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1 Università degli studi di Firenze Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per la Tutela dell Ambiente e il Territorio Anno Accademico Progettazione preliminare di un sistema di casse di laminazione sul Torrente Greve alla confluenza con l Arno ABSTRACT Relatori: Prof. Enio Paris Candidato: Chiara Franci Prof. Luca Solari Ing. Leonardo Faggioli

2 Introduzione Indice Capitolo 1 Il Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico Il concetto di rischio idraulico Obiettivi del Piano Stralcio-Riduzione del rischio idraulico 1.3 Interventi lungo gli affluenti: il torrente Greve. 5 Capitolo 2 Quadro conoscitivo Quadro conoscitivo dello stato attuale Descrizione del bacino idrografico del torrente Greve Vincoli e strumenti urbanistici a Strumenti urbanistici comunali b Vincoli sovraordinati Quadro conoscitivo dello stato di progetto Infrastrutture in progetto nell area in esame Riperimetrazione del sistema di casse Descrizione del modello idrologico.. 16 Capitolo 3 Modellazione idraulica Capitolo Modello idraulico Analisi dellostato attuale Analisi dello stato di progetto Stato di progetto_caso Stato di progetto_caso Sintesi dei risultati.. Progettazione preliminare delle casse d espansione Criteri progettuali Manufatti, materiali e tipologie costruttive Calcolo sommario della spesa Conclusioni.. 40 Bibliografia

3 Introduzione Questo lavoro di tesi è il risultato del tirocinio formativo sviluppato presso il Consorzio di Bonifica Toscana Centrale, con l obiettivo di elaborare il progetto preliminare del sistema di casse di laminazione previste tra gli interventi strutturali del Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico, nel tratto terminale del torrente Greve. Dopo una prima parte descrittiva relativa alle problematiche individuate e agli interventi proposti dal Piano Stralcio Rischio Idraulico per il fiume Arno e per i suoi principali affluenti si condurrà lo studio del quadro conoscitivo della zona in esame. Nel quadro conoscitivo dello stato attuale viene proposta una descrizione del bacino del torrente Greve ed un analisi territoriale a larga scala, tendente a verificare la compatibilità degli interventi stessi con i vincoli sovraordinati e gli strumenti urbanistici comunali vigenti. Nel quadro conoscitivo dello stato di progetto, si effettuerà per l area di ciascuna cassa prevista dal Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico, un analisi finalizzata alla redazione di una nuova perimetrazione sulla base dei progetti già previsti che andranno ad interferire con il sistema di laminazione oggetto di studio e dei sopralluoghi effettuati. Nella descrizione del modello idrologico verranno presentati gli idrogrammi di progetto e verranno definiti gli scenari analizzati nella modellazione idraulica. Lo studio idraulico è finalizzato all analisi del fiume Arno, nel tratto del comune di Firenze compreso tra Ponte della Vittoria e loc. Camaioni e del torrente Greve nel tratto compreso tra Ponte a Greve e la confluenza in Arno. Nella prima parte dello studio idraulico verranno definiti i criteri di messa a punto del modello e i risultati ottenuti dalla modellazione dello stato attuale. La seconda parte dettaglierà i principali elementi relativi alla modellazione idraulica delle opere in progetto, fornendo un esposizione dei risultati per entrambe le soluzioni progettuali nei diversi scenari di verifica. Infine si esamineranno i criteri di progettazione delle casse, descrivendo nel dettaglio i manufatti utilizzati. Le disposizioni normative seguite, riguardanti la realizzazione di un opera pubblica, sono riportate in appendice. 3

