AUTORITA DI BACINO REGIONALE REGIONE CALABRIA GENIO CIVILE OPERE MARITTIME PER LA CALABRIA

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1 REGIONE CALABRIA DIPARTIMENTO INFRASTRUTTURE E LL.PP. AUTORITA DI BACINO REGIONALE REGIONE CALABRIA GENIO CIVILE OPERE MARITTIME PER LA CALABRIA PROVINCIA DI COSENZA PROGETTO PRELIMINARE Intervento integrato per il completamento delle opere di difesa costiera e ricostruzione del litorale (foce fiume Sinni - litorale Villapiana) ECI1 I Stralcio Funzionale PROGETTISTI: Ing. Pierluigi MANCUSO Ing. Giovanni BARONE Ing. Paolo PAPALINO COLLABORATORI: Arch. Carmelo GRAMUGLIA Geom. Tommaso MARAGNO Geom. Domenico GRECO I.T. Mario DONATO IL RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO Ing. Giuseppe Iiritano 2.d A4 14 n. elaborato formato scala giorno mese anno aggiornamento Titolo: RELAZIONE IDROLOGICA IDRAULICA T. MUZZOLITO

2 A) RELAZIONE IDROLOGICA 1 CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DELL ALVEO Il torrente Muzzolito è l ultimo affluente in dx idraulica del fiume Crati. Il bacino idrografico del torrente Muzzolito, chiuso alla confluenza con il Crati, ha le seguenti caratteristiche (dedotte sulla scorta di cartografia IGM): Area del bacino A= 24,442 kmq; Perimetro P= 38,896 km; Lunghezza asta princ. L= 16,010 km. H max = 577 m; H 0 = 17 m s.l.m. H med =614,56 m. 1.1 CURVA IPSOGRAFICA La curva ipsografica, che com è noto delimita la superficie della parte di bacino (in ascissa) situata al di sotto di una fissata altitudine H,. TABELLA 1.1 Curva ipsografica ed altitudine media del torrente Muzzolito. S (kmq) H (m) CURVA IPSOGRAFICA H m 194 H S (kmq)

3 2 STIMA DELLA MASSIMA PORTATA AL COLMO DI PIENA In assenza di stazioni di misura diretta della portata, per il corso d acqua in questione, la massima portata al colmo di piena è stata stimata con metodi statistici, partendo dai dati di precipitazione esistenti (piogge massime annuali di durata h relative alle stazioni di Schiavonea (42 anni disponibili) e Corigliano Calabro (3 anni disponibili), I dati suddetti sono disponibili sul sito e sono stati elaborati attraverso un metodo di trasformazione afflussi deflussi, previo il calcolo del tempo di corrivazione. 2.1 CALCOLO DEL TEMPO DI CORRIVAZIONE Per il calcolo del tempo di corrivazione, ovvero del tempo massimo necessario ad una particella d acqua per percorrere il bacino fino alla sezione di chiusura, esistono diverse fomule empiriche. Nelle Linee Guida del PAI (Allegato Del. Reg.Cal. 31/7/02 n ) Appendice A.4 sono riportate le formule di Giandotti, di Puglisi-Zanframundo e di Viparelli relative al calcolo di t c : GIANDOTTI t c = 4 * 0,8* S( km H 2 m ) + 1,5* L( km) ( m) H 0 ( m) VIPARELLI L( km) t c = 3,6* V ( km / h) L PUGLISI E ZANFRAMUNDO t c = d ( Km) 1 3 ( m) Per determinare il valore di V (m/s) il Viparelli ha proposto un abaco in cui quest ultima viene legata alla pendenza media dei versanti P m e ad altre loro caratteristiche (foresta, terreno coltivato, canali ineriti ecc.) : dove : - Δz = equidistanza; P m = Σ Δz * li / S - li= lunghezze isoipse all interno del bacino Il Viparelli consiglia comunque l utilizzo di valori di V compresi tra 1-1,5 m/s quindi assumiamo l estremo superiore per il ns caso (V= 1,5 m/s ). Infine nella formula di Puglisi e Zanframundo d= H max Ho. Tale formula non viene utilizzata nel presente studio in quanto valida per bacini compresi tra 43 e 94 kmq. 3

