PROVINCIA ASCOLI PICENO AUTORIZZAZIONE UNICA CENTRALE IDROELETTRICA BRECCIAROLO

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1 REGIONE MARCHE PROVINCIA ASCOLI PICENO COMUNE ASCOLI PICENO AUTORIZZAZIONE UNICA CENTRALE IDROELETTRICA BRECCIAROLO Impianto per la produzione di energia elettrica con derivazione di acqua in sponda destra del fiume Tronto, nel comune di Ascoli Piceno. RELAZIONE IDROGEOLOGICA ED IDRAULICA AU 2 Progettista e Collaboratori Dott. Ing. ALBERTO ROMAGNOLI Dott. Ing. ALBERTO DONINI Dott. Ing. Junior. MICHELE EMILI Dott. Ing. DAVIDE NATALONI Dott. Geol. STEFANO BOCCAROSSA Dott. Agr. SAMUELE MENCARONI Proponenti: ENERGY SEEKERS s.r.l. Via Arceviese n.22, OSTRA (AN) Tel.: Fax: mail: info@energyseekers.it PEC: energyseekers@registerpec.it N. Stato Data Descrizione 01 Emesso 17 aprile 2012 Emissione per progetto preliminare 02 Emesso 26 giugno 2012 Emissione per progetto definitivo 03 Emesso 25 luglio 2012 Emissione per autorizzazione unica E vietata la riproduzione anche parziale, la concessione a terzi, la diffusione del presente elaborato, se non dietro nostra espresso autorizzazione scritta. Ogni violazione sarà perseguita a norma di legge.

2 Indice 1. Premessa Idrologia Descrizione del bacino Analisi del PAI (piano di assetto idrogeologico della regione marche) Calcolo della portata di piena con Tr = anni Calcolo della portata di piena con metodo cinematico Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse Studio idrologico delle portate derivabili Metodo di calcolo della curva di durata delle portate Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV) Applicazione del metodo di calcolo Considerazioni conclusive RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 2

3 1. Premessa La società Energy Seekers s.r.l. prevede la realizzazione di una derivazione di acqua fluviale dal fiume Tronto con la costruzione di una centrale mini-idroelettrica nel territorio comunale di Ascoli Piceno, precisamente in località Brecciarolo. A tal fine sono state descritte le caratteristiche idrogeologiche della zona e sono stati elaborati i dati idrologici per determinare i parametri idraulici sul Fiume Tronto. Il sito si trova a circa 250m a valle del ponte della Strada Statale n.236, in sponda destra orografica del fiume Tronto, in prossimità di una traversa in calcestruzzo armato utilizzata per la regimazione della portata. Cartograficamente l area è individuabile sulla Carta Tecnica Regionale 1: alle sezioni e e sulla cartografia IGM alla tavoletta 133 III al A livello catastale, l opera impegna, temporaneamente o permanentemente le particelle n. 36, 37, 42, 43, 64, 87, 88, 89, 90, 98, 453, 454, 455, 457, 458, 561, 462, 463, 540, 893, 905, 944, 956, 1036, 1039, 1206, 1207 del foglio 81 del comune di Ascoli Piceno. Il sito di interesse è classificato secondo il PRG - zona 10 - zona verde vincolato B. (art.93nta). Le coordinate Gauss Boaga delle opere sono le seguenti: opera di presa: Long ' 17,03'' Lat ' 50,40'' restituzione: Long ' 50,69'' Lat ' 00,26''. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 3