4 1. Il Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico 1.1 Il concetto di rischio idraulico Al fine di definire il Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico, è necessario introdurre il concetto di rischio idraulico con cui s intende il manifestarsi di eventi di inondazione che producono danni misurabili a persone e cose. I fattori che devono essere tenuti presenti nella definizione del rischio idraulico, sono: - aree vulnerabili: aree potenzialmente interessate da fenomeni di tipo idraulico e geologico che potrebbero arrecare danno alle persone ed ai beni; - il valore esposto E: ovvero, il numero di persone o l ammontare del valore economico dei beni monetizzabili presenti nell area vulnerabile; - la vulnerabilità V: grado di perdita prodotto sull elemento a rischio. Il suo valore oscilla tra 0 (nessun danno) e 1 (perdita totale), ed è adimensionale. In corrispondenza di ciascun evento per il singolo elemento può porsi: (1.1) dove: - D è il danno espresso nelle stesse unità di misura di E. Si indica come rischio R t, relativo ad un determinato elemento a rischio e ad un prefissato valore di t, il valore atteso, o media, di D t e sotto particolari ipotesi, si può dimostrare che: (1.2) dove: - V rappresenta il valore medio della vulnerabilità dell elemento a rischio; - H t è la pericolosità, cioè la probabilità di avere nel periodo t almeno un evento calamitoso. La pericolosità è legata al periodo di ritorno T, che esprime l intervallo di tempo nel quale l evento si verifica in media una volta, dalla relazione: (1.3) 4

5 1.2 Obiettivi del Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico Il Piano Stralcio - Riduzione del Rischio Idraulico (P.S.R.I.) dell Autorità di Bacino del fiume Arno, è un documento approvato con d.p.c.m. del (G.U. n. 226 del 22/12/1999), che prevede il potenziamento della capacità di laminazione delle aree fluviali sia lungo l Arno sia lungo gli affluenti principali attraverso la realizzazione di numerose aree ad esondazione controllata destinate alla laminazione dell onda di piena. Obiettivo del Piano Stralcio è quello del massimo contenimento del rischio idraulico, inteso sia in termini di riduzione della frequenza e della portata dei fenomeni di esondazione ed allagamento, che di contenimento dei danni alle persone, all ambiente ed al contesto economico sociale del bacino. Ai fini di elaborare un quadro conoscitivo ampio ed articolato su cui basare la formazione delle ipotesi di intervento, l'autorità di Bacino ha fatto eseguire, tra l altro, una serie di studi che hanno riguardato l individuazione dei tratti a rischio idraulico degli affluenti del I ordine dell Arno, finalizzata alla determinazione degli interventi necessari. La ricerca ha preso in esame gli affluenti con superficie di bacino superiore a l00 Kmq, tralasciando in una prima fase quelli minori, sui quali sono state compiute indagini locali. 1.3 Interventi lungo gli affluenti: il Torrente Greve Sulla Greve le portate massime assunte a base dei calcoli sono state determinate mediante la curva di inviluppo inferiore e sono state confermate da metodi di stima indiretta, come quello cinematico, tarato in base ad idrogrammi di piena verificatisi negli anni 1992 e 1993 in alcune sezioni del corso d`acqua mentre, gli idrogrammi di piena assunti a base dei calcoli sono stati ricostruiti per la sezione terminale e la sezione di Ferrone, partendo dagli idrogrammi di piena dei giorni 3-5 Novembre 1966, ricostruito per l interbacino dell Arno tra la confluenza del Mugnone e quella della Greve, pressoché coincidente col bacino della Greve. Il 23 novembre l949, alla confluenza Arno - Greve, si è verificata una quota liquida di m e di m il 4 novembre l966. Il tronco terminale della Greve (a valle di Scandicci) ha una sezione molto ampia, con sommità arginali abbastanza elevate (pari a m a circa 2000 m a monte della sezione di sbocco in Arno), ma non in grado di contenere con un certo franco il profilo di rigurgito che si ha per effetto di un livello nell'arno come quello raggiunto il 4 novembre Le casse di laminazione previste in totale nel torrente Greve hanno le seguenti superfici e i seguenti volumi, ipotizzando un altezza liquida media di 1.60 m. Superficie di laminazione [ha] 252 Volume di laminazione [10 6 mc] 4.03 Tabella 1:Superficie e volume previsto dal PSRI per le casse di laminazione 5

