5.1 Studio idrologico Studio idraulico... 15

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2 1. PREMESSA.... ANALISI DELLO STATO ATTUALE SOLUZIONE PROGETTUALE IL PIANO DI ASSETTO IDROGEOLOGICO (P.A.I.) COMPATIBILITÀ IDRAULICA DELLE OPERE Studio idrologico Analisi morfologica Definizione della curva di possibilità pluviometrica Analisi idrologica Studio idraulico Teoria del modello idraulico: Moto permanente Definizione della geometria del modello idraulico Risultati delle verifiche idrauliche... 6 CONCLUSIONI...4 Allegato 1 - Bacino idrografico Allegato Risultati delle studio: Aree inondabili Allegato 3 Output di HEC-RAS Pagina 1 di 4

3 1. PREMESSA Con Delibera di Giunta Regionale n.1085 del 3/06/009, Individuazione e perimetrazione degli agglomerati urbani della Regione Puglia ai sensi e per gli effetti della Direttiva Comunitaria 91/71/CEE, artt. 3, 4 e 5 e del D.Lgs. n.15/06, art.74, comma 1, lettera n, art. 101, commi 1 e 9 e artt. 105 e 106, si dispone che l AATO Puglia provveda agli adeguamenti infrastrutturali, procedendo alla rimodulazione del Piano d Ambito di cui all art. 149 del D.Lgs. 15/06, secondo l individuazione degli agglomerati, tenendo conto delle priorità indicate nella Direttiva Comunitaria 91/71/CEE, e, nello specifico, si individua il nuovo recapito finale dell impianto di depurazione di Uggiano la Chiesa nel Mare Adriatico, tramite collettamento alla condotta sottomarina di Otranto. Il Piano Regionale di Tutela delle Acque ha confermato la soluzione prevista per il recapito finale del presidio depurativo di Uggiano e, in uno con il Piano d Ambito, ha dato, altresì, impulso al riuso delle acque reflue, attraverso impianti di affinamento, per il perseguimento degli obiettivi di qualità prefissati; in questo senso, il PTA fornisce un elenco di impianti idonei allo scopo, tra cui si colloca quello di Uggiano la Chiesa, la cui valenza ambientale è associata alla tutela di un area soggetta a contaminazione salina (Acquifero del Salento) e alla tutela di zone SIC Mare. La soluzione progettuale individuata e compatibile con il Piano d Ambito ed il Piano di Tutela delle Acque ha previsto, di conseguenza, l individuazione del recapito finale dell impianto consortile di Uggiano nel Mare Adriatico, con condotta sottomarina, recapito funzionale allo smaltimento dei volumi idrici non richiesti dall utenza irrigua o eccedenti ad essa, tenuto conto del previsto riuso delle acque reflue. Attualmente, tuttavia, il depuratore di Uggiano la Chiesa produce reflui che scarica nel sottosuolo mediante un pozzo profondo circa 300 metri e non è, altresì, in grado di assicurare un processo depurativo tale da rispettare i limiti delle tabb. 1 e 4 dell Allegato 5 del D.Lgs. 15/06, come confermato dall ARPA Puglia, a seguito di un sopralluogo effettuato sull impianto il 0 novembre 008. L AATO Puglia, con nota prot. n. 51 del 11/01/010, ha sottolineato la necessità di assicurare un recapito finale all impianto depurativo, seppur provvisorio, fino alla completa realizzazione e messa in esercizio della condotta sottomarina, proponendo la realizzazione di trincee disperdenti. Questa Società, con nota prot. n del /03/010, ha rilevato che tale soluzione non può essere presa in considerazione, dal momento che tale recapito non avrebbe, anche alla luce del valore turistico e paesaggistico della zona, adeguata funzionalità, sussistendo, come detto, limitazioni strutturali del processo depurativo. È stato redatto, inoltre, un progetto esecutivo, per conto dell Amministrazione Comunale e dalla stessa appaltato, che prevede il convogliamento delle acque depurate nel corpo idrico superficiale canale Minervino. Di fatto, però, tale collettore non è stato mai realizzato. Pagina di 4

4 Nonostante tutto quanto detto, il Commissario Delegato, nel ritenere comunque ultimati i lavori di adeguamento del depuratore, ha affermato, con decreti n.100 del 16 luglio 008 e n.16 del 6 luglio 009, il definitivo diniego all applicazione alla proroga allo scarico nel sottosuolo. Lo scarico del depuratore, quindi, continuando ad avvenire in pozzo profondo, nonostante l espresso divieto di scaricare in tale recapito sancito dall art. 104 del D.Lgs. 15/06 ed a seguito della mancanza di autorizzazione in deroga da parte del CD, ha comportato il sequestro del depuratore medesimo. Il presente progetto esecutivo si inserisce nel contesto delineato, prevedendo la realizzazione di una condotta in pressione per il collettamento dei reflui depurati in uscita dall impianto di depurazione consortile a servizio dei comuni di Uggiano la Chiesa, Minervino e Giurdignano, e sito nel territorio comunale di Uggiano, sino al depuratore di Otranto, da dove poi saranno convogliati alla condotta sottomarina, la cui realizzazione è prevista con altro progetto. Pagina 3 di 4

