1. PREMESSA AMBITO DI RIFERIMENTO...4

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2 INDICE 1. PREMESSA AMBITO DI RIFERIMENTO INQUADRAMENTO NORMATIVO NORMATIVA NAZIONALE NORMATIVA REGIONALE AUTORITÀ DI BACINO...8 Vincoli legati alla pianificazione di bacino ALTRI STRUMENTI DI PIANIFICAZIONE TERRITORIALI IDROGRAFIA IDROLOGIA MODELLO DI REGIONALIZZAZIONE DELLE PIOGGE E DELLE PORTATE DEI CORSI D ACQUA DI INTERESSE DEI BACINI REGIONALI DEL LAZIO...12 La legge TCEV...13 Regionalizzazione delle piogge intense...14 Regionalizzazione dei parametri dei modelli afflussi deflussi IL MODELLO PROBABILISTICO MG...18 Stima dei parametri μ(q) e CV(Q) CARATTERISTICHE GEOMORFOLOGICHE DEI BACINI DI INTERESSE STIMA DELLE PORTATE DI PIENA COSTRUZIONE DEGLI IDROGRAMMI SINTETICI DI ASSEGNATO TEMPO DI RITORNO IDRAULICA CRITERI DI COMPATIBILITÀ E INDIRIZZI PER LA PROGETTAZIONE E LA VERIFICA IDRAULICA DEI PONTI RILIEVI TOPOGRAFICI METODOLOGIE DI VERIFICA IDRAULICA MODELLAZIONE IDRAULICA...29 Generalità...29 Il codice di calcolo Hec-Ras...32 Risultati delle modellazioni condotte...38 Analisi dei risultati ALLEGATO A: RISULTATI DELLE MODELLAZIONI CONDOTTE DTM FASCE DI ESONDAZIONE STATO DI FATTO DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA...89 Relazione idrologica e idraulica Pagina 1 di 92

3 1. PREMESSA L intervento in esame, che è inserito nel più ampio progetto di collegamento dello svincolo di Rosignano a quello di Civitavecchia lungo la direttrice autostradale A12, ha come obiettivo l adeguamento a sezione autostradale degli ultimi 14.6 Km della S.S.1 Aurelia in territorio laziale, a partire dal fosso Fossaccio. Nell ambito di tale progettazione è stato effettuato uno Studio idrologico e idraulico finalizzato all analisi delle interferenze idrografiche. La presente relazione illustra quindi tale studio a supporto della progettazione, che si pone l obiettivo del dimensionamento e verifica dei manufatti autostradali di attraversamento dei corsi d acqua; esso fornisce, in particolare, un analisi delle interazioni tra le opere viarie e i corsi d acqua interessati e valuta l adeguatezza dei manufatti di attraversamento, esistenti ed in progetto, sia in termini di sezione idraulica sia di franco di sicurezza rispetto all intradosso del manufatto. La situazione attuale, come descritto in dettaglio nei successivi capitoli, presenta un insieme di criticità idrauliche molto rilevanti a causa dell inadeguatezza dei manufatti di attraversamento della S.S.1 esistente. Dall analisi dello stato di fatto risulta che i tombini esistenti, in studio, sono spesso insufficienti al transito delle portate di progetto, tanto che l attuale piano stradale risulta a volte tracimato. Questo è dovuto sia alle dimensioni ridotte dei tombini, sia al fatto che questi risultano in gran parte interrati a causa della deposizione del trasporto solido. La strada statale Aurelia, infatti, si trova in una zona pedecollinare; in questa zona la corrente rallenta e deposita i sedimenti, generati dalle coltivazioni intensive, erosi nel tratto di maggior pendenza. Pertanto, per risolvere le insufficienze idrauliche, si è prevista, nella maggior parte dei casi, la realizzazione di nuovi tombini scatolari, di conformazione tale da migliorare il deflusso e garantire lo smaltimento della portata transitante in condizioni di sicurezza. In questo modo, a monte dell autostrada, si viene a realizzare un salto di fondo che permette il corretto funzionamento idraulico delle opere di progetto senza la creazione di rigurgiti a monte. I nuovi tombini sono posti in opera con una pendenza del fondo di scorrimento tale da evitare il più possibile fenomeni di deposito. Inoltre, a valle delle opere, si prevedono delle riprofilature degli alvei. Queste sono realizzate con sezioni di dimensioni tali da contenere le portate di progetto. L intervento di progetto garantisce che il piano autostradale non venga tracimato, ottenendo un franco idraulico di sicurezza e migliorando notevolmente, in questi tratti, le condizioni attuali del territorio circostante. Relazione idrologica e idraulica Pagina 2 di 92

4 Nei capitoli successivi, dopo una descrizione dell ambito di applicazione della presente relazione, verranno esaminati la normativa e gli strumenti di pianificazione vigenti nella zona di interesse, a scala nazionale, regionale e di bacino attinenti le problematiche idrologicoidrauliche. Successivamente verranno presentati i risultati delle analisi idrauliche condotte sui corsi d acqua di interesse. Relazione idrologica e idraulica Pagina 3 di 92

5 2. AMBITO DI RIFERIMENTO Da un punto di vista geografico-amministrativo l ambito di riferimento ricade all interno della Regione Lazio. Il tratto è caratterizzato dalla presenza di corsi d acqua di dimensioni molto variabili: sono presenti infatti due corsi d acqua di grandi dimensioni (Fiume Marta e Fiume Mignone) e una serie di fossi e impluvi con bacini di piccole dimensioni (inferiori ai 2 kmq). Alcuni di questi ultimi presentano situazioni di criticità idraulica molto rilevanti a causa dell inadeguatezza dei manufatti di attraversamento della S.S.1 esistenti. La seguente tabella riporta, per i manufatti di attraversamento in studio, la progressiva autostradale di riferimento e le dimensioni dei manufatti esistenti. Opera Corso d'acqua Progressiva [km] Dimensioni manufatti esistenti [m] TM-04 affluente Mignone n x1.2 VI-01 MIGNONE Viadotto 5 campate TM-06 affluente fosso Taccone x 2 TM-07 Fosso Taccone x1.4 TM-08 affluente Scolo dei Prati n x 0.5 TM-09 Scolo dei Prati x 1.68 TM-10 affluente Scolo dei Prati n x 0.75 ST-03 sottovia con tombino a lato X 2 VI-02 MARTA Viadotto 3 campate TM-11 affluente Marta n. 1 TM-13 Fossaccio x 2 Relazione idrologica e idraulica Pagina 4 di 92

6 3. INQUADRAMENTO NORMATIVO In questo capitolo vengono descritti i principali riferimenti normativi e gli strumenti di pianificazione e di tutela presenti sul territorio, a scala nazionale e regionale, al fine di fornire un quadro esaustivo della normativa vigente nel campo idrologico-idraulico, ambientale e di difesa del suolo, in modo da verificare la compatibilità degli interventi di ampliamento della sede autostradale previsti con le prescrizioni dei suddetti strumenti di legge. 3.1 Normativa nazionale Di seguito vengono riportate le principali leggi nazionali in materia ambientale e di difesa del suolo, accompagnate da un breve stralcio descrittivo. RD 25/07/1904 n 523 Testo unico delle disposizioni di legge intorno alle opere idrauliche delle diverse categorie. Regio Decreto Legislativo 30/12/1923, n 3267 Riordinamento e riforma della legislazione in materia di boschi e di terreni montani. La legge introduce il vincolo idrogeologico. DPR 15/01/1972 n 8 Trasferimento alle Regioni a statuto ordinario delle funzioni amministrative statali in materia di urbanistica e di viabilità, acquedotti e lavori pubblici di interesse regionale e dei relativi personali ed uffici. L. 64/74 Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. L. 319/76 (Legge Merli) Norme per la tutela delle acque dall inquinamento. La legge sancisce l obbligo per le Regioni di elaborare il Piano di risanamento delle acque. DPR 24/7/1977 n 616 Trasferimento delle funzioni statali alle Regioni L. 431/85 (Legge Galasso) Conversione in legge con modificazioni del decreto legge 27 giugno 1985, n. 312 concernente disposizioni urgenti per la tutela delle zone di particolare interesse ambientale. L. 183/89 Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo. Scopo della legge è la difesa del suolo, il risanamento delle acque, la fruizione e la gestione del patrimonio idrico per gli usi di razionale sviluppo economico e sociale, la tutela degli aspetti ambientali ad essi connessi (art. 1 comma 1). Relazione idrologica e idraulica Pagina 5 di 92

7 Vengono inoltre individuate le attività di pianificazione, di programmazione e di attuazione (art. 3); vengono istituiti il Comitato Nazionale per la difesa del suolo (art. 6) e l Autorità di Bacino (art. 12). Vengono individuati i bacini idrografici di rilievo nazionale, interregionale e regionale (artt. 13, 14, 15, 16) e date le prime indicazioni per la redazione dei Piani di Bacino (artt. 17, 18, 19). L. 142/90 Ordinamento delle autonomie locali. DL n 496 Disposizioni urgenti sulla riorganizzazione dei controlli ambientali e istituzione della Agenzia nazionale per la protezione dell'ambiente. (Convertito con modificazioni dalla L. 61/94). L. 36/94 (Legge Galli) Disposizioni in materia di risorse idriche. DPR 14/4/94 Atto di indirizzo e coordinamento in ordine alle procedure ed ai criteri per la delimitazione dei bacini idrografici di rilievo nazionale ed interregionale, di cui alla legge 18 maggio 1989, N DPR 18/7/95 Approvazione dell atto di indirizzo e coordinamento concernente i criteri per la redazione dei Piani di Bacino. DPCM 4/3/96 Disposizioni in materia di risorse idriche (direttive di attuazione della Legge Galli). Decreto Legislativo 31/3/1998, n 112 Conferimento di funzioni e compiti amministrativi dello Stato alle regioni ed agli enti locali, in attuazione del capo I della legge 15 marzo 1997, n. 59 DPCM 29/9/98 Atto di indirizzo e coordinamento per l individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all art. 1, commi 1 e 2, del decreto-legge 11 giugno 1989, N Il decreto indica i criteri di individuazione e perimetrazione delle aree a rischio idrogeologico (punto 2) e gli indirizzi per la definizione delle norme di salvaguardia (punto 3). L. 267/98 (Legge Sarno) Conversione in legge del DL 180/98 recante misure urgenti per la prevenzione del rischio idrogeologico ed a favore delle zone colpite da disastri franosi nella Regione Campania. La legge impone alle Autorità di Bacino nazionali e interregionali la redazione dei Piani Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico e le misure di prevenzione per le aree a rischio (art. 1). DL 152/99 Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole. DL 258/00 Disposizioni correttive e integrative del DL 152/99. Relazione idrologica e idraulica Pagina 6 di 92

