T4: TRAFORO AUTOSTRADALE DEL FREJUS

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2 SITAF S.p.A. SOCIETA ITALIANA TRAFORO AUTOSTRADALE DEL FREJUS T4: TRAFORO AUTOSTRADALE DEL FREJUS ***** INTERVENTI DI RIMODELLAMENTO MORFOLOGICO E MESSA IN SICUREZZA DEL VERSANTE IN COMUNE DI BARDONECCHIA SITO ROCHEMOLLES Variante Strada Provinciale 235 ***** PROGETTO DEFINITIVO ***** RELAZIONE DI COMPATIBILITA IDRAULICA Relazione tecnico-illustrativa pag. 1 di 17

3 INDICE 1 PREMESSA STUDIO IDRAULICO VALUTAZIONE DELLA PIENA DEL TORRENTE ROCHEMOLLES DESCRIZIONE DEL BACINO IMBRIFERO DEL TORRENTE ROCHEMOLLES VALUTAZIONE DEL TRASPORTO SOLIDO POTENZIALE OPERE DI DIFESA IDRAULICA e MANUFATTI INTERFERENTI METODO DI CALCOLO PER LA DEFINIZIONE DEI LIVELLI IDROMETRICI CONDIZIONI AL CONTORNO COEFFICIENTE DI SCABREZZA ANALISI DEI RISULTATI valutazione dei rii minori DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO CALCOLO DELLA PORTATA DI PIENA ANALISI DEI RISULTATI CONCLUSIONI ALLEGATI: TABULATI DI HEC RAS Relazione tecnico-illustrativa pag. 2 di 17

4 1 PREMESSA Il presente documento è volto alla valutazione della compatibilità idraulica dell opera in progetto Si procede alla valutazione di due aspetti: - L iterazione dell opera nell ambito del transito delle portate di piena lungo il torrente Rochemolles. - La verifica delle sezioni idrauliche dei cunettoni in legname pietrame di smaltimento delle acque di piattaforma e di versante tenendo in considerazione l apporto del rio minore esistente che va ad essere intercettato nel tratto di monte dell intervento e deviato all interno della rete di regimazione delle acque dell intervento 2 STUDIO IDRAULICO 2.1 VALUTAZIONE DELLA PIENA DEL TORRENTE ROCHEMOLLES DESCRIZIONE DEL BACINO IMBRIFERO DEL TORRENTE ROCHEMOLLES L intervento è ubicato sul torrente Rochemolles immediatamente a monte dell abitato di Bardonecchia. Di seguito una breve descrizione del bacino imbrifero alla sua sezione di chiusura. Il bacino della Dora di Rochemolles risulta il secondo principale affluente della Dora di Bardonecchia che si forma con la confluenza del Rochemolles con la Dora di Melezet poco a valle del concentrico. Il bacino completo consta di circa 70.2 km2 alla chiusura con una lunghezza dell asta principale di circa18 km ed una altezza media del Bacino di L origine del Rochemolles avviene nell amplia conca che parte dalla Rognosa d Etache (3373) passa per la punta del Somellier (3332) sino alla costa del passo di Valfredda. L orientamento iniziale del Torrente è da sud est verso nord ovest. Ai piedi della Pierre Menue (3506) si ha una prima conversione in direzione sud ovest, appena più a valle vi è l invaso costituito dalla diga di Rochemolles e la confluenza con il rio di Almiane che avviene a valle della diga. Successivamente, procedendo verso valle, si ha, a monte dell abitato di Rochemolles, la confluenza in sinistra del rio di Valfredda, infine, prima del concentrico riceve degli affluenti minori, principalmente provenienti da destra (Combasse e Chanteroi) e soprattutto in sinistra dal versante dello Jaffreau (Malrit, Challier e Ripert). In corrispondenza dell abitato si orienta in direzione sud est per confluire nella Dora di Bardonecchia. Relazione tecnico-illustrativa pag. 4 di 17