4 2. Idrologia 2.1 Descrizione del bacino Il fiume Tronto nasce in provincia di L'Aquila sul versante Sud-Ovest dei monti della Laga e, più precisamente, tra i monti Laghetta e Carduto, a 2270 metri s.l.m. Dopo un percorso di 93 Km sfocia nel mare Adriatico a Nord dell'abitato di Martinsicuro (TE), segnando il confine tra le regioni Marche ed Abruzzo. Il suo bacino idrografico si estende rispettivamente nelle regioni Lazio, Abruzzo e Marche a ricoprire un'area complessiva di circa 1192 Kmq. Durante il decorso verso il mare Adriatico riceve numerosi affluenti,fra i quali ricordiamo: Fluvione (a 53,5 Km dalla sorgente), Chiaro (a 62Km), Bretta (a 67 Km), Chifente (a 73,3 Km), Lama (a 75,5 Km), Morrice(a 78,2 Km), Fiobbo (a 83,2 Km), S. Mauro (a 84 Km), tutti provenienti dalla sinistra idrografica; Castellano (a 61,5 Km), Tarrapone (a 66Km), Marino (a 69,1 Km), provengono invece dalla destra idrografica. La tipologia fluviale del Tronto presenta caratteristiche variabili mano a mano che si procede verso valle; come è sovente riscontrabile nella gran parte dei fiumi della zona appenninica, il primo tratto del fiume, subito dopo le sorgenti, scorre in senso longitudinale alla catena montuosa, per poi disporsi perpendicolarmente ad essa. Il tronco medio superiore, che si estende fino alla periferia Ovest di Ascoli Piceno, è caratterizzato da pochi e piccoli insediamenti urbani ed industriali, ad esclusione degli opifici dediti alla lavorazione di marmi e travertini posti nel territorio di Acquasanta Terme. Il secondo tratto, che va da Ascoli Piceno alla foce, è caratterizzato da importanti insediamenti urbani e da una diffusa attività industriale; il fiume diventa, in tale tratto, il recapito dei numerosi scarichi di origine cloacale ed industriale, subendo come conseguenza diretta un progressivo deterioramento nella qualità delle sue acque. A conferma di ciò si può citare il fenomeno di enorme sviluppo algale che si verifica sul letto del fiume, in coincidenza dei mesi più caldi e dei più bassi regimi di portata. La portata del Tronto viene spesso alterata a causa delle consistenti derivazioni a scopo idroelettrico operate durante il suo percorso. Una prima derivazione si rileva a monte di Amatrice, dove il Tronto viene fatto confluire, insieme al torrente Trontino, nel bacino artificiale di Scandorella, che alimenta l'omonima centrale; dopo un percorso di 500 metri tale derivazione si riversa nuovamente nel Tronto. A monte di Arquata, le acque vengono di nuovo captate e condotte per circa 13 Km alla centrale di Venamartello. Di qui si riversano ancora nel Tronto originando il bacino di Colombara; dopo poco vengono ricaptate per RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 4

5 IMPIANTO IDROELETTRICO su fiume Tronto località BRECCIAROLO Ascoli Piceno alimentare la centrale di Capodiponte. Le acque di scarico della centrale vengono riversate ancora nel Tronto e subito dopo, assieme a quelle del torrente Fluvione, vengono ricondottate per circa 6 Km per alimentare la centrale di Ascoli Porta Romana. La portata media del Tronto a 28 Km dalla foce (Brecciarolo) è di 17,18 mc/sec. Figura 1 Bacino idrografico fiume Tronto Il progetto prevede l utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune di Ascoli Piceno, circa 250 metri più a valle del ponte stradale (SP236) che collega la Via Salaria Inferiore SP235 al Viale del Commercio. Nel sito oggetto di intervento esiste già una briglia realizzata per la regolazione del deflusso del fiume. La sezione di chiusura di interesse, in corrispondenza della quale è stata progettata la derivazione per l impianto idroelettrico in oggetto, sottende un bacino idrografico di 972 Kmq. (vedi fig. 1.2)

6 Figura 2 Sezione di chiusura del bacino idrografico

7 2.2 Analisi del PAI (Piano di Assetto Idrogeologico) Secondo il PAI delle Marche, l area di interesse risulta ricadere all interno della fascia di territorio inondabile assimilabile a piene con tempo di ritorno Tr fino a 100 anni, in un area classificata come Aree inondabili a rischio elevato. Le Norme di Attuazione relativo al Piano consento per le aree della fascia inondabile (art. 11, comma h): 2. Nelle aree di cui al precedente comma 1) sono consentiti, nel rispetto delle specifiche norme tecniche vigenti: h) realizzazione ed ampliamento di infrastrutture tecnologiche o viarie, pubbliche o di interesse pubblico, nonché delle relative strutture accessorie; tali opere, di cui il soggetto attuatore dà comunque preventiva comunicazione all Autorità di bacino contestualmente alla richiesta del parere previsto nella presente lettera, sono condizionate ad uno studio da parte del soggetto attuatore in cui siano valutate eventuali soluzioni alternative e la compatibilità con la pericolosità delle aree, anche attraverso la previsione di misure compensative, previo parere vincolante della Autorità idraulica competente che nelle more di specifica direttiva da parte dell Autorità può sottoporre alla stessa l istanza Lo stesso articolo prevede le seguenti prescrizioni per la realizzazione dell opera:... Tutti gli interventi consentiti dal presente articolo, salva diversa specificazione, sono accompagnati da una verifica tecnica volta a dimostrare la compatibilità tra l intervento, le condizioni di dissesto e il livello di rischio dichiarato. Tale verifica redatta e firmata da uno o più tecnici abilitati deve essere allegata al progetto di intervento e valutata dall ente competente nell ambito del rilascio di provvedimenti abilitativi. Le costruzioni consentite dal presente articolo dovranno avere, di norma, il piano terra ad una quota superiore a un metro dal piano di campagna; sono inoltre vietati piani interrati e destinazioni abitative al piano terra. Figura 3 - Carta del dissesto e delle aree esondabili - PAI

