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1 ! " # $ %& '( '( Lecco Marzo 2013 Dott. Massimo Riva Geologo - c.f. RVI MSM 61H17 E507N - Part. Iva Via Previati 16, LECCO - Tel (0341) Fax (0341) ufficiotecnico@sgtl.it - Sito Posta certificata sgtl@epap.sicurezzapostale.it Redatto Verificato Approvato PM MR MR

2 INDICE PREMESSA 2 1. INQUADRAMENTO GEOLOGICO IDROGEOLOGICO 3 2. INDAGINI ESEGUITE 3 3. CALCOLO DELLA PORTATA DELLE ACQUE METEORICHE 7 4. CALCOLO DELLA PORTATA SCARICABILE NEL TORRENTE VERIFICA IDRAULICA DEL TORRENTE BEVERA CARATTERISTICHE DEL BACINO IDROGRAFICO PLUVIOMETRIA DELL AREA PORTATA DI PIENA VERIFICA DELLA CAPACITÀ DI SMALTIMENTO INDICAZIONI A SUPPORTO DEL PROGETTO DI SMALTIMENTO ACQUE BIANCHE NOTE CONCLUSIVE 23 Allegati All. 1 Stratigrafia scavi All. 2 Prove infiltrometriche All. 3 Prove granulometriche All. 4 Documentazione fotografica All. 5 Stratigrafia sondaggio (2001) Tav. 1 Ubicazione area in oggetto Tav. 2 Planimetria con stato di progetto e ubicazione indagini Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 1

3 PREMESSA Con incarico dello Studio di Architettura Spreafico Renato, in nome e per conto dei Lottizzanti del PL Intercomunale Besana Brianza- Monticello Brianza, è stata redatta la presente relazione geologica, idrogeologica e tecnica, a supporto del progetto di gestione, drenaggio e smaltimento delle acque bianche intercettate dalle coperture impermeabili del PL industriale in progetto. L area in oggetto è sita a cavallo dei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza, ad una quota compresa tra 310 e 320 m s.l.m. Il progetto prevede la realizzazione di 3 edifici industriali, con parcheggi e una nuova rete viaria. Attualmente l area è prevalentemente adibita a prato e, in parte, a parcheggio (piazzale). Il presente studio si è articolato nelle seguenti fasi: raccolta ed analisi critica dei dati esistenti in bibliografia; interpretazione dati raccolti; rilievo nella proprietà in oggetto e delle aree circostanti; esecuzione di 4 scavi di assaggio; esecuzione di 3 prove di percolazione; esecuzione di 3 analisi granulometriche; elaborazione e redazione della presente relazione. Con la presente relazione si propone di: Definire le condizioni geologiche, morfologiche, idrogeologiche dell area in oggetto e circostanti. Definire la natura e la stratigrafia dei terreni interessati dall intervento. Determinare le portate idriche intercettate dalle coperture impermeabili. Calcolare eventuali portate scaricabili all esterno del PL sia nel sistema idrografico superficiale sia nelle reti tecnologiche (se presenti), Individuare le possibili soluzioni di raccolta, drenaggio e smaltimento acque. Eseguire un dimensionamento di massima delle soluzioni ipotizzate (vedi dimensionamento non vincolante, senza riferimenti o obblighi progettuali) Per quanto riguarda l ubicazione dell area in esame, si rimanda alla Tav. 1, allegata a fine testo. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 2

4 1. INQUADRAMENTO GEOLOGICO IDROGEOLOGICO I terreni in oggetto, ubicati nelle depressioni intramoreniche, sono costituiti superficialmente da depositi fluvioglaciali, dal basso grado di addensamento, per uno spessore di circa 3 m. Nelle aree circostanti sono presenti depositi morenici, costituiti da sabbie e ghiaie a tratti debolmente limose con grossi ciottoli; tali depositi caratterizzano la parte medio-superiore del bacino idrologico sotteso all area in oggetto. Il sondaggio a carotaggio continuo eseguito nell area, nel giugno 2001 (allegato alla relazione), evidenzia la presenza di limo con ghiaia e sabbia fino a -7 m circa e sabbia grossolana con ghiaia fino a 10 m da p.c. Il substrato roccioso locale non è affiorante negli dintorni dell area. Si ritiene comunque che nell area in oggetto, la roccia sia ubicata ad oltre 40 metri di profondità, anche se non si escludono orizzonti di conglomerati cementati più superficiali. L elemento idrologico principale è rappresentato principalmente dalla roggia Bevera, la quale defluisce da NE verso SW. L ampiezza media dell alveo è di circa 3 m, mentre la profondità media è di circa 2 m. Per quando riguarda la circolazione idrica profonda, misure condotte, anche durante le precedenti campagne di indagine, hanno individuato la presenza di acqua a 1.5/-1.6 m da p.c. attuale, corrispondente al livello dell acqua della roggia Bevera. La presenza di acqua è probabilmente connessa all attività della roggia stessa (circolazione di subalveo e dell alveo). 2. INDAGINI ESEGUITE 2.1 Scavi di assaggio Al fine di verificare la stratigrafia dell area, le caratteristiche litologiche dei terreni superficiali e il grado di permeabilità degli stessi, sono stati aperti 4 scavi di assaggio, eseguiti con mezzo meccanico munito di benna, spinti fino ad una profondità massima di 2.6 m da piano campagna attuale. Gli scavi hanno evidenziato una stratigrafia relativamente uniforme (vedi allegati) con uno strato superficiale di coltivo e sabbia fine con ghiaia e ciottoli sub-arrotondati; solo lo scavo 4, eseguito nel piazzale, ha evidenziato la presenza di terreno di riporto: sabbia, ciottoli con pezzi di mattone e di asfalto. In tutti gli scavi, tranne lo scavo 4, si è riscontrata la presenza di filtrazioni idriche a partire da -1.3 m da p.c. attuale. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 3