8 L. 365/00 (Legge Soverato) Conversione in legge del DL 279/00 recante interventi urgenti per le aree a rischio idrogeologico molto elevato ed in materia di protezione civile, nonché a favore delle zone della Regione Calabria danneggiate dalle calamità di settembre e ottobre La legge individua gli interventi per le aree a rischio idrogeologico e in materia di protezione civile (art. 1); individua la procedura per l adozione dei progetti di Piano Stralcio (art. 1-bis); prevede un attività straordinaria di polizia idraulica e di controllo sul territorio (art. 2). DLgs 152/2006 Ha riorganizzato le Autorità di bacino intrododucendo i distretti idrografici. Tale Decreto legislativo disciplina, in attuazione della legge 15 dicembre 2004, n. 308, la difesa del suolo e la lotta alla desertificazione, la tutela delle acque dall'inquinamento e la gestione delle risorse idriche. Istituisce i distretti idrografici nei quali sarà istituita l Autorità di bacino distrettuale, che va a sostituire la o le Autorità di bacino previste dalla legge n. 183/1989. In forza del recente d.lgs 8 novembre 2006, n. 284, nelle more della costituzione dei distretti idrografici di cui al Titolo II della Parte terza del d.lgs. 152/2006 e della revisione della relativa disciplina legislativa con un decreto legislativo correttivo, le autorita' di bacino di cui alla legge 18 maggio 1989, n. 183, sono prorogate fino alla data di entrata in vigore del decreto correttivo che, ai sensi dell'articolo 1, comma 6, della legge n. 308 del 2004, definisca la relativa disciplina. Fino alla data di entrata in vigore del decreto legislativo correttivo di cui al comma 2-bis dell'articolo 170 del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, come inserito dal comma 3, sono fatti salvi gli atti posti in essere dalle Autorita' di Bacino dal 30 aprile Normativa regionale Come visto, il tratto autostradale d interesse ricade all interno dei confini amministrativi della Regione Lazio. Di seguito sono riportate le principali leggi regionali in materia ambientale e di difesa del suolo, accompagnate da un breve stralcio descrittivo. L.R. 04 maggio 1990, n.60 Disciplina regionale in materia di opere idrauliche di quarta e quinta categoria e non classificate ricadenti nei bacini idrografici del Tevere e del Liri Garigliano di rilievo nazionale. L.R. 18 novembre 1991, n.74 Disposizioni in materia di tutela ambientale. Modificazioni ed integrazioni alla legge regionale 11 aprile 1985, n. 36. L.R. 06 ottobre 1998, n.45 Istituzione dell'agenzia Regionale per la Protezione Ambientale del Lazio (ARPA) Relazione idrologica e idraulica Pagina 7 di 92

9 L.R. 07 ottobre 1996, n.39 Tale legge, disciplina l'autorità dei bacini regionali istituita con deliberazione della Giunta regionale n del 18 maggio 1991, come modificata dalla deliberazione della Giunta regionale n del 12 aprile 1994, nonché le attività di pianificazione e programmazione, nell'ambito dei bacini di rilievo regionale. L.R. 06 luglio 1998, n.24 Pianificazione paesistica e tutela dei beni e delle aree sottoposti a vincolo paesistico L.R. 11 dicembre 1998, n. 53 Organizzazione regionale della difesa del suolo in applicazione della legge 18 maggio 1989, n Tra l altro, con tale legge è stato istituito l ARDIS (Agenzia Regionale per la Difesa del Suolo), l'ente strumentale della Regione Lazio. L.R. 22 dicembre 1999, n. 38 Norme sul governo del territorio. Mentre ad oggi, non esiste l emanazione di legge in ottemperanza all articolo 113 del Decreto legislativo 3 aprile 2006 n 152, in materia di controllo dell inquinamento prodotto dal dilavamento della piattaforma stradale. Tale articolo stabilisce che le regioni disciplinano:.b) i casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque di dilavamento...siano sottoposte a particolari prescrizioni, art. 113 comma 1, e che i casi in cui può essere richiesto siano convogliate e opportunamente trattate..., art. 113 comma Autorità di bacino L Autorità dei Bacini regionali del Lazio ha approvato il Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico con deliberazione del Comitato istituzionale n. 5 del I contenuti del PAI si articolano in interventi strutturali (opere), relativi all assetto di progetto delle aste fluviali, dei nodi idraulici critici e dei versanti, ed interventi e misure non strutturali (norme di uso del suolo e regole di comportamento). In particolare, le misure non strutturali comprendono la definizione e la delimitazione cartografica delle fasce fluviali ai cui vincoli si fa riferimento per la progettazione delle opere autostradali in argomento. Relazione idrologica e idraulica Pagina 8 di 92

10 Vincoli legati alla pianificazione di bacino All interno della pianificazione dell Autorità di Bacini regionali del Lazio sono individuate le aree a pericolo d inondazioni, sono definite le aree a rischio e le aree di attenzione, rispettivamente negli art. 7, 8 e 9 delle Norme del Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico. L intervento in esame interferisce con diversi corsi d acqua perimetrati in base all art. 7, citato, da fasce di tipo A, B e C, come definite nel PAI. 3.4 Altri strumenti di pianificazione territoriali Di seguito vengono indicati i principali strumenti di pianificazione presenti sul territorio, a scala regionale, necessari al fine di verificare la compatibilità degli interventi previsti con le prescrizioni da essi dettate. In materia di programmazione territoriale la Regione Lazio ha adottato il nuovo Piano Territoriale Paesaggistico Regionale (PTPR), Giunta Regionale con atti n. 556 del 25 luglio 2007 e n del 21 dicembre 2007, ai sensi dell art. 21, 22, 23 della legge regionale sul paesaggio n. 24/98. Tale Piano deve garantire una tutela omogenea sul territorio regionale delle aree e dei beni individuate nel Piano stesso. Inoltre sono stati contestualmente approvati i Piani Territoriali Paesistici (PTP), tra cui il Piano Territoriale Paesistico n.2 Litorale Nord, adottato con Delibera della Giunta Regionale n del 28 aprile A scala regionale, uno strumento di pianificazione territoriale non trascurabile e strettamente legato agli interventi previsti in progetto è il Piano di Tutela delle Acque (PTA). Il Piano è stato adottato con Deliberazione di Giunta Regionale n. 266 del 2 maggio 2006 e approvato con Deliberazione del Consiglio Regionale n. 42 del 27 settembre 2007 (Supplemento ordinario al Bollettino Ufficiale n. 3 n. 34 del 10 dicembre 2007), conformemente a quanto previsto dal D. Lgs. 152/99 e dalla Direttiva europea 2000/60 (Direttiva Quadro sulle Acque). Il PTA è lo strumento regionale volto a raggiungere gli obiettivi di qualità ambientale nelle acque interne e costiere della Regione, e a garantire un approvvigionamento idrico sostenibile nel lungo periodo. Consorzi di bonifica Il Consorzio di Bonifica interessato dall intervento in esame è quello Tevere ed Agro romano. Relazione idrologica e idraulica Pagina 9 di 92

11 Nella progettazione si rispettano tutte le specifiche poste dal Consorzio sui corsi d acqua di propria competenza, in particolare in materia di fasce di rispetto, franchi, e piste per l accesso e la manutenzione. Relazione idrologica e idraulica Pagina 10 di 92

12 4. IDROGRAFIA Il tratto di adeguamento in esame attraversa, in prossimità dello sbocco nel mare Tirreno, una serie di corsi d acqua i cui maggiori sono qui di seguito sintetizzati. Partendo da sud la sede autostradale interseca il Mignone e due suoi affluenti di sinistra. Risalendo verso Nord, intercetta una serie di scoli e fossi (fosso Taccone, scolo dei Prati e due suoi affluenti) nel tratto in cui arrivano nella parte del bacino più pianeggiante. Questi a valle dell attraversamento confluiscono e sboccano a mare. Ancora più a nord la sede stradale attraversa il fiume Marta ed uno dei suoi affluenti di destra denominato il Fossaccio. Il dimensionamento e la verifica idraulica del manufatto di attraversamento deve prendere origine dalla definizione del bacino idrografico del corso d acqua attraversato, chiuso in corrispondenza del manufatto, e dalle caratteristiche geomorfologiche dello stesso. Nel caso in esame sono stati tracciati i bacini idrografici utilizzando come cartografia di base la Carta Tecnica Regionale in scala 1: Opera corso d'acqua Progressiva BACINO [km] [kmq] Tipologia Fiumi P=Principale S=Secondario M=Minore TM-04 affluente Mignone n M TM M VI-01 MIGNONE P TM-06 affluente fosso Taccone M TM-07 Fosso Taccone S TM-08 affluente Scolo dei Prati n S TM-09 Scolo dei Prati S TM-10 affluente Scolo dei Prati n M ST-03 sottovia con tombino a lato M VI-02 MARTA P TM-11 affluente Marta n TM M TM-13 Fossaccio M Tabella 4.1: Superfici bacini idrografici alla sezione d interesse Relazione idrologica e idraulica Pagina 11 di 92

13 5. IDROLOGIA L analisi idrologica volta a stimare le portate di progetto per un tempo di ritorno pari a 200 anni è stata condotta impiegando la metodologia di regionalizzazione approvata con delibera del Comitato Istituzionale dell Autorità dei Bacini Regionali del Lazio n. 6 del 21/11/2003 Modello di regionalizzazione delle piogge e delle portate dei corsi d acqua d interesse dei Bacini Regionali del Lazio. I risultati ricavati dall applicazione della metodologia dell Autorità dei Bacini Regionali sono poi stati confrontati, per un maggior conforto, con le stime ottenute tramite il modello probabilistico MG, particolarmente indicato per la stima delle portate con elevato tempo di ritorno. Tale modello richiede la conoscenza dei parametri μ(q) e CV(Q), che in siti non strumentati, per i bacini di maggiori dimensioni, è stata effettuata tramite relazioni che legano i valori dei parametri alle caratteristiche geomorfologiche dei bacini. Per i bacini minori e secondari il modello MG è invece stato utilizzato per la stima delle piogge intense ed il valore di portata è stato ricavato tramite un modello afflussi - deflussi basato sulla formula razionale. Nei paragrafi seguenti vengono brevemente descritti i modelli sopra indicati, rimandando la trattazione di dettaglio alle specifiche pubblicazioni scientifiche riportate in bibliografia, ed illustrati i risultati ottenuti per i corsi d acqua di interesse. 5.1 Modello di regionalizzazione delle piogge e delle portate dei corsi d acqua di interesse dei Bacini Regionali del Lazio Il modello approvato con delibera del Comitato Istituzionale n. 6 del 21/11/2003 è stato sviluppato dal Dipartimento di Scienze dell Ingegneria Civile (D.S.I.C.) dell Università di Roma Tre al termine della ricerca relativa all aggiornamento del Piano Stralcio per l Assetto Idrogeologico. Nello studio del D.S.I.C. la regionalizzazione è stata sviluppata con due metodologie: regionalizzazione dei parametri delle distribuzioni di probabilità delle serie dei massimi colmi annuali osservati alle stazioni idrometrografiche; regionalizzazione dei parametri di semplici modelli afflussi, utilizzando sia le osservazioni dei massimi colmi annuali, sia, per tener conto dell ingresso pluviometrico, la regionalizzazione delle leggi di probabilità pluviometrica svolta nell ambito del programma VAPI (Valutazione Piene) del Gruppo Nazionale per la Difesa dalla Catastrofi Idrogeologiche (G.N.D.C.I.). per il territorio di interesse. Relazione idrologica e idraulica Pagina 12 di 92