5 Delimitazione del Bacino del torrente Rochemolles in corrispondenza del guado in progetto Caratterizzazione bacino idrografico (da studi idraulici allegati al PRGC) PENDENZ SUPERFICI H DESCRIZION LUNG. ASTA A MEDIA E MEDIA E (km) ASTA (kmq) (msm) (m/m) Rochemolles a Chiusura H CHIUSURA (msm) Relazione tecnico-illustrativa pag. 5 di 17

6 DETERMINAZIONE DEI VALORI DI PORTATA IN CONDIZIONI DI MASSIMA PIENA Sulla base degli studi idraulici allegati alla Variante di adeguamento al PAI (Art. 18 N.d.A) si estrapolano le portate di piena necessarie al presente studio idraulico che sono le seguenti: Portate Tr 200 anni (m3/s) Portate Tr 500 anni (m3/s) VALUTAZIONE DEL TRASPORTO SOLIDO POTENZIALE Per la valutazione del trasporto solido, negli studi di PRGC è stato eseguito uno studio di dettaglio per il torrente Rochemolles in località Plagnols, molto più a monte del tratto interessato. Tali verifiche indicavano comunque un incremento della portata liquida dovuto alla colata Le verifiche idrauliche del tratto di valle e del concentrico sono state eseguite utilizzando esclusivamente le portate liquide. In questa fase, per la stima del contributo del trasporto solido vengono usate le formulazioni semplificate qui di seguito riportate, funzione delle pendenze del fondo if: AUTORE Portata Solida Smart & Jaegge Richenmann Mizuyama e Shimohigashi Mizuyama Qs = 2,55* Q liq.*if1,6 Qs = 5,83* Q liq.* if2 Qs = 8,36* Q liq.*if2 Qs = 5,5* Q liq.*if2 Considerando la pendenza di fondo del tratto in esame pari al 5.6% si ottengono i seguenti valori di portata solida attesi: TR Qliq Qliq+sol [mc/sec] Smart & Jaegge Richenmann Mizuyama e Shimohigashi Mizuyama La formulazione di Mizuyama e Shimohigashi è quella che fornisce il maggior incremento pertanto a favore di sicurezza si considera la seguente portata totale comprensiva del trasporto solido: TR Qliq [mc/sec] Qliq+sol [mc/sec] Si osserva che l incremento di portata teorico risulta inferiore al 20% della portata totale, pertanto tale valutazione appare corretta in quanto non si innescano fenomeni di debris-flow propriamente detti 2.2 OPERE DI DIFESA IDRAULICA E MANUFATTI INTERFERENTI Relazione tecnico-illustrativa pag. 6 di 17

7 Il tratto del torrente Rochemolles in corrispondenza del opera in progetto risulta caratterizzato da sezioni regolari con sponde protette da scogliere in massi larghe mediamente dai 12 ai 15 m e con sponde alte mediamente m. Le sponde sono protette sia in destra che in sinistra da scogliere in massi. 2.3 METODO DI CALCOLO PER LA DEFINIZIONE DEI LIVELLI IDROMETRICI Lo schema di calcolo adottato é quello del moto permanente, che consente di considerare la variazione graduale delle sezioni d'alveo e la presenza di manufatti, restringimenti e rapide variazioni di sezione. La determinazione del profilo di moto permanente è realizzata utilizzando il codice HECRAS "River Analysis System" Versione 4 (U.S. Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center). Il calcolo del profilo idraulico della corrente avviene in condizioni di moto unidimensionale a portata costante, mediante la risoluzione delle equazioni di bilancio energetico; il codice applicato consente anche di calcolare rapide variazioni di profilo (dovute alla presenza d ostacoli al deflusso, restringimenti di sezione, traverse, ponti ecc..) ed i passaggi di stato di una corrente. Le elaborazioni relative al rio in esame sono riportate in allegato al termine della relazione. il significato dei dati riportati nelle tabelle risulta il seguente: River Sta = codice della sezione d elaborazione. La numerazione procede in ordine decrescente da monte a valle. Le sezioni idrauliche sono state desunte sulla scorta del rilievo topografico di dettaglio. La corrispondenza tra le sezioni di modello e le sezioni idrauliche è la seguente: Sezioni di modello Sezioni da rilievo 100 I1 90 I2 80 I3 70 I4 60 I5 Qtotal = portata di calcolo Min Ch El = quota di fondo alveo W.S. Elev. = altezza idrometrica calcolata E.G. Slope = pendenza motrice Vel Chnl = velocità di deflusso Froude # Chl = numero di Froude della corrente Area = sezione interessata dal deflusso Top Width = larghezza pelo libero in sommità Lenght Chnl = distanza tra le sezioni CONDIZIONI AL CONTORNO Le ipotesi di calcolo relative alle condizioni al contorno introdotte nel modello di simulazione numerica di moto permanente sono le seguenti: - portate al colmo costanti in tutto il tratto in corrispondenza ai tempi di ritorno indicati. - altezze idrometriche utilizzate come condizioni iniziali nelle sezioni a monte ed a valle calcolate in condizioni di moto uniforme indisturbato. Relazione tecnico-illustrativa pag. 7 di 17