5 2.2 Prova di percolazione Al fine di verificare la capacità assorbente del terreno, sono state eseguite tre prove di percolazione. Le prove sono state eseguite in data 16 novembre In una fase preliminare a ogni prova, i terreni sono stati portati a saturazione con immissione prolungata di acqua. Poi lo scavo è stato riempito con acqua, procedendo alla misurazione del livello in discesa con i seguenti intervalli di tempo (Tp) registrando l abbassamento totale (a): Prova Tp a (min) (cm) Non eseguita La prova 3 non è stata eseguita in quanto lo scavo per la realizzazione della prova si è riempito di acqua. La permeabilità dei terreni indagati è stata stimata in base alla correlazione seguente. h 1+ K = t 3 + Dove: h = variazione livello tra inizio e fine prova; t = tempo tra inizio e fine prova; hm = livello medio dell acqua; B M = lato medio scavo. ( 2hm ) b ( 27hm ) b Con il seguente risultato: Prova Tp k k (min) (m/s) (cm/s) x x x x Non eseguita x x 10-5 Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 4

6 Nella tabella seguente si riportano i valori indicativi del coefficiente di permeabilità k per vari terreni e la classificazione del terreno in funzione di k: Classificazione del terreno secondo il valore di k Coefficiente di perm eabilità k per vari terreni Confrontando i valori stimati con le tabelle riportate, si evince che i terreni in cui opera il sistema disperdente è caratterizzato un basso grado di permeabilità e da un drenaggio povero. 2.3 Analisi granulometrica Negli scavi 1, 2 e 3 sono stati prelevati campioni di terreno rimaneggiati, a fondo scavo, per le relative analisi granulometriche, non nello scavo 4 per la presenza di materiali di riporto. Questa analisi viene usata in geotecnica per classificare il terreno in base alle dimensioni dei granuli e per determinare alcuni indici caratteristici. Per analizzare la componente più grossolana del terreno (diametro dei granuli >0.074 mm) sono stati utilizzati una serie di setacci incolonnati uno sopra l altro con maglie crescenti dal basso verso l alto. Per la componente più fine (diametro dei granuli <0.074 mm) è stato applicato il metodo del densimetro (areometria). Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 5

7 Sono state calcolate le diverse percentuali granulometriche dei componenti (ghiaia-sabbia-limoargilla) secondo le norme UNI con i seguenti risultati: Campione Ghiaia Sabbia Limo Argilla Denominazione (%) (%) (%) (%) C Sabbia con ghiaia debolmente limosa C Sabbia ghiaiosa debolmente limosa C Sabbia con ghiaia debolmente limosa La determinazione del coefficiente di permeabilità dei terreni in oggetto è stata stimata applicando la relazione proposta da Hazen (1911): K 2 = 100 diam 10 dove: K = coefficiente di permeabilità (cm/s) diam 10 = diametro efficace (cm) Di seguito si riportano i valori ottenuti: C1 C2 C3 K (m/s) 6.7* * *10-6 K (cm/s) 6.7* * *10-4 Come possiamo osservare, i valori di permeabilità sono piuttosto omogenei; in base alle classificazioni standard, i terreni analizzati appartengono alla classe di permeabilità bassa (sabbie fini e limi). Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 6