14 Quest ultima procedura, nello studio citato ritenuta preferibile, prevede l impiego di modelli afflussi deflussi che utilizzano come ingresso pluviometrico una regionalizzazione delle piogge intense, elaborate nella forma di leggi di probabilità pluviometrica (relazioni Intensità Durata Frequenza o IDF) espresse tramite la legge asintotica del massimo valore tipo 1 a due componenti o TCEV (Two Components Extreme Value). La legge TCEV La legge di distribuzione TCEV della generica variabile casuale X, il cui generico valore viene indicato con x, ha la seguente espressione: P ( x) = e λ1 e x θ1 λ e 2 x θ2 ove P(x) è la probabilità di non superamento della portata di piena x 0, λ 1, λ 2, θ 1, θ 2 rappresentano i quattro parametri caratterizzanti la distribuzione, essenzialmente positivi. Si assume che la variabile casuale costituita dal numero di piene in un anno sia distribuita secondo la legge di Poisson (con parametri λ 1 e λ 2, rispettivamente, per la componente di base e per quella straordinaria) e che la variabile casuale costituita dalla portata al colmo di piena sia distribuita secondo la legge esponenziale (con parametri θ 1 e θ 2 per i due insiemi). Il massimo annuo di ciascuna delle due componenti risulta distribuito secondo la legge di Gumbel, mentre il massimo di ambedue è dato dal prodotto delle corrispondenti probabilità di non superamento che è espresso, appunto, dalla relazione sopra indicata. La TCEV equivale quindi al prodotto di due distribuzioni del tipo EV1, a meno della discontinuità nel punto x=0. Poiché λ 1 rappresenta il valor medio del numero delle piene ordinarie in un anno e λ 2 quello delle piene straordinarie, è lecito aspettarsi che la componente di base sia più frequente, vale quindi la disuguaglianza λ 1 >>λ 2. Nel caso λ 2 =0, cioè in assenza della componente straordinaria, la TCEV si riduce alla distribuzione di Gumbel. Inoltre, poiché θ 1 e θ 2 rappresentano, rispettivamente, il valor medio della componente di base e della componente straordinaria, è naturale attendersi che sussista la disuguaglianza θ 1 <θ 2. Con alcune sostituzioni dei parametri, avendo posto θ λ = θ = 2 * θ e ( 2 * 1/ θ ) * 1 λ1 la relazione sopra indicata diventa: λ Relazione idrologica e idraulica Pagina 13 di 92

15 I momenti teorici della distribuzione TCEV godono di proprietà di particolare interesse: il coefficiente di variazione CV dipende da λ 1, λ *, e θ * ed è quindi indipendente da θ 1 ; il coefficiente di asimmetria G dipende da λ * e θ * ed è quindi indipendente da θ 1 e λ 1. I parametri della TCEV vengono stimati mediante una metodologia di indagine gerarchica articolata in tre livelli: ampia, regionale e locale. Si fa l'ipotesi che i parametri λ * e θ * possano ritenersi costanti per tutti i bacini compresi in regioni molto ampie e che, all'interno di queste, sia possibile individuare opportune sottozone per le quali è ammissibile assumere l'ulteriore ipotesi di invarianza del parametro λ 1 ; il parametro θ 1, invece, resta definito esclusivamente dalle condizioni locali di ciascun sito. Da queste assunzioni discendono, pertanto, i tre livelli di indagine. Col primo, una volta individuato un ambito territoriale supposto omogeneo rispetto al coefficiente di asimmetria G, si provvede alla stima dei parametri adimensionali λ * e θ * solitamente mediante la tecnica iterativa basata sul criterio di massima verosimiglianza. Essa fornisce anche le stime preliminari dei parametri λ 1 e θ 1 di ciascun sito. Col secondo, fissati λ * e θ *, si individuano, nell'ambito territoriale fissato, sotto-zone all interno delle quali, oltre al coefficiente di asimmetria G, sia ragionevole assumere l'ipotesi di uguaglianza del coefficiente di variazione CV e, quindi, del parametro λ 1, il quale viene ora stimato in via definitiva. La conoscenza di λ * e θ * e di λ 1 λ *,θ * individua univocamente la distribuzione di probabilità della variabile normalizzata x, ovvero la sua curva di crescita. Col terzo livello si individuano infine aree all interno delle quali si definiscono relazioni fra la media della variabile casuale x e le caratteristiche geomorfologiche e del bacino idrografico, espresse dalla quota z sul livello del mare. Regionalizzazione delle piogge intense Lo studio fa riferimento alla regionalizzazione delle piogge intense svolta nell ambito del progetto VAPI su ampia fascia dell Italia Centrale, comprendente, tra l altro, tutti i bacini dell ex Compartimento di Roma del Servizio Idrografico e Mareografico Nazionale, ossia il bacino del Tevere e i bacini minori con foce lungo il litorale del Lazio. Per meglio definire le aree omogenee è stata preventivamente effettuata la regionalizzazione dei massimi annuali delle altezze di pioggia giornaliere h d, in modo da utilizzare anche i pluviometri ordinari, utilizzando tutte le serie con almeno 30 dati. Le stazioni Relazione idrologica e idraulica Pagina 14 di 92

16 complessivamente utilizzate sono 628 (626 con numerosità di almeno 30 anni e 2 con numerosità di almeno 20 anni). Per la regionalizzazione si è utilizzato un criterio geografico, ed è sempre stato possibile conservare la continuità territoriale delle aree omogenee. Al primo livello di regionalizzazione si è dovuta respingere l'ipotesi di un'unica regione omogenea rispetto al coefficiente d'asimmetria, che non è risultata accettabile. Il territorio è stato quindi suddiviso in tre regioni omogenee, che si potrebbero definire: regione tirrenica (regione A, con 154 stazioni), regione appenninica (regione B, con 353 stazioni) e regione adriatica (regione C, con 120 stazioni). I valori dei parametri sono riportati nella tabella seguente. Al secondo livello di regionalizzazione sono state considerate le stesse tre regioni individuate al primo livello. L'ipotesi che ciascuna fosse omogenea anche rispetto al coefficiente di variazione è risultata accettabile. I valori regionali dei parametri sono riportati nella tabella successiva. Al terzo livello di regionalizzazione si è ipotizzato che nell ambito di una sottozona omogenea la media dell'altezza giornaliera μ(h d ) dipenda linearmente dalla sola quota z della stazione e sono state quindi individuate 78 sottozone pluviometriche: μ(h d ) = cz + d I bacini di interesse del presente studio ricadono nelle sottozone pluviometriche A4, A9, A10, B39, B40, B41 e B42. Stimati i parametri della distribuzione TCEV al primo e secondo livello di regionalizzazione ed individuate le sottozone pluviometriche sulla base dei dati giornalieri di pioggia, la ricerca si è concentrata sull'elaborazione delle precipitazioni intense di breve durata, per la quale si è adottata una legge intensità-durata-frequenza a tre parametri: in cui: T è il tempo di ritorno, Relazione idrologica e idraulica Pagina 15 di 92

17 b è un parametro di deformazione della scala temporale, indipendente sia dalla durata t, sia dal tempo di ritorno T, m è un parametro adimensionale compreso tra 0 e 1, indipendente sia dalla durata, sia dal tempo di ritorno, a(t) è un parametro dipendente dal tempo di ritorno, ma indipendente dalla durata. La relazione IDF può essere messa nella forma: dove i 0 (T) è l intensità istantanea con tempo di ritorno T. La media di i t risulta allora: dove μ i0 è la media dell intensità istantanea. Con le ipotesi seguenti: costanza del coefficiente δ di proporzionalità tra l'intensità media di pioggia di 24 ore e l'intensità media giornaliera; costanza del rapporto tra l'intensità media della pioggia di 5 minuti e quella della pioggia oraria, assunto pari al valore ottenuto nello studio delle piogge intense della stazione pluviometrica di Roma (Macao); indipendenza di b ed m dal tempo di ritorno T e costanti in una sottozona omogenea, come definita al terzo livello di regionalizzazione dei massimi giornalieri di pioggia; si ottiene la distribuzione di probabilità dell'intensità i t relativa alla durata t generica: dove z è la quota del punto, μi0(z) è dato dalla relazione di seguito indicata: ; gli altri parametri che compaiono nella formula sono riportati nelle tabelle dello studio di regionalizzazione sopra citato relativo alla procedura TCEV. Relazione idrologica e idraulica Pagina 16 di 92

18 Come indicato nello studio della regionalizzazione delle piogge e delle portate dei Bacini Regionali del Lazio, per i parametri delle leggi di probabilità che dipendono dalla quota del suolo sono state utilizzate le quote medie dei bacini. Regionalizzazione dei parametri dei modelli afflussi deflussi Con la metodologia sopra descritta è possibile ricavare l intensità di pioggia relativa alla generica durata t per un assegnato tempo di ritorno; per stimare la portata viene utilizzato un modello di trasformazione afflussi deflussi di tipo concentrato basato sulla formula razionale: ( T ) A i( t, T ) r( A, t ) Q( T ) = 278 φ b C c dove: T è il tempo di ritorno espresso in anni; Q(T) è la massima portata al colmo dell anno relativa al tempo di ritorno T, in m 3 /s; t C, è il tempo di corrivazione, in ore; A b è la superficie del bacino espressa in km 2 ; i(tc,t) è l intensità di pioggia di durata t c con tempo di ritorno T, in m/h; φ(t) è il coefficiente di deflusso del bacino relativo al tempo di ritorno T, parametro che rappresenta le perdite idrologiche; r(a b,tc) è il coefficiente di ragguaglio all area delle piogge, secondo le elaborazioni dell U.S. Weather Bureau, interpolate da Eagleson con la relazione: Il tempo di corrivazione è previsto venga stimato tramite la nota formula di Giandotti per bacini di estensione superiore a 75 kmq, con la formula di Kirpich per i piccoli bacini con superfici inferiori a 1 kmq, mentre per bacini di superficie compresa tra 1 e 75 kmq tramite una relazione interpolare sviluppata specificamente per i bacini laziali. Si riportano nel seguito le relative formule: per S > 75 km 2 per S < 1 km 2 Relazione idrologica e idraulica Pagina 17 di 92

