C-RELAZIONE IDROLOGICA IDRAULICA

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1 OGGETTO: C-RELAZIONE IDROLOGICA IDRAULICA Collegamento tra la S.P.n.3 della Val Musone e la zona industriale Squartabue -Tratto sino al confine con la Provincia di Macerata- Importo totale progetto ,00 C1. PREMESSA In relazione ai lavori di realizzazione di un nuovo tracciato stradale per il collegamento tra la S.P. 3 e la zona industriale Squartabue (Comune di Recanati) al Km 0+85, si esaminano le caratteristiche idrologiche e la portata del bacino sotteso dalla sezione del ponticello per l attraversamento del fosso del Vallato, allo scopo di verificare la sezione di deflusso nelle condizioni di post-operam (stato di progetto). Il progetto prevede infatti la costruzione di uno scatolare in cemento armato con sezione di deflusso netta pari a 5m x.7 m al posto di un vecchio ponticello in muratura con luce di 3.85m. C. IDROLOGIA C.1 Caratteri morfometrici del bacino Il bacino idrologico preso in esame è relativo al Fosso del Vallato che è un corpo idrico affluente in sinistra orografica del fiume Musone. Tale corpo idrico è incluso nell elenco delle acque pubbliche della Provincia di Ancona - Bacino idrografico del Fiume Musone n 5 affluente in sinistra con denom inazione n 19: Fosso di Campocavallo o Vallato. I caratteri morfologici presi in considerazione, per valutare il coefficiente di deflusso e quindi la portata di massima piena, sono la superficie e la pendenza media del bacino. La superficie del bacino idrografico con sezione di chiusura nel ponticello in oggetto (A), cioè la proiezione sul piano orizzontale dell area delimitata dalle linee di displuvio, la lunghezza dell asta principale (L) e le quote massima e minima del bacino stesso (Z max, Z min), sono state individuate sulla cartografia regionale dei bacini: A = 1.80 kmq L = 7.90 km Z max = m Z min =

2 C. Coefficiente di deflusso medio annuo Per coefficiente di deflusso medio annuo si intende il rapporto tra il deflusso annuale del corso d acqua, riferito ad una determinata sezione di chiusura, ed il volume delle precipitazioni cadute durante lo stesso periodo all interno del suo bacino imbrifero. Si è assunto, per il coefficiente di deflusso, un valore medio ponderato pari a 0,50. C.3 Linee segnalatrici di probabilità pluviometrica La determinazione della portata di massima piena è avvenuta attraverso il calcolo preliminare della massima intensità di pioggia attendibile per un tempo di ritorno di 10, 0, 50, 100 e 00 anni. I dati pluviometrici utilizzati per la definizione dell altezza media di pioggia sono stati desunti dagli atti degli annali del servizio Idrografico di Stato raffrontati con i dati storici della stazione pluviometrica di Osimo Musone (vedi Tabella 1), con i quali, attraverso il metodo statistico di Gumbel, è stato raggiunto il valore massimo della portata di massima piena. La Tabella evidenzia invece la famiglia delle curve di probabilità pluviometrica, desunte dai dati della Tabella 1, che interpolano le altezze massime di pioggia in relazione ai tempi di ritorno e ad un fattore di frequenza K T.