8 3. CALCOLO DELLA PORTATA DELLE ACQUE METEORICHE Viene valutata la portata delle acque meteoriche da smaltire per una assegnata durata della pioggia e tempo di ritorno dell evento, in particolare viene assunto il tempo di ritorno, generalmente adottato nell ambito del dimensionamento dei sistemi disperdenti, pari a 5 anni. Il volume delle acque meteoriche da smaltire è funzione di differenti fattori quali dimensione e tipologia delle superfici (tetto, pavimentazione, etc.) ed intensità e durata della pioggia. In generale l intensità della pioggia diminuisce all aumentare della durata e di conseguenza normalmente si stima la massima portata per piogge di durata pari al tempo di corrivazione. La portata al colmo della piena critica Q p [m 3 /s] è valutabile mediante la relazione seguente: Q =2.777* S* I in cui: - S [ha]: superficie del bacino espressa in ettari; corretta mediante i coefficienti ϕ. - ϕ : coefficiente d afflusso che assume valori compresi tra 0 e 1 in base alla tipologia e all uso del suolo. Il coefficiente d afflusso è stato valutato come somma pesata tra i coefficienti d afflusso relativi alle differenti tipologie di suolo che caratterizzano l area interessata dall ampliamento in progetto; - I [mm]: intensità media della pioggia di durata pari al tempo di corrivazione Tc. L intensità di pioggia critica è stata valutata mediante la curva di possibilità pluviometrica ritenuta caratteristica per l area in esame: I = at c n 1 4 S +1.5L T c = 0. 8 H Utilizzando sempre i valori coefficienti a ed n derivanti dalle curve di possibilità pluviometrica per la zona di studio (cella DH69) riportata di seguito Cella a Tr 20 n Tr 20 atr 100 ntr 100 atr 200 ntr 200 DH Dai parametri si sono ottenuti quelli relativi a Tr 5 anni con il seguente metodo: Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 7

9 Dal valore dei parametri a ed n forniti dal PAI si ricavano le massime altezze di pioggia ht (d) [mm] per assegnata durata d [ore] e tempo di ritorno T [anni]. Per ogni durata d si costruisce i grafico y /hd (Carta Probabilistica di Gumbel); dalla retta che interpola i 5 punti si ricavano pendenza e intercetta che rappresentano rispettivamente i parametri alfa e u della distribuzione di probabilità di Gumbel. Si fissa il tempo di ritorno T per cui valutare i parametri a ed n. I parametri si ottengono dalla retta di regressione nel grafico ln(ht) / ln(d). a = e n = 0,243 (Tr 5 anni) In base alle indicazioni fornite dal Progettista, le acque convogliate nel torrente, attraverso il nuovo allacciamento per acque bianche, sono quelle relative alla copertura impermeabile (tetti e aree scoperte) e alla copertura permeabile. Il progetto in esame prevede la realizzazione di una strada comunale (Via Italia Unita) che divide l area di PL in due parti. Si è preferito quindi calcolare le superfici scolanti (tetti, parcheggi, aree a verde) ognuna con un coefficiente d afflusso specifico. Le aree sono state forniteci dal Committente. Sinteticamente in tale zona sono previste le seguenti aree: Superficie edifici in progetto: 7542 m 2 Superficie impermeabilizzata (parcheggi e corsie): 1441 m 2 Superficie con pavimentazione autobloccanti: 6944 m 2 Superficie a verde m 2 Sede stradale interna 1074 m 2 Superficie complessiva intervento m 2 Le acque piovane provenienti dalla sede stradale verranno scaricate nella rete comunale; il calcolo effettivo della superficie non terrà conto di tale area: Superficie interessata m 2 Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 8

10 SUPERFICI Codice Tipo di superficie K permeabilità Superficie Superficie corretta mq ha ha S1 Area impermeabili (capannoni +parcheggi) 0, ,898 0,808 S2 Aree scoperte permeabili (parcheggi) 0, ,694 0,486 S3 Aree scoperte permeabili (verde) 0, ,422 0,042 Totali ,015 1,337 0, ,0134 PORTATE S Superficie del bacino kmq 0,0134 L Distanza km 0,24 H Dislivello m 2,8 a Per tempo di ritorno 5 54,43 54,43 n Per tempo di ritorno 5 0,243 0,243 Tc Tempo di corrivazione ore 0,614 minuti 36,9 Pc Precipitazione di riferimento mm 48,35 I Intensità di pioggia mm/h 78,70 Q Portate teorica massima l/s 292,2 mc/s 0,2922 mc/h 1051,76 4 S +1.5L T c =. 8 H n P c = at c n 1 I = at c Q = 2.777* S* I Tempo 30 m 0,5 h Piovosità 46,0 mm La portata teorica massima, considerando tutto il PL, è quindi di l/s. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 9

