AREA LAVORI PUBBLICI SERVIZIO VIABILITÀ 2

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1 AREA LAVORI PUBBLICI SERVIZIO VIABILITÀ 2 COMUNE DI BARDONECCHIA Convenzione tra la Città Metropolitana di Torino, il Comune di Bardonecchia e la Sitaf Spa Rep 459 del 24/07/2018 COSTRUZIONE DI UN NUOVO VALLO - RILEVATO PARAMASSI FINALIZZATO ALLA RIDUZIONE DELLA PERICOLOSITA' E DEL RISCHIO ALLA BASE DELLA PARETE ROCCIOSA "ROCCE DEL ROUAS" in Comune di Bardonecchia - Località Melezet PROGETTO DEFINITIVO REV. DESCRIZIONE-CONTENUTO DATA RED. VER. APP. 00 Emissione luglio 2018 TEK BAR GIO PROGETTISTI: per SITAF S.p.a.: MUSINET ENGINEERING S.p.A. dott. arch. Corrado Giovannetti (f.to digitalmente) Albo di Torino n 2736 NOME FILE: 0502_110_16_D_3.05RSRS_R0 DATA: ATTIVITA' DI SUPPORTO SPECIALISTICO TEKNE Dott. Ing. Livio Martina luglio 2018 IL RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO per la procedura amministrativa e i LOTTI 2 e 3: per la Città metropolitana di Torino: il Direttore dell'area Lavori Pubblici ing. Matteo Tizzani (f.to digitalmente) IL RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO per il LOTTO 1: per SITAF S.p.a.: dott. ing. Massimo Berti (f.to digitalmente) SCALA: OGGETTO: RELAZIONI SPECIALISTICHE Relazione di compatibilità idraulica TAVOLA N : 3.5

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3 PROGETTO DI COSTRUZIONE NUOVO VALLO-RILEVATO PARAMASSI FINALIZZATO ALLA RIDUZIONE DELLA PERICOLOSITÀ E DEL RISCHIO ALLA BASE DELLA PARETE ROCCIOSA "ROCCE DEL ROUAS" IN COMUNE DI BARDONECCHIA ***** PROGETTO DEFINITIVO ***** RELAZIONE DI COMPATIBILITA IDRAULICA Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 1 di 11

4 INDICE 1 PREMESSA DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DEL SISTEMA DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE SUPERFICIALI PREMESSA SISTEMA DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE METODOLOGIA DI CALCOLO DELLE PORTATE DI PROGETTO DETERMINAZIONE DELLE PORTATE PER SINGOLI TRATTI VERIFICHE IDRAULICHE VERIFICA QUOTA DI SBOCCO IN DORA DEGLI SCARICHI ANALISI DEI RISULTATI E CONCLUSIONI Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 2 di 11

5 1 PREMESSA La presente relazione idraulica è relativa al progetto definitivo di costruzione nuovo vallo-rilevato paramassi finalizzato alla riduzione della pericolosità e del rischio alla base della parete rocciosa "rocce del rouas" in comune di Bardonecchia. Al fine di garantire la stabilità del vallo è necessario provvedere alla captazione e allontanamento delle acque di ruscellamento provenienti dal versante, che vengono a raccogliersi a tergo del vallo medesimo, e sulla superficie esterna del vallo stesso. Si è quindi provveduto a dimensionare e verificare il sistema di raccolta e smaltimento delle acque superficiali. 2 DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DEL SISTEMA DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE SUPERFICIALI 2.1 PREMESSA Come ben noto la stabilità di un rilevato in terra dipende molto dal drenaggio dell ammasso che si viene a creare. Nel particolare caso le superfici che debbono essere soggette ad un sistema di raccolta e smaltimento delle acque di pioggia sono di due tipi: il primo è il versante naturale a monte del vallo il secondo è rappresentato dalla superficie esterna del paramento di valle del vallo stesso. Nel calcolo sono state considerati sia i deflussi superficiali provenienti dal versante a monte del rilevato sia quelli del rilevato stesso e del tratto di strada provinciale sotteso. Il sistema di raccolta e smaltimento acque superficiali è costituito, sinteticamente, dai seguenti elementi: canaletta di gronda al limite superiore del rilevato, finalizzata a raccogliere le acque provenienti dal versante di monte, di forma trapezia realizzata in cls. Canalette in terra impermeabilizzate lungo le due banche, per tutto lo sviluppo delle stesse; canaletta al piede del manufatto, lato di valle, finalizzata a raccogliere le acque del paramento di valle del rilevato e a smaltire, verso lo scaricatore, le acque collettate dal tratto terminale delle canalette superiori. Quattro scaricatori, costituiti da una tubazione in cls d800, che attraverso una serie di pozzetti e caditoie, raccolgono le acque delle canalette e scaricano in nell alveo della Dora di Melezet. Lo sbocco degli scaricatori è dotato di valvola clapet, al fine di proteggere il sistema da fenomeni di rigurgito durante gli eventi di piena. 2.2 SISTEMA DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 3 di 11

