Dr. Giancarlo LARI Dr. Marcello CINCI - Geologi (OGT n. 183) 19 Febbraio 2009

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1 R E G O L A M E N T O U R B A N I S T I C O COMUNE DI CHIANNI Verifica idraulica del T. Càscina nel tratto compreso fra Croce del Magno e la foce del Botro di S. Donato Interventi necessari per la messa in sicurezza dell UTOE 4b da fenomeni di esondazione del Torrente P.A.I. Bacino del Fiume Arno (e relative Norme) approvato con D.P.C.M. 6/5/2005 (G.U. del 3/10/2005) e L.R. 11/12/1998, n. 91 (Norme per la Difesa del suolo); D.P.G.R. n. 26/R del 27/04/2007 Dr. Giancarlo LARI Dr. Marcello CINCI - Geologi (OGT n. 183) 19 Febbraio

2 INDICE 1 Area oggetto di studio 2 Descrizione del tratto di torrente interessato dallo studio 3 - Metodologia per l esecuzione delle verifiche idrauliche necessarie all individuazione delle aree soggette ad elevato rischio idraulico 4 Descrizione del metodo 5 - Determinazione della portata maxima in alveo con il metodo della Formula Razionale 6 - Modalità di verifica dello smaltimento delle massime portate nelle sezioni fluviali studiate 7 Risultati dell elaborazione con il software HEC-RAS 8 Interventi per la messa in sicurezza dell area dell UTOE 4B 2

3 1 Area oggetto di studio Il Comune di Chianni per l adeguamento delle carte di pericolosità idraulica del Piano Strutturale al D.P.G.R 26/R del 24 aprile 2007 e per le previsioni del nuovo Regolamento Urbanistico ha richiesto lo studio idraulico del torrente Cascina nel tratto adiacente l UTOE n 4B. Nella figura 1 sono indicate, oltre al perimetro dell UTOE 4B, anche le sezioni idrauliche utilizzate. Figura 1: Indicazione del perimetro dell UTOE 4B e ubicazione delle sezioni idrauliche utilizzate per lo studio della pericolosità idraulica. 3

4 2 Descrizione del tratto di torrente interessato dallo studio Il torrente Cascina nasce alla confluenza fra i botri Cascinella, Casciano e B. della Serra. Più a valle riceve in sx il B. di San Donato, che inizia a formarsi alla quota di 480 m slm e rappresenta fin qui il tributario più importante, mentre riceve in dx il B. della Casetta. Tange quindi l UTOE 4B attraversata dalle quattro sezioni e successivamente riceve in sx il B. della Fornace (senza nome nelle carte topografiche) e in dx il B. del Gattero. Subito a valle di questa confluenza è posta la sezione 1. Il torrente Cascina scorre in alveo incassato, scavato all interno delle sue stesse alluvioni e delimitato da arginature artificiali. Il letto ordinario ha forma regolare (trapezoidale, ottenuta dalla modellazione dell alveo con mezzi meccanici) e presenta un modesto grado di sinuosità. Gli argini sono ricoperti di vegetazione, composta soprattutto da canne, ma sono presenti anche alberi di alto fusto ed arbusti. Da notare che in prossimità della sezione 3 è presente una rottura dell arginatura ed il letto del torrente è attraversato da un guado per l accesso ai campi posti in dx orografica. Questo punto può rappresentare un possibile punto di esondazione anche per eventi meteo caratterizzati da TR inferiori a 2 anni. I terreni che costituiscono il bacino idrografico del T. Cascina sono per la maggior parte caratterizzati da un elevato grado di impermeabilità (argille). 3 Metodologia per l esecuzione delle verifiche idrauliche necessarie all individuazione delle aree soggette ad elevato rischio idraulico La necessità di caratterizzare su base deterministica la formazione dell onda di piena e quindi la pericolosità idraulica dell alto corso del torrente Cascina, in corrispondenza dell UTOE 4B, ha richiesto l esecuzione di 5 verifiche idrauliche, tre (num ) sono ubicate nel tratto di letto coincidente con il perimetro dell UTOE 4B, mentre la num. 2 è posta all altezza di un area di possibile ampliamento, la quinta (la num. 1) coincide con una sezione utilizzata per la stesura della carta di Pericolosità Idraulica, adeguata al P.T.C. della Provincia di Pisa, facente parte dello studio idraulico di massima del territorio comunale di Chianni sul torrente Sterza e sul torrente Cascina eseguito nel 2003 per il Piano Strutturale e diretto dall Ing. Alessandro Peruginelli. Le caratteristiche geometriche delle sezioni (Area sezione e pendenza), sono state rilevate direttamente in campagna utilizzando un teodolite elettronico e georeferenziato con l ausilio di GPS. 4