6 2. Quadro conoscitivo 2.1 Quadro conoscitivo della stato attuale Il sistema di laminazione sul torrente Greve oggetto di studio e previsto dal Piano Stralcio Riduzione del Rischio Idraulico è posizionato in un'area pianeggiante a sud di Firenze, in sinistra idraulica del fiume Arno, e ricade in una zona tra gli argini sinistri dell Arno e destro e sinistro della Greve in prossimità dello sbocco in Arno. Figura 1:Localizzazione dell area di intervento 6

7 2.1.1 Descrizione del bacino idrografico del torrente Greve Il bacino del torrente Greve ha un area (S) pari a circa 283 kmq che si sviluppa nel territorio collinare a sud di Firenze, interessando per la maggior parte i comuni di Firenze, San Casciano Val di Pesa, Greve in Chianti, Radda in Chianti, Figline Valdarno e Bagno a Ripoli. Figura 2: Bacino del fiume Arno e del torrente Greve Il torrente Greve nasce dal Monte Querciabella da due sorgenti principali: la fonte di Poggio alle Coste e la fonte del Topo entrambe situate nel comune di Greve in Chianti, scorre in direzione nord/nord-ovest e proseguendo verso valle percorre gli abitati di Tavarnuzze, Bottai e Galluzzo, confluisce nel fiume Arno ad un chilometro a monte della località Ugnano nel comune di Firenze. L affluente principale del torrente Greve è il torrente Ema, che riceve in destra idrografica in prossimità dell abitato del Galluzzo. La quota massima e minima sono rispettivamente di 884 e 29 m s.l.m., con un dislivello di 855 m, il perimetro (P) misura km e la lunghezza dell asta principale (L) è pari a 48.3 km. Il bacino del torrente Greve presenta formazioni litologiche di varia natura: complessi caotici con matrice argillosa nel bacino centrale e nella parte nord-orientale, arenarie quarzoso-feldspatiche nella parte sud-orientale, alternanza di calcari e marne nel bacino centro-occidentale e conglomerati poligoni nella porzione di bacino nord-occidentale. L uso del suolo del torrente Greve è prevalentemente di tipo seminativo e in parte con coperture boschive o arbustive. 7

8 2.1.2 Vincoli e Strumenti Urbanistici Al fine di progettare il sistema di casse di laminazione sul torrente Greve previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico è stato necessario effettuare un analisi territoriale a larga scala, tendente a verificare la compatibilità degli interventi stessi con gli strumenti urbanistici comunali vigenti e i vincoli sovraordinati a Strumenti Urbanistici Comunali Il comune di Firenze è dotato di Piano Regolatore Generale (PRG) approvato e di Piano Strutturale. Dall analisi dei piani sopra citati la zona in esame risulta così classificata: Piano strutturale comune di Firenze: - Cassa d espansione_intervento Strutturale - Fiumi, torrenti, corsi d acqua di interesse paesaggistico Piano regolatore generale : - Sottozona E2: agricola di particolare interesse paesaggistico - ambientale - Sottozona F3: parcheggi, reti tecnologiche, cimiteri, recupero ambientale - Sottozona F2: attrezzature e servizi pubblici - Sottozona BL: edificata in forza di lottizzazione convenzionata - Sottozona D1: artigianale ed industriale esistente di completamento - 8

9 2.1.2.b Vincoli sovraordinati Le aree interessate dal progetto non risultano soggette a vincoli idrologici bensì ricadono in aree di interesse paesaggistico tutelate per legge (D.Lgs. 42/2004 art.142 comma c - fascia di 150 m intorno ai corsi d acqua, Decreto Ministeriale 15 ottobre 1955 (G.U. 254/55)). L Autorità di Bacino del fiume Arno ha inserito le aree in esame nei seguenti tematismi redatti nei piani Stralcio Rischio Idraulico e Assetto idrogeologico : Carta degli interventi strutturali per la riduzione del rischio idraulico nel bacino dell'arno; Carta guida delle aree allagate redatta sulla base degli eventi alluvionali significativi ( ); 9