3 TABELLA 1 - OSSERVAZIONI AL PLUVIOMETRO STAZIONE PLUVIOMETRICA DI: OSIMO BACINO : OSIMO-MUSONE QUOTA: Anni di osservazione 18 INTERVALLO DI ORE Anno h(mm) X =( hi h(mm) X M) =( h i M) h(mm) X =( h i M) h(mm) X =( hi M) h(mm) X hi M) ,60 15,73 39,0,30 51,80 8,00 63,40 8,41 67,60 13, ,40 148,03 14,0 411,19 1,40 455,59 5,60 84,97 34,40 874, ,00 91,5 17,0 98,5 5,0 307,81 9,60 611,19 35,40 816, ,80 138,45 19,40 7,34 6,00 80,38 45,40 79,61 58,0 33, ,60 48,53 8,00 41,96 41,80 0,89 46,40 6,76 49,80 00, ,00 154,59 5,0 314,08 53,00 105,18 78,40 579,74 80,00 57, ,00 91,5 0,60 19,59 7,60 9,35 44,0 10,46 55,40 73, ,60 63,47 19,60 1,35 31,00 137,93 53,0 1,6 71,80 61, ,80,7 6,80 58,95 38,80 15,56 7,40 36,81 100,60 134, ,60 15,73 30,40 16,63 30,80 14,67 34,0 404,90 41,80 491, ,0 19,07 6,40 65,5 7,80 3,34 9,80 601,34 37,00 77, ,60 100,67 39,60 6,4 39,60 9,89 44,60 94,5 63,00 0, ,40 148,03 17,40 91,65 5,0 307,81 38,40 53,5 38,80 633, ,40 117,36 40,00 30,49 43,0 0,1 44,60 94,5 46,40 308, ,00 9,5 43,40 79,61 75, ,4 90,00 17,90 105,0 1700, ,80 450,3 148, ,9 150, ,8 167,0 1741,39 167, , ,80 115,9 14,60 395,13 3,00 389,84 9,00 641,1 38,80 633, ,60 63,47 3,60 118,33 37,60 6,47 41,40 166,98 60,00 15,73 TABELLA - ELABORAZIONI STATISTICHE - METODO DI GUMBEL N= h i N X X M= σ = N 1 α =1,83/ σ β= M 0,577/ α 3,57 34,48 4,74 54,3 63, , , , , ,06 18,64 30,39 30,09 33,38 33,9 0,07 0,04 0,04 0,04 0,04 15,18 0,81 9,1 39,30 48,99 Tempo di ritorno 1 ora 3 ore 6 ore 1 ore 4 ore 10 anni hmax= 47,87 mm 74,11 mm 81,98 mm 97,85 mm 107,38 mm 0 anni hmax= 58,33 mm 91,16 mm 98,86 mm 116,58 mm 16,06 mm 50 anni hmax= 71,86 mm 113,3 mm 10,71 mm 140,8 mm 150,3 mm 100 anni hmax= 8,00 mm 19,76 mm 137,08 mm 158,99 mm 168,35 mm 00 anni hmax= 9,11 mm 146,4 mm 153,40 mm 177,09 mm 186,40 mm 3

4 C.4 Portata di massima piena La portata di massima piena viene determinata in funzione del tempo di corrivazione. Per tempo di corrivazione si intende il tempo necessario affinchè le acque di afflusso meteorico raggiungano la sezione di chiusura del bacino, rispetto alla quale viene eseguito il calcolo della portata di massima piena. Il tempo di corrivazione è stato determinato secondo la formula del : 4 τ c ( h) = 0,8 S + 1,5 Lp H m H 0 τ c S L p H m H 0 tempo di corrivazione in ore superficie del bacino in Kmq lunghezza asta principale in Km altezza media del bacino in metri altezza sezione in metri Il calcolo della portata di massima piena è stato effettuato utilizzando il metodo cinematico o del ritardo di corrivazione, (vedi Tabella 3). 4