5 Per la parte idrologica e per la definizione dell altezza media del bacino sono stati utilizzati i calcoli eseguiti nel 2003 per la sezione 1. Le altre sezioni, a monte di questa, differiscono dal bacino idrografico precedente di circa 1.5 kmq (8.05 kmq rispetto a 9.54 kmq), mentre la lunghezza dell asta principale è inferiore di circa 400 m (4.35 km contro 4.75 km). La quota media derivata dall analisi statistica delle aree alle diverse quote (curva ipsometrica) non differisce significativamente essendo coincidenti le massime quote. Analoghe caratteristiche presenta anche la superficie scolante, atta a definire il coefficiente di deflusso superficiale. In considerazione di ciò, è stata utilizzata la portata massima per tempi di ritorno di 2, 30 e 200 anni per le sezioni quella calcolata per la numero 2, ossia quella più a valle. Per la sezione numero 1, già utilizzata per lo studio idraulico di massima del territorio Comunale diretto dall ing. Peruginelli, è stata ricalcolata solo la massima portata per il TR di 30 anni. 5

6 4 - Descrizione del Metodo Tempo di corrivazione (Tc) Il tempo di Corrivazione (da ora in poi abbreviato Tc ) è definito l intervallo necessario affinché una particella d acqua possa giungere dai punti più lontani del bacino alla sezione fluviale considerata, ed è da ritenersi in teoria costante per quella determinata sezione. Per calcolare Tc esistono varie formule empiriche, tra queste utilizziamo la formula di Giandotti 1 per bacini imbriferi con superficie superiore a 20 kmq e la formula di Kirpich/Ramser 2 per i bacini imbriferi di superficie inferiore a 20 kmq a monte della sezione esaminata: Formula di Giandotti (sperimentata per bacini medio-grandi) modificata da Visentini per adattarla a piccoli bacini. Secondo questo metodo la portata di massima piena, avente prefissato tempo di ritorno, sarà prodotta dalla massima precipitazione di durata pari al tempo di corrivazione: a S + bl 4 S + 1.5L - Giandotti (1934; 1937) : Tc = = 1) c H 0.8 H m m dove: L = Lunghezza asta fluviale (km) H m = Altitudine media del bacino sotteso (m) S = Superfice bacino sotteso (km 2 ) a, b, c = coefficienti numerici correttivi ai quali l Autore, in base ad osservazioni sperimentali per piccoli bacini, ha assegnato i valori: a = 4; b = 1.5; c = 0.8; - Kirpich/Ramser : * L (( H max H min)/ L) 2) dove: L = Lunghezza asta fluviale (m) H max = Altezza massima del bacino H min = Altezza minima del bacino 1 Regionalizzazione delle portate di piena in Toscana Regione Toscana, Giunta Regionale; 03/ Rischio Idraulico ed idrogeologico A. M. Calvano; EPC Libri;

