COMUNE DI MAIOLATI SPONTINI Provincia di Ancona LOTTIZZAZIONE RESIDENZIALE AREA C21 CAPOLUOGO VIA CIMITERO

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1 COMUNE DI MAIOLATI SPONTINI Provincia di Ancona LOTTIZZAZIONE RESIDENZIALE AREA C21 CAPOLUOGO VIA CIMITERO COMMITTENTI: IMMOBILIARE AZZURRA Srl - PENNACCHIETTI ROBERTO PICCIONI LUCA PICCIONI LORENZO DETERMINAZIONE DELL INVARIANZA IDRAULICA Ottobre 2012

2 2 COMUNE DI MAIOLATI SPONTINI Provincia di Ancona LOTTIZZAZIONE RESIDENZIALE AREA C21 CAPOLUOGO VIA CIMITERO COMMITTENTI: IMMOBILIARE AZZURRA Srl - PENNACCHIETTI ROBERTO - PICCIONI LUCA - PICCIONI LORENZO DETERMINAZIONE DELL INVARIANZA IDRAULICA IMMOBILIARE AZZURRA-PENNACCHIETTI-PICCIONI INVARIANZA IDRAULICA LOTT.NE VIA CIMITERO MAIOLATI S. / DVD RELAZ. GEOL-GEOT 36

3 3 PREMESSA In ottemperanza all art. 10 e all art. 13, commi 3 e 4, della L.R. 23/11/2011 n. 22 in materia di verifica della compatibilità idraulica delle trasformazioni territoriali, è stato eseguito un calcolo dell invarianza idraulica relativo alla nuova area di lottizzazione denominata AREA C21 CAPOLUOGO, sita in via Cimitero nel Comune di Maiolati Spontini. Allo scopo è stato redatto preliminarmente uno studio idrologico finalizzato alla determinazione dei coefficienti a ed n delle curve di possibilità climatica per un tempo di ritorno pari a Tr = 50 anni, necessari per il calcolo dell invarianza idraulica stessa. Sono stati pertanto consultati i dati sulle precipitazioni registrati nella vicina stazione termopluviometrica di Moie e riferiti ai periodi , desunti dagli Annali del Servizio Idrografico e Mareografico Italiano, consultati sul sito della Protezione Civile della Regione Marche ( tale stazione dispone di una discreta serie di dati sia di precipitazioni di notevole intensità e di breve durata (scrosci), sia di precipitazioni intense e di durata di 1, 3, 6, 12, 24 ore, utilizzata per l elaborazione delle curve di possibilità climatica. I dati sono stati elaborati con il software PIENA della Ditta Program Geo. 1. STUDIO IDROLOGICO 1.1. CURVE DI POSSIBILITÀ CLIMATICA Partendo dai dati pluviometrici della stazione di misura di Moie sono state eseguite le elaborazioni necessarie per ottenere le curve, conosciute in letteratura come curve segnalatrici di possibilità climatica o pluviometrica, che descrivono l altezza delle precipitazioni (h) in funzione della loro durata (t). L equazione che collega queste due variabili ha la seguente forma: h (mm) = a t n ; dove: a = variabile funzione del tempo di ritorno; n = costante per un dato valore di t. I dati pluviometrici necessari al calcolo vengono forniti in forma di tabella, con le massime precipitazioni registrate anno per anno, per determinate durate di riferimento, distinguendo i dati

4 4 relativi alle precipitazioni con durata inferiore ad 1 ora (piogge di notevole intensità e breve durata) da quelle di durata superiore. Le durate di riferimento, seguendo lo standard generalmente in uso, prendono in considerazione durate di 10, 15, 30, 45 minuti nel caso di piogge brevi ed intense, e di 1, 3, 6, 12 e 24 ore nel caso di precipitazioni orarie.