5 . ANALISI DELLO STATO ATTUALE L impianto di depurazione di Uggiano la Chiesa è destinato al trattamento di reflui civili. Esso risulta essere dimensionato per A.E., con una portata massima in uscita di 171 mc/h, pari a 47,5 l/s. Allo stato attuale, come si è già detto in premessa, tale portata viene smaltita direttamente in falda mediante un pozzo profondo circa 300 m. Esiste inoltre un impianto di sollevamento costituito da due pompe Grundfos, modello SV1BH1B511 con portata massima di 40 l/sec e prevalenza massima di 41m, e da una condotta in pressione in PE PN10 DN140 che, nelle intenzioni del Comune di Uggiano la Chiesa che l ha realizzata, potrebbe portare i reflui in uscita dall impianto di depurazione ad un impianto di affinamento situato lungo la SP300. Si precisa che l impianto, non essendo dotato di autorizzazione allo scarico in falda ed essendo in contrapposizione a quanto previsto dal Testo Unico Ambientale (il Dlgs 15/006), è stato posto sotto sequestro preventivo e la Procura della Repubblica di Lecce ha aperto un fascicolo di inchiesta con l ipotesi di reato di scarico sul suolo, nel sottosuolo e nelle acque sotterranee. Nella foto di seguito si vede il pozzo disperdente che attualmente serve da scarico dell impianto di depurazione del comune di Uggiano La Chiesa. POZZO DISPERDENTE DA DISMETTERE Fotografia 1: Ubicazione pozzo esistente Pagina 4 di 4

6 3. SOLUZIONE PROGETTUALE In sede di progettazione preliminare sono state analizzate tre alternative progettuali, differenti sia per lunghezza e dunque per sviluppo planoaltimetrico, che per tipologia di materiali adottati. Dopo una analisi che ha preso in considerazione tanto il costo totale per la realizzazione delle diverse alternative, quanto i costi derivanti dalla suggestiva gestione ed esercizio (es. consumi energetici), si è pervenuti alla individuazione della soluzione economicamente più vantaggiosa che consiste nella realizzazione di una condotta premente in ghisa sferoidale ex novo, partendo direttamente dal depuratore di Uggiano con una disconnessione nel punto più alto del tracciato, all inizio della Strada Vicinale Torre Mozza, da cui proseguire a gravità per arrivare al depuratore di Otranto. I diametri impiegati saranno un DN350, per i primi 5.000m circa, per poi proseguire con un DN50. Prima dell ingresso nell abitato di Otranto, il tracciato della condotta procede parallelamente alla SS16, lungo il lato sud, e poi parallelamente ad una complanare prevista dall ANAS nel progetto di ampliamento della predetta Statale. Proprio nel tratto di parallelismo con la SS16 la condotta lambisce la perimetrazione del PAI attorno al Canale Bollato, in una zona classificata ad Alta Pericolosità Idraulica. L interferenza, che si sottolinea essere irrisoria, è evidenziata nelle planimetrie allegate alla presente ed è riportata in Figura 1. Figura 1: stralcio planimetrico perimetrazione PAI (pericolosità idraulica) fuori scala. Pagina 5 di 4

7 Figura : stralcio planimetrico, sovrapposizione CTR con foto satellitare (Google Earth) e perimetrazione PAI. Pagina 6 di 4