7 Altitudine media del bacino Per valutare l altitudine media del bacino si suddivide la sua superficie A in aree parziali A j comprese tra due o più curve di livello e a ciascuna area media delle quote delle due curve di livello che la delimitano. A j si assegna una quota media L altitudine media h m del bacino è la media pesata delle quote medie parziale: h j pari alla h j con peso la superficie h m hj A = A j = L altitudine media h m è una quota riferita al livello del mare mentre l altezza media 3) H m è riferita alla quota della sezione di chiusura. Tra l altezza media e l altitudine media sussiste pertanto la seguente relazione: H m = h 4) m h min in cui si è indicato con h min la quota della sezione di chiusura. Curva ipsografica Sezione Quote (m.) s.l.m h m Aree cumulate A j A Figura 2: Curva ipsografica Sezione idraulica 1 7

8 Portate massime ai tempi di ritorno di 2, 30 e 200 anni Elaborazione dei dati idrologici storici E necessario tenere presente che in fase di verifica idraulica di un qualsiasi corso d acqua naturale è ormai prassi comune basare tale verifica sul concetto di rischio idraulico; pertanto la scelta dell evento meteorico di pioggia da porre a base dell indagine idrologica non può assolutamente prescindere, secondo i più recenti criteri di studio, dalla determinazione della probabilità con la quale tale evento e le relative portate possono manifestarsi. Ciò fa sì che la curva segnalatrice di possibilità pluviometrica valutata in base alla utilizzazione ed alla successiva elaborazione dei massimi valori registrati dai pluviometri deve essere accompagnata da una analisi e da una successiva elaborazione di carattere statistico dei dati aleatori di pioggia e da una valutazione della curva teorica di frequenza con la quale tali dati possono essere raccordati e interpolati. L individuazione di tale curva - che offre la possibilità di regolarizzare i dati sperimentali raccolti - ha condotto a numerose leggi statistiche, che in pratica dovrebbero rappresentare analiticamente la effettiva distribuzione dei dati storici. L esame statistico delle precipitazioni offre la possibilità di valutare in termini probabilistici ogni quanti anni si può verificare il mancato contenimento delle acque di piena entro l alveo naturale sotto indagine, così da valutare il corrispondente rischio idraulico. Una tale metodologia di approccio consente di raffrontare in termini economici gli eventuali danni provocati da una esondazione con le spese che si devono sostenere per mettere in sicurezza l alveo. Sovente infatti vi è un notevole disequilibrio tra l impegno economico di una sistemazione idraulica e la sicurezza che si può raggiungere considerando eventi che hanno una probabilità di verificarsi molto bassa. Pertanto l esame statistico delle osservazioni meteorologiche, quali le piogge di notevole intensità e breve durata, assume un notevole interesse in vista soprattutto della valutazione del tempo di ritorno [T r ]. Tale parametro, chiamato anche intervallo di ricorrenza rappresenta il periodo di tempo (in genere espresso in anni) durante il quale un dato valore dell evento preso in considerazione viene uguagliato o superato una sola volta. Per valutare [T r ] occorre conoscere la legge di probabilità con la quale si può manifestare l evento meteorico; a tale proposito sono state proposte varie espressioni in relazione alle diverse leggi probabilistiche scelte a rappresentare la distribuzione dei valori estremi considerati. 8

9 TABELLA 1 - OSSERVAZIONI AL PLUVIOMETRO STAZIONE PLUVIOMETRICA DI: Casciana Terme BACINO : ERA QUOTA: 150 m s.l.m.m. Anni di osservazione 48 INTERVALLO DI ORE Anno h(mm) X =( 2 hi h(mm) X M)2 hi M)2 h(mm) X 2 2 hi h(mm) X M)2 hi M)2 h(mm) X 2 hi M) TABELLA 2 - ELABORAZIONI STATISTICHE - METODO DI GUMBEL N= h i N 2 X 2 X M = σ = N 1 α =1, 283 / σ β = M 0,5772 / α Piovosità max con tempo di ritorno X Tempo di ritorno 1 ore 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore 2 anni hmax= mm mm mm mm mm 10 anni hmax= mm mm mm mm mm 30 anni hmax= mm mm mm mm mm 50 anni hmax= mm mm mm mm mm 100 anni hmax= mm mm mm mm mm 200 anni hmax= mm mm mm mm mm 9

