INDICE. 1 - Premessa Determinazione della portata massima di verifica Teoria delle correnti a pelo libero...4

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1 1 INDICE 1 - Premessa Determinazione della portata massima di verifica Teoria delle correnti a pelo libero Studio idraulico dei tratti interessati Tratto 1: a monte dell abitato di Bollate Tratto 2: a valle dell abitato di Bollate Conclusioni...14

2 2 RELAZIONE IDRAULICA 1 - Premessa La Regione Lombardia nell ambito del terzo piano stralcio degli interventi urgenti ed indifferibili e della rimodulazione del piano degli interventi straordinari per il ripristino delle infrastrutture pubbliche danneggiate, per la rimozione del pericolo e per la prevenzione dei rischi diretti a fronteggiare i danni conseguenti agli eventi alluvionali ed ai dissesti idrogeologici dei mesi di ottobre e novembre 2000 ha assegnato un finanziamento pari a ,76 al Comune di Bollate per la sistemazione del torrente Pudiga. Gli interventi progettuali, meglio descritti nella relazione tecnica e nei disegni di progetto, sono divisi su due tratti del Pudiga e consistono brevemente: - per il tratto a monte dell abitato di Bollate, nella pulitura e riprofilatura delle sponde, dragaggio dell alveo e creazione di scogliere intasate in terreno vegetale per la difesa della scarpata ferroviaria, - per il tratto a valle dell abitato di Bollate, nella pulitura delle sponde, dragaggio del fondo alveo e creazione di scogliere intasate in calcestruzzo nel tratto subito a valle dello sbocco dello scatolare e in corrispondenza della curva a valle della S.P. Rho - Monza. Allo scopo di verificare l idoneità idraulica dei suddetti interventi, lo stesso Comune ha incaricato lo scrivente ingegnere idraulico di redigere la presente Relazione di compatibilità idraulica.

3 3 2 - Determinazione della portata massima di verifica La portata massima del torrente Pudiga con tempo di ritorno T=100 anni, utilizzata nella verifica dei due tratti in progetto (Q 100anni =38.3 m 3 /s) è stata ricavata da un elaborato sulla condizione attuale del Sistema Idrografico Nord Milano, fornito dal Genio Civile. Va rilevato che la portata massima utilizzata nell elaborazione dei profili idrici del tratto 2 a valle dell abitato di Bollate, è stata considerata pari alla succitata Q 100anni anche se, dai calcoli effettuati e riportati più avanti, il sottopasso del CSNO, posto a monte di tale tratto, non è in grado di convogliare portate superiori a circa 34 m 3 /s.

4 4 3 - Teoria delle correnti a pelo libero La descrizione del moto di una corrente in un alveo naturale viene compiuta, generalmente, adottando la teoria del moto permanente a pelo libero monodimensionale. Tale teoria, sebbene semplifichi notevolmente la complessa realtà in esame, consente di ottenere risultati che non alterano la sostanza fisica dei fenomeni da simulare e fornisce stime per eccesso delle altezze idriche in condizioni di piena rispetto a modelli di deflusso in moto vario basati sulle equazioni di De Saint-Venant. In particolare, una volta individuate le sezioni trasversali caratteristiche del corso d acqua e fissata una portata di piena, è possibile tracciare il profilo del pelo libero dell acqua che si istaurerà lungo il tratto d alveo in esame. Il modello si basa sull equazione dell energia specifica: Q E = h + 2 (1) 2gA 2 dove: E energia specifica (rispetto al fondo alveo) h altezza della pelo libero rispetto al fondo Q portata defluente nell alveo A area della sezione bagnata Considerando un tratto di alveo con pendenza ridotta, in cui scorre una corrente in moto permanente è possibile esprimere la variazione di energia specifica secondo la formula:

5 5 E s = i J (2) dove: E è la variazione di energia specifica nel tratto in esame s è la lunghezza del tratto di alveo in esame i è la pendenza dell alveo J è la cadente dei carichi totali Supponendo di esprimere la perdita di carico tramite la nota espressione del Chèzy: 2 Q J = (3) 2 2 C RA dove: A = area della sezione bagnata R = A/P raggio idraulico P = perimetro bagnato J = cadente dei carichi totali C = 1 / 6 Ks (R) = coefficiente di scabrezza dell alveo Ks = coefficiente di Strickler è possibile, partendo da opportune condizioni al contorno, integrare per differenze finite l equazione n. 2 ottenendo il profilo della corrente.

6 6 4 - Studio idraulico dei tratti interessati Tratto 1: a monte dell abitato di Bollate Per la verifica idraulica è stato effettuato un rilievo delle quote del fondo alveo e delle sezioni più significative a partire da monte del sottopasso del Canale Scolmatore di Nord Ovest (CSNO) fino all inizio dell intubazione che attraversa tutto l abitato di Bollate con particolare cura a descrivere nel dettaglio il manufatto di imbocco e sottopasso del CSNO, vero punto critico di tutta l asta fluviale del Pudiga in Bollate (le sezioni rilevate sono evidenziate in rosso nella figura seguente).