11 4. CALCOLO DELLA PORTATA SCARICABILE NEL TORRENTE Per quanto riguarda lo scarico delle acque bianche nel reticolo idrico minore bisogna attenersi a quanto stabilito dal Dgr n 7/13950 ( Determinazione del reticolo idrico principale. ) e più precisamente nell Allegato B Criteri per l esercizio dell attività di polizia idraulica di competenza comunale di cui si riporta l articolo 6: 6. Scarichi nei corsi d acqua Tra i computi di polizia idraulica rientra anche l autorizzazione di scarichi nei corsi d acqua, sotto l aspetto della quantità delle acque recapitate. La materia è normata dall articolo 12 delle Norme Tecniche di attuazione del PAI, al quale si rimanda, e che prevede l emanazione di una direttiva in merito da parte dell Autorità di Bacino. In generale dovrà essere verificata, da parte del richiedente l autorizzazione allo scarico, la capacità del corpo idrico a smaltire le portate scaricate. Nelle more dell emanazione della suddetta direttiva e in assenza di più puntuali indicazioni si dovrà comunque rispettare quanto disposto dal Piano di Risanamento Regionale delle acque, che indica i parametri di ammissibilità di portate addotte ai corsi d acqua che presentano problemi di insufficienza idraulica. I limiti di accettabilità di portata di scarico fissati sono i seguenti: 20 l/s per ogni ettaro di superficie scolante impermeabile, relativamente alle aree di ampliamento e di espansione residenziali ed industriali; 40 l/s per ogni ettaro di superficie scolante impermeabile, relativamente alle aree già dotate di pubbliche fognature;. Il manufatto di recapito dovrà essere realizzato in modo che lo scarico avvenga nella medesima direzione del flusso e prevedere accorgimenti tecnici per evitare l innesco di fenomeni erosivi nel corso d acqua. L area in oggetto presenta le seguenti caratteristica: Sinteticamente in tale zona sono previste le seguenti aree: Superficie edificio in progetto: 7542 m 2 Superficie impermeabilizzata (parcheggi e corsie): 1441 m 2 Superficie con pavimentazione autobloccanti: 6944 m 2 Superficie a verde m 2 Superficie interessata m 2 La portata totale scaricabile, in relazione alla superficie, è pari a l/s ossia m 3 /s (nel caso di aree di ampliamento e di espansione residenziali ed industriali; l/s ossia m 3 /s (nel caso di aree già dotate di pubbliche fognature) Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 10

12 5. VERIFICA IDRAULICA DEL TORRENTE BEVERA 5.1 CARATTERISTICHE DEL BACINO IDROGRAFICO Nella tavola 1 è stato evidenziato il bacino sotteso alla sezione di riferimento, al fine di individuare le caratteristiche del bacino stesso, necessarie al calcolo della portata di piena. La quota massima di tale bacino è 435 m s.l.m (nel comune di Viganò, in località Colombe), la quota minima è 308 m s.l.m., per un dislivello di circa 192 m; la superficie complessiva è di 2.66 km 2 mentre l asta principale del corso d acqua si sviluppa su una lunghezza di 3.4 km; il corso d acqua principale si sviluppa dapprima in direzione nord-sud, fino alla località Torrevilla, successivamente in direzione sud-ovest, fino alla località Cascina Canova e poi in direzione nordovest). Il bacino idrografico presenta una forma a L con un lato in corrispondenza del dosso morenico presente tra Viganò e Monticello. Caratteristiche Bacino Idrografico Area 2.66 Km 2 Lunghezza asta principale 3.4 Km H massima 435 m. s.l.m. H min/sezione chiusura 308 m. s.l.m. H media 371 m. s.l.m. Tabella 1: Caratteristiche Bacino Idrografico Il torrente in oggetto riceve le acque da un bacino in parte urbanizzato in parte adibito a terreno di coltivo, con pendenze medio- basse. 5.2 PLUVIOMETRIA DELL AREA Il regime delle piogge intense è generalmente sintetizzato nella curva di possibilità pluviometrica che restituisce l altezza di pioggia attesa h [mm] per una durata di pioggia t [ore], espressa nella forma monomia: h = a t in cui i parametri a ed n sono funzione del tempo di ritorno T considerato. n Le curve di possibilità pluviometrica per il bacino in esame sono state dedotte dal Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI) che suddivide il bacino in celle, di ciascuna delle quali fornisce i valori dei parametri a ed n. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 11

13 5.3 PORTATA DI PIENA Il tempo di corrivazione (Tc) indica un intervallo di tempo caratteristico, corrisponde teoricamente al tempo necessario affinché una particella di acqua, caduta sui punti più distanti della superficie scolante, raggiunga la sezione di chiusura. Esistono diverse formule in letteratura per il calcolo del tempo di corrivazione, in questo caso si è scelto di utilizzare quella proposta da Giandotti: Tc 4 S L 0 =. 8 ( Hm Ho) dove: T c = tempo di corrivazione del bacino espresso in ore; S = area del bacino sottesa alla sezione di calcolo (km 2 ); L = estensione del percorso idraulico più lungo che deve compiere la singola particella d acqua per raggiungere la sezione suddetta (km); H m = quota media del bacino (m s.l.m); H o = quota sezione di chiusura del bacino (m s.l.m). In questo caso si è ottenuto il seguente valore: T c = 1.83 ore La portata liquida è direttamente correlata alle precipitazioni piovose, per questo motivo è necessario compiere un analisi delle piogge facendo riferimento ai dati rilevati dalle stazioni pluviometriche, al fine di determinare i parametri che compaiono nelle leggi di pioggia, dette anche curve di possibilità pluviometrica, generalmente espresse nella forma: h=a t n dove a e n sono appunto i parametri da determinare (a ed n sono funzione del tempo di ritorno T), nel caso in oggetto, si è considerando un tempo di ritorno di 100 anni. Fissata l unità di tempo della durata da considerare per le precipitazioni, si sono utilizzati i valori dei parametri a ed n forniti dall allegato 3 Distribuzione spaziale delle precipitazioni intense contenuto nel PAI (autorità di Bacino del Fiume Po). Per un tempo di ritorno Tr=100 anni, per la cella DH 69 in cui ricade il bacino, si hanno i seguenti valori: a = n = Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 12