10 5 - Determinazione della portata maxima in alveo con il metodo della Formula Razionale Il metodo che utilizza la Formula Razionale per valutare la portata maxima relativa alla sezione di chiusura di un bacino idrografico è senza dubbio quello più semplice ed immediato; al tempo stesso, se si valutano con attenzione i parametri che compaiono in tale Formula, risulta affidabile e attendibile. Tale metodo stima la portata di picco di un bacino idrografico in funzione dell area del bacino, del coefficiente di deflusso e della intensità di pioggia corrispondente ad un evento avente durata pari al tempo di corrivazione (tempo necessario perché le particelle d acqua piovute in corrispondenza dei punti più remoti del bacino arrivino alla sezione dell'alveo sotto indagine). Le ipotesi principali sul quale è basata la Formula Razionale sono le seguenti: la portata valutata ha la stessa probabilità di verificarsi e quindi ha lo stesso tempo di ritorno [T r ] della intensità di pioggia [I] utilizzata per valutare la portata stessa, la portata risultante dai deflussi superficiali conseguenti ad un determinato evento meteorico risulta massima quando la durata dell evento è pari al tempo di corrivazione (in pratica ciò significa che, nella ipotesi di intensità di pioggia costante, tutto l intero bacino contribuisce a formare l onda di piena), il coefficiente di deflusso [C] si mantiene costante durante tutto l evento di pioggia assunto per valutare la portata di picco, il tempo di corrivazione è pari all intervallo di tempo necessario perché le particelle d acqua cadute nella zona più remota del bacino raggiungano la sezione terminale di indagine, la pioggia durante l intero evento pluviometrico considerato è distribuita in modo uniforme sull intero bacino. La classica espressione della Formula Razionale è la seguente: Q = k C I A max 5) dove: k = : fattore di conversione, C : [-] coefficiente di deflusso, I : [mm/h] intensità oraria di pioggia, A : [ha] area del bacino. 10

11 Il coefficiente di deflusso [C], di natura adimensionale, rappresenta in pratica il rapporto tra i deflussi superficiali e gli afflussi meteorici. Costituisce senza dubbio il fattore critico della Formula razionale in quanto risulta di difficile valutazione; tra i parametri che compaiono nella Formula Razionale, è quello che risulta di valutazione più soggettiva ed è di conseguenza il parametro meno suscettibile di una valutazione precisa. Tale parametro dipende infatti da numerosi fattori tra i quali i principali sono i seguenti: natura del suolo, forma della area del bacino drenato, stato di imbibimento e di umidità del terreno, utilizzazione del suolo, pendenza dei versanti, copertura vegetale del terreno, percentuale di terreno di natura impermeabile, caratteristiche del reticolo di drenaggio esistente, durata della precipitazione, intensità di pioggia, caratteristiche del pluviogramma, natura e tipologia degli invasi superficiali, tempo di ritorno dell evento pluviometrico. Per la valutazione di [C] occorre operare tenendo presente che in genere, proprio a causa dei numerosi fattori dai quali dipende, l intero bacino di area [A] non presenta caratteristiche uniformi su tutta la sua estensione; pertanto, per determinare in modo relativamente corretto il valore di [C], occorre suddividere l intera area [A] in zone omogenee (nel ns caso 500m per 500m) per poi valutare un valore medio pesato, confrontando e sovrapponendo, la carta della pendenze, la carta della permeabilità, la carta dell uso del suolo ed utilizzando la espressione seguente: C n i= = n C i= 1 i A A i i 1 6) dove : C = coefficiente pesato (vedi tabella 2) i = i-esima sottoarea n = numero delle sottoaree del bacino A i C i = i-esima superficie della sottoarea = coefficiente di deflusso della i-esima sottoarea 11