8 4. IL PIANO DI ASSETTO IDROGEOLOGICO (P.A.I.) La Legge n. 183/1989 sulla difesa del suolo ha stabilito che il bacino idrografico si definisce come il territorio dal quale le acque pluviali o di fusione delle nevi e dei ghiacciai, defluendo in superficie, si raccolgono in un determinato corso d acqua direttamente o a mezzo di affluenti, nonché il territorio che può essere allagato dalle acque del medesimo corso d acqua, ivi compresi i suoi rami terminali con le foci in mare ed il litorale marittimo prospiciente. Strumento di gestione del bacino idrografico è il Piano di Bacino che si configura quale strumento di carattere conoscitivo, normativo e tecnico-operativo mediante il quale sono pianificate e programmate le azioni e le norme d uso finalizzate alla conservazione, difesa e valorizzazione del suolo e alla corretta utilizzazione delle acque, sulla base delle caratteristiche fisiche ed ambientali del territorio interessato. Il Piano di Assetto Idrogeologico (P.A.I.) è stato approvato dal Comitato Istituzionale dell Autorità di Bacino della Puglia il 30 novembre 005. Il P.A.I. ha le seguenti finalità: la sistemazione, la conservazione ed il recupero del suolo nei bacini imbriferi, con interventi idrogeologici, idraulici, idraulico forestali, idraulico agrari compatibili con i criteri di recupero naturalistico; la difesa ed il consolidamento dei versanti e delle aree instabili, nonché la difesa degli abitati e delle infrastrutture contro i movimenti franosi ed altri fenomeni di dissesto; il riordino del vincolo idrogeologico; la difesa, la sistemazione e la regolazione dei corsi d acqua; lo svolgimento funzionale dei servizi di polizia idraulica, di piena, di pronto intervento idraulico, nonché di gestione degli impianti. A tal fine il P.A.I. prevede la realizzazione dei seguenti interventi: la definizione del quadro del rischio idraulico ed idrogeologico in relazione ai fenomeni di dissesto evidenziati; l adeguamento degli strumenti urbanistico - territoriali; l apposizione di vincoli, l indicazione di prescrizioni, l erogazione di incentivi e l individuazione delle destinazioni d uso del suolo più idonee in relazione al diverso grado di rischio riscontrato; Pagina 7 di 4

9 l individuazione di interventi finalizzati al recupero naturalistico ed ambientale, nonché alla tutela ed al recupero dei valori monumentali ed ambientali presenti; l individuazione di interventi su infrastrutture e manufatti di ogni tipo, anche edilizi, che determinino rischi idrogeologici, anche con finalità di rilocalizzazione; la sistemazione dei versanti e delle aree instabili a protezione degli abitati e delle infrastrutture con modalità di intervento che privilegino la conservazione ed il recupero delle caratteristiche naturali del terreno; la difesa e la regolarizzazione dei corsi d acqua, con specifica attenzione alla valorizzazione della naturalità dei bacini idrografici; il monitoraggio dello stato dei dissesti. La determinazione più rilevante ai fini dell uso del territorio è senza dubbio l individuazione delle aree a pericolosità idraulica e a rischio di allagamento. A tal fine, il Piano individua le aree caratterizzate da un significativo livello di pericolosità idraulica, e, in funzione della frequenza con cui esse sono interessate dai deflussi, le classifica in: Aree a alta pericolosità idraulica (AP). Porzione di territorio soggette ad essere allagate con un tempo di ritorno (frequenza) inferiore a 30 anni; Aree a media pericolosità idraulica (MP). Porzione di territorio soggette ad essere allagate con un tempo di ritorno (frequenza) compresa fra 30 anni e 00 anni; Aree a bassa pericolosità idraulica (BP). Porzione di territorio soggette ad essere allagate con un tempo di ritorno (frequenza) compresa fra 00 anni e 500 anni; Inoltre, il territorio è stato così suddiviso in tre fasce a pericolosità geomorfologica crescente: PG1, PG e PG3; la PG3 comprende tutte le aree già coinvolte da un fenomeno di dissesto franoso. Versanti più o meno acclivi (a secondo della litologia affiorante), creste strette ed allungate, solchi di erosione ed in genere tutte quelle situazioni in cui si riscontrano bruschi salti di acclività sono aree PG. Le aree PG1 si riscontrano in corrispondenza di depositi alluvionali (terrazzi, letti fluviali, piane di esondazione) o di aree morfologicamente spianate (paleosuperfici). Il Piano definisce, infine, il Rischio idraulico (R) come Entità del danno atteso correlato alla probabilità di inondazione (P), alla vulnerabilità del territorio (V), al valore esposto o di esposizione al rischio (E) determinando: Pagina 8 di 4