14 Inserendo t = Tc nella equazione della curva di possibilità pluviometrica, è possibile determinare l altezza di precipitazione critica con la quale poi calcolare la portata massima. La curva di possibilità pluviometrica, è dunque h = a t n = t e nel caso in esame si ottiene che l altezza di pioggia critica, vale: h = mm per un tempo di ritorno di 100 anni. Avendo determinato l altezza di pioggia critica è possibile ricavare il valore della portata idrica corrispondente e relativo ad un determinato tempo di ritorno, da assumersi pari a 100 anni. Questo calcolo va effettuato facendo una considerazione fondamentale, cioè bisogna tenere conto del fatto che non tutta l acqua derivante dalle precipitazioni, che rappresenta la pioggia lorda, confluisce all asta torrentizia, una parte di essa non contribuisce alla formazione della piena poiché è dispersa per effetto di infiltrazione, evapotraspirazione, intercettazione, etc.; nello studio da compiere per la determinazione della portata di massima piena si deve tenere conto di ciò e dunque contemplare una pioggia netta, epurando dal valore di pioggia lorda quella porzione che si disperde. Esistono diversi metodi che permettono di relazionare piogge e portate, tra i quali si è scelto di adottare quello detto Indice φ, poiché sembra applicabile con buona approssimazione al caso in esame; in tale metodo è utilizzato un parametro, detto appunto φ che è variabile a seconda della tipologia di suolo presente, ma per bacini piccoli quali quelli in esame varia tra 0,3 0,45. In questo caso si è assunto, in funzione delle caratteristiche del bacino in oggetto, in cui il deflusso delle acque e influenzato dal grado di permeabilità dei terreni, un valore del coefficiente φ di 0,4. Il metodo dell indice φ comporta che la determinazione della portata al colmo, eseguita considerando una pioggia di intensità costante e di durata superiore al tempo di corrivazione T c del bacino, venga effettuata a mezzo della relazione: Q max = k φ i A ε =k φ(a t c n-1 ) Α ε dove: φ coefficiente di afflusso, in questo caso assunto pari a 0,4 A area del bacino idrografico i intensità media della precipitazione di durata d = tc Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 13

15 inserendo una durata pari al tempo di corrivazione si considera, come già detto, la durata critica, in altre parole quella durata che dà luogo al massimo valore di portata al colmo. L intensità si ricava dalla curva di possibilità pluviometrica: i(d,t)=a d n-1 n-1 =a t c ε coefficiente di laminazione, minore di 1, che tiene conto dell effetto di laminazione dovuto al temporaneo accumulo dell acqua nella rete idrografica e sui versanti. Tale coefficiente dipende dalle caratteristiche del bacino (superficie, pendenza dei versanti, sviluppo della rete idrografica, natura dei terreni, ). Da studi empirici si ricava che per bacini idrografici di piccole dimensioni, quali quello in esame, il valore di questo parametro può essere assunto pari a 0,4 k coefficiente correttivo per uniformare le unità di misura, il cui valore è pari a 0,2777 Noti tutti i valori dei parametri è allora possibile ricavare il valore delle portate di massima piena associata ad un tempo di ritorno pari a 100 anni per la sezione in oggetto pari a : Portata (m 3 /sec) Q max = m 3 /sec Le formule utilizzate, in ogni caso, tendono a sovrastimare le portate dei bacini di piccole dimensioni. 5.4 VERIFICA DELLA CAPACITÀ DI SMALTIMENTO Con riferimento alla Relazione idrologica e idraulica realizzazione di interventi di ripristino e manutenzione lungo il fiume Lambro ed affluenti in comune vari Comune di Renate e Comune di Monticello Brianza del giugno 2012, a firma dell Ing. Giuseppe Baldo, il tratto di Bevera in oggetto sarebbe un tratto a forte rischio di esondazione, con nessun franco (<0 m) per un evento come quello del 2010 (tempo di ritorno prossimo a quello centennale). La portata totale scaricabile nella roggia, in relazione alla superficie, è pari a m 3 /s (valore minimo). Seppur minima, tale portata andrebbe a peggiorare una situazione critica, allo stato di fatto. NON E QUINDI POSSIBILE SCARICARE DIRETTAMENTE ACQUE BIANCHE PROVENIENTI DAL PL IN FASE DI PIENA. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 14