12 Coefficiente di deflusso Cd Uso del suolo / Capacità di Elevata Media Bassa assorbimento del suolo Bosco Pendenza<5 Cd=0.10 Cd=0.30 Cd= Cd=0.25 Cd=0.35 Cd= Cd=0.30 Cd=0.50 Cd=0.60 Suolo a pascolo Pendenza<5 Cd=0.10 Cd=0.30 Cd= Cd=0.15 Cd=0.35 Cd= Cd=0.20 Cd=0.40 Cd=0.60 Suolo coltivato Pendenza<5 Cd=0.30 Cd=0.50 Cd= Cd=0.40 Cd=0.60 Cd= Cd=0.50 Cd=0.70 Cd=0.80 Tabella 2 Parametri per la determinazione del coefficiente di deflusso Per la intensità di pioggia [I], espressa in [mm/h, ] si deve valutare l intensità oraria relativa ad una pioggia avente durata pari al tempo di corrivazione [T c ]; pertanto, avendo valutato le curve segnalatrici di possibilità climatica, ognuna corrispondente ad un determinato tempo di ritorno [T r ], nella ipotesi che il tempo di ritorno di un evento pluviometrico sia pari al tempo di ritorno del corrispondente deflusso, si può individuare l intensità [I] utilizzando la espressione seguente: n a Tc n 1 I = = a Tc 7) T c Nella precedente espressione si deve ovviamente porre per i parametri [a] e [n] i valori corrispondenti al tempo di ritorno [T r ] desiderato; tali valori, come visto in precedenza, risultano individuati in seguito all esame statistico dei dati storici di pioggia. In definitiva la Formula Razionale assume la forma seguente: Q max n 1 = k C a T A 8) c Quindi, tenendo conto del tempo di ritorno [T r ], per valutare le portate maxime si devono utilizzare le espressioni seguenti nelle quali va introdotta l area [A] del bacino in [ha], il coefficiente di deflusso [C] ed il tempo di corrivazione [T c ] in [ore]: 0.77 T r = 2 anni Qmax = C Tc A T r = 30 anni Qmax = C Tc A T r = 200 anni Qmax = C Tc A 12

13 DETERMINAZIONE PORTATA MASSIMA BACINO: Cascina Comune Chianni SEZIONE: 1 DATI SUIL BACINO IMBRIFERO Superficie scolante A= 9.54 Kmq ha Lunghezza percorso idraulico più lungo L= 4.75 Km 4750 m Quota massima zmax= m Quota minima zmin= m Quota media Zmed= m Quota ipsometrica?h= m Tempo di corrivazione: Giandotti Giandotti tc= 2.11 ore Kirpich tc= 1.35 ore Deflusso C= 0.60 Giandotti Tr a n tc Q mc/s Deflusso C= 0.60 Kirpich Tr a n tc Q Tabella 3 Determinazione portata massima alla sezione 1 13

14 DETERMINAZIONE PORTATA MASSIMA BACINO: Cascina Comune Chianni SEZIONE: 2 DATI SUIL BACINO IMBRIFERO Superficie scolante A= 8.05 Kmq 805 ha Lunghezza percorso idraulico più lungo L= 4.35 Km 4350 m Quota massima zmax= m Quota minima zmin= m Quota media Zmed= m Quota ipsometrica?h= m Tempo di corrivazione: Giandotti Giandotti tc= 1.94 ore Kirpich tc= 1.22 ore Deflusso C= 0.60 Giandotti Tr a n tc Q mc/s Deflusso C= 0.60 Kirpich Tr a n tc Q Tabella 4 - Determinazione portata massima alla sezione 2 (utilizzata anche per le altre sezioni a monte) 14