4 Tabella Calcolo del tempo di corrivazione Formula valore di tc tc di progetto GIANDOTTI VIPARELLI 2.96 Si è assunto t c come valore intermedio tra quelli ottenuti con l applicazione delle formule di Giandotti e Viparelli. t c = 3 ore 1.2 CURVE DI PROBABILITA PLUVIOMETRICHE IL MODELLO TCEV La stima della h t,t, ossia il massimo annuale dell altezza di pioggia di durata t che viene mediamente superata una sola volta nel periodo di ritorno di T anni, viene effettuata adottando il modello probabilistico TCEV, acronimo di Two Component Estreme Value (Rossi, Versace 1982) il quale ipotizza che i valori estremi di una grandezza idrologica facciano parte di due differenti popolazioni, ossia una componente base ed una componente straordinaria. La funzione di probabilità cumulata (CDF) della distribuzione TCEV è data da: F x ( x) = e Λ x ϑ1 1e Λ 2 e x ϑ2 dove i parametri Λ 1 e Λ 2 rappresentano il numero medio annuo di eventi indipendenti rispettivamente nelle componenti base e straordinaria e θ 1 e θ 2 il loro valore medio annuo. Introducendo i parametri: ϑ 2 ϑ * = e ϑ1 x e riferendosi alla variabile standardizzata: y = lnλ1 la CDF diventa: ϑ 1 Λ * = Λ Λ 2 1 ϑ* 1 F y ( y) = e ( y e ) Λ e * y ϑ* Il modello TCEV si presta alla costruzione di modelli regionali dove si assume che alcuni parametri abbiano valori costanti. Vi sono quattro livelli di regionalizzazione: LIVELLO ZERO : tutti i parametri del modello sono stimati dalla singola serie; 4

5 LIVELLO 1 : Λ * e θ * sono stimati a livello regionale e Λ 1 e θ 1 dalla singola serie; LIVELLO 2 : Λ *, θ * e Λ 1 sono stimati a livello regionale e θ 1 dalla singola serie; LIVELLO 3 : tutti i parametri sono stimati a livello regionale. In particolare per la Calabria il Gruppo Nazionale per la difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche (GNDCI) del CNR ha realizzato un progetto denominato VAPI, che considera la regione come unica Zona Pluviometrica, pertanto caratterizzata da valori costanti di Λ * e θ * per i massimi annuali delle piogge di durata 1, 3, 6, 12 e 24 o giornaliera, tre Sottozone ( Tirrenica, Centrale e Ionica ) dove anche Λ 1 assume valori costanti, e 13 aree pluviometriche omogenee (4 appartenenti alla Tirrenica, 5 alla Centrale e 4 alla Ionica ) dove sono costanti i parametri a, c, d ed α, legati alle altezze medie di pioggia che nel caso delle piogge orarie sono espresse dalla relazione: t ch+ d logα log a log 24 μ = at. μg dove α = = 0, 875 è il rapporto tra la media delle piogge giornaliere e quella di durata 24 ore ed μ 24 h è l altezza media del bacino. 5

6 2.2.2 RISULTATI Nello caso in esame occorre considerare che il bacino di studio si trova nell area pluviometrica C1. Il campione di dati a disposizione sono le serie storiche delle piogge massime annuali di durata 1, 3, 6, 12 e 24 ore registrati nelle stazioni pluviometriche di Schiavonea e di Corigliano, che vengono riportate nella tabella 2.1 (in tutto 45 anni). Tabella Massimi annuali di durata 1, 3, 6,12, 24 ore - Staz. Pluviometriche di Schiavonea e Corigliano Anno 1 ora 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore data mm data mm data mm data mm data mm , , gen gen gen 33,5 21-gen 34,2 13-gen 41, ott 14,2 21-ott ott 57,5 21-ott 103,1 21-ott 148, dic 11-dic 28,4 11-dic 31,2 11-dic 42,8 10-dic 45, ott ott 38,6 27-dic 48,6 27-dic 70,6 27-dic 82, feb 11,8 12-apr 26,4 12-apr apr 55,8 12-apr 62, apr apr 102,1 10-apr 119,1 10-apr 123,1 09-apr 128, ,4 35, , , ,7 1, nov nov 46,8 10-nov nov 70,8 10-nov 71, , ott 17,8 -set 25,4 05-ott 29,2 05-ott 47,4 05-ott 66, ,1 150,1 153,1 199, nov 32,2 12-nov 32,4 12-nov 43,6 11-nov 72,4 12-nov 72, ,2 30,2 38, nov nov nov 55,4 24-gen gen 1, lug 12,6 06-mag 23,4 06-mag 36,4 06-mag 39,4 06-mag 46, gen gen gen 48,2 15-gen gen ott 23,8 07-ott 31,8 07-ott 34,4 31-ott 38,6 31-ott 38, giu 23,6 31-ott 25,6 31-ott 31,6 31-ott 40,4 31-ott 46, set 95,4 -set 102,8 -set 136,1 -set 7,2 -set 260, ott 07-ott 32,2 07-ott 34,8 07-ott 49,2 07-ott 57, nov 2,7 12-nov 27,7 13-dic 37,6 13-dic 53,2 13-dic 55, ott ott ott 52,4 16-ott 57,2 12-dic 69, set set set 31,4 30-set set ,2 15,6 23,2 33,4 44, ago ott 17,8 08-ott ott 23,2 07-ott 40, set 23,2 29-set 42,4 29-set 42,4 03-nov 60,6 03-nov 82, gen 8,2 07-gen 16,4 07-gen 26,8 07-gen 28,2 07-gen 28, nov 7,6 28-nov 16,2 28-nov 21,2 28-nov 25,6 27-nov 38, mar 10,8 08-mar 19,6 08-mar mar mar 63, ott 15,2 24-ott ott nov 24,2 10-nov 33, apr 8,4 10-apr 10-apr,6 01-dic 19,4 01-dic 29, mag 14,6 26-ott ott 29,6 26-ott 29,6 26-ott 29, ott 19,4 21-ott 32,4 21-ott ott 62,4 -ott 90, ago ago 25,4 15-ago 28,8 13-mar mar ott 14,4 04-ott 04-ott 05-ott 30,8 05-ott dic 15,6 14-dic dic 31,4 15-dic 35,8 15-dic set 25,2 -apr 35,2,4 39,8 01-dic 61,4 01-dic 79, ago 50,2 02-ago 59,4 01-ago 80,6 01-ago 1,2 01-ago 147, set 26,6 31-dic 42,8 31-dic 62,6 31-dic dic 149,2 Il modello TCEV è stato dunque applicato al 1 livello di regionalizzazione stimando i parametri Λ 1 e θ 1 dalla serie a disposizione. 6