8 2.3.2 COEFFICIENTE DI SCABREZZA In condizioni di rilievo e cautelativamente anche in condizioni di progetto, il coefficiente di scabrezza (n di Manning) risulta variabile tra alveo e sponda o golena: in alveo e posto pari a 0.05 m-1/3 s corrispondente ad una c di Strickler di 20 m1/3s-1 che nella già citata direttiva sui criteri di compatibilità idraulica corrisponde ad una condizione di torrente montano con fondo alveo in ciottoli e molti grossi massi In golena si ha una n di Manning pari a 0.05 m-1/3 s corrispondente ad una c di Strickler di 20 m1/3s-1. Le scelte effettuate appaiono le più rispondenti alla situazione riscontrata, mentre appaiono cautelative nella condizione di progetto ed in relazione alla verifica dell attraversamento ANALISI DEI RISULTATI L analisi del modello di moto permanente indica che durante gli eventi di piena, date le forti pendenze, si instaura un regime di corrente veloce. I tiranti idrometrici risultano dunque contenuti dalle sponde naturali seppure non col franco di sicurezza. La presenza delle difese spondali in massi impedisce un eccessiva erosione delle sponde stesse dovute alle forti velocità. Si ravvisa il potenziale interessamento della pista di accesso all alveo durante gli eventi di piena. 2.4 VALUTAZIONE DEI RII MINORI L intervento intercetta un rio minore che drena un area di versante stretta ma estesa. Tale rio sarà deviato all interno del sistema di regimazione delle acque e, precisamente, lungo i cunettoni in legname e pietrame disposti in fregio all intervento stesso e che recapitano nel t. Rochemolles. Si valuterà dunque l apporto idrico che tale rio comporta durante gli eventi di piena, unitamente all apporto di acque superficiali dell intero intervento. Relazione tecnico-illustrativa pag. 8 di 17

9 2.4.1 DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO Si tratta di un bacino che drena una modesta porzione di versante Relazione tecnico-illustrativa pag. 9 di 17