19 per 1 km 2 S 75 km 2 I coefficienti di deflusso φ(t) nello studio del D.S.I.C. sono espressi in funzione delle caratteristiche geologiche dei terreni del bacino. Dall esame delle carte geologiche nello studio di Regionalizzazione sono quindi stati individuate 13 classi di formazioni geologiche, accorpate poi in classi principali (f = 1, 2, 3, 4, 5, 6), per le quali, al variare del tempo di ritorno, è espresso il relativo coefficiente di afflusso. In questa sede sono stati considerati i valori di φ(t) regionali, dipendenti dalle caratteristiche geologiche del terreno, indicati nel modello di regionalizzazione ed in letteratura per i bacini di minore superficie, dove maggiore è l influenza di altri fattori quali la copertura e la pendenza del territorio. 5.2 Il modello probabilistico MG Il modello MG (U. Maione et al.) è stato ricavato attraverso l analisi di un campione numerosissimo di serie storiche delle portate al colmo di piena situate dapprima in Italia quindi in diverse aree geografiche del mondo. La base di dati utilizzata nella ricerca prende in considerazione circa stazioni situate in paesi appartenenti ai cinque continenti per un totale di circa anni di osservazione, con bacini di area variabile da pochi ettari a milioni di chilometri quadri. Indicando con Q max, μ e CV rispettivamente il massimo, la media e il coefficiente di variazione della generica serie storica dei massimi annuali delle portate istantanee, al modello MG si è giunti esaminando anzitutto la dispersione dei valori Q max /μ in funzione di CV (figura seguente): Dispersione dei valori Q max /μ nel piano (CV, Q/μ) Relazione idrologica e idraulica Pagina 18 di 92

20 Ipotizzando che la curva interpolare di tali punti abbia forma monomia, per essa si è ricavata, con il metodo dei minimi quadrati, l espressione: Qmax = 1+ kcv 1.33 μ con k~3.61. Successivamente, dopo aver verificato che ai valori di Qmax/μ forniti da tale curva, corrisponde un tempo di ritorno compreso tra 65 e 70 anni, si è ipotizzato che il quantile della variabile Q/μ corrispondente al generico tempo di ritorno T possa essere espresso da una funzione simile alla relazione sopra riportata nella quale il parametro k risulta funzione di T: Q 1.33 = 1+ k( T ) CV. μ La funzione di k(t) è stata quindi ricavata attraverso l analisi della frequenza della variabile normalizzata Q μ 1 Q μ Y = = CV σ CV Le elaborazioni sopra richiamate hanno fornito la seguente espressione del modello MG: Q = 1+ ( lnT ) CV μ 1.33 Frequenze empiriche di non superamento dei valori massimi della variabile Y e funzione interpolante Il grafico mostra il buon adattamento della funzione interpolante al set dei dati considerato per tempi di ritorno compresi tra 30 anni (pari circa alla dimensione media dei campioni impiegati) e 4'000 anni. Relazione idrologica e idraulica Pagina 19 di 92

21 Recenti studi di altri autori (V. Milano, U. Moisello) hanno confermato la validità del modello MG sul territorio italiano, in particolare è stata compiuta un analisi approfondita per la Regione Toscana, che ha mostrato l opportunità di applicare i metodi di regionalizzazione e che, tra questi, il modello MG ha fornito i risultati più affidabili. Stima dei parametri μ(q) e CV(Q) L applicazione del modello richiede la conoscenza dei parametri μ(q) e CV(Q), che in siti strumentati può essere condotta con il metodo dei momenti, attraverso il calcolo della media e dello scarto quadratico medio del campione di dati. In sezioni fluviali non strumentate, la stima dei parametri μ(q) e CV(Q) del modello, dipendendo essi dalla specificità delle caratteristiche geomorfoclimatiche della regione a cui appartengono, deve necessariamente essere condotta attraverso procedure di natura statistica rivolte a regioni omogenee e quindi necessariamente a scala spaziale ridotta. Per la stima di μ(q) nei bacini di interesse di maggiori dimensioni nel territorio del Lazio sono state impiegate le relazioni monomie che esprimono il legame che intercorre tra l area del bacino S e la media μ(q) indicate nel modello di regionalizzazione approvato dal Comitato Istituzionale dell Autorità dei Bacini Regionali del Lazio. E noto infatti che il contributo di piena per unità di area del bacino µ/s in regioni idrologicamente omogenee è esprimibile tramite una funzione monomia della superficie del bacino: μ = αs β Si è adottata la suddivisione in tre regioni omogenee individuata nella relazione tecnica del Modello di Regionalizzazione dell Autorità dei Bacini Regionali del Lazio; i valori dei parametri α e β della regione 1, in cui ricadono i bacini in esame Alto Tevere (esclusi gli affluenti in sinistra), Paglia, Mignone, Amaseno valgono rispettivamente 9,906 e 0,522. Il confronto con le espressioni monomie relative alle regioni 1 e 2 mostra che la funzione utilizzata è quella che a parità di superficie fornisce il valor medio più elevato dei massimi annuali delle portate al colmo. Nella figura seguente è indicata la relazione monomia individuata ed i dati utilizzati per la sua taratura. Relazione idrologica e idraulica Pagina 20 di 92

22 Per il Marta, emissario del lago di Bolsena, si è invece adottata una diversa procedura per la stima dei parametri del modello, compiendo un analisi idrologica specifica a partire dalle serie storiche dei massimi annui delle portate al colmo misurate nelle sezione di misura installate nel bacino del Marta: Traponzo e Ponte della Cartiera. Il bacino del Marta chiuso alla sezione di Traponzo ha un estensione di 851 kmq, comprese le aree drenate dal lago di Bolsena, pari a 270,64 kmq. La serie storica raccolta copre gli anni dal 1929 al 1970, con alcune lacune, per totali 35 anni di osservazioni. La sezione al Ponte della Cartiera è localizzata immediatamente a valle dell incile del lago e sottende un bacino esclusivamente lacuale; la serie storica conta 22 anni di osservazioni, dal 1948 al L analisi delle portate al colmo massime annue misurate nella stazione di Traponzo, raffrontale ai colmi di piena misurati nella stazione di Ponte della Cartiera, mostrano che, come indicato nello studio dell Autorità dei Bacini Regionali del Lazio, in cui nell estensione del bacino del Marta non vengono considerate le aree sopralacuali, i deflussi di piena a Traponzo sono prodotti in massima parte dal bacino a valle del lago. Per tale motivo nella stima di μ(q), effettuata a partire dai contributi unitari, si è trascurata la porzione di bacino a monte del lago di Bolsena. E stato calcolato il contributo specifico medio µ/s nella stazione di Traponzo considerando l area drenata a valle del lago e da qui il contributo unitario nella sezione in corrispondenza dell A12 (circa 22 km più a valle). Infatti, poiché è noto che i contributi unitari diminuiscono al crescere dell area, il contributo di piena per unità di area del bacino, µ/s, nella sezione di interesse è stato stimato, a partire dal contributo specifico a Relazione idrologica e idraulica Pagina 21 di 92

23 Traponzo, adottando l esponente della relazione monomia ricavata nello studio dell Autorità dei Bacini Regionali 1. La stima di CV(Q) è stata compiuta analizzando i valori campionari ottenuti dalle serie storiche delle portate al colmo massime annue disponibili nel territorio laziale con almeno 20 anni di osservazioni, ricavando una relazione monomia in funzione della superficie del bacino e confrontando i risultati ottenuti con un analoga formula valida sul territorio italiano, rispettivamente: CV(Q) = S e CV(Q) = 1.19 S Le due curve forniscono stime pressoché analoghe nell intervallo dei valori di interesse del presente studio. Per il Marta si è adottato per CV(Q) il valore campionario della serie storica del Marta a Traponzo, pari a 0.51, valore in linea con la stima effettuata attraverso la relazione monomia esprimente il legame del coefficiente di variazione con la superficie del bacino. L esiguità delle misure di portata nei bacini italiani di piccole dimensioni, utilizzabili per le usuali procedure di taratura, rende sconsigliabile, per i corsi d acqua secondari e minori, la stima di μ(q) e CV(Q) tramite formule di regressione che esprimono il legame dei parametri del modello con le caratteristiche geomorfoclimatiche dei bacini considerati. Nei bacini di estensione inferiore o prossima a 1 kmq, si è quindi preferito stimare μ(q) tramite una schematizzazione della trasformazione afflussi deflussi basata sulla formula razionale, adottando per le grandezze (quali il tempo di corrivazione, coefficiente di afflusso e fattore di riduzione delle piogge all area) i valori ricavati con il metodo di regionalizzazione dell Autorità dei Bacini Regionali. Per quanto attiene al coefficiente di variazione CV(Q), gli studi effettuati nella ricerca che ha condotto al modello MG hanno mostrato che mediamente il coefficiente di variazione cresce con l area sino a superfici di circa 100 kmq mentre tende a decrescere per valori superiori. Questo risultato, segnalato anche da altri Autori, trova spiegazione nel fatto che per bacini molto piccoli il meccanismo di trasformazione delle precipitazioni in portate nella rete idrografica è ben rappresentato dalla formula razionale che esprime la diretta proporzionalità tra la portata e la precipitazione che la provoca, d altra parte la distribuzione spaziale delle precipitazioni in aree molto piccole può ritenersi pressoché uniforme; ne consegue che il coefficiente di variazione delle portate poco si discosta da quello delle precipitazioni. Per tal motivo nei bacini secondari e minori, dopo raccolta ed analisi delle serie storiche delle 1 Poiché μ = α S β con β = 0,522, scrivendo tali relazioni per il Marta a Traponzo (pedice 2) e per il Marta chiuso all A12 (pedice 1), risulta: β β = α e = α ; da cui μ1 S1 μ 2 S 2 β S μ μ 1 = con μ 2 = 160,32 mc/s 1 2 S 2 Relazione idrologica e idraulica Pagina 22 di 92