10 Carta delle aree di pertinenza fluviale dell Arno e degli affluenti; sull area in esame sono presenti aree di pertinenza fluviale; Perimetrazione delle aree con pericolosità idraulica (livello di sintesi in scala 1:10 000) 2.2 Quadro conoscitivo dello stato di progetto La progettazione e il dimensionamento del sistema di casse di laminazione proposto dal Piano di Bacino del Fiume Arno sono stati sviluppati tenendo in considerazione che nella zona oggetto di studio sono previsti altri progetti e vi si trovano numerose preesistenze. Al fine quindi di perimetrare correttamente le casse si è ritenuto necessario reperire i documenti sulle opere in progetto ed effettuare sopralluoghi. Di seguito si descrivono nel dettaglio le infrastrutture che interferiscono con il sistema di laminazione, le preesistenze rilevate e le conseguenti perimetrazioni redatte Infrastrutture in progetto nell area in esame Emissario fognario in sinistra d Arno Il progetto prevede la realizzazione di un collettore fognario che convoglia gli scarichi di Firenze e Scandicci al Depuratore di San Colombano. L'opera prevede di intercettare lungo la riva sinistra d'arno gli scarichi fognari presenti in un'area in cui vivono circa abitanti i cui scarichi attualmente finiscono ancora nel fiume. Tutti i reflui saranno condotti all'impianto di depurazione di San Colombano che già oggi tratta le acque provenienti dagli emissari della riva destra e della gran parte dell'area metropolitana. L'emissario in riva sinistra sarà realizzato mediante la posa di un tubo 10

11 di ghisa del diametro di 2 metri che correrà per 6.8 km lungo l'asse principale sull'argine dell'arno e di una conduttura di un 1 metro di diametro lunga 600 metri, che raccoglierà i reflui che scaricano attualmente nel Fosso degli Ortolani nella periferia fiorentina. Figura 3: Planimetria del progetto dell emissario fognario in sinistra d'arno Nuova viabilità Ugnano-Mantignano La viabilità di interesse ha il fine di collegare le località di Mantignano e Ugnano e fa parte degli interventi di compensazione richiesti dal comune e da Autostrade S.p.a a seguito della realizzazione dell ampliamento della terza corsia Barberino di Mugello - Incisa Valdarno (Tratto: Firenze nord - Firenze sud dell Autostrada A1 Milano Napoli). La realizzazione di quest opera che prevede una nuova viabilità complessiva lunga circa 1.5 km, integrerà la viabilità comunale nell ambito del riassetto viario e territoriale attualmente in corso ed ha lo scopo di smistare i flussi di traffico originati nell area e diretti verso il centro di Firenze e verso Peretola senza attraversare gli abitati di Ugnano e Mantignano. Figura 4:Tracciato stradale di progetto 11

12 2.2.2 Riperimetrazione del sistema di casse Cassa d espansione n 1 L opera ricade in sinistra idraulica del torrente Greve nei pressi della confluenza in Arno e rientra nel complesso previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico della superficie di previsione di 73 ha nella piana alluvionale in destra idraulica dell Arno. Le interferenze significative con le infrastrutture che hanno portato a modifiche del perimetro sono descritte di seguito: l emissario fognario in sinistra d Arno interferisce nel tratto a nord del sito in esame, dove è prevista la costruzione di un edificio per le apparecchiature meccaniche ed il condotto fognario. alcune abitazioni sparse esistenti e la nuova viabilità in progetto ricadono invece nella zona più a sud della cassa prevista dal Piano di Bacino dell Arno. In Figura 5 si riportano le principali interferenze sopra citate, la perimetrazione prevista dal Piano Stralcio Rischio Idraulico e quella redatta a seguito delle modifiche. Figura 5:Principali interferenze e perimetrazioni cassa n 1 In Tabella 2 si riportano i valori dell area prevista dal PSRI, dell area riperimetrata e la quota media del fondo: Area prevista PSRI (mq) Area riperimetrata (mq) Quota media_fondo (m) 38.5 Tabella 2 : Parametri caratteristici cassa n 1 12