7 Le curve pluviometriche sono state ricavate per i tempi di ritorno T= 50 e 0 anni. LIVELLO 1 Partendo dai parametri Λ *, θ * e Λ 1 i cui valori sono noti, per ognuna delle serie: ϑ2 si stimano i parametri Λ 2, θ 1 e θ 2 tenendo conto delle relazioni, ϑ * = e ϑ 1 Λ Λ = ; * Λ 2 1 ϑ* 1 in corrispondenza dei prefissati tempi di ritorno si ricavano i frattili h t,t corrispondenti alla probabilità F=1-1/T ; si stimano i parametri a e n della curva di probabilità pluviometrica h = regressione lineare e considerando la trasformazione logaritmica: n log, = log a + nlogt h t T (logt x) *(log h i ti, T = 2 (logti x) log a = y n * x y) n t, T at utilizzando la I risultati delle elaborazioni eseguite sono riportati in tabella 2.2 Tabella Risultati TCEV 1 Livello t h t,50 h t,0 Λ * θ * Λ 1 θ 1 Λ 2 θ ,52 80,41 0,1997 2,0735 5,914 8,383 0,471 17, ,01 109,79 0,2614 2, ,145 9,044 0,761 21, ,67 156,55 0,2834 2,3103 9,939 13,428 0,766 31, ,80 197,87 0,2915 2,2148 8,693 17,645 0,774 39, ,19 240,90 0,3610 1,94 7,996,999 1,053 44,664 a 58,052 79,003 n 0,3653 0,3582 h t = 58 t, 50,052 * h t = 79 t, 0,003*

8 LIVELLO 2 Partendo dai parametri Λ *, θ * e Λ 1 i cui valori sono noti, per ognuna delle serie: ϑ2 si stimano i parametri Λ 2, θ 1 e θ 2 tenendo conto delle relazioni, ϑ * = e ϑ 1 Λ Λ = ; * Λ 2 1 ϑ* 1 in corrispondenza dei prefissati tempi di ritorno si ricavano i frattili h t,t corrispondenti alla probabilità F=1-1/T ; si stimano i parametri a e n della curva di probabilità pluviometrica h = regressione lineare e considerando la trasformazione logaritmica: n log, = log a + nlogt h t T (logt x) *(log h i ti, T = 2 (logti x) y) log a = y n * x I risultati delle elaborazioni eseguite sono riportati in tabella 2.3 n t, T at utilizzando la t h t,50 h t,0 Λ * θ * Λ 1 θ 1 Λ 2 θ ,71 64,12 0,1997 2, ,840 6,5 0,684 12, ,75 101,79 0,2614 2, ,770 8,2 0,863 19,7 6 99,63 132,39 0,2834 2,3103,970 10,759 1,013 24, ,59 1,72 0,2915 2, ,600 15,246 1,064 33, ,07 230,75 0,3610 1,94 13,4,992 1,375 40,766 a 48,438 64,573 n 0,4115 0,4062 Tabella Risultati TCEV 2 Livello h t = 48 t, 50,438* h t = 64 t, 0,573*

9 LIVELLO 3 Partendo dai parametri Λ *, θ * e Λ 1 i cui valori sono noti, per ciascuna durata: si stima la media t ch+ d logα log a log 24 μ = at ; si calcola il parametro η il quale è funzione dei parametri noti Λ *, θ * e Λ 1; μ si ricava ϑ = η 1 ; ϑ2 si stimano i parametri Λ 2, e θ 2 tenendo conto delle relazioni, ϑ * = e ϑ 1 Λ Λ = ; * Λ 2 1 ϑ* 1 in corrispondenza dei prefissati tempi di ritorno si ricavano i frattili h t,t corrispondenti alla probabilità F=1-1/T ; si stimano i parametri a e n della curva di probabilità pluviometrica regressione lineare e considerando la trasformazione logaritmica: n log, = log a + nlogt h t T (logt x) *(log h i ti, T = 2 (logti x) log a = y n * x y) h = Tabella Valori di a, b, c e d per l'area C3 Area pluviometrica a b c d C3 (Sila Greca) 0, ,951 31,02 0,517 n t, T at utilizzando la I risultati delle elaborazioni eseguite sono riportati in tabella 2.5 t h t,50 h t,0 Λ * θ * Λ 1 θ 1 Λ 2 θ ,26 92,49 0,1997 2, ,840 8,921 0,684, ,71 150,10 0,2614 2, ,770 12,065 0,863 29, ,16 191,55 0,2834 2,3103,970 15,567 1,013 35, ,91 249,49 0,2915 2, ,600,932 1,064 46, ,65 3, 0,3610 1,94 13,4 29,312 1,375 56,924 a 71,042 94,707 n 0,3952 0,3898 h t = 71 t, 50,042 * h t = 94 t, 0,707 * Tabella Risultati TCEV 3 Livello A guadagno di sicurezza, vengono considerate per il presente studio le curve di probabilità pluviometriche derivanti dall analisi al 3 livello. 9