5 5 Attraverso procedure statistiche (il programma PIENA utilizza il metodo di Gumbel) è possibile ricavare stime del parametro a anche per tempi di ritorno superiori al numero massimo di registrazioni annuali disponibili. Considerando quindi un tempo di ritorno di 50 anni ed eventi piovosi di durata rispettivamente < 1 ora e > 1 ora, sono stati ottenuti i valori dei coefficienti a ed n, di seguito tabulati: Curve per eventi di durata < 1 ora Tempo di ritorno (anni) Fattore a curva pluviometrica Fattore n curva pluviometrica 50 41,26 0,539 Curve per eventi di durata > 1 ora Tempo di ritorno (anni) Fattore a curva pluviometrica Fattore n curva pluviometrica 50 43,15 0,243 Nei grafici sottostanti è evidenziato l andamento delle curve ottenute, specificando che in essi sono riportati anche i valori riferiti ad altri tempi di ritorno (in particolare Tr = 10, 30, 50, 100 e 200 anni):

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8 8 2. INVARIANZA IDRAULICA Il concetto di invarianza idraulica presuppone la realizzazione, nelle aree che subiranno una perdita di permeabilità in seguito alle trasformazioni in progetto, di interventi il cui scopo è quello di mantenere invariata la portata superficiale defluente verso l'esterno. Questo risultato si può ottenere agevolando l infiltrazione nel terreno dei volumi idrici in eccesso, rispetto alle condizioni pre-trasformazione, o laminando le portate. In quest ultimo caso si opera praticamente realizzando vasche di accumulo temporaneo, la cui funzione è quella di trattenere l acqua che defluisce in superficie durante gli eventi meteorici, per rilasciarla quindi gradualmente con una portata prestabilita, non superiore a quella caratteristica dell area prima della trasformazione. Le tipologie d intervento per ottenere l invarianza idraulica sono principalmente quattro: 1. vasche di laminazione impermeabili; 2. aree verdi ribassate; 3. trincee drenanti; 4. pozzi filtranti. In alcuni casi, in presenza di volumi idrici da smaltire non eccessivi, si può operare in alternativa con un sovradimensionamento della rete fognaria. Per la nuova area di lottizzazione AREA C21 CAPOLUOGO, di non estese dimensioni (0,85 ha), si è ritenuto più opportuno operare con l ultimo metodo citato, ossia con un sovradimensionamento della rete fognaria. Si può considerare infatti che il volume totale delle condotte di fognatura sia efficace all 80 % ai fini dell invarianza idraulica; ciò significa che l 80 % del volume totale della rete fognaria della nuova lottizzazione può essere considerato in diminuzione del valore di volume minimo d invaso calcolato con le varie formule disponibili in letteratura. Per garantire l invarianza idraulica dell area con il sovradimensionamento della rete fognaria, quindi, l 80 % del volume della rete fognaria progettata deve essere maggiore del volume di invaso calcolato.

9 9 Non essendo ancora stati stabiliti dalla Giunta della Regione Marche i criteri per la redazione della verifica di compatibilità idraulica, nonché le modalità operative e le indicazioni tecniche relative ai commi 2 e 3 dell Art. 10 della L.R. 23/11/2011 n. 22, nell applicazione di alcuni coefficienti da introdurre nel calcolo d invarianza idraulica si è fatto riferimento a quanto stabilito dalla normative di altre regioni italiane, in particolare l Emilia Romagna e il Veneto. Per il calcolo dei volumi di invaso è stato utilizzato il software INVIDRA della Ditta Program Geo, utilizzando due diversi metodi: il Metodo razionale ; il Metodo delle sole piogge METODO RAZIONALE L applicazione di questo metodo comporta l adozione di un processo di trasformazione afflussideflussi basato su un modello di tipo cinematico. Si parte dal presupposto che la portata uscente dal bacino cresca gradualmente, dall inizio della precipitazione meteorica, fino a raggiungere un valore massimo al tempo t c. Questa grandezza prende il nome di tempo di corrivazione e, fisicamente, indica l intervallo di tempo necessario perché una particella idrica, partendo dal punto più distante del bacino, possa giungere alla sezione di chiusura. Dall istante

10 10 t c in poi alla portata defluente Q contribuisce tutto il bacino e quindi Q assume il suo valore massimo. La portata rimane quindi costante fino al momento in cui si esaurisce l evento piovoso. Il tempo di corrivazione per l area di trasformazione in oggetto può essere stimato con la relazione proposta da Boyd per aree di limitata estensione: t + c ( ore) = t 0 t r dove: in cui: A(kmq) = area della superficie trasformata; k = 2,51 d = 0,38 v = 1,00 1, 5A t r = e v d t 0 = ka Nell applicazione del metodo razionale per il calcolo del volume minimo di invaso si fanno solitamente due ipotesi: 1. che la precipitazione meteorica netta abbia intensità costante (ietogramma rettangolare); 2. che lo svuotamento della vasca di laminazione (nel nostro caso dei collettori) avvenga a portata costante (Q u = cost). Partendo da queste ipotesi semplificatrici, all istante t il volume accumulato, dato dalla differenza fra il volume idrico entrante e quello uscente, può essere descritto dalla seguente relazione: in cui: 1 n n 2 t (1) W ( mc) = ca Aat + tcqu Qut Qut c c Aa a