24 precipitazioni di breve durata e forte intensità nei pluviografi più prossimi all area in oggetto, si è adottato per CV(Q) il valore 0, Caratteristiche geomorfologiche dei bacini di interesse Si riportano nel seguito le principali carateristiche geomorfologiche dei bacini in esame: superficie, altitudine minima, media e massima, lunghezza dell asta principale, tempo di corrivazione, fattore di riduzione delle piogge all area e coefficiente d afflusso. Codice Nome Area L z max z min z media tc r coeff. [kmq] [km] [m sm] [m sm] [m sm] [ore] affl. VI 01 Mignone TM 06 Affl. fosso Taccone TM 07 Fosso Taccone TM 08 Affl. scolo Prati TM 09 Scolo dei Prati TM 10 Affl. scolo Prati Fosso ST 03 Sottovia tombino VI 02 Marta * TM 11 Affl. Marta n. 1A TM 12 Affl. Marta n. 1B TM 13 Il Fossaccio * compreso il bacino del lago di Bolsena di superficie kmq Stima delle portate di piena Nella tabella seguente sono riportati i valori delle portate di piena per il tempo di ritorno duecentennale, stimate attraverso il modello di regionalizzazione dell Autorità dei Bacini Regionali e con il modello MG. I risultati sono generalmente in buon accordo tra loro, con valori stimati mediante il modello MG in media circa il 25% inferiori alle stime ottenute dalla metodologia di regionalizzazione basata sul progetto VAPI. La portata con tempo di ritorno 200 anni stimata per il Marta è invece apprezzabilmente diversa. Con il modello MG, vista la peculiarità del bacino, emissario del lago di Bolsena, si è infatti preferito svolgere, come sopra detto, una stima fortemente basata sulle specificità del fiume, adottando per i parametri del modello μ(q) e CV(Q) i valori ricavati attraverso l informazione idrologica disponibile alla sezione del Marta a Traponzo anch essa a valle del lago e distante dalla sezione di progetto circa 22 km per la quale si dispone di una serie storica delle portate al colmo massime annuali con 35 anni di osservazioni. Il bacino del Marta a Traponzo ha Relazione idrologica e idraulica Pagina 23 di 92

25 un estensione di 580 kmq circa, escluso il bacino afferente al lago di Bolsena, mentre il Marta chiuso sul tracciato della A12 conta, lago escluso, 792 kmq circa. Il parametro μ(q) è stato stimato attraverso il rapporto tra le aree delle due sezioni e considerando che il contributo specifico diminuisce con la superficie; per CV(Q) si è adottato il valore campionario della serie storica del Marta a Traponzo, valore in linea con la stima effettuata attraverso la relazione monomia esprimente il legame del coefficiente di variazione con la superficie del bacino. E interessante notare che anche la stima della portata al colmo del Marta a Traponzo per tempo di ritorno T 200 anni condotta attraverso il modello MG e stima locale dei parametri (media e coefficiente di variazione campionari) ed anche la stima tramite la distribuzione GEV conducono a valori sensibilmente minori (fin oltre 40%) delle corrispondenti stime riportate nello studio di Regionalizzazione del D.S.I.C.. In ogni modo la portata presa a riferimento è quella valutata con la metodologia approvata dall Autorità dei Bacini Regionali del Lazio con delibera del Comitato Istituzionale n. 6 del 21/11/2003. Le stime ottenute dal modello MG, particolarmente indicato per i tempi di ritorno elevati, sono state utilizzate per un maggior conforto e per valutare, in special modo nelle situazioni maggiormente critiche, l entità del franco idraulico con la portata duecentennale. Id Codice Nome Portata per T = 200 anni [mc/s] Delibera ABR n. 6 del 21/11/ VI 01 Mignone TM 06 Affluente fosso Taccone TM 07 Fosso Taccone TM 08 Affluente scolo dei Prati TM 09 Scolo dei Prati TM 10 Affluente scolo dei Prati Fosso ST 03 Sottovia con tombino a lato VI 02 Marta TM 11 Affluente Marta n. 1A TM 12 Affluente Marta n. 1B TM 13 Il Fossaccio Modello probabilistico MG Per i corsi d acqua con maggiori criticità sono state stimate anche le portate con tempo di ritorno T pari a 50 anni; la tabella seguente riporta i risultati ottenuti. Relazione idrologica e idraulica Pagina 24 di 92

26 Id Codice Nome Portata per T = 50 anni [mc/s] Delibera ABR n. 6 del 21/11/ TM 07 Fosso Taccone TM 08 Affluente scolo dei Prati TM 09 Scolo dei Prati TM 10 Affluente scolo dei Prati TM 13 Il Fossaccio Modello probabilistico MG 5.5 Costruzione degli idrogrammi sintetici di assegnato tempo di ritorno In molti problemi di protezione idraulica del territorio gli elementi di interesse per la definizione del rischio idrologico non sono costituiti solo dalle portate al colmo per assegnato tempo di ritorno, ma anche dal volume delle piene e dalla forma dell idrogramma. Esempi tipici sono la progettazione delle casse d espansione e le analisi volte alla individuazione delle aree soggette a rischio di esondazione. Un metodo generale per trattare tali problemi consiste nella formulazione di idrogrammi sintetici di assegnato valore del tempo di ritorno. Si definisce sintetica un onda di piena di fissato tempo di ritorno T che nelle applicazioni a specifici problemi idraulici (ad esempio nello studio delle aree di allagamento prodotte da un fiume in piena) fornisce risultati pressochè identici a quelli che nelle stesse applicazioni si avrebbero utilizzando le onde di piena reali registrate in un intervallo temporale sufficientemente esteso per effettuare un significativo esame statistico delle stesse. Per i casi in cui sia disponibile nella sezione di interesse una serie sufficientemente lunga e completa di registrazioni idrometriche, può essere impiegata una metodologia per la determinazione di idrogrammi sintetici basata sulla costruzione della curva di riduzione dei colmi di piena e sulla individuazione della posizione media del colmo in ciascuna durata a partire dall analisi delle onde di piena storiche. Molto spesso si presenta tuttavia la necessità di stimare l onda di piena di progetto in sezioni prive di dati idrometrici adeguati sia per qualità che per quantità. In tali situazioni le stime degli idrogrammi di riferimento vengono generalmente condotte utilizzando modelli di trasformazione afflussi-deflussi, a partire da ietogrammi di progetto essi pure sintetici ottenuti dalle curve di possibilità climatica. Pur avvalendosi della più ampia base statistica costituita dalle misure della rete pluviometrica, la cui densità è significativamente maggiore di quella della rete idrometrica, la procedura richiede la formulazione e la calibrazione di modelli matematici che simulino i complessi meccanismi della trasformazione degli afflussi meteorici nel deflusso attraverso la rete idrografica. In particolare occorre descrivere o tenere globalmente in conto fenomeni di non semplice Relazione idrologica e idraulica Pagina 25 di 92

27 caratterizzazione quali la distribuzione spaziale e temporale delle precipitazioni, le perdite per infiltrazione nel terreno, per intercezione e per immagazzinamento nelle depressioni superficiali e la trasformazione nel deflusso alveato. Tali schematizzazioni, per quanto articolate, possono introdurre elementi di incertezza assai rilevanti, soprattutto per bacini di medie grandi dimensioni. Nel presente lavoro, pertanto, per l individuazione delle aree di allagamento dei bacini principali, viene utilizzata la metodologia di stima indiretta degli idrogrammi sintetici proposta dal gruppo di ricerca coordinato dal prof. U. Majone, basata sulla stima regionale della curva di riduzione dei colmi di piena e della posizione del colmo in ciascuna durata. Sotto l ipotesi che il rapporto di riduzione ε D =Q D (T)/Q 0 (T) ottenuto dai quantili delle portate di colmo (Q 0 ) e delle massime portate medie in assegnata durata D (Q D ) sia indipendente dal tempo di ritorno T, la stima regionale delle curve di riduzione dei colmi di piena è stata ricondotta a quella dei quantili della portata al colmo e di ε D. Stimata Q 0 (T) con le metodologie descritte al capitolo precedente, per il rapporto di riduzione si è adottato il modello monoparametrico teoricamente basato proposto in letteratura da Bacchi e altri, che utilizza un approccio di tipo deduttivo di impostazione stocastica per identificare la forma della funzione ε D, analizzando le proprietà degli attraversamenti di un generico valore di soglia da parte dei processi stocastici stazionari a parametro temporale continuo e delle loro integrazioni su finestre temporali di differente ampiezza. Da tale impostazione gli Autori citati hanno ricavato per il rapporto di riduzione l espressione ε D 4D 4D θ 3θ Γ = + θ θ ( D) 2 e 1 e, 2D 4D in cui la funzione Γ(D) è la funzione di varianza, ovvero il rapporto tra la varianza del processo aggregato alla scala D e quella del processo istantaneo. Il parametro θ è la scala temporale di fluttuazione, cioè l integrale della funzione di autocorrelazione del processo istantaneo. Nel caso in esame la stima regionale di ε D è stata effettuata mediante l equazione sopra indicata, che sulla base delle analisi svolte, è risultata particolarmente adatta ad interpretare i rapporti di riduzione empirici di bacini caratterizzati da superfici medio grandi. La stima regionale di ε D richiede la definizione di una formula regressiva per la stima indiretta del parametro θ in funzione delle caratteristiche geomorfologiche del bacino di interesse. A tal fine si è utilizzata la relazione: θ = L 1.21 Relazione idrologica e idraulica Pagina 26 di 92

28 con θ espresso in ore e L lunghezza dell asta principale del bacino, espressa in km. Relazione idrologica e idraulica Pagina 27 di 92