8 Il progetto dell impianto idroelettrico in oggetto prevede la risistemazione degli elementi idraulici preesistenti attualmente in condizioni di degrado tali da non consentirne il corretto funzionamento. L intervento proposto, inoltre, - non produce effetti negativi sulle situazioni di pericolosità idraulica e di rischio idraulico ovvero sui beni naturali esistenti nelle aree perimetrate dal PAI; - b) mantiene l'efficienza delle opere idrauliche e non produce ostacoli al libero deflusso delle acque; - c) non produce alterazioni significative a carico della naturalità degli alvei, della biodiversità degli ecosistemi fluviali, dei valori paesaggistici; - d) è progettato nel rispetto degli indirizzi, criteri e metodi per la realizzazione di interventi sui corsi d acqua della Regione Marche. Al fine di minimizzare anche i rischi residui, l impianto idroelettrico ha le seguenti caratteristiche: - l'opera non ha ripercussioni sulla qualità delle acque utilizzate poiché non ne modifica le caratteristiche chimico fisiche; - viene assicurato l'equilibrio del bacino idrico perché viene garantito il rilascio di una adeguato deflusso di minimo vitale; - non riduce la disponibilità idrica del bacino poiché tutta la portata prelevata viene restituita in alveo; - non ha influenza sulla capacità di ravvenamento della falda; - non interferisce con le destinazioni d'uso della risorsa pubblica. Sono state inoltre valutate eventuali soluzioni alternative. Il posizionamento dell opera di presa è subordinato alla presenza della briglia fluviale, che permette l utilizzo della paratoia mobile; questa consentirà di avere un tiranti idrico tale da consentire il deflusso della risorsa idrica all opera di presa in condizioni di normale portata; qualora il pelo libero naturale superasse un livello definito limite (es. in occasione delle piene o in occasione di portata significative), un sistema automatico permette di ritrarre completamente la paratoia mobile riportandola al livello naturale e consentendo il deflusso completo della portata con il passaggio del detrito solido. Per quanto riguarda la definizione del tracciato del canale ed il posizionamento della centrale di produzione, questi sono stati progettati tenendo in considerazione del minimo RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 8

9 utilizzo di suolo ma avendo un salto adeguato al corretto sfruttamento della risorsa a disposizione con un investimento accettabile. Le soluzioni adottate consento inoltre di non interferire con il naturale andamento del fiume, garantendo in ogni momento il deflusso minimo vitale ed al contempo il passaggio del detrito solido. Per quanto riguarda la compatibilità tra l intervento, le condizioni di dissesto ed il livello di rischio dichiarato, occorre verificare la sicurezza degli impianti e degli addetti ai lavori delle opere sottoposte al rischio di esondazione. La compatibilità dell'intervento risulta dalle seguenti considerazioni: - in caso di piena, le opere civili (vasche e canali in terra) non subiscono danni derivanti dalla completa sommersione; - le turbine ed i generatori installati nella centrale sono progettati per lavorare completamente immersi in acqua; - i quadretti locali di comando delle centraline oleodinamiche di movimentazione delle paratoie di macchina, sgrigliatrici e di rotazione delle pale delle turbine, saranno installate in apposito locale presso la centrale di produzione ad una quota tale da preservarli dall'immersione in caso di piena; - i quadri elettrici di comando, controllo e consegna saranno installati ad una certa distanza dalla sponda del fiume, in un locale prefabbricato posizionato in prossimità della piazzola di accesso all area - La posizione della centrale di produzione e del locale prefabbricato per i quadri elettrici di comando e controllo è in zona priva di rischio esondazione, ma entrambi verranno realizzati con i quadri e le apparecchiature elettriche poste almeno 1 metro al di sopra della massima piena bicentenaria. - la centrale sarà gestita con automatismi e tramite telecontrollo, per cui le strutture saranno normalmente NON presidiate dal personale; - tutti i locali dell impianto rimarranno prevalentemente chiusi e non saranno accessibili al personale non addetto; - l'entità delle strutture, in prevalenza realizzate sotto terra o senza discostarsi sensibilmente dal profilo attuale del terreno, è tale da non creare ostacolo al deflusso della corrente né da comportare una riduzione del volume d'invaso dell'area di espansione. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 9

10 In conclusione l opera in progetto non contrasta con le norme attuative perchè: - si tratta di una tipologia di opera consentita dal PAI ; - è compatibile con le norme e le prescrizioni dettate dal PAI; - è previsto un miglioramento delle opere di regimentazione delle portate fluviali (riparazione della briglia, pulizia dell alveo e delle sponde) e quindi risultano compatibili anche con i lavori idraulici, ancora non conclusi, del progetto Riduzione dei livelli di rischio e di pericolosità idraulica nella zona industriale di Marino del Tronto (Autorità di Bacino Interregionale del Tronto). RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 10