10 Aree a rischio molto elevato R4; Aree a rischio elevato R3; Aree a rischio medio/moderato R. Pagina 9 di 4

11 5 COMPATIBILITÀ IDRAULICA DELLE OPERE Dall analisi della cartografia con specifico riferimento alle aree a pericolosità idraulica e dall analisi morfologica del territorio, si evince che l intervento in progetto ricade per buona parte in aree non vincolate ai sensi del vigente Piano di Assetto Idrogeologico, se si esclude il tratto evidenziato nello stralcio planimetrico in Figura 1, in cui il tracciato della condotta lambisce la perimetrazione ad alta pericolosità idraulica del Canale Bollato poiché ricadente in aree ad Alta Pericolosità Idraulica (AP), che, pertanto, è subordinato all acquisizione del parere dell Autorità di Bacino della Puglia. Come più volte evidenziato, il collettore in progetto è un opera a rete di pubblica utilità, il cui tracciato sarà completamente interrato e che si prevede, una volta completata la realizzazione dell intervento, il completo ripristino dei luoghi allo stato antecedente la realizzazione dello stesso. Inoltre, la scelta del tracciato in corrispondenza della perimetrazione sopra citata è stata di fatto condizionata ed obbligata dalla presenza delle opere di ANAS SPA in fase di realizzazione e per le quali sono previste delle ampie aree di esproprio. Al fine di non interferire con queste, e di non lasciare relitti tra di esse e gli espropri previsti per la condotta di AQP SPA, il tracciato è stato progettato in aderenza alle aree ad acquisirsi da parte di ANAS SPA. In ogni caso, si precisa in questa sede che in fase di progettazione esecutiva, il percorso sarà verificato sul terreno anche alla luce degli espropri realmente effettuati da ANAS SPA, al fine di ridurre ulteriormente ed eventualmente eliminare ogni interferenza con la perimetrazione di cui sopra. Si sottolinea che, dalle accurate indagini effettuate sul campo, dalle interviste fatte a tutti gli attori coinvolti (amministrazioni pubbliche, ANAS SPA, Ferrovie del Sud Est), dalla puntuale verifica delle potenziali interferenze derivanti dall adozione di ciascuna delle diverse alternative di percorso analizzate in fase di progettazione preliminare, per quanto sopra detto, nonché dall analisi dei diversi impatti sul territorio delle diverse soluzioni ipotizzate, è emerso che il tracciato scelto risulta di fatto non delocalizzabile. L intervento, in sostanza, si configura come ampliamento delle infrastrutture a rete pubbliche o di interesse pubblico esistenti, comprensive dei relativi manufatti di servizio, riferite a servizi essenziali e non localizzabili, purché risultino coerenti con gli obiettivi del presente Piano e con la pianificazione degli interventi di mitigazione rientrando pertanto tra le opere assentibili ai sensi dell articolo 7 Interventi consentiti nelle aree ad alta pericolosità idraulica (A.P.) lettera c delle NTA del PAI. Nonostante quanto appena premesso, si fa seguito alle richieste di integrazione della documentazione fornita alla Autorità di Bacino della Puglia (nota prot. n.1435 del 15/1/011) redigendo il presente studio idrologico idraulico che dimostra la assoluta compatibilità idraulica del progetto in esame con gli obiettivi del PAI. Pagina 10 di 4

12 Secondo quanto citato dall art. 4 comma 3 delle N.T.A. del PAI, succitate: 1. Nelle aree a pericolosità idraulica, tutte le nuove attività e i nuovi interventi devono essere tali da: a) migliorare o comunque non peggiorare le condizioni di funzionalità idraulica; b) non costituire in nessun caso un fattore di aumento della pericolosità idraulica né localmente, né nei territori a valle o a monte, producendo significativi ostacoli al normale libero deflusso delle acque ovvero causando una riduzione significativa della capacità di invaso delle aree interessate; c) non costituire un elemento pregiudizievole all attenuazione o all eliminazione delle specifiche cause di rischio esistenti; d) non pregiudicare le sistemazioni idrauliche definitive né la realizzazione degli interventi previsti dalla pianificazione di bacino o dagli strumenti di programmazione provvisoria e urgente; [ ] La presenza delle Aree ad Alta Pericolosità, anche esternamente al canale, sono indice della insufficienza del reticolo idrografico ai fini del transito delle portate di piena. Si intende dimostrare che il presente intervento non è ostativo al transito delle portate nel Canale Bollato aventi tempo di ritorno di 500 anni e pertanto, oltre a non alterare le attuali condizioni di deflusso, non pregiudica la futura messa in sicurezza dell area, così come richiesto dalle citate NTA del PAI. 5.1 Studio idrologico Lo studio idrologico ha come obbiettivo la valutazione della portata di piena che, per prefissato tempi di ritorno, interessa un determinato tratto di asta fluviale, sulla base delle caratteristiche geomorfologiche del bacino idrografico. Nel caso in esame si è scelto di calcolare il valore di portata al colmo occorrente per un tempo di ritorno pari 30, 00 e a 500 anni, al fine di verificare la capacità attuale del canale Bollato a far transitare tali portate e dell eventuale interferenza tra l opera in progetto e le tre diverse onde di piena. In Puglia le stazioni di misura idrometriche sono in numero assai limitato, se confrontato con quelle di misura pluviometriche; pertanto il calcolo della portata di piena deve spesso essere realizzato attraverso un modello di trasformazione afflussi-deflussi. Il primo step, per poter procedere con lo studio idrologico, è quello di individuare il bacino idrografico relativamente al tratto di reticolo idrografico in esame. Pagina 11 di 4