16 Dopo il passaggio del picco di piena e/o durante i periodi di morbida, è possibile scaricare acqua nella Roggia Bevera, al fine di poter svuotare le vasche. È stata valutata e verificata la sezione media della Roggia Bevera, che nel tratto in esame risulta essere curvilinea ma con le sponde e il fondo in blocchi cementati, le cui dimensioni sono riportate nella seguente tabella: H 2 Altezza [m] a 3.6 [m] h 1.5 [m] p % Pendenza m 0.55 Coeff. di scabrosità di Kutter L altezza d acqua è stata definita pari a 1.5 m in modo da lasciare un franco di almeno 50 cm tra l altezza dell acqua e il lato più basso della sponda. Sono state poi calcolate, con le formule riportate in seguito, l inclinazione α della scarpata, il contorno bagnato Pb, l area di deflusso A e il raggio idraulico Ri. Pb = a + 2h A = h* a Ri = A Pb Contorno bagnato 6.6 [m] Area di deflusso 5.4 [m 2 ] Raggio idraulico [m] Utilizzando le formule per il moto uniforme sono stati calcolati il coefficiente d attrito, la velocità di deflusso e infine la portata passante per la sezione con un altezza d acqua pari a 1.5 m. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 15

17 CAPACITA' DI SMALTIMENTO per un'altezza d'acqua h = 1,50 m FORMULE (moto uniforme) Portata Q = AV dove A = Area di deflusso V = Velocità di deflusso Velocità di deflusso V = c Ri p dove c = coefficiente di attrito Ri = raggio idraulico p = pendenza Coefficiente di attrito Ri c = 100 dove m = Coeff. Di scabrosità m + Ri di Kutter RISULTATI c 62,19 Software Freeware distribuito da geologi.it V 3,08 [m/sec] Q 16,637 [m 3 /sec] Considerando una pendenza del 0.2% RISULTATI c 62,04 V 2,49 [m/sec] Q 13,090 [m 3 /sec] La capacità di smaltimento della sezione considerata è quindi pari a m 3 /s. come già detto inferiore alla portata centennale prevista ma abbondantemente sufficiente per portate di eventi con periodi di ritorno minori e/o di morbida e/o dopo il passaggio del picco della centennale. Il tubo di immissione nel T. Bevera dovrà essere realizzato in modo tale da facilitare il deflusso delle acque, ossia con angolo acuto rispetto al senso di deflusso delle acque e orientato secondo la direzione di scorrimento della corrente. Per tale scarico andrà richiesta l autorizzazione agli Enti competenti (Provincia). Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 16

18 6. INDICAZIONI A SUPPORTO DEL PROGETTO DI SMALTIMENTO ACQUE BIANCHE Il progetto prevede lo smaltimento di acque bianche provenienti da un PL industriale, da realizzarsi a cavallo del confine tra i comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza. In relazione alle superfici (permeabili e impermeabili) in oggetto, la portata teorica massima di acqua meteorica, di tutto il PL, è l/s. Sarà quindi necessario prevedere/realizzare un sistema che permetta lo smaltimento e la laminazione delle acque nel periodo di tempo corrispondente alla durata dell evento di precipitazioni piovose considerato. Nel caso specifico la superficie a disposizione è sufficientemente ampia per ogni tipo di sistema. La permeabilità dei terreni risulta essere bassa. Gli scavi e le indagini pregresse hanno evidenziato la presenza di falda idrica superficiale, a partire da 1.3/2.0 m da piano campagna attuale, ossia a partire da -0.3/1.0 m da piano finito del capannone. In tali condizioni i sistemi di dispersione nel terreno risultano essere poco o per nulla efficaci e/o troppo costosi. È quindi necessario realizzare un sistema di laminazione e accumulo, tramite vasche. Dimensionamento vasche Il volume di laminazione necessario per rispettare il limite di scarico nel torrente è stato valutato considerando una pioggia con tempo di ritorno 5 anni, mediante la cosiddetta formula di Marone [1971] che consente di effettuare delle valutazioni del volume di laminazione delle fognature mediante la seguente relazione: η = Q umax Q c W =1 W max p che esprime il rapporto di laminazione η tra la portata massima uscente Q max = Q u e quella massima entrante Q c in funzione del volume massimo di W max invasabile nella vasca e del volume W p dell onda di piena in ingresso. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 17