6 Il sistema di smaltimento, come schematizzato nella figura, è costituito dai seguenti tratti ed elementi. Raccolta acque di versante Le acque di ruscellamento della porzione di versante che sottende il manufatto in progetto verranno raccolte da una canaletta posta in corrispondenza della pista di servizio a tergo del rilevato, lungo la linea di raccordo con il versante stesso. La canaletta in progetto sarà realizzata in cls e avrà forma trapezia con pendenza longitudinale variabile. Il fondo scorrevole sarà largo 0.4m e profondità 0.4m, le sponde avranno inclinazione pari a 45. La canaletta, a sua volta, recapiterà le acque negli scarichi verso la Dora di Melezet a seconda dei tratti di competenza, mediante pozzetti in cls di dimensione interna 1.2x1.2m e profondità 1.5m. Raccolta acque rilevato La raccolta delle acque meteoriche insistenti sul corpo del rilevato avverrà mediante una serie di canalette: due canalette in terra poste lungo le banche ed una canaletta al piede del manufatto con ulteriore funzione di raccolta delle acque provenienti dalla piattaforma stradale del nuovo tratto di strada provinciale. Le canalette in terra avranno forma trapezia, con fondo scorrevole largo 0.3 m, larghezza in testa 0.7 m, profondità 0.2 m. e saranno impermeabilizzate mediante la posa di un telo in HDPE dello spessore di 1mm. Al di sopra del telo verrà posizionata una geostuoia grimpante, saturata di terreno e successivamente inerbita. La pendenza longitudinale del fondo scorrevole sarà variabile, seguendo la forma del rlevato. Le canalette saranno collegate agli scaricatori mediante caditoie e tubazioni in cls verticali, diametro 500mm, annegate nel corpo del rilevato. La canaletta al piede avrà caratteristiche analoghe a quella in testa al manufatto, ovvero una canaletta a sezione trapezia in cls larga 0.4 m alla base e profonda atrettanto, collegata agli scaricatori mediante pozzetti in cls di dimensioni interne 1.2x1.2 m e profondi 1.5m. Scarico a Dora Tutte le acque raccolte dal sistema di smaltimento delle acque superficiali, sia a tergo che in corrispondenza del rilevato, come detto, saranno collettate a seconda dei tratti di competenza in quattro tubazioni di scarico in cls che le recapiteranno all interno dell alveo della Dora di Melezet. Le tubazioni avranno diametro interno 800 mm e pendenza del fondo scorrevole variabile. Lo sbocco in Dora sarà dotato di valvola clapet al fine di evitare fenomeni di rigurgito in concomitanza di fenomeni particolarmente intensi. Si rimanda agli elaborati di progetto per i necessari approfondimenti. Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 4 di 11

7 Schema della rete di smaltimento delle acque superficiali Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 5 di 11

8 2.3 METODOLOGIA DI CALCOLO DELLE PORTATE DI PROGETTO Il calcolo della portata massima (o portata al colmo) che, con prefissata probabilità, ogni tronco della rete adduce al proprio recettore può essere eseguita con diverse metodolgie. Le procedure tradizionali per il calcolo della portata massima pluviale ipotizzano una precipitazione uniforme nello spazio e di intensità costante nel tempo (di durata pari a quella critica) desunta dalla curva di probabilità pluviometrica, che lega l altezza di precipitazione h (in mm) cumulata in uno scroscio avente tempo di ritorno T (in anni) alla durata dell evento t (in ore). La portata massima di piena per unità di superficie del bacino, sotteso da un singolo tronco della rete, viene calcolata con il metodo del coefficiente udometrico (u) in l/(s ha). Pertanto la portata pluviale Qm, al termine di un bacino di raccolta di area nota si ottiene mediante la formula: Qm=uA () Dove u è il coefficiente udometrico e A la superficie del bacino sottesa ad una determinata sezione. Il calcolo del coefficiente udometrico u può avvenire tramite la seguente formulazione Nella quale i simboli hanno i seguenti significati a è il parametro desunto dalla curva di probabilità pluviometrica, espressa in metri, K è la costante di invaso espressa in secondi, è il coefficiente di afflusso Calcolo della costante K Per la stima di K (in minuti) si adotta la formula di CIAPONI e PAPIRI: Dove: A è l area del bacino (ha) I è il rapporto tra l area impermeabile e l area totale del bacino Sr è la pendenza media della rete di drenaggio (%) d è la densità di drenaggio (m/ha) Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 6 di 11

9 Per quanto concerne il parametro d, la cui stima dipende dal grado di discretizzazione della rete, adottiamo un valore di 150 m/ha. Calcolo del coefficiente di afflusso Per la stima del coefficiente si adotta la seguente formula: Dove I è il grado di impermeabilizzazione del bacino (rapporto tra l area impermeabile e l area totale del bacino) e i coefficienti sono ricavati dalla seguente tabella: Planimetria delle porzioni di versante insistenti sul vallo 2.4 DETERMINAZIONE DELLE PORTATE PER SINGOLI TRATTI I parametri ed i coefficienti sono stati definiti sulla base di analisi e ricerche di carattere idrologico, morfologico e territoriale. Sono quindi state definite le portate di progetto per i singoli tronchi, come di seguito riportate, per tempi di ritorno di 20 e 100 anni. Nella tabella seguente sono riportati i valori dei coefficienti ed il conseguente calcolo delle portate per i singoli tratti. Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 7 di 11

