(! ) *+ *, & & % 1* 0233 **** ( * * * ' --*.$( / $ $ ' ' - 0 $ di Marco Novo Geologo !" # $ % ' ' * * ( Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC)

Transcript

1 !" # $ % & ' ' (! ) *+ *, & & % **** ( * * * ' --*.$( / $ $ ' * * ( ' - 0 $ 1* 0233 di Marco Novo Geologo Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) Tel /

2 di Marco Novo GEOLOGO 1 PREMESSA Nel presente allegato viene illustrata la metodologia adottata ed il procedimento seguito per la realizzazione dello studio di dettaglio idrologico e di simulazione delle piene lungo il tratto di fiume interno al territorio comunale di Moretta. In particolare le analisi per la valutazione della pericolosità e del rischio sono state compiute tramite l implementazione di un modello idraulico in moto permanente mediante l uso dello specifico codice di calcolo HEC - RAS (versione 3.1.1); a tal scopo è stato programmato ed effettuato un rilievo topografico di dettaglio che ha permesso la costruzione di n. 7 sezioni trasversali, dislocate lungo il corso d acqua in oggetto per un segmento della lunghezza complessiva di circa 4000 metri. Per tale elaborazione sono stati ricostruiti i profili di piena per condizioni di portata relative al tempo di ritorno di 200 e di 500 anni, così come definite dalla Direttiva Piene di Progetto dell Autorità di Bacino (rispettivamente 1300 mc/s e 1460 mc/s); il modello così costruito è stato sottoposto ad una fase di taratura, utilizzando i profili di piena indicati dalla suddetta direttiva, a seguito della quale è stata verificata la pericolosità all interno della Fascia C. Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 2 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

3 di Marco Novo GEOLOGO 2 IMPLEMENTAZIONE DEL MODELLO DI SIMULAZIONE IN MOTO PERMANENTE 2.1 Procedimento di analisi La determinazione del profilo di moto permanente nel tratto d alveo in esame è stata condotta mediante l uso dello specifico codice di calcolo HEC - RAS (U.S. Army Corps of Engineers - Hydrologic Engineering Center; versione ). La procedura utilizzata dal codice citato è basata sulla risoluzione dell equazione del moto delle correnti a pelo libero nella schematizzazione monodimensionale. Il calcolo delle perdite di carico è effettuato mediante l equazione di Manning. Nella letteratura anglosassone la procedura in questione è indicata come Standard Step Method. Figura 1: rappresentazione dei termini delle equazioni del codice di calcolo Le equazioni fondamentali su cui essa si basa sono le seguenti: Y 2 + Z 2 + α 2 V 2 2 / 2g = Y 1 + Z 1 + α 1 V 1 2 / 2g + h e h e = L S f + C α 2 V 2 2 / 2g - α 1 V 1 2 / 2g dove (con riferimento alla Fig. 1): Y 1, Y 2 = profondità della corrente nelle sezioni agli estremi del tratto Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 3 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

4 di Marco Novo GEOLOGO Z 1, Z 2 = quote del punto più basso del fondo alveo nelle sezioni agli estremi del tratto V 1, V 2 = velocità medie (rapporto portata / sezione bagnata) α 1, α 2 = coefficienti di ragguaglio dell energia cinetica g = accelerazione di gravità h e = perdita di carico L = lunghezza del tratto (corretta secondo la distribuzione delle portate) S c = cadente del carico totale C = coefficiente di perdita per contrazione - espansione. Il calcolo è eseguito iterativamente a partire da una condizione al contorno (all estremo di monte o di valle del tronco fluviale); la soluzione si propaga alla sezione successiva dopo aver bilanciato il carico fra due sezioni contigue con uno scarto assegnato, che nel caso in esame è stato posto inferiore a 5 centimetri. Per i dettagli computazionali si rimanda alla documentazione del codice di calcolo (U.S. Army Corps of Engineers - Hydrologic Engineering Center: HEC-RAS River Analysis System, HYDRAULIC REFERENCE MANUAL; Version 3.1.1). L applicazione della procedura per la determinazione del profilo di moto permanente associato alle portate di progetto richiede di disporre dei seguenti dati fondamentali, necessari per una corretta modellazione del corso d acqua: descrizione geometrica completa del tronco fluviale: deve essere costituita dalla rappresentazione geometrica delle sezioni trasversali e dal loro posizionamento plani - altimetrico; definizione del tipo di corrente (lenta o veloce) nel tronco; condizioni al contorno di valle o di monte, rispettivamente per correnti lente o veloci; caratterizzazione della resistenza dell alveo mediante la definizione del coefficiente di scabrezza n (secondo Manning) e dei coefficienti di contrazione C c e di espansione C e ; definizione geometrica ed idraulica di eventuali singolarità presenti in alveo (ponti, confluenze, salti di fondo, etc.). 2.2 Dati di input del modello di simulazione Il tratto studiato è stato descritto sulla base di un rilievo topografico di dettaglio, effettuato con stazione totale ed integrato con GPS; i dati plano-altimetrici hanno permesso la costruzione di un modello digitale del terreno dal quale sono state ricavate n. 5 sezioni topografiche trasversali all asse; tali sezioni sono state opportunamente dettagliate tramite rilievi diretti per i particolari di importanza idraulica e tramite interpolazione automatica di n. 2 sezioni alle estremità di montre e di valle. Per quanto riguarda il tipo di corrente, sulla base delle caratteristiche di pendenza del fondo, è stata attribuita una tipologia di corrente lenta (o subcritica). Le condizioni al contorno del modello idraulico di moto permanente sono i livelli del pelo libero noti nelle sezioni di partenza, ovvero quelle da cui ha inizio la procedura di Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 4 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