15 6 Modalità di verifica dello smaltimento delle massime portate nelle sezioni fluviali studiate La verifica idraulica eseguita sul tratto del torrente Cascina, di lunghezza pari a circa 650 m, costeggia parte dell UTOE 4B, per poi proseguire verso valle allontanandosi da essa, è stata eseguita utilizzando il programma di simulazione HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center River Analysis System) sviluppato in California per la valutazione dei fenomeni idraulici caratterizzati da moto permanente all interno di canali artificiali e/o corsi d acqua naturali. Il coefficiente di Manning (o di scabrosità), utilizzato nell analisi, è stato calcolato secondo la seguente tabella 5. Nel seguito del documento, vengono riportati in allegato i profili liquidi e le tabelle di calcolo. Materiale l alveo Condizioni dell alveo Valori costituente Terra n Roccia Alluvione grossolana Alluvione fine Irregolarità della Trascurabile n 1 0 superficie della sezione Bassa Moderata 0.01 Elevata 0.02 Variazione della forma Graduale n 2 0 e della dimensione della sezione Variazione trasversale occasionalmente Variazione frequente Effetto relativo di Trascurabile n 3 0 ostruzioni Modesto Apprezzabile Elevato Effetto della Basso n vegetazione Medio Alto Molto alto Grado di sinuosità Modesto m 5 1 dell alveo Apprezzabile 1.15 Elevato Tabella 5 Parametri per la ricostruzione del coefficiente di scabrezza di Manning. Da A.M. Calvano Rischio Idraulico ed idrogeologico EPC Libri Il valore da utilizzare per la scabrezza è dato da: n=(n0+n1+n2+n3)*m5 15

16 7 Risultato dell elaborazione con HEC-RAS Per la modellazione delle piene è stato utlizzato il SW HEC-RAS versione 4.0. Si è iniziato ricostruendo graficamente il tratto di torrente oggetto dello studio, quindi sono state inserite le sezioni idrauliche misurate, facendo particolare attenzione ai valori di scabrezza dell alveo principale e delle golene circostanti. Modellato quindi il tratto, sono state inserite le portate massime attese per i tempi di ritorno previsti nel D.P.R.G 26/R, ossia 2, 30 e 200 anni. Non è stato considerato il Tr. di 500 anni. Nelle figure seguenti e nelle successive tabelle vengono illustrati i risultati di questa analisi. 16

17 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 3: Aree esondabili con Tr = 2 anni

18 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 4: Aree esondabili con Tr = 30 anni

19 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 5: Aree esondabili con Tr = 200 anni

20 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 6: Sezione 1 Tirante idraulico ai vari tempi di ritorno Figura 7: Sezione 2 Tirante idraulico ai vari tempi di ritorno

21 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 8: Sezione 3 Tirante idraulico ai vari tempi di ritorno Figura 9: Sezione 4 Tirante idraulico ai vari tempi di ritorno

22 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 10: Sezione 5 Tirante idraulico ai vari tempi di ritorno

23 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 11: Sezione 1 Quota massima raggiungibile alle portate calcolate per i vari Tr Figura 12: Sezione 2 Quota massima raggiungibile alle portate calcolate per i vari Tr

24 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 13: Sezione 3 Quota massima raggiungibile alle portate calcolate per i vari Tr Figura 14: Sezione 4 Quota massima raggiungibile alle portate calcolate per i vari Tr

25 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 15: Sezione 5 Quota massima raggiungibile alle portate calcolate per i vari Tr

26 Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 5 Profile: Tr 2 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.05 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 0.98 Avg. Vel. (m/s) 0.98 Max Chl Dpth (m) 1.96 Hydr. Depth (m) 0.55 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.63 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 5 Profile: Tr 30 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.08 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.26 Avg. Vel. (m/s) 1.26 Max Chl Dpth (m) 2.33 Hydr. Depth (m) 0.66 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.75 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 5 Profile: Tr 200 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.10 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.41 Avg. Vel. (m/s) 1.41 Max Chl Dpth (m) 2.56 Hydr. Depth (m) 0.72 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.79 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.02 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 4 Profile: Tr 2 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.13 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) 32.20