19 Nel caso in oggetto, considerando l impossibilità di immettere acqua nella Roggia Bevera, si ottiene un volume complessivo di laminazione di circa m 3. In sintesi: In relazione alle caratteristiche dell area (superficie, parametri a e n con tempo di ritorno di 5 anni) sono stati calcolati i dati pluviometrici dell area in oggetto, in particolare: - Intensità di pioggia 78.7 mm/h - Precipitazioni di riferimento mm Con riferimento alla superficie (impermeabile e permeabili) è stata così ottenuta la portata teorica massima pari a l/s. In relazione alla portata teorica massima e all impossibilità di scaricare acqua nel T. Bevera (almeno durante gli eventi piovosi intensi), è stato calcolato il volume necessario per laminare tale portata; si è ottenuto quindi un volume di m 3. Si deve comunque prevedere uno scarico di fondo per lo svuotamento della vasca, durante i periodi di magra del T. Bevera, con una portata massima di l/s ossia m 3 /s (vedi portata scaricabile cautelativo). In base alla disponibilità di spazio e alla logistica, è possibile realizzare una sola vasca di laminazione, con un volume interno m 3 ; o più vasche con dimensione complessiva analoga. Altre soluzioni possono essere prese in considerazione, quali, ad esempio: - realizzazione di un laghetto con un volume di invaso pari a m 3 - sistema misto vasche opere di dispersione Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 18

20 Laghetto Una possibile alternativa potrebbe essere la realizzazione di un laghetto, per un volume analogo, con dimensioni di circa 20*30 m sul fondo e 24*34 m alla sommità, per una profondità di circa 1.5 m; il fondo dovrà essere rivestito con pietrame grossolano. Schema intervento (non in scala scala verticale ampliata) 34 m 1.5 m 30 m Anche tale soluzione dovrà prevedere una pompa per lo svuotamento, da utilizzarsi in corrispondenza di magra del t. Bevera Sistema misto vasche opere di dispersione Nelle zone con filtrazioni idriche più profonde (2-2.5 m), è possibile valutare la realizzazione di sistemi disperdenti sub-superficiali, in modo da diminuire il volume delle vasche. I sistemi di smaltimento acque sono costituiti, prevalentemente, da: - pozzi perdenti; - trincee drenanti; Una terza soluzione, è un sistema misto di smaltimento acque e di accumulo: - sistema tipo rigo-fill Di seguito, a titolo esemplificativo si riportano degli schemi relativi a pozzi di diametro di 2-3 m. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 19

21 TIPOLOGIA DEGLI ANELLI IN CLS Schema indicativo trincea drenante o area disperdente A titolo esemplificativo si riportano le caratteristiche dei moduli di forma scatolare con dimensioni di 80 x 80 x 66 cm e con volume utile di accumulo pari al 95%. La scelta e il dimensionamento del sistema di dispersione e/o di accumulo, in generale, deve tenere conto della permeabilità dei terreni, della disponibilità di spazio per la sua realizzazione e della presenza della falda idrica locale. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 20

22 Indicativamente con la realizzazione di: - 50 pozzi perdenti, con diametro 2 m e profondi 2 m, per un volume, compreso dei tubi di collegamento, di circa 320 m 3 - trincee drenati, con profondità di 1.5 m e larghezza di 2.5 m, per una lunghezza complessiva di 220 m e un volume di circa 550 m 3 - aree disperdenti, con un altezza di 2 m, larghezza di 20 m e lunghezza di 25 m, per un volume di 500 m 3 si potrebbe diminuire il volume delle vasche rispettivamente a 650, 400 e a 470 m 3 circa, per un volume complessivo di: = 970 m = 950 m = 970 m 3 Incrementando il sistema disperdente (da valutare in relazione allo spazio disponibile), si diminuirebbe il volume delle vasche necessario. Il sistema disperdente, può essere localizzato, in via preliminare, in 3 aree distinte, al fine di servire i 3 edifici in progetto; si dovrà realizzare comunque uno o più tubi di troppo pieno di emergenza verso il torrente Bevera. Ai sensi del Regolamento Regionale n.4 del 24 marzo 2006, le acque di prima pioggia dovranno essere gestite separatamente, anche in funzione della destinazione d uso delle aree e delle superfici scolanti. Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 21

23 A titolo preliminare e esemplificativo, si riporta uno schema per la valutazione dell intervento: Una soluzione prevede una vasca con una profondità di 1.5 m, una larghezza di 30 m e una lunghezza di circa 56 m, per un volume di scavo pari a 2520 m 3 ; tale vasca dovrà essere riempita con ghiaietto, con una porosità pari a 35%, si ottiene così un volume utile di 822 m 3, l acqua verrà distribuita mediante tubi (n.6) di diametro 0.8 m, lunghi 56 m per un volume di 168 m 3, ottenendo così un volume di laminazione pari a 991 m 3 (sufficiente per il volume da laminare pari a m 3 ): H scavo Largh scavo L scavo vol scavo porosità riemp. vol.acc.riemp. n. tubi diam tubi L tubi vol tubi vol.tot.acc. m m m m3 % m3 n. m m m3 m3 1, % 822, , , ,72416 In alternativa, è possibile realizzare una vasca vuota (la cui soletta dovrà essere carrabile) con una profondità di 1.5 m, larghezza pari a 30 m e una lunghezza pari a 22 m, per un volume di 990 m 3 (ottenendo così un volume di laminazione pari a 991 m 3 (sufficiente per il volume da laminare pari a m 3 ): H scavo Largh scavo L scavo vol scavo m m m m3 1, Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 22