29 6. IDRAULICA 6.1 Criteri di compatibilità e indirizzi per la progettazione e la verifica idraulica dei ponti I ponti che attraversano un corso d acqua interferiscono con le condizioni di deflusso se le pile sono collocate in alveo e se le spalle o i rilevati di accesso causano un restringimento dell alveo stesso. I criteri di compatibilità e gli indirizzi per la progettazione e la verifica dei ponti sono quindi finalizzati ad un migliore inserimento dell opera all interno del corso d acqua. Nel caso di opere di attraversamento esistenti le prescrizioni e gli indirizzi individuati sono rivolti a garantire: che l inserimento della struttura sia coerente con l assetto idraulico del corso d acqua e non comporti alterazioni delle condizioni di rischio idraulico; che siano valutate in modo adeguato le sollecitazioni di natura idraulica cui è sottoposta l opera, in rapporto alla sicurezza della stessa. 6.2 Rilievi topografici La simulazione del comportamento idraulico dei corsi d acqua in studio nelle vicinanze dell attraversamento autostradale implica la realizzazione di rilievi topografici per un tratto di lunghezza significativa, in funzione delle caratteristiche morfologiche del corso d acqua (dimensioni, pendenza, grado di naturalità, tortuosità, ecc ), della tipologia dell opera viaria principale (viadotto o tombino ) e della eventuale presenza di altri manufatti di attraversamento minori (tombini e sottopassi di strade secondarie o di rampe autostradali) posti a breve distanza dal manufatto dell A12, che abbiano una qualche influenza sul deflusso idrico. E state quindi condotta una campagna di rilievi topografici finalizzate all acquisizione dei dati necessari alla modellazione idraulica dei corsi d acqua di interesse. Per ciascun corso d acqua si dispone quindi di: uno stralcio planimetrico tridimensionale, georeferenziato in coordinate rettilinee, dell area di interesse, in scala 1:1.000 con inseriti i dettagli dei tratti del corso d acqua; il rilievo, corredato da documentazione fotografica, del manufatto di attraversamento eventualmente presente nell area di interesse. In particolare, oltre al rilievo della sezione dell alveo in corrispondenza del manufatto, sono stati rilevati gli elementi planimetrici ed altimetrici necessari a consentire di schematizzare della struttura (dimensione e forma delle pile e/o delle spalle, quota dei punti significativi di intradosso ed estradosso dell impalcato ). Relazione idrologica e idraulica Pagina 28 di 92

30 6.3 Metodologie di verifica idraulica Per i corsi d acqua principali, secondari e minori per i quali erano note particolari criticità idrauliche, sulla base di tali informazioni topografiche è stato costruito un modello digitale del terreno mediante l utilizzo di un GIS. Attraverso il software Hec-GEORAS dell U.S. Army sono state estratte dal modello digitale del terreno le sezioni dell alveo e delle golene necessarie per l implementazione del modello idraulico implementato con il codice di calcolo Hec-RAS descritto al paragrafo seguente. Per i corsi d acqua principali è stato implementato un modello monodimensionale o quasibidimensionale attraverso il codice di calcolo Hec-Ras per simulare il deflusso, in condizioni di moto vario, di un tratto di corso d acqua di lunghezza significativa a monte ed a valle del manufatto di attraversamento autostradale, sia in condizioni di stato di fatto che in condizioni di progetto. I tiranti idrici risultanti dalla simulazione idraulica sono stati incrociati attraverso l utilizzo del codice di calcolo Hec-Georas con il modello digitale del terreno precedentemente costruito per ogni corso d acqua determinando così le aree di allagamento nel tratto investigato. 6.4 Modellazione idraulica Generalità La valutazione del comportamento idraulico di un corso d acqua e, più in particolare, dei rischi di esondazione indotti da piene di assegnato periodo di ritorno è, sempre più frequentemente, effettuata con l ausilio di modelli matematici, che costituiscono un valido supporto per la valutazione ed il tracciamento dei profili di corrente (valori del tirante idrico h e della velocità di deflusso v in ogni sezione trasversale). Relativamente al caso in esame, mediante la modellazione matematica si potrà valutare il rigurgito provocato dai manufatti di attraversamento autostradale nei tratti a monte. Nell implementare un modello di simulazione idraulica si cerca in generale di riprodurre le reali condizioni di deflusso in alveo, introducendo eventuali semplificazioni a vantaggio di una maggiore agilità di computazione solo laddove esse consentano di ottenere comunque risultati globalmente attinenti alla realtà. In particolare, in tutti quei casi in cui il deflusso della piena di progetto avviene all interno delle aree golenali senza dar luogo a significativi fenomeni di esondazione, si potrà utilizzare un modello in moto permanente; invece, nei casi in cui il tratto di corso d acqua da modellare sia caratterizzato da sensibili fenomeni di laminazione, è necessario effettuare simulazioni in moto vario, in modo da tenere conto, nel calcolo della portata che realmente transita nella sezione di Relazione idrologica e idraulica Pagina 29 di 92

31 interesse, anche delle variazioni dei volumi idrici che si sono avute lungo il tratto. Infine, nel caso di canali artificiali caratterizzati da sezioni regolari e senza particolari singolarità, si potrà prevedere anche una simulazione in moto uniforme. I modelli idraulici sono programmi di calcolo che, tramite la risoluzione delle equazioni differenziali di De Saint-Venant, consentono di determinare i profili di corrente sia in condizioni di moto vario che di moto permanente. I modelli possono simulare il flusso monodimensionale e quasi-bidimensionale, stazionario e non, di fluidi verticalmente omogenei, in qualsiasi sistema di canali o aste fluviali; è possibile tenere conto di: portate laterali; condizioni di corrente veloce o lenta; flusso libero o rigurgitato in corrispondenza di sfioratori; differenti regole operative di funzionamento di serbatoi o invasi; resistenze localizzate e perdite di carico concentrate; presenza di casse d'espansione; condizioni di flusso bidimensionale sulle pianure alluvionali; nodi idraulici (biforcazioni e convergenti). Si riportano di seguito alcuni richiami teorici sul moto vario delle correnti a superficie libera e sui metodi di risoluzione delle equazioni che le descrivono. Il moto di una corrente idrica a superficie libera, nella quale non siano presenti significative componenti trasversali di moto, è descritto matematicamente dalle equazioni di continuità e del moto, note come equazioni di De Saint-Venant monodimensionali. Nelle ipotesi di fluido omogeneo ed incomprimibile, pendenza di fondo modesta, distribuzione della pressione idrostatica nelle sezioni trasversali, assenza di immissioni e sottrazioni di portata, tali equazioni assumono la forma seguente: Q A + = 0 x t 2 Q Q h g Q Q + ( α ) + g A + = 0 2 t x A x χ A R dove: A: area della sezione bagnata [m 2 ]; χ: coefficiente di scabrezza di Chezy [m 1/2 s -1 ]; g: accelerazione di gravità [m 2 /s]; (6.1) Relazione idrologica e idraulica Pagina 30 di 92

32 h: altezza del pelo libero rispetto ad un livello di riferimento orizzontale [m]; Q: portata [m 3 /s]; R: raggio idraulico [m]; α: coefficiente di ragguaglio della quantità di moto, solitamente pari a 1; Per il calcolo delle resistenza d attrito si possono utilizzare due diverse formulazioni, l espressione di Strickler e quella di Chezy, ed è possibile tener conto di ogni variazione della scabrezza all interno delle sezioni trasversali, nelle golene o lungo l alveo. Secondo la formula di Chezy, nell equazione del moto il termine di resistenza risulta pari a: g Q Q τ r = 2 (6.2) χ A R Secondo la formula di Strickler, lo stesso termine diventa: g Q Q τ r = (6.3) M A R dove M è il coefficiente di Strickler, pari a 1/n, con n pari al coefficiente di Manning. Le caratteristiche specifiche dei materiali d alveo e della copertura vegetale si possono valutare sulla base delle indicazioni fornite in letteratura. I modelli idraulici risolvono le equazioni generali di De Saint Venant trasformandole in un sistema di equazioni implicite alle differenze finite secondo una griglia di calcolo differente a seconda del modello utilizzato. Per la risoluzione delle equazioni alla base del modello è sempre necessario introdurre delle condizioni iniziali e delle condizioni al contorno. Le condizioni iniziali vengono generalmente specificate dall utente imponendo in particolari punti del reticolo modellato valori noti di portata o livello, o di altre grandezze significative. Le condizioni al contorno vengono, invece, imposte nelle sezioni estreme del reticolo; quelle generalmente utilizzate sono: valore costante del livello idrico o della portata; variazione nel tempo del livello idrico o della portata; relazioni fra le due variabili h (livello) e Q (portata), ad es. scala di deflusso per una sezione dell alveo. Relazione idrologica e idraulica Pagina 31 di 92

33 Il codice di calcolo Hec-Ras Il codice di calcolo HEC-RAS del U.S. Army Corps of Engineers consente di determinare il profilo idraulico, lungo un determinato tratto fluviale o canale artificiale, in condizioni di moto stazionario e gradualmente variato. Possono essere analizzate condizioni di moto subcritiche, condizioni di moto critiche e condizioni di regime misto. Il codice di calcolo permette di descrivere in maniera dettagliata la geometria delle singole sezioni idrauliche, tenendo conto di scabrezze differenti non solo in diversi tratti del corso d'acqua, ma anche all'interno della stessa sezione, ad esempio per differenziare le zone golenali e il canale principale. Esso consente di modellare l andamento meandriforme di un corso d acqua, pur rimanendo in ambito monodimensionale, indicando differenti lunghezze del tratto che separa due sezioni adiacenti per la golena in sponda sinistra, la golena in sponda destra e il canale principale. Le ipotesi caratterizzanti il codice di calcolo sono: il moto della corrente è permanente e gradualmente variato; il deflusso della corrente è monodimensionale: le componenti della velocità nelle direzioni diverse da quella principale della corrente non vengono considerate; le equazioni utilizzate assumono che il carico totale è lo stesso per tutti i punti appartenenti ad una generica sezione; la pendenza del fondo alveo è limitata (inferiore a 1:10); la cadente è assunta costante tra due sezioni adiacenti; la geometria delle sezioni idrauliche è fissa. Il programma di calcolo opera integrando le equazioni generali del moto secondo il metodo denominato nella letteratura anglosassone Standard Step Method. Il processo di calcolo si sviluppa a seconda delle caratteristiche della corrente, lenta o veloce, dalla sezione estrema di valle o dalla sezione estrema di monte, dove vengono assegnate dall utente le condizioni al contorno, e procede verso l altro estremo. In corrispondenza dei ponti o di eventuali canali a sezione chiusa, dove i meccanismi caratterizzanti il fenomeno sono più complessi, vengono utilizzati metodi di calcolo specifici. L equazione differenziale fondamentale del moto permanente, viene risolta nella seguente forma: H 2 α 2v + 2g 2 2 = H 1 2 α1v1 + 2g dove (vedi Figura 6.1): + ΔE (6.4) Relazione idrologica e idraulica Pagina 32 di 92

34 Figura 6.1: Grandezze presenti nell'equazione dell'energia. H 1, H 2 : quote assolute della superficie della corrente alle sezioni 1 e 2; v 1, v 2 : velocità medie della corrente (portata totale/area totale bagnata); α 1, α 2 : coefficienti di ragguaglio della potenza cinetica (coefficienti di Coriolis); ΔE : rappresenta la perdita di carico tra le sezioni 2 e 1. La perdita di carico tra due sezioni è data dalla somma delle perdite distribuite lungo il tratto d alveo compreso tra le due sezioni e le eventuali perdite dovute alla contrazione o alla espansione della corrente. L espressione che permette il calcolo della perdita di carico risulta: 2 2 α v v E L J C 2 2 α1 1 Δ = + (6.5) 2g 2g dove: L : lunghezza del tratto d alveo in esame; J : cadente piezometrica; C : coefficiente che tiene conto dei fenomeni di contrazione ed espansione della corrente. La distanza L tra due successive sezioni viene valutata con la seguente espressione: LgsQqs + LcQc + LgdQqd L = (6.6) Q + Q + Q qs c qd dove: L gs, L gd, L c : distanza percorsa dalla corrente rispettivamente in golena sinistra, destra e nel canale principale; Relazione idrologica e idraulica Pagina 33 di 92