11 11 c a A a n = coefficiente di afflusso; = superficie dell area trasformata; = parametro a della curva di possibilità pluviometrica; = parametro n della curva di possibilità pluviometrica. La durata di pioggia che genera un volume massimo d invaso (t r = durata critica) si ottiene derivando la (1) rispetto al tempo e ponendola uguale a zero: n n 1 2 tr (2) nc a Aatr + (1 n) tcqu Qu = 0 c Aa a Inserendo quindi il valore di t r ricavato nella (1) si calcola il volume d invaso massimo. Di seguito si riportano in forma tabellare e in grafico i risultati ottenuti, specificando che il calcolo è stato effettuato considerando i seguenti dati d ingresso: Estensione totale area trasformata, attualmente agricola = 8500 mq Estensione area trasformata permeabile (verde pubblico e privato, ) = 4530,75 mq Estensione area trasformata impermeabile = 3969,25 mq Coefficiente di afflusso aree agricole: ca = 0,10 Coefficiente di afflusso superfici permeabili (aree verdi, coltivazioni prative,.): ca = 0,2 Coefficiente di afflusso superfici impermeabili: ca = 0,90 Portata unitaria ammessa allo scarico: 20 l/s ha (utilizzando la portata ammissibile Qagr dei Consorzi di Bonifica della Regione Emilia Romagna) Parametri a ed n della curva pluviometrica con Tr = 50 anni ed eventi < 1 ora

12 METODO RAZIONALE 12

13 METODO DELLE SOLE PIOGGE Nell applicare questo metodo si considerano trascurabili gli effetti del processo di trasformazione afflussi-deflussi. Si parte quindi dal presupposto che contemporaneamente all inizio dell evento meteorico si abbia la massima portata di afflusso. All istante t il volume accumulato, dato dalla differenza fra il volume idrico entrante e quello uscente, può essere descritto dalla seguente relazione: in cui: n (1) W ( mc) = c Aat Q t a u c a A a n = coefficiente di afflusso; = superficie dell area trasformata; = parametro a della curva di possibilità pluviometrica; = parametro n della curva di possibilità pluviometrica. La durata di pioggia che genera un volume massimo d invaso (t r = durata critica) si ottiene con la seguente relazione: (2) t r Qu = Acaan 1 n 1 Inserendo quindi il valore di t r ricavato nella (1) si calcola il volume d invaso massimo. Di seguito si riportano in forma tabellare e in grafico i risultati ottenuti:

14 METODO DELLE SOLE PIOGGE 14

15 RISULTATI VOLUME DI INVASO NECESSARIO Il volume totale da invasare, ricavato con i due differenti metodi di calcolo utilizzati, varia tra: Metodo razionale: 92,7 mc Metodo delle sole piogge: 96,89 mc Cautelativamente si può prendere come riferimento un volume totale da invasare per garantire l invarianza idraulica pari a circa 97 mc CALCOLO INVARIANZA IDRAULICA SOVRADIMENSIONAMENTO RETE FOGNARIA Confrontando il valore del volume da invasare precedentemente ottenuto, pari a 97 mc, con quello relativo all 80 % del volume dei collettori previsti per la nuova rete fognaria, l invarianza idraulica della nuova area di trasformazione sarà garantita se: 80 % volume totale dei collettori > 97 mc Dal progetto della nuova rete fognaria risulta un volume totale dei collettori pari a circa 150 mc e quindi un valore riferito all 80 % dello stesso pari a circa 120 mc: 120 mc (80 % volume totale dei collettori) > 97 mc L invarianza idraulica della nuova area di trasformazione risulta pertanto garantita. San Marcello, ottobre 2012 Allegati: Planimetria rete fognaria scala 1: Planimetria rete fognaria tratto via Taiano fosso demaniale scala 1: 2.000

16 PLANIMETRIA RETE FOGNARIA scala 1:

17 PLANIMETRIA RETE FOGNARIA tratto via Taiano - fosso demaniale scala 1: