata un campione di una variabile casuale; trattandosi di valori massimi si verifica che la legge di Gumbel (distribuzione asintotica del valore massimo) interpreta bene le osservazioni campionarie. La distribuzione di Gumbel, che esprime la probabilità che la generica osservazione risulti minore od uguale ad un valore dato, ha l espressione: F x (x) = P(X x) = P(x) = exp (- exp ( - b (x u))) dove x rappresenta la variabile casuale coincidente con l altezza di pioggia massima per una certa durata h ed i parametri b ed u sono rispettivamente una misura della dispersione e della moda. La stima dei parametri può essere fatta con diversi metodi (momenti, minimi quadrati). Utilizzando l espressione di Gumbel si ottiene l altezza massima di pioggia attesa probabilisticamente raggiungibile in un certo periodo di anni. Risolvendo il sistema di equazioni sopra viste (F x (x) e T r (x)) si ricava l espressione dell altezza di pioggia in funzione del tempo di ritorno. Disponendo i valori di altezza e tempo di ritorno calcolati su un piano bilogaritmico (in ascissa la durata t ed in ordinata altezza e tempo di ritorno) si nota che i punti corrispondenti allo stesso valore del tempo di ritorno tendono a disporsi intorno ad una retta. Quindi ha senso una legge del tipo: h (t,t r ) = a t n detta curva di possibilità climatica di tempo di ritorno T r ed esprime per ogni durata t l altezza di pioggia che cade nel luogo considerato per un certo tempo di ritorno. L elaborazione statistica per il bacino oggetto in questione si è basata sui dati pluviometrici della stazione di Calenzano. Le tabelle che seguono mostrano dati e risultati dell elaborazione statistica. 10 min 15 min 0 min 0 min 60 min Anno h(mm) h(mm) h(mm) h(mm) h(mm) ,4 1, , ,8 1, , , ,8, , ,4, , ,4 0, , ,, , ,4 0, , , , 14 16,6 0, , 1, , ,5 9,5 1,4 0, ,6 16,4 0,4 6,6 6

7 ,4 14, ,4 1, 15,4 19,6 1994,8 7, , ,,4,4 6, , 14,6 16,8 5,8 1998, 4, 6 8, 004 1,4 0, 7, , 0, , 1,8 16, ,4 4, , , 0 6,4 tab Dati pluviometrici degli annali idrologici di Calenzano N M= Σh i /N 9,78 14,0 1,14 16,40,57 σ=σx /(N-1)) 0.5 4,7 4,17 5,00 7,9 7,95 α = 1.8/σ 0,0 0,1 0,6 0,17 0,16 β=m-0.577/α 7,86 1,15 9,89 1,08 18,99 tab Elaborazioni statistiche con il metodo di Gumbel T di ritorno 10 min 15 min 0 min 0 min 60 min 9,08 mm 1,4 mm 11, mm 15,19 mm 1,7 mm 5 1,85 mm 17,0 mm 15,74 mm 1,71 mm 8,9 mm 10 15,4 mm 19,47 mm 18,66 mm 6,0 mm,94 mm 0 17,74 mm 1,81 mm 1,46 mm 0,18 mm 7,9 mm 50 0,84 mm 4,84 mm 5,09 mm 5,54 mm 4,17 mm 100,16 mm 7,11 mm 7,81 mm 9,56 mm 47,49 mm 00 5,47 mm 9,7 mm 0,5 mm 4,57 mm 51,80 mm tab Altezze massime di pioggia per differenti durate e tempi di ritorno Le curve di possibilità pluviometrica, per eventi inferiori ad 1 ora, risultano quindi determinate dai seguenti parametri: T di ritorno a n 00 anni 9,441 0, anni 8,6001 0,44 50 anni 7,755 0,45 0 anni 6,654 0, anni 5,7504 0,479 5 anni 4,854 0,41 anni,444 0,498 tab Coefficienti della curva di probabilità pluviometrica. con h(t) = a t n e t espresso in minuti. Coefficiente di riduzione areale All altezza di pioggia calcolata tramite la curva di probabilità pluviometrica h(t) va applicato il coefficiente di riduzione k r delle altezze di pioggia per ottenere il valore h m di altezza media di pioggia distribuita su tutta la superficie del bacino sotteso. Il coefficiente di riduzione, anche detto di ragguaglio, esprime il rapporto tra la pioggia media sul bacino e quella misurata presso il centro di scroscio, punto di massima intensità dell area. Di norma vengono utilizzati valori variabili con la durata t della pioggia, inferiori all unità. Nel caso 7

8 in esame, in considerazione del fatto che non è possibile valutare correttamente tale parametro, a favore di sicurezza il coefficiente di riduzione areale è stato posto pari a CALCOLO DELLA MASSIMA PORTATA Il tempo di corrivazione è stato ottenuto come media tra il valore risultante dalla formula di Giandotti, Turazza Ventura, Tournon e Kirpich. Bacino del fosso di guardia Tc minuti Tc ore Fase preliminare 1 0, Fase 1 7 0,1 Piazzale 9 0,15 Il coefficiente di deflusso C è stato posto pari a 0,5. Con questi parametri la portata ventennale, ritenuta la portata di progetto, vale: Bacino del fosso di guardia Q 0 (m /s) Fase preliminare 1,46 Fase 1 0,5 Piazzale 1,05 - ANALISI IDRAULICA L analisi idraulica è stata svolta in regime di moto uniforme. Il coefficiente di Manning è stato posto uguale 0,05. Tale condizione è comunque cautelativa andando tale parametro ad influenzare la velocità stessa della corrente e perciò l area di deflusso. Per la velocità di progetto è stato posto il valore di 1 m/s, valutata coerente con le pendenze dei fossi che risultano pari a 1%, nel tratto meno pendente. Si riportano di seguito i parametri ed i calcoli effettuati per la stima delle portate di controllo smaltibili dai canali di progetto. Tutti i fossi di guardia avranno forma trapezia e inclinazione delle sponde 4 m/m. FOSSO DI GUARDIA RELATIVO ALLA FASE PRELIMINARE Q 1,46 mc/s Portata di picco in Tc per 0 anni P 1,00 % Stima della pendenza ammissibile V 1,00 m/s Stima della velocità del flusso ammissibile n 0,05 - Coef. di scabrezza di Manning Am 1,46 mq Area minima del canale d 1,0 m Profondità canale b 1, m Larghezza alla base del canale i 4 m/m Inclinazione sponde canale B 1,80 m Larghezza in testa del canale A 1,80 mq Area calcolata del canale Qc 1,80 mc/s Portata di controllo FOSSO DI GUARDIA RELATIVO ALLA FASE 1 Q 0,5 mc/s Portata di picco in Tc per 0 anni P 1,00 % Stima della pendenza ammissibile V 1,00 m/s Stima della velocità del flusso ammissibile 8

9 n 0,05 - Coef. di scabrezza di Manning Am 0,5 mq Area minima del canale d 0,50 m Profondità canale b 0,50 m Larghezza alla base del canale i 4 m/m Inclinazione sponde canale B 0,75 m Larghezza in testa del canale A 0,1 mq Area calcolata del canale Qc 0,1 mc/s Portata di controllo FOSSO DI GUARDIA RELATIVO AL PIAZZALE Q 1,05 mc/s Portata di picco in Tc per 0 anni P 1,00 % Stima della pendenza ammissibile V 1,00 m/s Stima della velocità del flusso ammissibile n 0,05 - Coef. di scabrezza di Manning Am 1,05 mq Area minima del canale d 1,00 m Profondità canale b 1,00 m Larghezza alla base del canale i 4 m/m Inclinazione sponde canale B 1,5 m Larghezza in testa del canale A 1,5 mq Area calcolata del canale Qc 1,5 mc/s Portata di controllo - AMD Per quanto riguarda invece la gestione delle acque meteoriche dilavanti i fronti di scavo (AMD), esse saranno trattate prima della loro immissione nel fosso limitrofo e nella depressione presente a fianco del piazzale di lavorazione. Le acque ricadenti sul versante in scavo verranno trattate in apposite vasche di sedimentazione, mentre per quelle ricadenti sul piazzale di lavorazione verrà installato anche un disoleatore a monte della vasca di sedimentazione principale, al fine di intercettare eventuali oli flottanti. Le acque saranno raccolte attraverso un sistema di canalizzazione disposte fra i gradoni e seguiranno i percorsi della viabilità per la coltivazione e successiva manutenzione del fronte e si immetteranno nelle vasche di sedimentazione. Tali canalette lungo il fronte di scavo saranno in sterro di dimensione 0 cm x 0 cm, anch esse dimensionate sulla portata ventennale, come i fossi di guardia. Per il dimensionamento delle vasche di prima pioggia si è fatto riferimento alle linee guida redatte da ARPA Emilia Romagna; come anche descritto sia nel testo della DPGR 46R/08 che nella Legge Regionale 0/006 vengono considerate acque di prima pioggia i primi 5 mm di acqua meteorica cascata nei primi 15 minuti. L intensità risulta quindi pari a 0,0056 l/s m. Come coefficiente di deflusso si è deciso di adottare un coefficiente di 0, come suggerito sia dalla LR 0/006 che dalle linee guida Arpa per le aree non impermeabili, mentre un coefficiente pari a 1 per le aree impermeabili, costituite dal piazzale di lavorazione. Come tempo di separazione del particolato si è scelto di adottare, come suggerito da ARPA, un periodo di decantazione di 0 minuti, per le vasche disposte sul versante, mentre un tempo pari a 45 per quelle relative al piazzale di lavorazione, dove sono presenti materiali maggiormente fini. Il quantitativo di sedimento, identificato attraverso il coefficiente Cf è stato posto uguale a 00, indicato da ARPA come il quantitativo massimo (elevato). Le vasche di sedimentazione sul versante saranno disposte ogni gradoni, ad eccezione di rari casi. Comunque per il loro dimensionamento si è considerata l area massima fra tutte le fasi. 9

10 Questo anche se comporta un sovradimensionamento delle varie vasche semplifica notevolmente la lavorazione in cantiere, andando a disporre una misura unica per tutte le vasche di sedimentazione. L unica vasca che si discosterà dalle altre sarà quella corrispondente alla fine della fase, che coincide con quella finale della fase preliminare e che quindi sarà fin da questa fase di dimensioni maggiori rispetto alle altre. Di seguito si riportano i dati sopra descritti: - S1: superficie massima esposta al dilavamento = 1,48 ha - S: superficie esposta al dilavamento relativa agli ultimi tre gradoni della fase =,6 ha - i: intensità di pioggia = 0,0056 l/s m - Cd: coefficiente di deflusso = 0, - ts: tempo di sedimentazione = 0 minuti - Cf: coefficiente quantità di sedimento elevato = 00 Attraverso questi dati è stato calcolato il volume di separazione e il volume di sedimentazione per le ipotesi. Ipotesi 1 vasca standard di sedimentazione Q = i S Cd = 0,0056 l / s m m 0, = 5l / ( ) ( ) s ( l / s) 0( min) 60 / ( l / s) 00/1000 7,5 VSEP = Q t s = 5 = m VSED = Q C f = 5 = m Ipotesi vasca relativa agli ultimi gradoni della fase, da realizzarsi a fine della fase preliminare, essendo coincidente Q = i S Cd = 0,0056 l / s m 600 m 0, = 44l / ( ) ( ) s ( l / s) 0( min) 60 / , ( l / s) 00/1000 1, VSEP = Q t s = 44 = m VSED = Q C f = 44 = m La somma del volume di separazione e del volume di sedimentazione ci fornisce la dimensione minima della vasca che risulta pari a 5,5 m per la prima ipotesi e 9,4 m per la seconda. Pertanto le vasche dell ipotesi 1 saranno di dimensioni 9x4x1,5 m (lunghezza x larghezza x profondità) ottenendo perciò un volume utile di sedimentazione pari a 54 m. Per la vasca dell ipotesi invece le dimensioni saranno 1x6x1,5 m (lunghezza x larghezza x profondità) con una volumetria totale pari a 108 m. Si ricorda come ad eccezione della fase preliminare, nella quale i mezzi dovranno ripercorrere parte dei gradoni riprofilati per portare il materiale estratto verso l impianto, fino al raggiungimento del penultimo gradone, per le altre fasi una volta realizzati i vari gradoni, quest ultimi verranno inerbiti e pertanto la produzione di materiale potenzialmente erodibile dalle acque ridotto notevolmente. Relativamente all area di piazzale, come riportato in relazione essa sarà pavimentata e in leggera contropendenza verso ovest in modo da convogliare le acque in un apposita canaletta. Sul versante si convoglieranno anche le acque ricadenti nel versante di destra rispetto al piazzale, le quali verranno anch esse considerate al fine del dimensionamento della portata. Tali acque prima di immettersi nella depressione presente a sinistra del piazzale passeranno attraverso un disoleatore e una vasca di decantazione per la sedimentazione finale. Al fine di dimensionare la vasca di sedimentazione sono stati utilizzati i seguenti parametri: 10

11 - S1: superficie relativa al piazzale = 1, ha - S: superficie esterna al piazzale ma le cui acque ricadono nell area di interesse: 1,07 ha - i: intensità di pioggia = 0,0056 l/s m - Cd1: coefficiente di deflusso per le aree impermeabili = 1 - Cd: coefficiente di deflusso per le aree permeabili = 0, - ts: tempo di sedimentazione = 45 minuti - Cf: coefficiente quantità di sedimento elevato = 00 Vasca area piazzale Q = i S Cd = 0,0056 l / s m ( ( ) 100( m ) 1) + ( 0,0056( l / s m ) 10700( m ) 0,) = 87l / s ( l / s) 45( min) 60 /1000 4,9 ( l / s) 00/1000 6,1 VSEP = Q t s = 87 = m VSED = Q C f = 69 = m Si è quindi deciso di progettare una vasca con dimensioni 18 x 10 x 1,5 m (lunghezza x larghezza x altezza). Tali dimensioni permettono un invaso pari rispettivamente a 70 m, sufficienti alla totale trattenuta, essendo il volume massimo calcolato pari a 61 m. Naturalmente per quest ultima vasca dovranno essere predisposti interventi per lo svuotamento della vasca ad intervalli regolari, circa ogni mese nel periodo autunno-inverno e ogni due mesi nel restante periodo; comunque dovranno essere effettuati interventi di svuotamento dopo qualsiasi evento eccezionale. I fanghi raccolti dovranno essere trattati come rifiuti e perciò o destinati a discarica, o eventualmente recuperati nell attività aziendale dopo caratterizzazione e test di cessione in acqua come previsto dal D.Lgs. 15/06. Al fine di evitare fenomeni di risospensione e trascinamento delle particelle solide sedimentate, la velocità orizzontale del fluido all interno della vasca dovrà essere mantenuta a valori sufficientemente ridotti. La velocità critica alla quale avviene la risospensione delle particelle è stata espressa analiticamente da Camp (1946), in base a risultati condotti da Shields (196), mediante la seguente equazione. ( s 1) 8 k g d Vh = = 0,088m / s f dove : - Vh= velocità orizzontale critica alla quale corrisponde l inizio di fenomeni di risospensione, m/s - k=0,05, costante dipendente dalle caratteristiche delle particelle solide, adimensionale - s=1,6, peso specifico relativo del materiale - g=9,81 accelerazione di gravità, m/s - d=0,1 mm, diametro delle particelle minime espresso in metri - f=0,0, coefficiente di attrito di Darcy-Weisbach Risulta che su portata massima, considerata volte la portata calcolata, S=18x1,5=7 mq si ottiene: Q p V max = = 0,0097m / s Sh Quindi la velocità media risulta notevolmente inferiore alla velocità di risospensione garantendo che il fango sul fondo non subisca fenomeni di risospensione. A monte della vasca di decantazione e del disoleatore verrà posto un bypass il quale avrà la funzione, attraverso uno stramazzo, di far arrivare in vasca le sole acque di prima pioggia, 1 11

12 deviando invece le altre acque di dilavamento non contaminate (AMDNC). Al fine di far defluire le acque dalla vasca di sedimentazione è prevista la realizzazione di uno stramazzo opportunamente dimensionato per l immissione nella canaletta di scarico. Per facilitare le analisi sulle acque trattate verrà posto a valle del sedimentatore un pozzetto di ispezione. Sia le acque non contaminate (AMDNC) che le acque di prima piogge trattate, verranno per quanto possibile riutilizzate all interno dell area estrattiva o per le altre fasi di lavorazione. La parte rimanente delle acque non utilizzate, verranno immesse nell organo recettore di valle, in un punto di coordinate Gauss-Boaga , Riguardo il rendimento di rimozione si ipotizza un abbattimento di almeno il 70% dei solidi sospesi e del 90% dei solidi sedimentabili e intorno al 70% per quanto riguarda gli oli. Tuttavia tali valori hanno carattere indicativo e verranno verificati in fase esecutiva. Considerate le caratteristiche dell attività in oggetto e la natura dei materiali presenti, come già evidenziato nella relazione, l unico elemento di criticità ipotizzabile è rappresentato quindi dalla presenza di solidi sospesi nelle acque di scarico in uscita dall area del piazzale. Tuttavia, la presenza della vasca di sedimentazione prevista consentirà di ridurre al minimo tale condizione; per tale motivo si ritiene idonea la scelta di immettere le acque meteoriche nel vicino torrente senza comprometterne la dinamica del trasporto solido. In particolare sarà possibile successivamente verificare le conseguenze della realizzazione del sistema progettato e la compatibilità col sistema idraulico. Per quanto concerne il dimensionamento della canaletta che raccoglie le acque del piazzale, ci siamo basati sui dati pluviometrici riportati nei capitoli precedenti. Il tempo di corrivazione, calcolato come media tra le formule di Giandotti, Turazza, Puglisi, Ventura, per il bacino in questione risulta essere di 9 minuti. La valutazione della portata prevista alla sezione di riferimento è stata dunque effettuata tramite la formula razionale: 0,78 h( Tr, tc ) S C Q( Tr ) = 0,84m / s tc dove: - T r = tempo di ritorno [anni], nel nostro caso posto uguale a 0 anni - t c = tempo di corrivazione [ore], uguale a 0,15 ore - h = altezza media di pioggia [mm], uguale a 16,88 mm - S = area del bacino [km ], uguale a 0,01 km - C = coefficiente di deflusso, uguale a 1 Sarà quindi necessario realizzare una canaletta rettangolare di dimensioni 70x70 cm in cls per permettere il corretto smaltimento della portata di progetto. Tale canaletta si svilupperà lungo il limite sinistro del piazzale, parallelamente all area depressa, immettendosi in esso dopo aver ricevuto le acque previo passaggio dalla vasca di decantazione. Si rimanda alle tavole allegate per la collocazione delle vasche di sedimentazione e delle canalette di raccolta delle acque (Tav. XI, XII, XIII, XIV e XV). Qualora in fase di attività si riscontrino negli impluvi naturali episodi di torbidità si prevede di trovare un immediata risoluzione del problema andando all occorrenza a modificare la vasca di sedimentazione progettata. Sarà inoltre cura dell azienda comunicare al Comune di Calenzano e Arpat tali fenomeni per permettere le normali procedure di verifica sulle funzionalità delle vasche e delle canalette di raccolta. Nel caso di sversamenti accidentali di oli e/o carburanti dai mezzi atti alla lavorazione, quest ultimi verranno immediatamente fermati e si provvederà, oltre che all avviso alle autorità competenti, alla rimozione dell inquinante e del terreno contaminato e al suo corretto 1

13 smaltimento. L acqua depurata come precedentemente detto verrà utilizzata il più possibile all interno dell area, e in particolare all interno dell impianto di frantumazione nella parte di ciclo ad umido. Inoltre sarà presente a valle della vasca di decantazione anche un impianto di filtropressa per la formazione di materiale lavato e la successiva chiarificazione dell acqua da riutilizzare in un circuito perfettamente chiuso. In dettaglio l acqua viene inizialmente attinta dall accumulo esistente in cava e viene immagazzinata in una vasca, dalla quale viene immessa nel ciclo di lavaggio degli inerti. L acqua carica di sedimento viene quindi convogliata, mediante un idrociclone, alla vasca di sedimentazione, dove avviene la separazione, catalizzata da un agente flocculante, tra la fase liquida e quella solida (fanghi). La fase liquida viene nuovamente immessa nel ciclo di lavorazione dell impianto, mentre i fanghi sono pompati all interno della filtropressa, utilizzata per disidratarli e renderli palabili mediante processi di separazione solido/liquido. In altre parole la filtropressatura è un sistema di riduzione volumetrica di sostanze liquide che presentano all interno solidi sospesi. La filtropressa è composta da una serie di piastre o piatti (plate) alternate a tele (frame) che aderendo l una all altra formano delle camere, nelle quali si forma il pannello di fango disidratato; il fango viene pompato ad alte pressioni dentro il filtro. La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida, a basso contenuto di solidi sospesi. Il successivo recupero della fase solida avviene con l apertura della filtropressa, quando i fanghi hanno colmato l intercapedine (si tratta quindi di un processo discontinuo). I liquidi recuperati tornano all interno del ciclo produttivo e trattandosi di un circuito chiuso non si hanno scarichi di liquidi a terra. In pratica l impianto di chiarificazione consente di garantire contemporaneamente il trattamento di grandissime quantità di acqua torbida, l ottenimento di un acqua chiarificata da rilanciare verso l impianto di frantumazione e lavaggio inerti (secondo un ciclo perfettamente chiuso). Tale impianto di filtropressa non interferirà con l impianto di trattamento delle acque meteoriche dilavanti, ma al contrario come esposto nel DPGR 46R/08 andrà a riutilizzare parte delle acque trattate. 1