13 Cassa d espansione n 3 L opera ricade in destra idraulica del torrente Greve e rientra nel complesso previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico della superficie di previsione di 73 ha nella piana alluvionale in destra idraulica dell Arno. L area in esame è caratterizzata da preesistenze che hanno modificato nettamente il perimetro proposto da Piano Stralcio Rischio Idraulico: ad est è situata la Caserma dei Vigili del Fuoco che occupa una superficie di mq l area marginale a sud-est è attraversata dal Viadotto dell Indiano; abitazioni sparse sono situate a sud-ovest In Figura 6 si riporta l area occupata dalla Caserma dei Vigili del Fuoco, la perimetrazione prevista dal Piano Stralcio Rischio Idraulico e quella proposta a seguito delle modifiche. Figura 6:Principali interferenze e perimetrazioni cassa n 3 In Tabella 3 si riportano i valori dell area prevista dal PSRI, dell area riperimetrata e la quota media del fondo: Area prevista PSRI(mq) Area riperimetrata (mq) Quota media_fondo(m s.l.m) 40.2 Tabella 3: Parametri caratteristici cassa 3 Cassa d espansione n 4 L opera ricade in destra idraulica del torrente Greve e rientra nel complesso previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico della superficie di previsione di 73 ha nella piana alluvionale in destra idraulica dell Arno. L area in esame è caratterizzata da preesistenze e interventi in progetto: emissario fognario in sinistra d Arno; nell area in esame è previsto l allestimento di una piazzola in cemento armato per lo stoccaggio dei materiali provenienti dallo scavo; 13

14 a sud-est l area è attraversata dal Viadotto del Ponte all Indiano e da strade secondarie come Viuzzo dei Sarti ; a sud-ovest si trova l industria Lavorazione Ossa S.i.l.o S.l.r. che occupa una superficie pari a mq; a nord-est è situata un area adibita a demolizioni e commercio dei rottami metallici. Inoltre si è considerata la possibilità di estendere l opera fino alla Via di San Bartolo a Cintoia in modo da sfruttare il naturale contenimento lato campagna offerto dal versante, andando ad impegnare essenzialmente aree golenali ed evitando l introduzione di ulteriore arginatura, anche se ciò ha richiesto, l innalzamento di all incirca 2m di parte della strada oggetto d interesse. In Figura 7 si riportano le principali interferenze sopra citate, la perimetrazione prevista dal Piano Stralcio Rischio Idraulico e quella proposta a seguito delle modifiche. Figura 7:Principali interferenze e perimetrazioni cassa n 4 In Tabella 4 si riportano i valori dell area prevista dal PSRI, dell area riperimetrata e la quota media del fondo: Area prevista PSRI(mq) Area riperimetrata (mq) Quota media_fondo(m s.l.m) 40.5 Tabella 4: Parametri caratteristici cassa 4 Cassa d espansione n 5 L opera ricade in destra idraulica del torrente Greve e rientra nel complesso previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico della superficie di previsione di 73 ha nella piana alluvionale in destra idraulica dell Arno. Anche in questo caso si sono riscontrate numerose preesistenze che hanno modificato nettamente il perimetro proposto da Piano Stralcio Rischio Idraulico: 14

15 a sud ovest è presente un area di circa 7 200mq adibita a parcheggio e oltre Via del Perugino, anch essa compresa all interno del perimetro della cassa si trovano degli edifici residenziali; l intero lato ad ovest è attraversato dal Viadotto dell Indiano che occupa un area complessiva sottratta alla cassa d espansione pari a 11000mq; la parte centrale della prevista cassa d espansione è attualmente adibita a ciclodromo. In Figura 8 si riportano le principali interferenze sopra citate, la perimetrazione prevista dal Piano Stralcio Rischio Idraulico e quella proposta a seguito delle modifiche Figura 8:Principali interferenze e perimetrazioni cassa n 5 In Tabella 5 si riportano i valori dell area prevista dal PSRI, dell area riperimetrata e la quota media del fondo: Area prevista PSRI(mq) Area riperimetrata(mq) Quota media_fondo(m s.l.m.) 39.7 Tabella 5:Parametri caratteristici cassa 5 Cassa d espansione n 6 L opera ricade in sinistra idraulica del torrente Greve e rientra nel complesso previsto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico della superficie di previsione di 73 ha nella piana alluvionale in destra idraulica dell Arno. L area presenta un uso del suolo di tipo agricolo, essenzialmente seminativo, con alcune serre ed abitazioni sparse nella porzione di valle del sito. Le uniche interferenze che si sono evidenziate per la cassa in esame sono state alcune abitazioni sparse presenti a nord ed a ovest in corrispondenza dell abitato di Mantignano. 15