24 7. NOTE CONCLUSIVE Con incarico dello Studio di Architettura Spreafico Renato, in nome e per conto dei Lottizzanti del PL Intercomunale Besana Brianza -Monticello Brianza, è stata redatta la presente relazione geologica, idrogeologica e tecnica, a supporto del progetto di gestione, drenaggio e smaltimento delle acque bianche intercettate dalle coperture impermeabili del PL industriale in progetto. Sono state definite le caratteristiche geologiche ed idrogeologiche dell area in esame; le indagini svolte (scavi, analisi granulometriche e prove infiltrometriche) hanno permesso di definire la stratigrafia e la permeabilità dei terreni superficiali. In relazione alle superfici (impermeabili e permeabili) di progetto, fornite dall Arch Spreafico, è stata calcolata la quantità di acque bianche da smaltire e l eventuale possibilità di smaltibile acqua nella roggia Bevera o nel sottosuolo. Sono state date indicazioni sul dimensionamento delle vasche per la laminazione delle acque bianche prodotte e altre soluzioni alternative. A cura di Dott. Geologo Massimo Riva Dott. Geologo Paolo Natale Mantica Relazione geologica, idrogeologica e tecnica a supporto progetto di smaltimento acque bianche PL industriale nei comuni di Besana Brianza e Monticello Brianza 23

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31 Studio Geologico Tecnico Lecchese PROVA DI ASSORBIMENTO A CARICO VARIABILE - prova 1 Geometria del pozzetto Tempi (s) livello h (m) Delta h (m) Delta h tot (m) 1 0, ,260 0,010 0, ,257 0,003 0, ,257 0,000 0,013 H = 1,50 1,00 m 1,00 m h m = 0,26 b m = 1 delta h 0 0,0025 0,005 0,0075 0,01 0,0125 0,015 0,0175 0,02 sec Il coefficiente di permeabilità (K ) si ottiene elaborando l'equazione: K h 1 + = t 3 + ( 2hm ) b ( 27hm ) b con h m = livello medio dell'acqua nel pozzetto b = lato medio della base nel pozzetto le unità di misura sono (m) e (sec) K = 2,19E-06 m/sec

32 Studio Geologico Tecnico Lecchese PROVA DI ASSORBIMENTO A CARICO VARIABILE - prova 2 Geometria del pozzetto Tempi (s) livello h (m) Delta h (m) Delta h tot (m) 1 0, ,163 0,007 0, ,152 0,011 0, ,140 0,012 0,030 H = 1, ,137 0,003 0, ,137 0,000 0,033 1,30 m 1,00 m h m = 0,16 b m = 1,15 delta h 0 0,0025 0,005 0,0075 0,01 0,0125 0,015 0,0175 0,02 0,0225 0,025 0,0275 0,03 0,0325 0,035 0,0375 0,04 sec Il coefficiente di permeabilità (K ) si ottiene elaborando l'equazione: K h 1 + = t 3 + ( 2hm ) b ( 27hm ) b con h m = livello medio dell'acqua nel pozzetto b = lato medio della base nel pozzetto le unità di misura sono (m) e (sec) K = 7,34E-06 m/sec

33 Studio Geologico Tecnico Lecchese PROVA DI ASSORBIMENTO A CARICO VARIABILE - prova 4 Geometria del pozzetto Tempi (s) livello h (m) Delta h (m) Delta h tot (m) 1 0, ,120 0,000 0, ,120 0,000 0, ,120 0,001 0,001 H = 1,20 1,10 m 1,00 m h m = 0,12 b m = 1,05 0 sec ,0025 delta h 0,005 0,0075 0,01 Il coefficiente di permeabilità (K ) si ottiene elaborando l'equazione: K h 1 + = t 3 + ( 2hm ) b ( 27hm ) b con h m = livello medio dell'acqua nel pozzetto b = lato medio della base nel pozzetto le unità di misura sono (m) e (sec) K = 1,12E-07 m/sec

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39 Foto 1: panoramica area in oggetto Foto 2: stratigrafia scavo di assaggio 1

40 Foto 3: esecuzione scavo di assaggio Foto 4: stratigrafia scavo di assaggio 2

41 Foto 5: stratigrafia scavo di assaggio 3 Foto 6: esecuzione scavo di assaggio sul piazzale

42 Foto 7: stratigrafia scavo di assaggio 4 Foto 8: particolare della prova infiltrometrica

43 Foto 9: particolare della prova infiltrometrica Foto 10: particolare della prova infiltrometrica

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