11 2.3 Calcolo della portata di piena con Tr = anni Il calcolo della portata di piena è stato eseguito a partire da un analisi statistica delle precipitazioni di massima intensità e durata oraria registrate dalla stazione pluviografica Ascoli Piceno, su di un campione di 21 anni ( ) riportati negli Annali Idrologici del Sistema Idrografico e Mareografico Nazionale (S.I.M.N.) Parte I Tab.III. Il metodo statistico utilizzato per il calcolo dell equazione di possibilità pluviometrica è quello di Gumbel. Il calcolo della portata di piena Qmax relativa al bacino idrografico della sezione di interesse è stato realizzato applicando il metodo cinematico o razionale con la formula di Giandotti per il calcolo del tempo di corrivazione tc. Calcolo dell equazione pluviometrica con metodo di Gumbel Il metodo di Gumbel, detto anche doppio esponenziale, permette di descrivere con la seguente equazione statistica gli eventi estremi di data durata che costituiscono una serie di elementi fra loro indipendenti: X (Tr ) = X + F Sx Dove: X(Tr)= è l evento relativo al tempo di ritorno Tr, nel nostro caso l altezza di pioggia h(tr); X = è il valore medio degli eventi considerati, cioè m(t) al tempo di ritorno considerato; SX = è lo scarto quadratico medio, s(t); F è un valore definito fattore di frequenza. Il fattore di frequenza adottato in questo caso è quello della distribuzione doppio esponenziale di Gumbel definito per mezzo della variabile ridotta Y(Tr) funzione del tempo di ritorno dell evento piovoso che si sta indagando: F Y ( Tr ) Y = S N N ; T r 1 Y ( T = r ) ln ln Tr Della variabile ridotta vengono ricavati la media, Y N, e lo scarto quadratico medio, SN, che risultano funzione del solo numero di osservazioni effettuate N. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 11

12 Nel caso pratico si parte dal ricavare per ogni serie di osservazioni delle massime precipitazioni (h) di durata oraria (t = 1, 3, 6, 12, 24 ore) le grandezze statistiche caratteristiche: hi µ( t) = = X Media: n ; σ ( t ) = ( h µ ) /( n 1) = Scarto quadratico Medio: 2 i S x Riportando la formulazione di F e le grandezze Statistiche m(t) e s(t) nella descrizione statistica di Gumbel si ottiene: σ ( t) σ ( t) X ( Tr ) = µ ( t) YN + Y ( Tr ) S S N Dai parametri delle precipitazioni di durata t (m e s), della variabile ridotta (YN e S) e fissati tempo di ritorno (Tr= ) e numero di osservazioni (N=30), si ricavano con le seguenti equazioni i valori dei parametri alpha, a(t) e moda, u(t) caratteristici della distribuzione di Gumbel: σ ( t) u( t) = µ ( t) YN α ( t ) = σ ( t) / S N Applicando questo procedimento si ricavano una serie di coppie di valori di altezza h per la durata t che si verificano dopo un tempo di ritorno Tr. Riportando i punti su un piano bilogaritmico è possibile, col metodo dei minimi quadrati, ricavare una retta interpolatrice della tendenza avente la seguente forma: h = at Non si riportano, per brevità di trattazione, le formule relative al metodo dei minimi quadrati, ma l operazione è facilmente eseguibile tramite foglio di calcolo tipo Excel che contiene all interno la suddetta funzione di calcolo della retta interpolatrice. n N S N RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 12

13 Si riportano i dati di precipitazione utilizzati per il calcolo: Anno t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) ,20 33,80 39,80 55,20 59, ,20 26,40 40,00 42,80 58, ,40 23,20 32,40 53,00 69, ,40 62,40 101,40 130,80 135, ,40 25,60 36,40 43,80 50, ,40 27,00 28,60 35,80 48, ,80 28,80 40,60 49,00 62, ,00 40,40 40,80 41,40 46, ,40 38,00 46,20 48,20 48, ,20 46,60 46,60 46,60 65, ,00 41,00 53,40 70,40 82, ,20 49,60 57,60 57,60 104, ,00 34,60 42,80 45,00 53, ,40 40,20 45,20 45,40 49, ,60 98,20 147,80 148,20 148, ,60 57,00 57,20 60,60 64, ,00 94,20 103,40 108,80 110, ,00 50,20 56,20 56,20 59, ,00 125,60 138,60 140,20 143, ,60 61,00 61,00 61,00 61, ,20 23,40 31,80 50,80 84,00 Tabella B.1: Dati delle precipitazioni RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 13

14 Il risultato dell elaborazione numerica è il seguente: Tabella B.2: Elaborazioni dati di pioggia

15 Riportando i dati in forma grafica si calcolano i parametri a e n. Le equazioni di possibilità pluviometrica sono le seguenti: Tempo di ritorno 50 anni Tempo di ritorno 100 anni Tempo di ritorno 200 anni h r ( T = 50) =, 082 h r 87 t ( T = 100) =, 879 h r 97 t ( T = 200) =, t 0,2257 0,2236 0,2218 Figura 3: Equazioni di possibilità pluviometrica