16 Figura 9: Principali interferenze e perimetrazioni cassa n 6 In Tabella 6 si riportano i valori dell area prevista dal PSRI, dell area riperimetrata e la quota media del fondo: Area prevista PSRI(mq) Area riperimetrata(mq) Quota media_fondo(m s.l.m.) Descrizione del modello idrologico Tabella 6: Parametri caratteristici cassa 5 La stima degli idrogrammi di piena è stata effettuata attraverso lo sviluppo di un modello afflussideflussi. In particolare l analisi idrologica è stata condotta attraverso il modello di Regionalizzazione delle portate di piena in Toscana AlTo 2000 con il quale sono state stimate le portate da utilizzare come input al modello idraulico, ovvero l idrogramma del fiume Arno e le immissioni idrologiche dei suoi quattro affluenti laterali e l idrogramma del torrente Greve. Gli idrogrammi di piena calcolati dal modello si riferiscono a ietogrammi di tipo costante per i quali sono stati considerati eventi di pioggia distribuiti uniformemente su tutto il bacino ed è stato applicato un ragguaglio di tipo singolare. Volendo analizzare eventi critici per l Arno e per la Greve sono state individuate le seguenti situazioni critiche su cui poi sono stati ricavati gli idrogrammi: Condizione critica per l Arno: durata dell evento di pioggia di 36h, per diversi tempi di ritorno(tr=30;tr=200) e Greve sia con portata bisecolare che con livelli bassi (Tr=10) per poter vedere solamente l effetto del rigurgito dell Arno sulla Greve. 16

17 Condizione critica per la Greve: durata di pioggia di 9h per diversi tempi di ritorno(tr=30;tr=200) e Arno sia con portate elevate(tr=200), che in condizioni di Arno con livelli bassi (Tr=10) per poter vedere solamente l effetto dell onda di piena della Greve. Quindi gli scenari ritenuti più significativi che sono stati inseriti, come input al modello idraulico, sono i seguenti: Scenario I Scenario II Scenario III ScenarioIV ScenarioV ScenarioVI Tr[anni] durata[ore] Arno Greve Arno Greve Arno 10 9 Greve Arno Greve Arno 30 9 Greve 30 9 Arno Greve Si riportano di seguito i grafici degli idrogrammi di piena per il fiume Arno alla sezione di monte del modello idraulico e i suoi affluenti e per il torrente Greve alla sezione di monte del modello idraulico, ottenuti dal modello di Regionalizzazione ALTO Portata [mc/s] Fiume Arno -Idrogramma costante TR=30- d=36h Tr=200- d=36h Tr=30-d=9h Durata [h] Figura 10: Idrogrammi Arno 17

18 Portata [mc/s] Torrente Mugnone -Idrogramma costante TR=30-d=36h Tr=200-d=36h Tr=30-d=9h Tr=10-d=9h Tr=200-d=9h Durata [h] Figura 11: Idrogrammi Mugnone Portata [mc/s] Torrente Greve -Idrogramma costante TR=30-d=36h Tr=200-d=36h Tr=30-d=9h Tr=10-d=9h Tr=200-d=9h Durata [h] Figura 12: Idrogrammi Greve Portata [mc/s] Torrente Vingone -Idrogramma costante TR=30-d=36h Tr=200-d=36h Tr=30-d=9h Tr=10-d=9h Tr=200-d=9h Durata [h] Figura 13: Idrogrammi Vingone 18