10 t h t,50 h t,0 1 70,26 92, ,71 150, ,16 191, ,91 249, ,65 3, CURVE DI PROBABILITA' #RIF! #RIF! PLUVIOMETRICHE mm ht,1 ht, ht,50 ht,100 ht,0 ht, ore 10

11 2.3 IDROGRAMMA DI PIENA Con l ausilio del metodo di calcolo proposto dalla SCS (Soil Conservation Service), denominato CURVE NUMBER, utilizzato anche dall A.B.R. Calabria, che ne fa espressa menzione nel PAI, ricaviamo l idrogramma di piena. La procedura prevista da tale metodo si può dividere in 2 fasi: Calcolo delle piogge nette; Trasformazione da Afflussi in Deflussi CALCOLO DELLE PIOGGE NETTE L equazione di continuità del ciclo idrologico: A FFLUSSI = D EFLUSSI + E VAPOTRASPIRAZIONE + I NFILTRAZIONE pone in evidenza che parte del volume affluito (pioggia, neve) non si trasforma in deflussi. Occorre pertanto tener conto delle perdite calcolando la quantità di pioggia che si trasforma in deflusso, che chiamiamo pioggia netta. Consideriamo gli afflussi uniformemente distribuiti sul bacino. Scegliamo un intervallo di tempo in modo che sia verificato Δ t < 0,29 t lag (Time Lag = distanza temporale tra baricentro pluviogramma ed idrogramma) t lag = 0,6 t c = 1,8 ore Δ t = 0,29* t lag = 0,52 ore. Assumiamo 8 intervalli di Δ t = 0,375 (considerando una pioggia della durata pari al tempo di corrivazione t c :=3 ore). Nelle successive tabelle sono riportati i valori delle h di pioggia e le differenze Δ h per ogni intervallo e per i tempi di ritorno assunti nel presente studio. Sotto forma di istogramma, vengono inoltre riportati i valori (lordi) delle piogge: 11

12 TABELLA E GRAFICO 2.7 Valori per tempo di ritorno di 50 anni. T= 50 anni t h h 0,38 48,2 2 48,2 2 0,75 63,4 1 15,1 9 1,13 74,4 3 11,0 1 1,50 83,3 8 8,9 6 1,88 91,0 6 7,6 8 2,25 97,8 6 6,8 0 2, ,0 1 6,1 4 3, ,6 4 5,6 3 h 60,0 0 50,0 0 40,0 0 30,0 0,0 0 10,0 0 0,00 PLUVIOGRAM MA DI PIOGGIA LORDO PE R T= 50 anni Intervalli di tem po PLUVIOGRAMMA DI PROGETTO LORDO PER T= 50 anni 60 altezze di pioggia (mm) Intervalli di tempo (ore) 12

13 TABELLA E GRAFICO 2.8 Valori per tempo di ritorno di 0 anni. T= 0 anni t h h 0,38 64,6 0 64,6 0 0,75 84,6 6,0 5 1,13 99,1 6 14,5 0 h 70,0 0 60,0 0 50,0 0 40,0 0 PLUVIOGRAM MA DI PIOGGIA LORDO PER T= 0 anni 1, ,9 3 11,7 7 1, ,0 2 10,0 9 2, ,9 4 8,9 2 2, ,9 9 8,0 5 3, ,3 6 7,3 8 30,0 0,0 0 10,0 0 0, Intervalli di tem po PLUVIOGRAMMA DI PROGETTO LORDO PER T= 0 anni altezze di pioggia (mm) Intervalli di tempo (ore) 13

14 Ricavati i pluviogrammi lordi di progetto, occorre risalire alle piogge nette. Il metodo SCS CN considera una perdita iniziale I a = 2 mm (initial abstraction) che tiene conto dell evapotraspirazione. La pioggia netta si ottiene R = P-S dove R indica la pioggia netta P la pioggia lorda S la quantità di pioggia infiltrata nel terreno. Introduciamo la quantità S che è il massimo volume per unità di superficie immagazzinabile nel terreno a saturazione e scriviamo: S R P 2 = che combinata con la precedente da R = S' P P + S' P - Ia 2 R= ( ) P - Ia + S'. Tenendo conto infine di I a avremo : ; S dipende dalle caratteristiche del bacino e viene ricavato tramite la formula S = CN Il valore del CN viene assunto come in tabella. Tabella Determinazione di CN e S' CN S' 85,00 44,82 Di seguito vengono riportati l andamento qualitativo delle curve P, R ed S e i valori (riassunti in tabella) relativi allo studio in questione, rappresentati anche graficamente. 14