35 Q gs, Q gd, Q c : portate rispettivamente defluite alla sezione terminale in golena sinistra, destra e nel canale principale. La cadente piezometrica può essere ricavata attraverso la seguente espressione: Q + Q k1 k J = (6.7) essendo: Q 1, Q 2 : portata transitata rispettivamente alla sezione 1 e alla sezione 2; k 1, k 2 : capacità di deflusso (conveyance) totale rispettivamente associata alla sezione 1 e alla sezione 2. La capacità di deflusso è calcolabile attraverso la seguente espressione: 1 AR 2 / n essendo: 3 k = (6.8) n : coefficiente di Manning; A : area bagnata; R : raggio idraulico. La capacità di deflusso complessiva di una determinata sezione è data dalla somma delle capacità di deflusso delle due golene e del canale principale. Ciascuna parte con cui si è idealmente suddivisa la sezione idraulica è infatti caratterizzata, una volta noto o ipotizzato il tirante idrico, da una determinata area bagnata e raggio idraulico; da qui la possibilità di applicare la (6.8) per calcolare la capacità di deflusso per la golena in sponda destra, sinistra e per il canale principale. Il coefficiente di ragguaglio della potenza cinetica (coefficiente di Coriolis) viene calcolato attraverso la seguente espressione: k gs k k c gd A t α = A gs Ac A (6.9) gd k t dove: A t, A gs, A gd, A c : rispettivamente area totale bagnata della sezione, area bagnata in golena destra, in golena sinistra e nel canale principale; k t, k gs, k gd, k c : rispettivamente capacità di deflusso della sezione nel suo complesso, per la golena sinistra, la golena destra e per il canale principale. Relazione idrologica e idraulica Pagina 34 di 92

36 Il coefficiente C viene introdotto per tenere conto delle perdite energetiche dovute ai fenomeni di espansione o di contrazione della corrente. Esso viene definito dall utente, sezione per sezione, in funzione delle caratteristiche del fenomeno di transizione. I valori tipici di tale coefficiente vengono indicati in tabella 1. Tabella 6.1: Valori tipici del coefficiente C. Descrizione Coefficiente di Coefficiente contrazione espansione Nessuna perdita per contrazione o espansione Transizione graduale Ponti Transizioni molto brusche di La risoluzione delle equazioni (6.4) e (6.5) attraverso un procedimento iterativo permette di determinare l'andamento del profilo idrico in moto permanente una volta assegnate le caratteristiche geometriche e fisiche dell alveo e le condizioni ai limiti del problema. Il processo di risoluzione è volto essenzialmente ad individuare quel tirante idrico (nella sezione in cui esso non risulta già noto o calcolato in precedenza) che permette di verificare il bilancio energetico, espresso dalla (6.4), a meno di una tolleranza prefissata e ritenuta soddisfacente dall utente. Per i dettagli computazionali si rinvia alla documentazione del codice di calcolo. Nei casi in cui si verifica il passaggio attraverso lo stato critico, l equazione dell energia (6.4) non può essere applicata in quanto la transizione tra moto subcritico e moto supercritico e viceversa non rispetta le ipotesi di moto gradualmente variato. Ciò può, ad esempio, verificarsi in seguito a significativi cambi di pendenza o alla presenza di forti restringimenti della sezione idraulica. In questi casi il codice di calcolo permette di risolvere il problema utilizzando o delle formule empiriche oppure l equazione del momento. In particolare l equazione del momento può essere applicata, nel codice di calcolo HEC-RAS in tre differenti situazioni: presenza di un risalto idraulico; condizioni di deflusso attraverso un ponte senza che si generi un processo di moto in pressione; immissione di una corrente in un altra corrente. Senza entrare nei particolari, per i quali si rimanda alla letteratura specializzata, è qui il caso solo di riportare l'equazione del momento applicata ad una determinata massa d'acqua compresa tra due sezioni distinte 1 e 2: Relazione idrologica e idraulica Pagina 35 di 92

37 Autostrada A12 Rosignano - Civitavecchia P1 P2 + Wx F f = Q ρ ΔVx (6.10) dove (vedi Figura 6.2): Pi : forza legata alla pressione idrostatica agente sulle sezioni 1 e 2; Wx : forza peso proiettata nella direzione del moto; Ff : forza legata agli attriti; Q : portata; ρ : densità dell'acqua; ΔVx : variazione di velocità nella direzione del moto. Figura 6.2: Elementi caratteristici dell equazione del momento. Come si è già avuto modo di sottolineare in corrispondenza dei ponti, dove i meccanismi caratterizzanti il fenomeno sono più complessi, vengono utilizzati metodi di calcolo specifici. Il codice di calcolo permette di considerare l intera gamma di condizioni che possono generarsi in un processo di deflusso attraverso un ponte. Tali condizioni vengono qui di seguito riportate: la corrente non viene in contatto con l intradosso del ponte (Low flow); la corrente viene in contatto con l'intradosso del ponte (Pressure/Weir flow). Relazione idrologica e idraulica Pagina 36 di 92

38 La prima condizione a sua volta prevede i seguenti casi: la corrente si mantiene lenta durante l attraversamento del ponte (Class A low flow); la corrente transita attraverso la profondità critica (Class B low flow); la corrente si mantiene veloce durante l attraversamento del ponte (Class C low flow). La seconda condizione prevede a sua volta i seguenti casi: il ponte risulta in pressione (Pressure flow); il ponte viene sormontato (Pressure and Weir flow). Le perdite energetiche caratteristiche del deflusso attraverso la struttura comprendono: le perdite che si sviluppano nei tratti immediatamente a monte e a valle del manufatto; tali perdite sono dovute essenzialmente ai processi di contrazione ed espansione della corrente; le perdite che si generano proprio nel processo di deflusso attraverso la struttura. In funzione delle condizione di deflusso che vengono a crearsi, si applicano metodi di calcolo differenti per valutare le perdite di carico e quindi l andamento del profilo idraulico nell intorno della struttura. Il codice di calcolo permette di risolvere i problemi relativi al deflusso delle acque attraverso i tombini. La risoluzione di tali problemi si fonda sull'approccio teorico proposto nella letteratura specializzata (vedi ad esempio Open Channel Hydraulics, V.T.Chow). Il tipo di deflusso attraverso un tombino può essere catalogato come deflusso con sezione di controllo presso l'imbocco (in seguito inlet control ) o con sezione di controllo presso l'uscita ( outlet control ). Nel caso di inlet control la capacità del tombino dipende dal carico idraulico alla sezione di approccio, dalla geometria della sezione di ingresso, dal tipo di imbocco. La scabrezza del tombino, la sua lunghezza e pendenza, le condizioni idrauliche del ricettore di valle non sono elementi determinanti in grado di influenzare la capacità di deflusso. Nel caso di outlet control gli elementi determinanti per fissare la capacità idraulica del tombino sono, oltre a quelli caratteristici del caso precedente, la lunghezza, la pendenza e la scabrezza del tombino e le caratteristiche idrauliche del ricettore di valle. Il codice di calcolo risolve generalmente il problema calcolando, per la portata fissata dall utente, il tirante idrico nella sezione di approccio al tombino utilizzando sia le equazioni adatte ai casi di inlet control sia quelle per i casi di outlet control. Si assume quindi che la soluzione è quella cui è associato il massimo tirante idrico. Relazione idrologica e idraulica Pagina 37 di 92

39 Nei casi di inlet control il tirante idrico a monte del tombino viene calcolato schematizzando il moto della corrente come quello che si genera sotto una paratoia a battente. Nei casi di outlet control il tirante idrico a monte del tombino viene calcolato a partire dal tirante idrico alla sezione di sbocco del tombino e considerando le perdite energetiche concentrate e distribuite che si determinano nel processo di deflusso. Risultati delle modellazioni condotte I risultati delle modellazioni condotte per i corsi d acqua in studio, sono riportati in forma tabellare nell Allegato A: risultati delle modellazioni condotte, in calce alla presente relazione. Tali tabelle riportano, in corrispondenza di ciascuna sezione trasversale del corso d acqua modellato, la quota assoluta del fondo alveo (Z f ), il livello idrico (h), la velocità della corrente (v), il numero di Froude caratteristico della corrente (F r ). Le modellazioni sono state effettuate per il tempo di ritorno di 200. Analisi dei risultati Di seguito si riporta un analisi sintetica dei risultati delle modellazioni condotte sui corsi d acqua principali secondari e minori critici presenti nel tratto in esame. FIUME MIGNONE Il fiume Mignone è stato modellato in condizioni di moto vario per un tratto a cavallo dell attraversamento autostradale di circa 6 km. Sono state simulate due possibili condizioni al contorno di monte corrispondenti agli idrogrammi sintetici con portata di picco pari a quella duecentennale, calcolati con il metodo proposto dal Piano di Bacino e con il metodo MG. Come condizione di valle del modello è stato assunto il livello medio marino considerando un sovralzo di tempesta pari a 0.75 m s.l.m. Sulla SS1 è presente un manufatto di attraversamento sul fiume Mignone costituito da un viadotto a 5 campate di circa 25 m ciascuna, con un intradosso posto a quota 9.90 m s.l.m. e sopraelevato di circa m rispetto al fondo dell alveo. Il piano viabile si trova a m s.l.m. ed è ampio 21.7 m. Subito a valle di questo viadotto si trova un altro ponte, quello della vecchia via Aurelia. Esso è costituito da tre campate ad arco, di cui quella centrale di luce pari a circa 30 m e le due laterali di 14 m. Il piano viabile si trova a m s.l.m. ed è ampio 12.5 m. Relazione idrologica e idraulica Pagina 38 di 92