5 di Marco Novo GEOLOGO calcolo del profilo: in particolare, per un regime idraulico di corrente lenta la condizione al contorno è la quota del pelo libero nella sezione più a valle, mentre per un regime di corrente veloce occorre introdurre la quota del pelo libero nella sezione più a monte del tratto di corso d acqua considerato. Nel caso in oggetto, al fine di conseguire la miglior rispondenza alle Fasce Fluviali delimitate, essendo la simulazione stata effettuata in corrente lenta, si è scelto di assegnare all estremo di valle le quote relative alle suddette delimitazioni. Per la caratterizzazione della scabrezza dell alveo e delle aree circostanti, da esprimere in termini del coefficiente n di Manning (in m -1/3 s), si è fatto ricorso ai valori riportati in varie tabelle disponibili nella documentazione bibliografica, opportunamente tarati per far corrispondere i corrispondenti profili di piena. Per quanto riguarda invece i coefficienti di espansione e contrazione, il loro valore è stato imposto rispettivamente uguale a 0,1 e 0,3. Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 5 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

6 di Marco Novo GEOLOGO 3 SINTESI DEI RISULTATI I risultati della simulazione sono riportati sulla planimetria di figura 1. In generale si osserva che nella porzione di monte i campi di inondazione relativi al TR200 in sponda destra, essendo controllati dalla culminazione dell assetto morfologico naturale presente sull allineamento c.na Tetto-c.na Pia, risultano meno ampi del limite della Fascia B; solo in corrispondenza della Sezione 3, nel settore a monte del rilevato di Via Villafranca, tale limite interessa una porzione di area in Fascia C. I limiti delle aree inondabili per portate con TR500, risultano costantemente ridotti rispetto ai limiti esterni della Fascia C, evidenziando che gli stessi sono ampiamente cautelativi. I livelli di pericolosità in Fascia C, ad esclusione del settore descritto, si possono pertanto considerare moderati. Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 6 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

7 ^T T U _ U _ ` V W a W a W a c X c [ f [ f Y Y d Y d D y z NF L E [ f [ f f \ g \ g P I Q I S SJ SJ Q I p <? <? <? < C '? < > B? < > < B = ~ 2 º Ÿ ]»A»ƒ¼½ ¾ ¾ ¾ ¾ À º M ž ƒÿ Z œ ž ² ˆ ³ ˆM ˆ Šµ ˆM M ¹ ¹ ˆ ³ ˆM ˆ Šµ ˆM M Á ¹ ¹ š œ ž Ÿ À Â# Ã Ä & A ± ˆ Š Œ ŠM Ž Š ˆƒ Š Œ ˆ ] ŠŒ ˆ ˆMŽ Š ªƒŠŒ Š Œ ˆ ªM «Š Š ˆ µ Š Œ ³ Š Š ^ TAU _ `ba VAW XZY ced v w x y KML DAE fhg []\ P H FG G NO O HI PRQ q r s t q r su m no i j k l $&% *+!#" ( )?A@ ƒ { } / 4 5, - : 2; 3