15 GRAFICO 2.10 Andamento qualitativo di P, R ed S.. P P, Q (mm) R S (mm) S 15

16 TABELLA E GRAFICO 2.11 Piogge lorde, nette e perdite: valori per tempo di ritorno 50 anni. t h lorda (min) (mm) P lorda P - Ia R P netta s S (perdite),5 6,14 6,14 4,14 0,350 0,350-5,790-5, ,68 13,82 11,82 2,467 2,117-5,563-11,353 67,5 11,01 24,83,83 7,704 5,238-5,772-17, , 73,05 71,05 43,567 35,862-12,358-29, ,5 15,19 88,24 86,24 56,748 13,1-2,009-31, ,96 97, 95, 64,727 7,979-0,981-32, ,5 6,8 104,00 102,00 70,862 6,136-0,664-33, ,63 109,63 107,63 75,987 5,125-0,505-33,643 t P lorda R S (perdite) 1,00 7,5 6,14 0,350-5, ,82 2,467-11, ,00,5 24,83 7,704-17, ,05 43,567-29,483 80,00 37,5 88,24 56,748-31, , 64,727-32,473 52,5 104,00 70,862-33,138 60, ,63 75,987-33,643 40,00 CURVE per T= 50 anni,00 0,00 -, ,00-60,00 t (min) P lorda R S (perdite) 16

17 TABELLA E GRAFICO 2.12 Piogge lorde, nette e perdite: valori per tempo di ritorno 0 anni. t h lorda (min) (mm) P lorda P - Ia R P netta s S (perdite),5 8,05 8,05 6,05 0,7 0,7-7,330-7, ,09,14 16,14 4,273 3,554-6,536-13,867 67,5 14,5 32,64 30,64 12,441 8,168-6,332 -, ,6 97,24 95,24 64,763 52,3-12,278-32, ,5,05 117,29 115,29 83,017,254-1,796-34, ,77 129,06 127,06 93,927 10,911-0,859-35, ,5 8,92 137,98 135,98 102,271 8,343-0,577-35, ,38 145,36 143,36 109,215 6,944-0,436-36,145 t P lorda R S (perdite) 7,5 8,05 0,7-7, ,00 15,14 4,273-13,867,5 32,64 12,441 -, , ,24 64,763-32,477 1,00 37,5 117,29 83,017-34, ,06 93,927-35, ,00 52,5 137,98 102,271-35, ,00 145,36 109,215-36,145 60,00 40,00,00 CURVE per T= 0 anni 0,00 -, ,00-60,00 t (min) P lo rda R S (perdite) 17

18 2.3.2 TRASFORMAZIONE AFFLUSSI - DEFLUSSI Ricavato il pluviogramma di progetto rappresentante le piogge nette, è necessario risalire all idrogramma di piena dal quale determineremo la portata di colmo. Definiamo alcune grandezze utilizzate nel metodo SCS - CN: Tempo di picco t picco = 0.5 Δ t + t lag = 1,98 ore Portata specifica (contributo di portata per ogni mm di pioggia) (Kmq) 3 S m U picco =0.84 ( ) t s mm picco i j = 1 Integrale di convoluzione Qi = U j P (i- j + 1) (*) Dove i è il numero di intervalli scelto, nel nostro caso i=36 Lo SCS fornisce un grafico unitario dimensionale, riportante in ordinate il valore U/U picco ed in ascisse t/t picco. Attraverso tale diagramma e la (*), si ricava l idrogramma di piena, con metodo grafico oppure analitico. METODO ANALITICO Il diagramma si può costruire analiticamente con la funzione γ che assume la seguente espressione U U picco m t t picco = e γ m t t picco m γ con m = 4,08332 ed γ = I valori trovati sono riassunti nelle successive tabelle per i tempi di ritorno di progetto. Successivamente vengono riportati gli idrogrammi di piena.

19 TABELLA 2.13 Valori portate per tempo di ritorno 50 anni. Dati di Base U picco 2,57 t picco 1,98 i t t/t picco U P netta Q 1 0,375 0,9 0, ,350 0, ,75 0,379 0, ,117 0, ,125 0,568 1, ,238 2, ,5 0,758 2,808 35,862 10, ,875 0,947 2, ,1 36, ,25 1,136 2, ,979 80, , ,326 1,515 2, , ,136 5, , , ,375 1,705 1, , ,75 1,894 0, ,6 11 4,125 2,083 0, , ,5 2,273 0, , ,875 2,462 0, , ,25 5,625 2,652 2,841 0, , ,643 48, ,030 0, , ,375 3,2 0, ,603 6,75 3,409 0,057 13, ,125 3,598 0,013 8,662 7,5 3,788 0, , ,875 3,977 0, ,199 8,25 4,167 0, , ,625 4,356 0, , ,545 0, , ,375 4,735 0, , ,75 4,924 0, , ,125 5,114 0, , ,5 5,303 0, , ,875 5,492 0, , ,25 5,682 0, , ,625 5,871 0, , ,061 0, , ,375 6,250 0, , ,75 6,439 0, , ,125 6,629 0, , ,5 6,8 0, ,000 19