19 Torrente Bisenzio -Idrogramma costante 500 Portata [mc/s] TR=30-d=36h Tr=200-d=36 h Tr=30-d=9h Tr=10-d=9h Durata [h] Figura 14: Idrogrammi Bisenzio Portata [mc/s] Torrente Ombrone -Idrogramma costante TR=30-d=36h Tr=200-d=36h Tr=30-d=9h Tr=10-d=9h Tr=200-d=9h Durata [h] Figura 15:Idrogrammi Ombrone 3. Modellazione idraulica 3.1 Modello idraulico Per lo studio idraulico del sistema di opere di laminazione previste dal Piano Stralcio Riduzione del Rischio Idraulico, si è effettuata una modellazione idraulica del fiume Arno nel tratto fiorentino compreso tra Ponte della Vittoria e loc. Camaioni e del torrente Greve nel tratto compreso tra Ponte a Greve e la confluenza in Arno. Il modello idraulico è stato implementato con l ausilio del software HEC-RAS 4.1.0, in moto vario attivando l opzione di calcolo mixed flow regime. Il tratto modellato copre un tratto del torrente Greve della lunghezza complessiva di circa 2.6 km e un tratto del fiume Arno di lunghezza pari a 17.5 km. Per le condizioni al contorno di monte ed intermedie sono stati inseriti gli idrogrammi degli 19

20 afflussi,derivati dagli scenari idrologici di riferimento concentrandoli alle rispettive sezioni di immissione nel modello idraulico come riportato nella seguente tabella. Sezione idraulica Tipo di condizione al Afflusso Idrologico contorno (AlTO) Arno_548 Flow Hydrograph Arno.idr Arno_ Lateral Inflow Hydrograph Mugnone.idr Arno_513 Lateral Inflow Hydrograph Vingone.idr Arno_511 Lateral Inflow Hydrograph Bisenzio.idr Arno_482 Lateral Inflow Hydrograph Ombrone.idr Greve_16 Flow Hydrograph Greve.idr Tabella 7:Condizioni al contorno inserite nel modello Per la condizione al contorno di valle è stata assunta una condizione del tipo Normal Depth corrispondente alla profondità di moto uniforme che il programma calcola per ciascuno dei profili. In tal caso è stato necessario inserire la pendenza della linea dei carichi totali, approssimabile con la pendenza del tratto di canale a monte. 3.2 Analisi dello Stato Attuale Nello stato attuale si è evidenziato un generale stato di criticità: diffusi fenomeni di esondazione interessano le pianure alluvionali adiacenti al fiume Arno, con condizioni di rischio particolare per le aree urbanizzate di Ponte a Signa dove, le capacità di deflusso dell alveo determinano condizioni di pericolo di esondazione per portate di circa 1020 mc/s. Nel tratto analizzato del torrente Greve non si sono invece rilevate particolari criticità neppure per eventi con Tr=200 anni. Le criticità studiate riguardano solamente i tratti in cui è assente un franco di sicurezza pari ad 1 m. Dai risultati ottenuti si è ritenuto perciò doveroso e indispensabile, progettare il sistema di laminazione proposto dal Piano Stralcio Rischio Idraulico non tanto per abbassare il picco di piena 20

21 che si ha in corrispondenza delle sezioni della Greve interessate dal progetto per i diversi eventi studiati dove non si hanno particolari eventi di esondazione, bensì per diminuire il picco di portata in arrivo nelle sezioni più critiche dell Arno, in particolare in corrispondenza del Ponte a Signa. Come si è visto il fiume Arno provoca inondazioni a partire da portate caratteristiche di eventi a tempo di ritorno trentennale, perciò il sistema di casse di laminazione è stato dimensionato in modo da massimizzarne il funzionamento nell evento: AG Tr=30 d=36h. 3.3 Analisi dello Stato di Progetto Gli interventi proposti si pongono l obiettivo di massimizzare i volumi invasabili su tali aree, migliorandone al contempo l efficienza in termini di laminazione per gli scenari critici per il deflusso nei tratti urbani. Visti gli scarsi volumi messi a disposizione dal Piano di Bacino- Stralcio Rischio Idraulico e la complessità della messa in opera delle casse si analizzano due differenti proposte d intervento: Stato di progetto-caso 1 Stato di progetto_caso Stato di progetto-caso 1 Si prevede l utilizzo di tutte le casse di laminazione previste dal Piano Stralcio Rischio Idraulico con la nuova perimetrazione redatta. Figura 16: Planimetria- stato di progetto caso1 21