16 2.4 Calcolo della portata di piena con metodo cinematico Il metodo cinematico o razionale o del ritardo di corrivazione è largamente utilizzato per il calcolo della portata conseguente ad un data precipitazione che si verifichi su bacini scolanti di relativamente limitata estensione. In breve il metodo parte dalla considerazione che la massima portata alla sezione considerata si raggiunga nel momento in cui giungono i contributi di tutte le parti che formano il bacino. Il tempo necessario perché il contributo della parte di bacino idraulicamente più lontana raggiunga la sezione è definito tempo o ritardo di corrivazione tc. La conclusione raggiunta dal metodo cinematico è che considerando varie durate di precipitazione, quella che produce la massima portata di deflusso è la precipitazione di durata pari allo stesso tempo tc. Una volta definito il valore di tc in ore la portata massima in mc/sec è ricavabile dalla seguente formula: dove: Q max = 10 6 Sh ϕ 3600τ f = coefficiente di deflusso del bacino; S = l estensione in kmq; h = l altezza di pioggia in m calcolata tramite l equazione di possibilità pluviometrica per il t = t c. c Il parametro che risente maggiormente di variabilità è il coefficiente di deflusso, poiché dipende non solo dalle caratteristiche intrinseche del bacino (geologia, pedologia, vegetazione, morfologia, ecc.) ma anche dalla stagione in cui si verifica l evento e dal grado di imbibimento del suolo a causa di precedenti precipitazioni o particolari condizioni stagionali di falda. Un aiuto nella definizione del parametro si ricava dal valore di permeabilità media del bacino del Tronto pari al 39% riportato dagli Annali Idrologici. Considerando anche la bassissima probabilità che una pioggia di intensità critica possa essere estesa all intero bacino e l elevata capacità di invaso del reticolo idrografico del fiume, si può cautelativamente assumere un valore del coefficiente di deflusso istantaneo pari a f = 0,40 RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 16

17 Il tempo di corrivazione in ore si è determinato con la formula di Giandotti (1933): 4 S + 1,5L τ c = ; 0,8 ( H Z) avendo considerato: L = lunghezza dell asta principale in km; H = altitudine media del bacino imbrifero sotteso in m s.l.m.; Z = la quota della sezione considerata in m s.l.m.; S = l estensione del bacino in kmq. Posto che le caratteristiche del bacino considerato sono le seguenti: Si ricava: L = 69 Km Hm = 1280 m s.l.m. Z = 83 m s.l.m. S = 972 kmq τ c 4 = ,5 69 = 8,24; 0, Di conseguenza l altezza di pioggia corrispondente in mm è: h r ( T = 50) = 140, 19mm T = 100 ) 156, 85mm T 173, 44mm h r ( = h r ( = 200) = Applicando tutti i dati precedentemente calcolati alla formula per il calcolo della portata massima si ottiene, in mc/s: Tempo di ritorno 50 anni Q Tr 1836,76mc / s max( = 50) = Tempo di ritorno 100 anni Tempo di ritorno 200 anni Q Tr 2054,99mc / s max( = 100) = Q Tr 2272,38mc / s max( = 200) = RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 17

18 2.5 Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse Il livello di piena si può stimare in termini bidimensionali in base alla relazione Q = S x v, dove con Q si è definita la portata in mc/s, con S la sezione bagnata in mq e con v la velocità di deflusso in m/s. Se si considera cautelativamente una velocità di deflusso della portata di piena pari a v = 2,5 m/s, la sezione liquida richiesta dal moto del fluido sarà pari a Tempo di ritorno 50 anni Tempo di ritorno 100 anni Tempo di ritorno 200 anni 1836,76 S = = 734.7m 2,5 2054,99 S = = 826.6m 2,5 2272,38 S = = 908.8m 2,5 Per la stima dei livelli idraulici è stata presa in considerazione la sezione fluviale in corrispondenza della centrale di produzione: RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 18