20 TABELLA 2.14 Valori portate per tempo di ritorno 0 anni. Dati di Base U picco 2,57 t picco 1,98 i t t/t picco U P netta Q 1 0,375 0,9 0, ,7 0, ,75 0,379 0, ,554 0, ,125 0,568 1, ,168 3, ,5 0,758 2,808 52,3 16, ,875 0,947 2,55731,254 55, ,25 1,136 2, , , ,625 1,326 2, ,343 2, ,515 1, ,944 5,6 9 3,375 1,705 1, , ,75 1,894 0, , ,125 2,083 0, , ,5 2,273 0, , ,875 2,462 0, , ,25 2,652 0, , ,625 2,841 0, , ,030 0, , ,375 3,2 0, ,194 6,75 3,409 0,057 19,3 19 7,125 3,598 0,013 12,076 7,5 3,788 0, , ,875 3,977 0, ,453 8,25 4,167 0, , ,625 4,356 0, , ,545 0, , ,375 4,735 0, , ,75 4,924 0, , ,125 5,114 0, , ,5 5,303 0, , ,875 5,492 0, , ,25 5,682 0, , ,625 5,871 0, , ,061 0, , ,375 6,250 0, , ,75 6,439 0, , ,125 6,629 0, , ,5 6,8 0, ,000

21 TABELLA 2.15 Riepilogo valori portate al colmo con tempi di ritorno di progetto determinate con il metodo SCS - CN Q 50 Q mc/s 21

22 VERIFICHE IDRAULICHE PRELIMINARI Il torrente Muzzolito è l ultimo affluente di destra del fiume Crati. Nel tratto a monte della confluenza per circa 4-5 km, il corso d acqua attraversa la loc. S. Nico e presenta notevoli problemi di sovralluvionamento risultando in molti tratti pensile rispetto alle aree esterne all alveo (in alcuni casi il dislivello tra le aree esterne e l alveo attivo è superiore a 2 m). Ciò determina ovviamente la possibilità di allagare le aree private anche in occasione di piene ordinarie, così come avvenuto diverse volte negli ultimi anni. L unico intervento possibile per tale problema è procedere allo svuotamento del tratto d alveo per ripristinare condizioni di deflusso almeno per portate con tempi di ritorno di 50 anni. Non avendo rilevato aree in erosione nel Muzzolito, né nel tratto di costa prossimo alla foce del Crati, le uniche alternative di utilizzo del materiale estratto sono il trasporto e versamento a ripascimento in aree in erosione site fuori dal comune di Corigliano. La possibilità di abbinare un intervento di ripascimento stagionale di un area litoranea erosa, alla necessità di estrarre inerti da un alveo sovralluvionato, consente di ottenere un duplice beneficio per entrambi i siti, pur non avendo la pretesa di risolvere in maniera definitiva le problematiche in questione. E infatti da evidenziare che la situazione attuale mostra la tendenza dell alveo ad accumulare sedimenti, per cui è lecito attendersi nel corso degli anni un naturale incremento del thalweg. Occorreranno pertanto periodici interventi di manutenzione per evitare che si arrivi allo stato attuale. Per quanto riguarda il fenomeno erosivo del litorale di Amendolara, l esistenza di un sistema di difesa costituito da scogliere emergenti e sommerse dovrebbe contribuire al mantenimento nel tempo di buona parte dei volumi versati. Si sottolinea inoltre la naturalità di un tale intervento che certamente non produce effetti negativi nelle aree di sottoflutto, che al massimo vengono anch esse alimentate grazie allo spostamento delle sabbie prodotto dal mare. Il materiale di natura sabbiosa presente nel greto del Muzzolito appare in prima ipotesi idoneo alla costituzione dello strato superficiale del ripascimento di Amendolara nella località lungomare. Il tratto di studio è di circa 2 km, nel quale sono state rilevate n 6 sezioni d alveo. Il tratto di prelievo ipotizzato è a monte della sezione 1 fino alla sezione 5 per circa m. Le sezioni sono state verificate nell ipotesi ex ante ed ex post. Con le successive fasi progettuali è necessario procedere ad un analisi di maggiore dettaglio. Il tratto d intervento risulta classificato quale zone di attenzione nel PAI (tav RI A) equiparata a rischio idraulico R4. In basso si riporta un estratto della tavola: l ovale giallo indica l area d intervento.