7 7 L alveo è risultato avere un andamento altimetrico piuttosto regolare interrotto da un salto di fondo di altezza pari a circa 1.10 m (soglia in calcestruzzo) subito a monte del ponte posto a monte del CSNO (vedi figura seguente)

8 8 Legend 162 Fondo alveo Sponda SN Sponda DX 160 Elevation (m) Sez C Sez B Sez A Main Channel Distance (m) Sottopasso CSNO Monte CSNO Soglia al ponte Sez 4 Sez 3 Sez 2 Sez 1 La prima verifica è stata effettuata con la massima portata attendibile Q 100nni al fine di verificare l attuale adeguatezza del torrente nel caso di evento eccezionale; il profilo di moto permanete con portata pari a 38.3 m 3 /s, tracciato con l ausilio del programma HEC-RAS elaborato dal dipartimento di ingegneria idraulica dell esercito degli Stati Uniti, risulta il seguente:

9 9 Legend 162 Pelo libero Q100anni Fondo alveo Sponda SN Sponda DX 160 Elevation (m) Sez C Sez B Sez A Main Channel Distance (m) Sottopasso CSNO Monte CSNO Soglia al ponte Sez 4 Sez 3 Sez 2 Sez 1 Il sottopasso del CSNO risulta evidentemente insufficiente al transito della portata centennale (Q 100anni =38.3 m 3 /s): il rigurgito necessario a far guadagnare alla corrente energia sufficiente al transito nello scatolare, è tale che l altezza d acqua che si realizza a monte del CSNO supera la sommità delle pareti in cls del Canale Scolmatore stesso. In caso di piene centennali, quindi, l acqua del T. Pudiga sfiorerà nel CSNO; l altezza d acqua a monte del CSNO risulterà quindi inferiore a quella riportata nella precedente figura in quanto parte della portata verrà sfiorata nel Canale Scolmatore e la portata passante nello scatolare risulterà inferiore richiedendo quindi un minor battente a monte. Calcolando la scala delle portate (grafico quote dell acqua nella sezione portata transitante riportato nella figura seguente) della sezione di imbocco dello scatolare, mediante il tracciamento di diversi profili con portate da 2 a 44 m 3 /s,

10 Legend W.S. Elev W.S. Elev (m) Q Total (m3/s) ed utilizzando la classica formula delle luci a stramazzo: Q sfioro = 0.6Lh 2gh dove L e h sono, rispettivamente, la lunghezza e l altezza d acqua sulla soglia di sfioro, è stato possibile determinare l altezza dell acqua a monte del CSNO per cui la somma della portata sfiorata con la portata passante nel sottopasso del CSNO sia pari a Q 100anni =38.3 m 3 /s. Imponendo un lunghezza di sfioro L pari a 6 m, tale quota dell acqua è risultata essere pari a m.s.l.m. ovvero circa 40 cm sopra la sommità delle sponde nel CSNO. Per evitare, pertanto, che il rigurgito che si verifica in caso di piene eccezionali provochi allagamenti che raggiungano il piede della scarpata della vicina ferrovia con conseguenti problemi di instabilità dovuti alla presenza d acqua, si è deciso di innalzare gli argini in riva destra fino a tale quota (158.6 m.s.l.m.) mediante un terrapieno in terra stratificata. Tale terrapieno partirà dalla parete del CSNO e procederà a margine del riva destra fino a collegarsi con le scogliere previste a difesa della scarpata ferroviaria lungo l ansa del Torrente.

11 11 Per quanto riguarda il tratto a valle del sottopasso del CSNO, va rilevato che le sezioni esistenti sono in grado di convogliare la massima portata centennale (Q 100anni =38.3 m 3 /s), pertanto gli interventi previsti riguardano il dragaggio del fondo, la pulitura delle sponde ed una loro riprofilatura per ridurre la pendenza delle scarpate.

12 Tratto 2: a valle dell abitato di Bollate Anche il tratto 2 a valle dello scatolare che attraversa l abitato di bollate è stato rilevato a partire dallo sbocco dell intubazione verso valle, nel territorio di Baranzate, fino al ponte che segna il confine con Novate Milanese; anche in questo caso, particolare attenzione è stata dedicata alla rilevazione degli attraversamenti (vedi immagine seguente).

13 13 Il profilo di moto permanete con portata centennale pari a 38.3 m 3 /s, tracciato sempre con l ausilio del programma HEC-RAS, conferma, come per il tratto a monte del paese, l adeguatezza delle attuali sezioni del torrente alla massima portata prevista (vedi figura seguente). Legend Pelo libero Q100anni 148 Fondo alveo Sponda SN Sponda DX 146 Elevation (m) Ponte 0 Ponte 1 monte ponte 2 monte ponte 2 Sez G Sez G Ponte 3 Sez D' Sez D' Main Channel Distance (m) Dal profilo sopra riportato si evince che l unico disturbo di una certa entità al regolare deflusso della corrente è arrecato da un vecchio ponte ad arco in mattoni posto poco a valle dello sbocco dello scatolare che attraversa il paese. Anche in questo caso, pertanto, gli interventi previsti riguardano la ripulitura dell alveo e la difesa delle sponde nei tratti in curva con scogliere intasate in calcestruzzo.

14 Conclusioni In conclusione si può affermare che, dallo studio eseguito, le sezioni dei tratti di T. Pudiga esaminati risultano adeguate alle massime portate attese, ad eccezione dello scatolare di sottopasso al CSNO. Tale manufatto infatti causa, in caso di piene eccezionali, un rigurgito della corrente a monte che, se non opportunamente arginato, può raggiungere la base della scarpata ferroviaria minandone la stabilità. I restanti tratti di torrente non presentano criticità da un punto di vista strettamente idraulico visto che, come detto, le sezioni risultano geometricamente adeguate alle massime portate influenti. Esistono però problemi di tipo erosivo e di stabilità e pulizia delle sponde che rendono necessarie opere di manutenzione e consolidamento soprattutto in prossimità della scarpata della ferrovia a monte del CSNO dove l azione delle acque ha allargato il letto del fiume fino ad intaccare il piede del rilevato ferroviario. Bollate, lì febbraio 2006 Il Tecnico ()