19 Figura 4: Area di progetto Per la piena bicentenaria, si è considerata una sezione liquida di 908,8mq, senza considerare le zone golenali, che corrisponde ad una quota per il livello di piena bicentenaria pari a 90,8m s.l.m. Nel tratto di fiume attorno alla sezione corrispondente alla briglia esistente, il corso del Tronto può essere considerato mediamente costante come forma e come caratteristiche idrauliche (scabrezza delle superfici, presenza di vegetazione, ecc.); questa risulta essere la sezione di più interesse per il calcolo del livello di massima piena con un tempo di ritorno di 200 anni. Va sottolineato che la presenza della paratoia mobile non influenzerà negativamente sul deflusso delle piene, in quanto questa viene automaticamente abbassata fino a raggiungere il livello attuale, ogniqualvolta si verifichino portate che superino i livelli stabiliti. Il valore ricavato è puramente di stima, ma è lecito pensare che l errore rispetto al comportamento reale sia dell ordine delle decine di centimetri. Prevedendo una escursione massima rispetto al valore stimato di 0,7 m. si può considerare una quota del pelo libero nel punto di interesse non superiore a 91,5 m. s.l.m. La centrale quindi sarà realizzata in modo da avere il piano fuori terra con pavimento a quota superiore rispetto al livello di massima piena con tempo di ritorno di 200 anni, in modo da evitare qualsiasi danno alle apparecchiature elettriche che saranno posizionate in loco.

20 Figura 3.4: Sezione del Tronto in corrispondenza della briglia esistente con livello della massima piena con Tr= -200 anni RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 20

21 2.6 Studio idrologico delle portate derivabili Lo studio delle portate disponibili è di grande importanza perché permette di determinare la portata massima da derivare e di dimensionare in modo adeguato l impianto elettrico. La caratteristica del deflusso fluviale estremamente importante ai nostri scopi è la curva di durata delle portate (FDC flow duration curve). La durata di una portata è definita come la frazione di anno, solitamente giorni, in cui si hanno portate uguali o maggiori di tale portata nella sezione considerata. La curva di durata è dunque rappresentata su un piano cartesiano avente come ascissa la durata, in giorni, è come ordinata la portata corrispondente; il suo andamento è naturalmente decrescente all aumentare della durata. Avendo a disposizione i dati di portata giornaliera relativi ad un intero anno, il calcolo della curva di durata risulta di relativa facilità; in caso contrario, esistono doversi studi che propongono vari metodi di calcolo per la regionalizzazione delle portate. Occorre tuttavia considerare che il potenziale idrico a disposizione è inferiore di quello rappresentato dalla curva delle durate, stante il vincolo di rilascio al fiume nella sezione di derivazione di una quantità d acqua pari al Deflusso Minimo Vitale. Ai nostri fini è importante dunque determinare la Curva di Utilizzazione, ovvero la Curva di Durata della portata realmente derivabile, con i valori di portata decurtati di una quantità d acqua pari al DMV. Nei pressi della sezione di chiusura del bacino del fiume Tronto considerato, non sono ubicate stazioni di rilevamento per la misurazione delle portate nel fiume; sono però presenti dati idrologici di un periodo di 5 anni, della stazione di Brecciarolo, circa 1 km a monte della sezione considerata. Questi dati sono sufficienti per caratterizzare la portata nel tratto di interesse, in considerazione del fatto che si riferiscono agli anni Metodo di calcolo della curva di durata delle portate Per calcolare la curva di durata delle portate, si è utilizzato un campione di dati di 5 anni ( ) relativi alla stazione Brecciarolo sita a circa 1 km a monte della derivazione. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 21

22 Curva disponibilità portate periodo di 5 anni % 20% 40% 60% 80% 100% 120% Figura 3.5_Curva di durata delle portate relativa ad un periodo di osservazione di 5 anni, rapportato ad un anno; in ascissa si trova la percentuale di giorni in cui si verificano le portate in un anno tipo RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 22

23 3. Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV) 3.1 Applicazione del metodo di calcolo Il progetto prevede l utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune di Ascoli Piceno circa 100 metri più a valle del ponte stradale che collega la Via Salaria Inferiore SP235 e la Strada della Bonifica. Nel sito oggetto di intervento esiste già una briglia realizzata per la regolazione del deflusso del fiume. Il progetto prevede l utilizzo di un dislivello di 5,2 metri tra quota 85,27 e 79,77 m s.l.m., con lo scopo di produrre energia elettrica da cedere totalmente al gestore della rete. Per la valutazione della portata istantanea derivabile dal Fiume Tronto alla sezione di interesse risulta indispensabile la preliminare valutazione della portata di deflusso minimo vitale del corso d acqua, definita come il deflusso che, in un corso d acqua, deve essere presente a valle delle captazioni idriche al fine di mantenere vitali le condizioni di funzionalità e di qualità degli ecosistemi interessati, ovvero la portata minima del fiume in grado di garantire la conservazione dell ecosistema e la sopravvivenza certa delle specie che lo definiscono, con particolare riferimento alla fauna e alla flora ivi esistente. Per il calcolo del DMV specifico per la sezione di interesse della derivazione in questione, si è fatto riferimento alla formula proposta dal PIANO DI TUTELA DELLE ACQUE (PTA), sezione D, Allegato I, II, approvato con D.A.A.L.R. N 145 DEL 26/01/2012. Principale scopo delle attività svolte dal gruppo di lavoro suddetto era quello di ottenere una formulazione che potesse migliorare l indicazione, fino ad allora assai generica per l intero territorio Marchigiano, di un DMV pari a 2 l/s per Kmq. Il metodo proposto tiene invece conto di diversi fattori fisici ed ambientali (precipitazioni, altitudine, stato ecologico del corso d acqua, valore naturalistico, geomorfologia dell alveo..). La formula di calcolo del DMV è costituita da una componente idrologica, calcolabile con la formula parametrica o, in alternativa, con la formula razionale, con una ulteriore specificazione per i bacini montani, e da una componente morfologico - ambientale: DMV = DMV idr C ma dove: DMV = deflusso minimo vitale complessivo, espresso in l/s; RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 23