5 DETERMINAZIONE PORTATA MASSIMA TABELLA 3 BACINO: SEZIONE: MUSONE PONTICELLO FOSSO VALLATO ZONA LAGHI DATI SUIL BACINO IMBRIFERO Superficie scolante A= 1,80 Kmq Lunghezza percorso idraulico più lungo L= 7,90 Km Quota massima zmax= 98,50 m Quota minima zmin= 17,50 m Quota media Zmed= 60,00 m Dislivello medio DH= 4,50 m Tempo di corrivazione: tc= 5,0 ore : Velocità= 0,85 m/sec tc=,58 ore Coefficienti delle curve di probabilità pluviometrica e portate: N.B.: Inserire i coefficienti delle rette interpolanti ottenuti nel grafico ed il coefficiente di deflusso Deflusso C= 0, ,4400 0,500 5,0 76,98 15,35 16,37,58 65,0 5,6 6, ,3100 0,370 5,0 9,78 18,50 19,73,58 79,7 30,70 3, ,7000 0,50 5,0 113,1,55 4,06,58 97,4 37,74 40, ,400 0,190 5,0 18,46 5,61 7,3,58 111,07 43,0 45, ,7500 0,140 5,0 143,69 8,64 30,55,58 14,65 48,8 51,50 Deflusso C= 0, ,4400 0,500 5,0 76,98 15,35 1,83,58 65,0 5,6 35,9 0 63,3100 0,370 5,0 9,78 18,50 6,31,58 79,7 30,70 43, ,7000 0,50 5,0 113,1,55 3,07,58 97,4 37,74 53, ,400 0,190 5,0 18,46 5,61 36,4,58 111,07 43,0 61, ,7500 0,140 5,0 143,69 8,64 40,74,58 14,65 48,8 68,67 Deflusso C= 0, ,4400 0,500 5,0 76,98 15,35 4,56,58 65,0 5,6 40, ,3100 0,370 5,0 9,78 18,50 9,59,58 79,7 30,70 49, ,7000 0,50 5,0 113,1,55 36,08,58 97,4 37,74 60, ,400 0,190 5,0 18,46 5,61 40,98,58 111,07 43,0 68, ,7500 0,140 5,0 143,69 8,64 45,83,58 14,65 48,8 77,5 Deflusso C= 0, ,4400 0,500 5,0 76,98 15,35 7,8,58 65,0 5,6 44, ,3100 0,370 5,0 9,78 18,50 3,88,58 79,7 30,70 54, ,7000 0,50 5,0 113,1,55 40,09,58 97,4 37,74 67, ,400 0,190 5,0 18,46 5,61 45,53,58 111,07 43,0 76, ,7500 0,140 5,0 143,69 8,64 50,9,58 14,65 48,8 85,83 Deflusso C= 0, ,4400 0,500 5,0 76,98 15,35 30,01,58 65,0 5,6 49, ,3100 0,370 5,0 9,78 18,50 36,17,58 79,7 30,70 60, ,7000 0,50 5,0 113,1,55 44,10,58 97,4 37,74 73, ,400 0,190 5,0 18,46 5,61 50,08,58 111,07 43,0 84, ,7500 0,140 5,0 143,69 8,64 56,0,58 14,65 48,8 94,4 Le portate di massima piena relative a tempi di ritorno di 10,0,50,100 e 00 anni risultano essere: 5

6 Portata (tempo di ritorno) Q (m 3 /sec) Q (10) 7,8 Q (0) 3,88 Q (50) 40,09 Q (100) 45,53 Q (00) 50,9 Quindi la portata di massima da prendere in considerazione è Qmax = 50,9 m3/sec. C3. VERIFICHE IDRAULICHE C3.1 Premessa Come già detto, il progetto prevede la realizzazione di un scatolare in cemento armato per il superamento del Fosso del Vallato. Si è verificata la capacità idraulica della sezione di deflusso di progetto pari a 5m x.7m per la portata di massima piena prevedibile, calcolate per tempi di ritorno sino a 00 anni. C3. Calcolo della portata massima attuale Si calcola la capacità di portata massima che può defluire nell attraversamento attuale con arco in muratura. Applicando la formula: Dove: K s =40 Ab=3.7 mq i=0.03 Rh=0,6m Qmax= K s x R h (/3) x i (1/) x Ab Otteniamo Qmax=6 mc/s. La portata risulta palesemente insufficiente. C3.3 Calcolo scala delle portate di progetto La profondità del tirante in condizione di moto uniforme è stato calcolato con il metodo di Strikler secondo la seguente relazione (/3) Q = K s x R h x i (1/) x Ab Dove: Ks = Coefficiente di Kutter- Bazin A = Area della sezione idraulica V = Velocità ( m/sec) R h = Raggio idraulico 6

7 i = Pendenza dello specchio liquido. L altezza dal fondo del pelo libero (tirante) è risultato pari yo=.0 m per una portata Q = 50.9 m3/sec. C4. VERIFICHE IDRAULICHE E CONCLUSIONI. L esito della verifiche ha messo in evidenza che la sezione di progetto per lo scatolare in cemento armato risulta dimensionata a regola d arte lasciando un franco libero di 50 cm. Inoltre si sottolinea: - il significativo aumento della sezione di deflusso rispetto a quella attuale che risulta di larghezza massima pari 3,8m circa e altezza di 1,5m; - l innalzamento della quota della strada rispetto all attuale favorendo il deflusso in caso di portate significative. 7

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