23 Le portate assunte a base della progettazione sono state calcolate nell apposita relazione idrologica e vengono qui sotto riportate. Q 50 Q mc/s 23

24 1.1 MODELLO DI CALCOLO UTILIZZATO La simulazione della propagazione dell onda di piena lungo il tratto d intervento, con conseguente determinazione del livello idrico nelle sezioni trasversali e ricostruzione del profilo di superficie libera per i tempi di ritorno di progetto (50 e 0 anni) è stata effettuata con l ausilio del software HEC-RAS sviluppato dall Hydrologic Engineering Center dello US Army Corps of Engineers. Nelle suddette ipotesi, il software utilizza la nota equazione di conservazione dell energia tra le generiche sezioni trasversali di monte (indicate nello schema di Fig. 1 con il pedice M ) e di valle ( V ): Z M + H M 2 vm + = Z 2g V + H V 2 vv + + ΔH 2g dove Z è la quota del thalweg dal l.m.m., H è l altezza del pelo libero, v la velocità, g l accelerazione di gravità e ΔH le perdite di carico nel tratto L 2 v 2g M H M H 2 v V 2g H V Z M Z V L Fig. 1.1 Schema tronco di alveo compreso tra 2 sezioni trasversali generiche. Le perdite di carico della corrente: 24

25 Δ H = LJ m 2 vv + C 2g 2 vm 2g sono funzione della cadente J m, di L, delle altezze cinetiche e di un coefficiente C di contrazione/espansione. La cadente J viene ricavata dall equazione di moto uniforme di Manning: 2 3 AR Q = n A dove A è l area bagnata, R = è il raggio idraulico (P contorno bagnato) ed n è il coefficiente di P scabrezza del quale esistono numerosi valori proposti in letteratura al variare delle caratteristiche dell alveo. * J 1 2 HEC RAS esprime il valore rappresentativo della cadente, tratto per tratto, selezionando l equazione più appropriata per il calcolo di J m, in relazione alla pendenza dell alveo (forte o debole) ed alle caratteristiche della corrente (lenta o veloce, accelerata e decelerata), da una delle seguenti formule: QM QV J m = + 2 / 3 2 / 3 ; AM RM AV RV nm nv 2 J m ( J M + JV ) = ; ( J J ) J = ; J m M * V m J = 2 J M M J V + J V Inserite le sezioni trasversali, le eventuali opere trasversali e longitudinali esistenti, le portate di progetto e le condizioni al contorno, la procedura di calcolo del programma per determinare H in ogni sezione è iterativa: 1) fornita la condizione iniziale a valle o a monte (tirante idrico per moto uniforme, altezza critica, tirante idrico noto, ecc), procede verso monte (corrente lenta) o valle (corrente veloce); 2) trova la quota della superficie libera (WS) di 1 tentativo nella sezione ove essa è incognita; 2 3 AR 3) determina K = e v ; n 4) calcola J m e ΔH ; 5) dall equazione di conservazione dell energia, ricava nuovo valore di WS che confronta con quello di 1 tentativo; 25

26 6) ripete l iterazione fino a quando la differenza tra le due WS<3 mm. 7) Confronta l altezza così determinata con quella critica (per la quale il carico assoluto assume valore minimo) per stabilire se il regime di moto è subcritico o supercritico. In caso individui più minimi (fino a 3), HEC-RAS sceglie il valore più piccolo; 8) Note WS e Crit. WS (altezza critica) in una sezione, stabilisce in regime di corrente lenta o veloce. Qualora il regime sia diverso da quello determinato nella sezione precedente alla sezione si assegna Crit WS. Qualora vi sia passaggio da regime supercritico a subcritico tramite risalto idraulico, la corrente non è più gradualmente variata pertanto non può essere applicata l equazione di conservazione dell energia. In tal caso il software applica l equazione di conservazione della quantità di moto: β M Q ga M 2 M AV + AM + AM YM + * L * i = 2 β Q V ga V 2 V + A V Y V AV + A + 2 M * L * J M nella quale i primi termini (a sx e a dx dell uguaglianza) rappresentano le spinte idrodinamiche dovute alla quantità di moto, i secondi le spinte idrostatiche (Y sono gli affondamenti dei baricentri delle sezioni bagnate), ed i terzi rispettivamente la componente del peso lungo la direzione del moto (a sx dell =) e la resistenza al moto. L output dei risultati è sia in forma grafica che tabellare (fig. 2). Reach River Stat Profile Q total Min Ch El WS Elev Crit. WS EG Elev EG slope Vel Chnl Flow area linea H pelo Tratto Sezione QT=1..n Q (mc/s) thalweg H critica carichi J velocità A libero totali Fig Alcuni dati dell'output fornito dal modello in tabella. 1.2 RICOSTRUZIONE PROFILI DEL PELO LIBERO Il tratto oggetto di studio è lungo circa m mentre quello di progetto circa m. Il software richiede l inserimento delle sezioni con numerazione crescente da valle verso monte. Sono state inserite n 6 sezioni. Il coefficiente di scabrezza di Manning n è stato assunto pari a 0,05 per l alveo attuale e 0,03 per l alveo a seguito dell intervento. I valori di portata con assegnato tempo di ritorno sono stati desunti dallo studio idrologico. Come condizioni al contorno sono state assunte le pendenze del tratto. 26