8 di Marco Novo GEOLOGO Appendice Via Carducci 15, CRESCENTINO (VC) 7 marco.novo@studioprogea.com Tel / marco.novo@geologipiemonte.it Dom. fisc. Via Piazzone BROZOLO (TO) n.419 Ordine dei Geologi del Piemonte (P.IVA )

9

10 Tabella 2: Bacino Corso d'acqua portate di piena per il Po nel tratto da Martiniana a Isola Sant Antonio (confluenza Tanaro) Sezione Superficie Q20 Q100 Q200 Q500 Idrometro Progr.(km) Cod. Denomin. km² m³/s m³/s m³/s m³/s Denominazione Alto Po Po Gambasca Alto Po Po Villafranca Piemonte Alto Po Po Lombriasco Alto Po Po La Loggia Alto Po Po Moncalieri Po a Moncalieri Alto Po Po San Mauro Po a San Mauro Alto Po Po Chivasso Alto Po Po Palazzolo Po a Palazzolo Vercellese Alto Po Po Casale Po a Casale Monferrato Monferrato Alto Po Po Breme Alto Po Po Valenza Alto Po Po Isola Sant'Antonio Tabella 3: portate di piena per il Po nel tratto da Isola Sant Antonio (confluenza Tanaro) al Delta (incile Po di Goro) Bacino Corso d'acqua Sezione Superficie Q20 Q100 Q200 Q500 Idrometro Progr.(km) Cod. Denomin. km² m³/s m³/s m³/s m³/s Denominazione Asta Po Po Becca Po a Becca Asta Po Po Piacenza Po a Piacenza Asta Po Po Cremona Po a Cremona Asta Po Po Boretto Po a Boretto Asta Po Po Borgoforte Po a Borgoforte Asta Po Po Pontelagoscuro Po a Pontelagoscuro Tabella 4: Bacino Corso d'acqua portate di piena per i corsi d acqua principali del bacino dell Oglio (Oglio, Mella e Chiese) Sezione Superficie Q20 Q100 Q200 Q500 Idrometro Progr.(km) Cod. Denomin. km² m³/s m³/s m³/s m³/s Denominazione Oglio Chiese Gavardo Chiese a Gavardo Oglio Chiese Confluenza in Oglio Oglio Mella Concesio Oglio Mella Brescia Oglio Mella Manerbio Oglio Mella Confluenza in Oglio Oglio sopralac. Oglio sopralac. Oglio sopralac. Oglio sottolac. Oglio sottolac. Oglio sottolac. Oglio Rino Oglio Breno Oglio Confluenza in Iseo Oglio Sarnico Oglio Castelvisconti Oglio a Castelvisconti Oglio Confluenza Mella

11 Tabella 32 profilo di piena per il Po nel tratto da Martiniana a Isola Sant Antonio (confluenza Tanaro) Sez. Progr. (km) T = 200 anni Sez. Progr. (km) T = 200 anni Sez. Progr. (km) T = 200 anni Quota idrometrica (m s.m.) Q (m3/s) Quota idrometrica (m s.m.) Q (m3/s) Quota idrometrica (m s.m.) Q (m3/s)

12 PO PO 5.5

13 256 PO PO Right Levee Main Channel Distance (m)

14 HEC-RAS Plan: po River: PO Reach: PO 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) PO 5.5 TR PO 5.5 TR PO 5 TR PO 5 TR PO 4 TR PO 4 TR PO 3.4 TR PO 3.4 TR PO 3.3 TR PO 3.3 TR PO 3.25 Bridge PO 3.2 TR PO 3.2 TR PO 3.15 TR PO 3.15 TR PO 3.1 TR PO 3.1 TR PO 2 TR PO 2 TR PO 1 TR PO 1 TR PO 0.5 TR PO 0.5 TR

15 River = PO Reach = PO RS = River = PO Reach = PO RS = Levee River = PO Reach = PO RS = Levee River = PO Reach = PO RS = 3.4 Levee

16 256 River = PO Reach = PO RS = 3.3 Levee Ineff River = PO Reach = PO RS = 3.25 BR 256 Levee Ineff River = PO Reach = PO RS = Levee Ineff River = PO Reach = PO RS = 3.15 Levee

17 River = PO Reach = PO RS = River = PO Reach = PO RS = 2 Levee River = PO Reach = PO RS = River = PO Reach = PO RS =