24 DMVidr = componente idrologica del DMV, calcolata con la formula parametrica definita come Cma = segue: DMV C ma idr = q dmv G S P H B componente morfologica-ambientale, intesa come fattore moltiplicativo della componente idrologica, definita come segue = E max( N, P ) G IFF m mon T I fattori inclusi nella formula della componente idrologica sono i seguenti: Q d,m,v = rilascio specifico = 1,6 l/s x kmq. Stabilisce una portata minima di riferimento proporzionale alla superficie del bacino sottesa alla sezione del corpo idrico nel quale si calcola il DMV. G = Fattore geografico Stabilito in corrispondenza delle sezioni fluviali dotate di stazioni idrometrografiche SIMN in modo tale che il prodotto dei fattori della componente idrologica (Q d,m,v x G x S x P x A) della formula risultasse pari all incirca al 10 % della portata media annua del corso d acqua. I valori indicati per i principali corsi d acqua sono i seguenti: Trattandosi del Fiume Tronto, il fattore assume valore 1. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 24

25 S = Superficie imbrifera espressa in Kmq del bacino idrografico sotteso alla sezione di derivazione = 972 Kmq P= Parametro di precipitazione media Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella: Per la stima delle precipitazioni medie annue si utilizzeranno i dati ufficiali e le serie storiche, pubblicati sugli Annali Idrologici, delle stazioni pluviometriche del SIMN e dei Centri Funzionali Regionali, relative al periodo , ricadenti all interno o in posizione limitrofa al bacino idrografico sotteso dalla sezione di interesse e distribuite in maniera rappresentativa rispetto alla variazione altimetrica della superficie imbrifera. Tali dati di precipitazione sono riportati nella pubblicazione Campo medio della precipitazione annuale e stagionale sulle Marche per il periodo del Centro Funzionale della Protezione Civile della Regione Marche e dell Osservatorio Geofisico sperimentale di Macerata. Il dato di precipitazione media annua relativo alla località Brecciarolo nel comune di Ascoli Piceno dove è ubicata la nostra sezione di derivazione risulta essere di circa 1060 mm, come si desume dalla seguente carta relativa alla Regione Marche nel periodo v. Essendo l altezza media del bacino pari a 877 m s.l.m., dalla precedente tabella si è ricavata la precipitazione media annua, da cui: RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 25

26 il valore del fattore P associato sarà dunque di 1060/1000=1,06. H = Parametro di Altitudine media Rappresenta l altitudine media, in metri sul livello del mare, nel bacino idrografico sotteso dal punto in cui si calcola il DMV. Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella: L altitudine media del bacino nella zona di nostro interesse risulta pari a 877 m s.l.m., come riportato sugli Annali Idrografici relativi alla Stazione di Brecciarolo, ubicata circa nel sito dell impianto. Il valore del parametro H risulta quindi pari a 1,23 Bmon = 1.0, fattore moltiplicativo per tratti di corsi d acqua a regime di flusso perenne evidenziati in Tav. 1-D.5 sotto la denominazione Reticolo Idrografico Principale per il DMV e situati all interno del Limite Fascia Carbonatica Montana A, assunto uguale a: - 2,0 per i soli tratti montani dei Fiumi Potenza, Scarsito, Chienti (rami di Gelagna e di Pieve Torina), Fornace, Fiastrone, Tenna, Aso, Tronto, nonché dei loro tributari evidenziati; - 1,0 per i restanti tratti fluviali. I fattori inclusi nella formula della componente morfologica-ambientale Cma, intesa come fattore moltiplicativo della componente idrologica sono: RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 26

27 E =, Parametro dello stato ecologico dei corsi d acqua identificato dall indice SECA, che combina due indicatori: LIM (Livello di Inquinamento da Macrodescrittori) che fornisce un indicazione sullo stato trofico e microbiologico della matrice acquosa del corpo idrico prendendo in considerazione 8 macrodescrittori, vale a dire una serie di parametri tipici delle attività umane e che sono indici di inquinamento organico (ossigeno, azoto, fosforo..) IBE (Indice Biotico Esteso) che descrive lo stato biologico prendendo in esame le comunità dei macroinvertebrati bentonici che vivono, almeno una parte del loro ciclo biologico, a contatto con i substrati di un corso d acqua. La determinazione del SECA viene effettuata considerando il risultato peggiore tra il dato relativo ai Macrodescrittori e quello relativo all IBE. Si è assunto lo stato ecologico (SECA) sufficiente, in base ai dati di rilevamento della stazione seguente di monitoraggio: Da cui si desume che la classe dello stato ecologico è 3. In base alla tabella seguente E=1.2 RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 27