10 2.4.2 CALCOLO DELLA PORTATA DI PIENA Si procede nel seguito alla valutazione della portata di piena con tempo di ritorno di 20, 100, 200., 500 anni con riferimento alle indicazioni presenti nella Direttiva Sulla Piena di Progetto da Assumere per la Progettazione e le Verifiche di Compatibilità Idraulica (Regione Piemonte 2002). Ai fini dell'individuazione dei parametri progettuali di assetto idrogeologico ed idraulico sono state assunte le curve di possibilità climatica presenti nella suddetta direttiva valutandone la regionalizzazione. Il bacino in oggetto ricade nella cella denominata K103 con i segueni.la curva assume pertanto la forma seguente: h = a tn dove: h = rappresenta l'altezza di precipitazione espressa in mm t = rappresenta la durata della precipitazione espressa in ore a ed n = rappresentano parametri corrispondenti alle caratteristiche pluviometriche. Riguardo all area in progetto i precedenti parametri assumono i seguenti valori TR a n Sulla base delle curve individuate, la determinazione della portata di progetto é stata condotta mediante l'adozione del modello cinematico o di corrivazione, per quanto attiene la trasformazione degli afflussi meteorici nel fenomeno di formazione della piena. Tale modello individua come durata critica della precipitazione quella corrispondente ad un tempo pari a quello di corrivazione. La determinazione di tale tempo di corrivazione del bacino può essere fatta, per bacini con caratteristiche analoghe a quelle in esame, mediante l'utilizzo della formulazione di Giandotti: S L Tc = , 08, ( H h) ( ore) dove. S = rappresenta l'estensione del bacino (0.2 Km² ) L = rappresenta la lunghezza dell'asta principale (1.2 km) H = rappresenta l'altitudine media del bacino imbrifero sotteso, (1755 m.s.m). h = rappresenta la quota della sezione considerata (1371 m.s.m). Sostituendo i valori sopra indicati si ottiene un tempo di corrivazione, secondo la formulazione di Giandotti pari a 0.23 ore. Il calcolo della portata di piena deriva dalla seguente formulazione: C h S Qmax = 3.6 Tc dove: c = coefficiente di deflusso (0.7 nel caso in esame) h = altezza di pioggia per un tempo t = Tc S = superficie del bacino in Km² Relazione tecnico-illustrativa pag. 10 di 17

11 I valori ottenuti per la precipitazione di durata pari al tempo di corrivazione ed i conseguenti valori di portata: possono riassumersi dunque in: Rio Di San Pietro Precipitazione (mm) Portata (m3/s) Tempo di ritorno (anni) Si consideri che l intervento ricopre un area totale pari a 0.02 kmq si ritiene che l incremento ai valori di portata sia minimo. Si procede dunque alla verifica delle canalette di recapito. La verifica delle sezioni di deflusso é stata condotta mediante la formula di Chézy: u= X ( Rm if) ovvero: Q= u Ω = X Ω ( Rm if) dove u è la velocità in m/s; Ω è la sezione di deflusso in m2 Rm è il raggio idraulico in m If è la pendenza della sezione considerata X = C Rm1/6 adottando la scabrezza di Strickler C (m1/3 s-1 ) Nota la geometria della sezione, con questo procedimento si é in grado di valutare la portata massima che può defluire.. Relazione tecnico-illustrativa pag. 11 di 17

12 SCALA DI DEFLUSSO IN MOTO UNIFORME CUNETTONE LATO NORD Larghezza del fondo (m) 0.6 Scarpa vert. su orizz. Pendenza (m/m) sponde 1 1 C di Strickler (m1/3 s- 1) 20 Altezza massima dal fondo 0.6 larghezza pelo libero (m) superficie bagnata (m2) perimetro bagnato (m) raggio idraulico (m) livello (m) velocità (m/s) portata (mc/s) ANALISI DEI RISULTATI La portata massima di versante risulta essere smaltita con un tirante di poco superiore ai 40 cm. Il cunettone, a sezione piena, considerando la sezione minima, risulta in gradio di smaltire portate fino a 4.70 mc/sec pari a quasi il doppio della portata prevista. Relazione tecnico-illustrativa pag. 12 di 17

13 3 CONCLUSIONI Lo studio idraulico realizzato per la valutazione dei tiranti idrometrici di piena del torrente Rochemolles ha motrato come non vi sia un interessamento diretto dell intervento e della strada rispetto ai tiranti idrometrici. Può verificarsi l esondazione e l eventuale erosione della pista di accesso in alveo soprattutto nel suo tratto finale tuttavia la modellazione mostra che i tinari idrometrici risultano contenuti all interno delle spnde incise, e protette con scogliera, esistenti. Per quanto riguarda le acque di versante il sistema di smaltimento delle acque previsto risulta sufficiente allo smaltimento delle acque di versante e di piattaforme compresi gli impluvi minori intercettati. Relazione tecnico-illustrativa pag. 13 di 17

14 ALLEGATI: TABULATI DI HEC RAS Relazione tecnico-illustrativa pag. 14 di 17

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