10 tratto da sez a sez area (ha) pendenza afflusso% a tr20 n tr20 a tr100 n tr100 k u tr20 u tr100 Q tr20 Q tr100 testa canaletta cls tv tv tv tv banca superiore canaletta terra banca inferiore canaletta terra piede canaletta cls ba ba ba ba bb bb bb bb pi pi pi pi4 (ril+c1) Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 8 di 11

11 Nella seguente tabella sono stati evidenziati, tratto per tratto, gli scarichi di competenza e per ciascuno di essi è stata calcolata la portata complessiva. tratto testa canaletta cls banca superiore canaletta terra banca inferiore canaletta terra piede canaletta cls recapito Q tr20 Q tr100 tv1 scarico tv2 scarico tv3 scarico tv4 collettore ba1 scarico ba2 scarico ba3 scarico ba4 collettore bb1 scarico bb2 scarico bb3 scarico bb4 collettore pi1 scarico pi2 scarico pi3 scarico pi4 (ril+c1) scarico scaricatore tipologia Canalette affluenti Q tr20 Q tr100 Scarico 1 tv1+ba2+bb1+pi Scarico 2 tv2+ba3+bb2+pi Scarico 3 tv3+ba4+bb3+pi Scarico 4 pi4(rilevato)+c Collettore 1 Canaletta cls tv4+ba5+bb VERIFICHE IDRAULICHE La verifica idraulica della sezione di deflusso è stata effettuata in moto uniforme, sia per le canalette che per le tubazioni di scarico. E stata utilizzata la formula di Chezy, Dove: Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 9 di 11

12 Q: portata A: sezione bagnata C: scabrezza (C di Strickler (m1/3 s-1)) pari a 50 per le canalette e 70 per le tubazioni R: raggio idraulico (A/P) i: pendenza Avendo i tratti pendenze variabili lungo il loro sviluppo, a favore di sicurezza, è stata adottata la pendenza minima del tratto in questione. Le pendenze sono riportate nella descrizione dei singoli tratti. In merito alla scabrezza sono stati adottati i seguenti valori: tubazioni in cls: C=60 al fine di tenere conto anche di condizioni di usura dei manufatti canalette in cls: C=50 al fine di tenere conto anche di condizioni di usura dei manufatti canalette in terra: C=30 Di seguito si riportano, per ogni singolo elemento le tabelle di verifica Verifica canalette tratto da sez a sez testa canaletta cls banca superiore canaletta terra banca inferiore canaletta terra piede canaletta cls Q tr20 Q tr100 pendenza min Portata massima risultato tv % verificato tv % verificato tv % verificato tv % verificato ba % 22.5 verificato ba % 22.5 verificato ba % 22.5 verificato ba % verificato bb % 22.5 verificato bb % 22.5 verificato bb % 22.5 verificato bb % verificato pi % verificato pi % verificato pi % verificato pi4 (ril+c1) % verificato Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 10 di 11

13 Verifica scaricatori scaricatore tipologia Q tr20 Q tr100 pendenza min Portata massima risultato Scarico 1 verificato % Scarico 2 verificato % Scarico 3 verificato % Scarico 4 verificato % Collettore 1 Canaletta cls % verificato 2.6 VERIFICA QUOTA DI SBOCCO IN DORA DEGLI SCARICHI Al fine di valutare la funzionalità degli scarichi in condizioni di piena della Dora, è stata verificata la quota di sbocco degli stessi rispetto al livello della piena duecentennale della Dora. I livelli idrometrici di piena sono stati desunti dagli studi idraulici a supporto del PRGC, redatti dall Ing. Martina e da ulteriori studi di approfondimento condotti nell ambito del progetto delle opere di difesa spondale sulla Dora di Melezet, redatto dalla Polithema srl su incarico del Comune di Bardonecchia (2009). Nella tabella seguente sono confrontate le quote di sbocco ed i livelli della piena duecentennale. Scarico Quota fondo scorrevole sbocco (m) Livello piena TR200 (m) Scarico Scarico Scarico Scarico ANALISI DEI RISULTATI E CONCLUSIONI Dai risultati ottenuti dal calcolo delle portate e dalle verifiche in moto uniforme si evince che le opere in progetto sono in grado di smaltire correttamente le portate determinate, per precipitazioni con tempo di ritorno sia di 20 che di 100 anni. Inoltre le quote del fondo scorrevole degli scarichi risultano essere superiori ai livelli della piena duecentennale, per cui non sussistono problematiche di rigurgito o parzializzazione della sezione di deflusso degli scaricatori stessi in concomitanza agli eventi di riferimento. Gli scarichi sono, comunque, stati dotati di valvola Clapet allo sbocco. Progetto definitivo - Relazione idraulica pag. 11 di 11