13 5.1.1 Analisi morfologica Sulla base della cartografia disponibile, si è proceduto al tracciamento del bacino idrografico, trascurando la presenza della S.S.16 che, a tutti gli effetti, rappresenta, in quel tratto, una sorta di displuvio, in quanto costituisce un vero e proprio ostacolo al libero deflusso delle acque. Non intersecando direttamente il reticolo, è stata scelta come sezione di chiusura di riferimento quella situata in prossimità dell intersezione del tracciato della condotta in progetto con la zona AP (si veda Allegato 1). Nelle tabelle seguenti si riportano alcune grandezze caratteristiche del bacino individuato: Bacino Canale Bollato A L asta Z media Z max Z min i media i asta Km Km m s.l.m. m s.l.m. m s.l.m. % % Tab. 1: Caratteristiche morfometriche del bacino scolante 5.1. Definizione della curva di possibilità pluviometrica Secondo le indicazioni fornite dalla Relazione di Piano allegata al Piano di Assetto Idrogeologico è possibile definire le curve di possibilità climatica per i diversi tempi di ritorno, utilizzando le metodologie definite dal progetto Va.Pi. del CNR-GNDCI. Secondo tali metodologie il territorio della Puglia è stato suddiviso in 6 aree pluviometriche omogenee per ognuna delle quali è possibile calcolare la curva di possibilità pluviometrica. Figura 3: Suddivisione in zone omogenee. Il bacino idrografico del Canale Bollato è situato nella zona 6, corrispondente all area Salentina, e pertanto la curva di possibilità climatica assume la seguente espressione: [( z)/3.178] x (t,z)= 33.7 t Pagina 1 di 4

14 Dove si assume z pari al valore della quota media del bacino assoluta sul livello del mare, espressa in metri, e t è il tempo di durata dell evento di pioggia. Ai valori ottenuti, occorre applicare un coefficiente moltiplicativo, relativo al fattore di crescita K T che, per la zona in esame, assume la seguente formulazione: K T = lnt che, per T R pari a 30 anni assume un valore pari a.00, per T R pari a 00 anni pari a,90 e per T R pari a 500 anni pari a 3,37. Per quanto riguarda il coefficiente di riduzione areale K A, nel caso in esame non è stato considerato, trattandosi di un bacino di dimensioni ridotte. Pertanto la curva di possibilità pluviometrica per tempo di ritorno di 30 anni assume la seguente forma: x( t) t per tempo di ritorno di 00 anni assume la forma: x( t) t E per tempo di ritorno di 500 anni: x( t) t Analisi idrologica Per la determinazione della pioggia netta, dell afflusso netto al bacino e della portata al colmo di piena si è fatto riferimento al metodo Curve Number, elaborato dal Soil Conservation Service. Tale metodo consente di determinare il volume di pioggia defluito nella sezione di chiusura sulla base dell espressione: h n h hr I I S in cui: h n (mm) = volume specifico complessivamente defluito durante l evento; h r (mm) = volume specifico di pioggia lorda; S (mm) = volume specifico di saturazione del terreno; I (mm) = assorbimento iniziale. Il volume specifico di saturazione dipende dalla natura del terreno e dall uso del suolo, fattori che vengono espressi, per mezzo del CN, attraverso al seguente relazione: 100 S S0 1 CN in cui: S 0 = fattore di scala, pari a 54 se la pioggia viene espressa in mm; r Pagina 13 di 4

15 CN = parametro dimensionale che può avere un valore compreso tra 0 e 100, funzione della permeabilità, dello stato di umidità del suolo al momento dell evento meteorico in esame e dell uso del suolo. La determinazione del CN, effettuata in ambiente GIS, ha seguito le indicazioni del PAI. In particolare, nella formula per la determinazione del volume di pioggia si è adottato, per il parametro relativo all assorbimento iniziale il valore di 0.*S, mentre per il valore di CN è assunto quello corrispondente alla classe AMC tipo III, nell ipotesi cioè di terreno in condizioni di elevato imbibimento. Sulla base del valore di CN II trovato, pari a 79,83, si è potuto determinare il valore di CN III adottando la seguente formula: CN III CN II CN II 90.0 Per il calcolo della portata al colmo, si utilizza la formulazione proposta dal Soil Conservation Service per la determinazione dell idrogramma, qui di seguito riportata: in cui: V = volume di deflusso in mm; A = area del bacino in Km ; t a = tempo di accumulo in h; Q P VA t la determinazione di t a, nell ipotesi di precipitazione di intensità costante, di durata t p e indicando con t L. il tempo di ritardo (distanza tra il baricentro dello istogramma ed il picco dell idrogramma triangolare), si effettua con la semplice relazione: Mockus: t a 0. 5 Per la determinazione del tempo di ritardo, espresso in ore, si utilizza la formula di t L t p a t 0.8 L s CN In cui s è la pendenza del bacino espressa in percentuale, L è la lunghezza dell asta principale, prolungata fino alla displuviale espressa in Km. Sulla base di determinazioni empiriche effettuate dall SCS, è possibile affermare che il rapporto t L /t c è pari a 0.6, con t c tempo di corrivazione del bacino. Pertanto per il bacino in esame, sulla base dei parametri morfologici caratteristici sopra riportati, risulta: t L = 0.71 h t c = t L /0.6 = 1.18 h L 0.7 Pagina 14 di 4