27 Nello stato attuale si evidenzia in diverse sezioni la possibilità di esondazione anche con portate cinquantennali. In corrispondenza del ponte sulla S.P. 173 la portata Q 50 non risulta contenuta nella condizione ex ante. Gli effetti dell intervento di mitigazione del rischio mediante l estrazione di materiale inerte in eccesso sono evidenti dalle verifiche nella condizione ex post: nel tratto di progetto le portate duecentennali sono sempre contenute, tranne in corrispondenza dell attraversamento suddetto, dove viene contenuta solo la Q 50. La modesta pendenza del tratto (circa nello stato futuro) vincola rispetto alla possibilità di ulteriori approfondimenti. Il deflusso avviene in corrente lenta. I risultati delle modellazioni eseguite con le presenti verifiche preliminari vengono di seguito allegati. 27

28 ALLEGATI 28

29 MUZZOLITO - EX ANTE MUZZOLITO terminale EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 Left Right Main Channel Distance (m)

30 17 RS = 10 SEZIONE M 10 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 19 RS = SEZIONE M MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q Crit Q 0

31 24 RS = 30 SEZIONE M 30 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q WS Q 0 Crit Q 0 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX ANTE.05 EG Q WS Q 0 Crit Q 0

32 24 RS = 50 SEZIONE M 50 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q Crit Q RS = 60 SEZIONE M 60 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q WS Q 0 Crit Q 0

33 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX ANTE.05 EG Q WS Q 0 Crit Q 0 24 RS = 40 SEZIONE M 40 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0

34 HEC-RAS Plan: Plan 02 River: MUZZOLITO Reach: terminale 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) terminale 60 Q terminale 60 Q terminale 50 Q terminale 50 Q terminale 40 Q terminale 40 Q terminale 39 Bridge terminale 38 Q terminale 38 Q terminale 30 Q terminale 30 Q terminale Q terminale Q terminale 10 Q terminale 10 Q

35 MUZZOLITO terminale MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 Left Right Main Channel Distance (m)

36 17 RS = 10 SEZIONE M 10 MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 19 RS = SEZIONE M MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q Crit Q 0

37 24 RS = 30 SEZIONE M 30 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q 0 21 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX POST.03 EG Q 0 WS Q Crit Q 0

38 23 RS = 50 SEZIONE M 50 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q RS = 60 SEZIONE M 60 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q 0

39 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 21 RS = 40 SEZIONE M 40 MUZZOLITO - EX POST.03 EG Q 0 WS Q Crit Q 0

40 HEC-RAS Plan: Plan 02 River: MUZZOLITO Reach: terminale 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) terminale 60 Q terminale 60 Q terminale 50 Q terminale 50 Q terminale 40 Q terminale 40 Q terminale 39 Bridge terminale 38 Q terminale 38 Q terminale 30 Q terminale 30 Q terminale Q terminale Q terminale 10 Q terminale 10 Q

41 MUZZOLITO - EX ANTE MUZZOLITO terminale EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 Left Right Main Channel Distance (m)

42 17 RS = 10 SEZIONE M 10 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 19 RS = SEZIONE M MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q Crit Q 0

43 24 RS = 30 SEZIONE M 30 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q WS Q 0 Crit Q 0 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX ANTE.05 EG Q WS Q 0 Crit Q 0

44 24 RS = 50 SEZIONE M 50 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q Crit Q RS = 60 SEZIONE M 60 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q WS Q 0 Crit Q 0

45 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX ANTE.05 EG Q WS Q 0 Crit Q 0 24 RS = 40 SEZIONE M 40 MUZZOLITO - EX ANTE EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0

46 HEC-RAS Plan: Plan 02 River: MUZZOLITO Reach: terminale 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) terminale 60 Q terminale 60 Q terminale 50 Q terminale 50 Q terminale 40 Q terminale 40 Q terminale 39 Bridge terminale 38 Q terminale 38 Q terminale 30 Q terminale 30 Q terminale Q terminale Q terminale 10 Q terminale 10 Q

47 MUZZOLITO terminale MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 Left Right Main Channel Distance (m)

48 17 RS = 10 SEZIONE M 10 MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 19 RS = SEZIONE M MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q Crit Q 0

49 24 RS = 30 SEZIONE M 30 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q 0 21 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX POST.03 EG Q 0 WS Q Crit Q 0

50 23 RS = 50 SEZIONE M 50 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q RS = 60 SEZIONE M 60 MUZZOLITO - EX POST EG Q WS Q 0 Crit Q 0

51 23 RS = 39 BR PONTE SP 173 MUZZOLITO - EX POST EG Q 0 WS Q 0 Crit Q 0 21 RS = 40 SEZIONE M 40 MUZZOLITO - EX POST.03 EG Q 0 WS Q Crit Q 0

52 HEC-RAS Plan: Plan 02 River: MUZZOLITO Reach: terminale 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) terminale 60 Q terminale 60 Q terminale 50 Q terminale 50 Q terminale 40 Q terminale 40 Q terminale 39 Bridge terminale 38 Q terminale 38 Q terminale 30 Q terminale 30 Q terminale Q terminale Q terminale 10 Q terminale 10 Q