27 Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 4 Profile: Tr 2 anni (Continued) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.63 Avg. Vel. (m/s) 1.63 Max Chl Dpth (m) 1.84 Hydr. Depth (m) 0.30 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.57 Cum Volume (1000 m3) 7.96 C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 4 Profile: Tr 30 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.21 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.02 Avg. Vel. (m/s) 2.02 Max Chl Dpth (m) 2.04 Hydr. Depth (m) 0.39 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.42 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.00 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 4 Profile: Tr 200 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.27 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.31 Avg. Vel. (m/s) Max Chl Dpth (m) 2.18 Hydr. Depth (m) Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 0.39 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.00 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 3 Profile: Tr 2 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.19 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.93 Avg. Vel. (m/s) 1.93 Max Chl Dpth (m) 1.94 Hydr. Depth (m) 0.37 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) 82.15

28 Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 3 Profile: Tr 2 anni (Continued) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 1.17 Cum Volume (1000 m3) 7.51 C & E Loss (m) 0.02 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 3 Profile: Tr 30 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.19 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.87 Avg. Vel. (m/s) Max Chl Dpth (m) 2.29 Hydr. Depth (m) Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.08 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 1.03 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.00 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 3 Profile: Tr 200 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.26 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.07 Avg. Vel. (m/s) Max Chl Dpth (m) 2.48 Hydr. Depth (m) Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.18 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 1.02 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 2 Profile: Tr 2 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.36 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) 8.90 Top Width (m) 8.90 Vel Total (m/s) 2.66 Avg. Vel. (m/s) 2.66 Max Chl Dpth (m) 1.67 Hydr. Depth (m) 1.36 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 6.01 Cum Volume (1000 m3) 6.31 C & E Loss (m) 0.05 Cum SA (1000 m2) 11.87

29 Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 2 Profile: Tr 30 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.18 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.89 Avg. Vel. (m/s) 1.89 Max Chl Dpth (m) 2.74 Hydr. Depth (m) 0.58 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 6.55 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 2 Profile: Tr 200 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.23 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.14 Avg. Vel. (m/s) 2.14 Max Chl Dpth (m) 2.94 Hydr. Depth (m) 0.68 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) 6.53 Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) 0.01 Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 1 Profile: Tr 2 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.20 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 1.96 Avg. Vel. (m/s) 1.96 Max Chl Dpth (m) 1.97 Hydr. Depth (m) 0.38 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 1 Profile: Tr 30 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.28 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) 82.30

30 Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 1 Profile: Tr 30 anni (Continued) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.33 Avg. Vel. (m/s) 2.33 Max Chl Dpth (m) 2.29 Hydr. Depth (m) 0.55 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) Cum SA (1000 m2) Plan: utoe_4_moto_perm cascina cascina RS: 1 Profile: Tr 200 anni E.G. Elev (m) Element Left OB Channel Right OB Vel Head (m) 0.34 Wt. n-val W.S. Elev (m) Reach Len. (m) Crit W.S. (m) Flow Area (m2) E.G. Slope (m/m) Area (m2) Q Total (m3/s) Flow (m3/s) Top Width (m) Top Width (m) Vel Total (m/s) 2.59 Avg. Vel. (m/s) 2.59 Max Chl Dpth (m) 2.49 Hydr. Depth (m) 0.65 Conv. Total (m3/s) Conv. (m3/s) Length Wtd. (m) Wetted Per. (m) Min Ch El (m) Shear (N/m2) Alpha 1.00 Stream Power (N/m s) Frctn Loss (m) Cum Volume (1000 m3) C & E Loss (m) Cum SA (1000 m2)

31 HEC-RAS Plan: utoe_4_moto_perm River: cascina Reach: cascina 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) (m2) (m) cascina 5 Tr 2 anni cascina 5 Tr 30 anni cascina 5 Tr 200 anni cascina 4 Tr 2 anni cascina 4 Tr 30 anni cascina 4 Tr 200 anni cascina 3 Tr 2 anni cascina 3 Tr 30 anni cascina 3 Tr 200 anni cascina 2 Tr 2 anni cascina 2 Tr 30 anni cascina 2 Tr 200 anni cascina 1 Tr 2 anni cascina 1 Tr 30 anni cascina 1 Tr 200 anni

32 8 Interventi per la messa in sicurezza dell area dell UTOE 4B Il risultato delle precedenti è riportato nella sintesi della carta di Pericolosità idraulica adeguata D.P.G.R. 26/R, di cui uno stralcio è riportato in fig. 16. Da questa si può notare che la parte sud dell UTOE 4B è interessata da eventi alluvionali con Tr. 2, 30 e 200 anni, mentre il settore dell UTOE 4B più a nord non prefigura alcun problema idraulico anche con tempi di ritorno elevati. Il proprietario del terreno su cui è stata eseguita la sezione 2 ci ha informato di alcuni eventi di esondazione avvenuti nel passato, indicando il punto in cui è arrivata la piena: la distanza dall asta torrentizia è ben concordante con i calcoli idraulici sopra illustrati. Gli interventi che dovranno essere eseguiti per la messa in sicurezza - dal punto di vista idraulico - dell area su cui insiste l UTOE 4B, consistono principalmente in: 1 Risagomatura dell alveo del torrente Cascina a partire dal punto di affluenza del botro di San Donato fino all altezza della sezione 1, allargando l alveo ad almeno 15 m, senza eseguire lavori di approfondimento dello stesso (nessuna variazione del profilo altimetrico). 2 Realizzazione di nuove arginature in sx orografica di altezza media di circa 2,5-3 m rispetto all alveo, nello stesso tratto interessato dalla risagomatura. 3 Eliminazione dell argine in dx orografica, in modo tale da poter utilizzare i campi su questo lato come area di esondazioni per eventi eccezionali Tr > 200 anni. 4 Non devono essere previsti né a monte, né lungo il perimetro dell UTOE 4B rotture dell arginatura per l attraversamento carrabile del torrente Cascina. 5 La salvaguardia delle suddette opere deve essere completata con una costante manutenzione dell alveo e dei suoi argini, ripristinandoli dove possono essere eventualmente franati e ripuliti dalla crescita di vegetazione. Nelle pagine successive sono indicati gli interventi da eseguire sopra descritti e la descrizione di massima delle nuove sezioni fluviali. Data: 19 febbraio Dr. G. LARI (OGT n. 183) Dr. M. CINCI 32

33 Figura 16: Classificazione di pericolosità idraulica dell area in prossimità dell UTOE 4B sulla base delle verifiche idrauliche eseguite. 33

34 Figura 17: Indicazione del tratto di alveo da rimodellare e della realizzazione del nuovo argine di salvaguardia dell UTOE 4B. 34

35 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 18: Sezione 2 rimodellata e tirante idraulico ai vari tempi di ritorno Figura 19: Sezione 3 rimodellata e tirante idraulico ai vari tempi di ritorno

36 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 Figura 20: Sezione 3 rimodellata e tirante idraulico ai vari tempi di ritorno Figura 21: Sezione 5 rimodellata e tirante idraulico ai vari tempi di ritorno

37 Verifica idraulica UTOE 4B adeguata D.P.R.G. 26/R del 27 aprile 2007 monte UTOE 4B (Sez. 5) valle UTOE 4B (Sez. 1) Figura 22: Aree esondabili con Tr = 200 anni dopo rimodellazione alveo e realizzazione argine in sx orografica