16 Assumendo la durata critica dell evento t p di pioggia pari al t c, è possibile definire, per ogni tempo di ritorno considerato (30, 00 e 500 anni), le corrispondenti portate al picco secondo la procedura su riportata: Q 30 = 3.36 m 3 /s Q 00 = 6.96 m 3 /s. Q 500 = 8.86 m 3 /s. 5. Studio idraulico Effettuato il calcolo delle portate massime, ovvero i picchi degli idrogrammi di piena relativamente ai tempi di ritorno di 30, 00 e 500 anni, si è verificata l idoneità al transito dei dette portate, per il Canale Bollato nel tratto più prossimo alla condotta a farsi. A tal fine si è utilizzato, quale programma di calcolo, HEC RAS (Hydrologic Engineering Center s River Analysis System) software prodotto dallo US ARMY engineering corps, e reso freeware attraverso internet. Di seguito si illustrano brevemente i contenuti del modello, rimandando ad ogni approfondimento, ai documenti presenti sul sito ufficiale ( HEC-RAS è un programma realizzato per effettuare calcoli idraulici monodimensionali per reticoli idrografici (indifferentemente naturali ed artificiali); il software può lavorare in regime di moto permanente o vario. Le simulazioni effettuate, per la finalità della presente analisi, sono state condotte in regime di moto permanente Teoria del modello idraulico: Moto permanente Nel caso di moto permanente, il software è in grado di modellare profili sia di correnti lente che veloci, ed inoltre è possibile valutare profili misti, con passaggio attraverso lo stato critico. Il profilo idraulico è calcolato normalmente (standar step method) attraverso la soluzione iterativa della equazione dell energia, tra due sezioni consecutive. Le perdite relative al termine cinetico dell equazione, sono calcolate aggiungendo alle perdite continue per attrito, J, un coefficiente di contrazione/espansione, che viene moltiplicato per la differenza delle altezze cinetiche medie tra due sezioni successive. L equazione che esprime la perdita di energia è la seguente: dove: V V h e LJ ' C 1 1 g g Pagina 15 di 4

17 L = lunghezza del tratto di alveo compreso tra le due sezioni successive, pesata in funzione della portata defluente all interno della sezione trasversale su zone con differente coefficiente di attrito (basato sulla equazione di Manning) J = pendenza di attrito rappresentativa (media) delle due sezioni successive (in caso di moto uniforme sarebbe parallela al fondo e costante). C = coefficiente di contrazione o di espansione Occorre ribadire che il software è programmato per il calcolo di profili nell ipotesi monodimensionale, e quindi fornisce, per ciascuna sezione trasversale, un unica altezza del pelo libero e un unica altezza della linea dell energia. L altezza della linea dell energia, è ottenuta dal calcolo del valore pesato dalla portata di ciascuna delle sottosezioni in cui si può suddividere la sezione trasversale. Per calcolare quindi il valore dell energia per l intera sezione, bisogna ricavare la parte relativa alla altezza cinetica media, passando attraverso la valutazione del coefficiente di velocità (a sua volta pesato ): V1 Q1 Q V g g Q Q In generale si ottiene, per Q = Q 1 + Q + + Q N : Q 1 V1 QV... 1 QV V g Q N V N Come detto, le perdite continue per attrito sono valutate come il prodotto di dove J ' f J ' f L è la pendenza media della linee dell energia tra due sezioni consecutive distanti tra loro L (pesate in funzione delle portate trasversali ). La pendenza della linea dell energia è calcolata, per ciascuna sezione, tramite l equazione di Manning, nel modo seguente: J f Q K dove K rappresenta il termine di trascinamento e quindi influenza le perdite continue; il modello contiene espressioni alternative che possono essere scelte dall utente. In particolare l espressione è quella di default nel programma. J f Q K 1 1 Q K Pagina 16 di 4