28 Max (N, P IFF ) tale espressione indica che nella formula sarà applicato il massimo tra i valori del parametro N, naturalità, e del parametro P IFF, correlato all'indice di funzionalità fluviale, calcolati distintamente. Nel tratto fluviale considerato si è proceduto a calcolare distintamente entrambi i parametri N e P IFF e nella formula verrà utilizzato solo quello tra i due parametri che assumerà il valore più elevato. I parametri N e P IFF da considerare sono quelli più elevati del tratto fluviale interessato: N = Parametro di Naturalità L opera in progetto è contigua aree urbanizzate, pertanto si assume N= 1 IFF = Indice di Funzionalità Fluviale Esso per definizione è valutato in relazione allo stato complessivo dell ambiente fluviale e della sua funzionalità, intesa come risultato della sinergia e dell integrazione di una serie di fattori biotici ed abiotici presenti nell ecosistema acquatico ed in quello terrestre ad esso collegato. L'analisi dell'integrità e funzionalità del fiume. Tronto è stata effettuata tramite l'utilizzo dell'indice Funzionale Fluviale (I.F.F.) che ha evidenziato la situazione illustrata in dettaglio nella seguente tabella, riferita alla sezione fluviale della soglia esistente. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 28

29 Punteggio medio 206 da cui si ha: PIFF=1.0 Nella formula sarà applicato il massimo tra i valori dei due parametri N e IFF che nell caso considerato è risultato pari a 1.0 Gm = Parametro Geomorfologico Il Parametro tiene conto delle caratteristiche geomorfologiche locali dell alveo (i.e. perimetro bagnato e raggio idraulico, rapporto lunghezza/profondità dell alveo, pendenza e tipologia morfologica dell alveo, presenza di pools, permeabilità dei substrati..). La sua determinazione spetta all autorità competente al rilascio della concessione. In attesa assume un valore unitario. RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 29

30 T = Modulazione temporale di portata Parametro differenziato per ogni mese e per bacini idrografici, che permette di variare il DMV base nei vari periodi dell anno, in funzione della variabilità idrologica delle portate naturali. I fattori da assegnare al parametro in ogni mese dell anno, nei vari bacini idrografici, sono riportati nella successiva tabella. Quindi si assume per il parametro T: T = 1.3 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno) T = 1.5 (febbraio, marzo) T = 1.0 (luglio, agosto, settembre, ottobre) Pertanto, essendo DMV = DMVidr*Cma Dove: DMVidr =2041 l/s Cma = 1.56 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno) Cma =1.8 (febbraio, marzo) Cma =1.2 (luglio, agosto, settembre, ottobre) Da cui: DMV = 3185 l/s (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno) DMV = 3675 l/s (febbraio, marzo) DMV = 2450 l/s (luglio, agosto, settembre, ottobre) Si è scelto come valore del DMV rilasciato per tutto l anno 3,7 mc/s RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 30

31 35 Curva utilizzazione periodo di 5 anni % 20% 40% 60% 80% 100% Figura 4: Curva di utilizzazione della portata RELAZIONE IDROLOGICA Autorizzazione Unica 31

32 IMPIANTO IDROELETTRICO BRECCIAROLO Ascoli Piceno Fiume Tronto e FREE ENERGY s.n.c. 4. Considerazioni conclusive In base a considerazioni basati sulla curva di utilizzazione della portata e facendo una valutazione sui costi-benefici derivanti dalla produzione di energia elettrica, si è scelto come valore di portata massimo derivabile 12mc/s, disponibile per circa 65 giorni all anno. Considerando una durata annua della derivazione pari a 265 giorni all anno, si ottiene un volume derivato pari a circa mc all anno. Nella tabella seguente sono riportati i dati di portata derivabile mensile ed annua. Durata (%) Durata (gg/anno) Portata (mc/sec) DMV Portata disponibile (mc/sec) ,7 3, ,7 3, ,7 3, ,2 3,7 11, ,7 3, ,7 3, ,45 3,7 6, ,45 3,7 5, ,2 3,7 4, ,2 3,7 3, ,2 3,7 2, ,5 3,7 1, ,95 3,7 1, ,45 3,7 0, ,7 3, ,7 3, ,7 3, ,7 3, ,7 3, ,7 3,7 0 RELAZIONE IDROLOGICA 32