22 Cassa di laminazione n 1 L opera è previsto che sia alimentata da uno sfioratore laterale della larghezza di 120 m, con quota di sfioro della soglia fissata a m slm. Lo scarico di fondo è costituito da un unica tubazione circolare del diametro interno di 1m. L entrata in esercizio è prevista a partire da valori della portata in alveo di mc/s. Si riportano alcuni parametri dimensionali. Cassa d espansione n 1 Superficie A[mq] Quota di difesa z dif [m slm] 42.1 Quota del fondo z fc [m slm] 37.4 Volume massimo V[mc] Tabella 8:Parametri dimensionali della cassa n 1 Si riporta la curve di funzionamento caratteristica dell evento SP1_AG Tr=30 d=36h su cui è stata progettata la soglia di cattura: Volume invasato[1000mc] Cassa di laminazione n 1-Evento SP1_AG Tr=30 d=36h h [m s.l.m] Volum e invasat o Portat a di sfioro t[h] Cassa d espansione n 4 Figura 17:Curve di funzionamento della cassa n 1 per l evento AG Tr=30 d=36h L opera è alimentata da 5 tubazioni costituite da scatolari interrati di dimensioni1 500x750 mm. L entrata in esercizio è prevista a partire da valori della portata in alveo di mc/s, il che comporta che per eventi con tempo di ritorno trentennali la cassa resta vuota; infatti per eventi con portate a tempo di ritorno trentennali il massimo livello in alveo in corrispondenza degli scatolari, m s.l.m., risulta inferiore alla quota di base di quest ultimi, 39.8 m s.l.m.. Si riportano di seguito alcuni parametri dimensionali. Cassa d espansione n 4 Superficie A[mq] Quota di difesa z dif [m slm] 42.1 Quota del fondo z fc [m slm] 39.8 Volume massimo V[mc] Tabella 9:Parametri dimensionali della cassa n 4 22

23 Cassa d espansione n 3 L opera, posizionata in zona prossima alla cassa 4 è collegata a questa tramite 3 sifoni di d=2 m posizionati a quota 35.7 m s.l.m. Il funzionamento della cassa 3 dipende dall entrata in esercizio della cassa 4 e quindi inizia a riempirsi a partire da valori della portata pari a mc/s. Si riportano alcuni parametri dimensionali. Cassa d espansione n 5 Cassa d espansione n 3 Superficie A[mq] Quota di difesa z dif [m slm] 42.1 Quota del fondo z fc [m slm] 39 Volume massimo V[mc] Tabella 10:Parametri dimensionali della cassa n 3 L opera, è alimentata da 3 tubazioni composte da scatolari interrati di dimensioni1 500x750mm. L entrata in esercizio è prevista a partire da valori della portata in alveo di mc/s. Si riportano alcuni parametri dimensionali e la curva di funzionamento caratteristica dell evento SP1_AG Tr=30 d=36h. Cassa d espansione n 5 Superficie A[mq] Quota di difesa z dif [m slm] 42.1 Quota del fondo z fc [m slm] 38.9 Volume massimo V[mc] Tabella 11:Parametri dimensionali della cassa n 5 Volume invasato[1000mc] Cassa di laminazione n 5-Evento SP1_AG Tr=30 d=36h h [m s.l.m] Volum e invasat o Portat a di sfioro t[h] Figura 18:Curve di funzionamento della cassa n 5 per l evento AG Tr=30 d=36h Cassa d espansione n 6 L opera è previsto sia alimentata da uno sfioratore laterale della larghezza di 200 m, con quota di sfioro della soglia fissata a m s.l.m.. Lo scarico di fondo è costituito da un unica tubazione 23

PREMESSA. Il progetto definitivo della cassa E4 è stato approvato con D.G.P n 181 del 28.12.2007.

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