18 Le perdite per contrazione ed espansione, rappresentative in un certo senso delle perdite localizzate, sono calcolate in HEC-RAS tramite la seguente equazione: dove: C = V V h C 1 1 ce g g coefficiente di contrazione o espansione. Il programma assume che vi sia una contrazione, ogni volta che l altezza cinetica (velocity head) a valle è maggiore di quella immediatamente a monte. Al contrario si assume una espansione, quando la altezza cinetica a valle è minore di quella di monte. In definitiva l equazione della energia, al fine della valutazione della incognita ovvero del tirante idrico nella singola sezione, viene applicata in maniera iterativa, secondo il seguente schema, assegnate che siano le condizioni al contorno: 1. viene assunta una altezza del pelo libero nella sezione a monte di quella ritenuta nota (o a valle a seconda se siamo in corrente lenta o veloce);. su questo valore ipotetico, si valutano i valori di K e della altezza cinetica; 3. ora viene calcolato il termine J f e quindi è possibile valutare h e ; 4. con i valori ricavati, si ricava la altezza del pelo libero nella sezione di monte; 5. si confrontano il valore appena ricavato, con quello assunto al punto 1 e si reitera il calcolo, sino ad una tolleranza di m (valore predefinito, modificabile dall utente). Il criterio utilizzato per l assunzione di una altezza iniziale del tirante, varia nell ambito della procedura, man mano che si sviluppano passaggi successivi. Nel primo passaggio, relativo ai 5 punti descritti, il tirante si basa sulla proiezione di quello della sezione precedente nella sezione in studio. Nel secondo passaggio, invece, è utilizzato il tirante del primo passaggio, incrementata del 70% dell errore risultante al primo passaggio (altezza calcolata altezza assunta). Il terzo passaggio e i successivi, sono invece basati su un metodo di proiezione secante, tendente a limitare la discrepanza evidenziata. In tutte le situazioni in cui non si ha un profilo di corrente gradualmente variato, ma che prevedono risalti idraulici, passaggio attraverso lo stato critico (per bruschi cambi di pendenza, restringimenti, attraversamenti, ponti) e quindi si generano profili di corrente rapidamente variati, il programma utilizza in luogo della equazione dell energia, l equazione del momento, o dell equilibrio dinamico. L equazione deriva dalla seconda legge di Newton (F= m*a, ovvero Forza=massa*accelerazione), applicata ad una massa d acqua compresa tra due sezioni; Pagina 17 di 4

19 l espressione della differenza dei momenti nell unità temporale tra le sezioni 1 e, si esprime con la seguente equazione P P W 1 x F f QV dove: P = spinta sulle sezioni 1 e W x = forza peso nella direzione del moto F f = forza dovuta alle perdite per l attrito esterno tra e 1 Q = portata = densità dell acqua V x = cambio di velocità tra e 1 nella direzione del moto. x Risolvendo le varie componenti dell equazione base, si perviene alla formulazione usata dal modello che la soluzione dell equazione dei momenti, che risulta essere la seguente: Q ga A Y A1 A LS 0 A1 A LS f Q1 1 ga 1 A Y 1 1 Per concludere questa panoramica sul modello, si rammenta la possibilità di inserire nella geometria del sistema aree di accumulo e rilascio, di esondazione al di fuori del canale principale, e di deposito temporaneo o definitivo (ovvero zone in cui la componente cinetica si annulla). 5.. Definizione della geometria del modello idraulico Il primo step dell applicazione del modello è la definizione della geometria del tratto di canale per il quale si intende effettuare la verifica. A tal fine si sono utilizzati i dati rivenienti dal rilievo condotto in campo e quelli dedotti dal modello digitale del terreno dell area oggetto di studio, reperibile dal sito sit.puglia.it, al fine di definire la sezione del canale. Si è, quindi, effettuata la verifica idraulica nella configurazione attuale; al fine di verificare le condizioni di deflusso per il transito delle portate aventi T R pari a 30, 00 e 500 anni nelle condizioni attuali; si riporta, a titolo esemplificativo, la geometria delle sezioni utilizzate per la verifica idraulica: Pagina 18 di 4

20 33 3 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Ground Bank Sta Elevation (m) Station (m) 3 30 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Ground Bank Sta 8 Elevation (m) Station (m) Pagina 19 di 4

21 4 3 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Ground Bank Sta Elevation (m) Station (m) 30 8 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Ground Bank Sta 6 4 Elevation (m) Station (m) Figura 4: geometria delle sezioni impiegate nel calcolo. Importante ai fini di una corretta analisi è la definizione delle condizioni al contorno. Come riportato nella Relazione Generale del PAI, in particolare, quando si conduce una verifica idraulica in moto permanente o vario occorre che, agli estremi del tronco oggetto di studio, le condizioni al contorno siano univocamente determinabili. Pagina 0 di 4

22 Nel caso in oggetto, si è effettuata la verifica in moto permanente del tratto di canale più prossimo al collettore di progetto, coincidente, tra l altro con le prime sezioni della incisione naturale. Si è perciò considerato che le condizioni al contorno di valle siano quelle della corrente indisturbata nella sezione del canale, ipotizzando per essa un altezza di moto uniforme, riferita alla pendenza dell asta, pari all 1.88 %, mentre per quelle di monte si è ipotizzato il passaggio per le condizioni critiche, stante il particolare andamento planimetrico dello stesso canale (si veda figura 5). Al canale ed ai cigli di quest ultimo si è assegnato un coefficiente di scabrezza, valutato secondo le tabelle di Manning, pari, rispettivamente, a e 0.05 s/m 1/3, in considerazione della vegetazione presente. A titolo esemplificativo si riporta la schematizzazione planimetrica di calcolo utilizzata. bo l l a t o bol lato Figura 5: schematizzazione planimetrica di calcolo. Pagina 1 di 4

23 5..3 Risultati delle verifiche idrauliche Si è proceduto alla modellazione idraulica in condizioni di moto permanente assumendo i valori di portata cosi come definiti dallo studio idrologico. I risultati della simulazione evidenziano come il canale risulta di per sé sufficiente al transito delle tre portate di piena considerate. Si riportano, di seguito, il profilo idraulico ed una sezione significativa del modello idraulico, con indicazione del pelo libero che vi si realizza, rivenienti dall output della modellazione effettuata e che rendono evidente quanto sopra descritto. Nell Allegato si riportano le aree soggette ad allagamento, per i tre diversi tempi di ritorno (e, di conseguenza, le diverse pericolosità di inondazione derivanti), risultanti dalla modellazione applicata. Inoltre in coda alla presente relazione si allegano gli output della modellazione idraulica condotta con HEC-RAS (Allegato 3). 6 bollato Plan: Plan 01 bollato bollato Legend WS Tr500 WS Tr00 WS Tr30 Ground 4 Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 6: profilo idraulico con indicazione del pelo libero. Pagina di 4

24 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend WS Tr500 WS Tr00 WS Tr30 Ground Bank Sta Elevation (m) Station (m) Figura 7:. Come già detto, gli interventi in progetto non vanno a modificare tale configurazione, essendo la condotta di attraversamento completamente interrata e posata ad una quota e distanza tali da non interferire con le aree interessate dalle diverse onde di piena. Pertanto gli interventi previsti non causeranno alcuna alterazione delle attuali condizioni di deflusso, né a monte né a valle dell attraversamento. Pagina 3 di 4

25 6 CONCLUSIONI Gli interventi previsti dal presente progetto possono qualificarsi come interventi di realizzazione di infrastrutture pubbliche e di interesse pubblico essenziali e sono pertanto compresi tra quelli assentibili all interno delle aree ad Alta Pericolosità Idraulica ai sensi dell art. 7, lettera d), comma 1, che ne disciplinano le attività. Inoltre, come già specificato, il tronco fognario in progetto sarà, per la sua interezza, totalmente interrato e, a seguito della sua realizzazione, i luoghi saranno ripristinati in modo da riportarli alla configurazione precedente ai lavori. Si conclude che le opere in progetto rispondono ai punti di cui all art. 4 delle NTA del PAI, infatti per tutto quanto sopra detto esse:. non peggiorano le condizioni di funzionalità idraulica del reticolo idrografico esistente; non costituiscono un fattore di aumento della pericolosità idraulica localmente, né nei territori a valle o a monte, poiché esse non producono significativi ostacoli al normale libero deflusso delle acque né causano una riduzione della capacità di invaso delle aree interessate; non costituiscono un elemento pregiudizievole all attenuazione o all eliminazione delle specifiche cause di rischio esistenti; Per quanto detto, gli interventi previsti nel presente progetto risultano essere assentibili e compatibili con gli obiettivi del P.A.I. Pagina 4 di 4

26 Allegato 1: Bacino idrografico Legenda Tracciato di progetto Bacino idrografico Reticolo idrografico f57 Pericolosita idraulica AP BP MP 1:10 000

27 Allegato : Risultati dello studio Legenda Pericolosità inondazione studio AP BP MP Tracciato di progetto Reticolo idrografico f57 1:1 000

28 Allegato 3: Output di HEC-RAS

29 bo l l a t o bollato

30 6 4 bollato Plan: Plan 01 bollato bollato Legend Crit Tr500 WS Tr500 Crit Tr00 WS Tr00 Crit Tr30 WS Tr30 Ground Elevation (m) Main Channel Distance (m)

31 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Crit Tr500 Crit Tr00 WS Tr500 Crit Tr30 WS Tr00 WS Tr30 Ground Elevation (m) 6 4 Bank Sta Station (m) bollato Plan: Plan 01 RS = Legend WS Tr500 Crit Tr500 WS Tr00 Crit Tr00 WS Tr30 Crit Tr30 Elevation (m) 30 9 Ground Bank Sta Station (m) 3

32 4 3 bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Crit Tr500 WS Tr500 Crit Tr00 WS Tr00 WS Tr30 Crit Tr30 Ground Elevation (m) 1 0 Bank Sta Station (m) bollato Plan: Plan 01 RS = Legend Crit Tr500 WS Tr500 Crit Tr00 WS Tr00 Crit Tr30 WS Tr30 Elevation (m) 4 Ground Bank Sta Station (m) 4

33 HEC-RAS Plan: Plan 01 River: bollato Reach: bollato Reach River Sta Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Elev E.G. Slope Vel Chnl Flow Area Top Width Froude # Chl (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m) (m) bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr bollato Tr