40 Considerando la presenza di tali manufatti, sono state modellate due condizioni possibili, ante operam e post operam. La prima si riferisce alle simulazioni effettuate considerando il corso del fiume nelle condizioni attuali, la seconda invece valuta gli effetti di una riprofilatura delle sezioni nella zona a cavallo dei due manufatti per una lunghezza complessiva di 80 m. Le simulazioni sono state fatte considerando in Hec-Ras il corso d acqua costituito dal solo alveo interrompendo le sezioni di calcolo in corrispondenza degli argini. In testa agli argini sono stati simulati degli sfioratori che riversano l acqua in quattro casse di espansione fittizie che simulano la campagna circostante. Le quattro casse sono state poste sui due lati del fiume, due nella zona compresa tra il ponte della vecchia Aurelia ed il ponte ferroviario e le altre due a valle di quest ultimo. La geometria delle casse è stata definita con delle curve h-v (altezze volumi) ricavate dal DEM. In questo modo si può valutare la laminazione operata dal terreno circostante in caso di esondazione del corso d acqua (in allegato vengono riportate le immagini con le fasce di esondazione relative alla portata duecentennale nelle condizioni ante operam). Le onde di piena di progetto hanno forma triangolare con durata pari a tre volte il tempo di corrivazione e picco posto in corrispondenza del tempo di corrivazione. ANTE OPERAM Considerando come portata di riferimento la duecentennale ottenuta con il metodo proposto dal Piano di Bacino ( m 3 /s), il viadotto esistente sulla SS1 risulta in pressione (ma non tracimato) con livello a monte pari a m s.l.m.; in modo analogo, anche il ponte sito sulla vecchia via Aurelia risulta in pressione e non tracimato. Utilizzando l onda di piena ricavata con il metodo MG (portata al colmo pari a m 3 /s), il viadotto sulla SS1 presenta un funzionamento in pressione con livello a monte del manufatto pari a m s.l.m. POST OPERAM La sistemazione del Fiume Mignone prevede la risagomatura localizzata dell alveo in corrispondenza dei due ponti sull Aurelia. In questo modo si riesce ad incrementare la capacità di deflusso in corrispondenza della zona di maggior criticità. Considerando come portata di riferimento la duecentennale ottenuta con il metodo proposto dal Piano di Bacino ( m 3 /s) il manufatto esistente sulla SS1 presenta un funzionamento a Relazione idrologica e idraulica Pagina 39 di 92

41 pelo libero con livello a monte del manufatto pari a 9.64 m s.l.m. e franco idraulico pari a 0.27 m. Mentre il ponte sito sulla vecchia via Aurelia risulta in pressione, ma non tracimato. Ripetendo le simulazioni utilizzando il metodo MG, il viadotto sulla SS1 presenta un funzionamento a pelo libero con livello a monte del manufatto pari a 9.61 m s.l.m. con franco idraulico pari a 30 cm. In conclusione, le modellazioni condotte mostrano che il profilo post operam migliora le condizioni idrauliche del fiume, garantendo il passaggio di una piena con tempo di ritorno pari a duecento anni, evitando che entrambi i manufatti presenti vadano in pressione e garantendo un franco di circa 0.30 m sul viadotto autostradale. Tale franco, ancorché modesto, può essere ritenuto idoneo a garantire la sicurezza idraulica del manufatto, tenuto conto delle condizioni singolari dell interferenza (sezione di controllo imposta dal vecchio ponte immediatamente a valle) e dello sviluppo della struttura (n 5 campate per 150 m complessivi) che impedisce la formazione di ostruzioni da trasporto di detriti flottanti). Si deve inoltre porre in evidenza che l ipotesi di incrementare il franco idraulico mediante riprofilatura del Mignone nel tratto a valle è stata esclusa poiché implicherebbe un nuovo assetto del tronco fluviale con l incremento del rischio idraulico a valle. Nell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante operam (tabella 1 e 2) e post operam (tabella 3 e 4), il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. FOSSO TACCONE Il fosso Taccone è stato simulato nello stato di fatto e nella configurazione di progetto per un tratto a cavallo dell attraversamento di circa 407 m. L alveo nel tratto simulato presenta una pendenza media dell 1.4% e una sezione per lunghi tratti arginata. Si evidenzia in alveo un forte deposito di fondo, in particolare in prossimità dell attuale manufatto di attraversamento della S.S. 1 Aurelia con conseguente sovralluvionamento e riduzione della sezione utile di deflusso del fosso. Le simulazioni sono state condotte in moto vario per lo scenario ANTE OPERAM, nel quale viene simulata la laminazione dovuta all esondazione, e cautelativamente in moto uniforme per lo scenario POST OPERAM, nel quale si è trascurata la laminazione; in entrambi i casi si è Relazione idrologica e idraulica Pagina 40 di 92

42 utilizzata la portata duecentennale, ottenuta con la metodologia dell Autorità di Bacino, pari a m 3 /s. ANTE OPERAM Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento è rettangolare con dimensioni 1.90 m x 1.40 m, corrispondenti ad una luce di deflusso pari a 2.66 mq, che però si presenta ancora più ridotta a causa di un ingente presenza di deposito di fondo. In questo assetto il manufatto non è in grado di convogliare la portata duecentennale e la strada risulta tracimata con tiranti 58 cm. Inoltre, si verificano allagamenti a monte e a valle dello stesso su entrambe le sponde. POST OPERAM Il manufatto in progetto è previsto di sezione rettangolare 5.00 x 3.50 m e pendenza del fondo pari al 2%; a monte di esso verrà realizzato un salto di fondo di 15 m per raccordarsi all alveo di monte. Al fine di aumentare l officiosità idraulica del fosso è stato previsto un intervento di riprofilatura dell alveo a valle del manufatto per un tratto di 350 m, con sezioni trapezia di base 3 m, altezza 3 m e pendenza di sponda 1:1. Tali sezioni garantiranno il passaggio della portata duecentennale con un franco di sicurezza di circa 53 cm. Nella configurazione di progetto il funzionamento del manufatto è a pelo libero con un franco rispetto all intradosso di 1.62 m e rispetto al piano stradale di 2.62 m. In Tabella 5 dell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante e post operam, il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. AFFLUENTE 1 DELLO SCOLO DEI PRATI L affluente 1 dello scolo dei prati è stato simulato nello stato di fatto e nella configurazione di progetto per un tratto a cavallo dell attraversamento di circa 462 m. L alveo nel tratto simulato presenta una pendenza media dell 1.3%. Come per il Taccone si evidenzia in alveo un forte deposito di fondo, in particolare in prossimità dell attuale manufatto di attraversamento della S.S. 1 Aurelia con conseguente sovralluvionamento e riduzione della sezione utile di deflusso del fosso. Le simulazioni sono state condotte in moto vario per lo scenario ANTE OPERAM, nel quale viene simulata la laminazione dovuta all esondazione, e cautelativamente in moto uniforme per Relazione idrologica e idraulica Pagina 41 di 92

43 lo scenario POST OPERAM, nel quale si è trascurata la laminazione; in entrambi i casi si è utilizzata la portata duecentennale, ottenuta con la metodologia dell Autorità di Bacino, pari a m 3 /s. ANTE OPERAM Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento, già sottodimensionato rispetto alle portate di progetto, presenta una luce di deflusso ancora più ridotta a causa della presenza del deposito di fondo Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento ha una luce rettangolare di 2.00 m x 0.50 m quindi la luce di deflusso è pari a 1 mq. In questo assetto il manufatto non è in grado di convogliare la portata duecentennale e la strada risulta tracimata con tiranti sul piano pavimentato di 1.43 m. Si verificano allagamenti a monte e valle dello stesso in sponda destra e sinistra. POST OPERAM Il manufatto in progetto è previsto di sezione rettangolare 5.00 x 3.50 m e pendenza del fondo pari al 2%; a monte di esso verrà realizzato un salto di fondo di 10 m per raccordarsi all alveo di monte. Al fine di aumentare l officiosità idraulica del fosso è stato previsto un intervento di riprofilatura dell alveo a valle del manufatto per un tratto di 315 m, con sezioni trapezia di base 3 m, altezza 3 m e pendenza di sponda 1:1. Tali sezioni garantiranno il passaggio della portata duecentennale con un franco di sicurezza di circa 90 cm. Nella configurazione di progetto, il funzionamento del manufatto è a pelo libero con un franco rispetto all intradosso di 2.32 m e rispetto al piano strada di 3.32 m. In Tabella 6 dell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante e post operam, il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. SCOLO DEI PRATI Lo Scolo dei Prati è stato simulato nello stato di fatto e nella configurazione di progetto per un tratto a cavallo dell attraversamento di circa m. L alveo nel tratto simulato presenta una pendenza media dell 1.6%. Si evidenzia in alveo un forte deposito di fondo, in particolare in prossimità dell attuale manufatto di attraversamento Relazione idrologica e idraulica Pagina 42 di 92

44 della S.S. 1 Aurelia con conseguente sovralluvionamento e riduzione della sezione utile di deflusso del fosso. Le simulazioni sono state condotte in moto vario per lo scenario ANTE OPERAM, nel quale viene simulata la laminazione dovuta all esondazione, e cautelativamente in moto uniforme per lo scenario POST OPERAM, nel quale si è trascurata la laminazione; in entrambi i casi si è utilizzata la portata duecentennale, ottenuta con la metodologia dell Autorità di Bacino, pari a m 3 /s. ANTE OPERAM Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento, già sottodimensionato rispetto alle portate di progetto, presenta una luce di deflusso ancora più ridotta a causa della presenza del deposito di fondo. Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento ha luce rettangolare 2.00 m x 1.68 m, quindi la luce di deflusso è pari a 3.36 mq. In questo assetto il manufatto non è in grado di convogliare la portata duecentennale e la strada risulta tracimata con tiranti sul piano pavimentato di 22 cm. Si verificano allagamenti a monte e valle dello stesso in sponda destra e sinistra. POST OPERAM Il manufatto in progetto è previsto di sezione rettangolare 5.00 x 3.50 m e pendenza del fondo pari al 2%; a monte di esso verrà realizzato un salto di fondo di 16 m per raccordarsi all alveo di monte. Al fine di aumentare l officiosità idraulica del fosso è stato previsto un intervento di riprofilatura dell alveo a valle del manufatto per un tratto di 115 m, con sezioni trapezia di base 3 m, altezza 3 m e pendenza di sponda 1:1. Tali sezioni garantiranno il passaggio della portata duecentennale con un franco di sicurezza di circa 80 cm. Nella configurazione di progetto il funzionamento del manufatto è a pelo libero con un franco rispetto all intradosso di 1.73 m e rispetto al piano strada di 2.73 m. In Tabella 7 dell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante e post operam, il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. Relazione idrologica e idraulica Pagina 43 di 92

45 AFFLUENTE 2 DELLO SCOLO DEI PRATI L Affluente 2 dello Scolo dei Prati è stato simulato nello stato di fatto e nella configurazione di progetto per un tratto a cavallo dell attraversamento di circa 621 m. L alveo nel tratto simulato presenta una pendenza media dell 1.6% e una sezione per lunghi tratti arginata. Si evidenzia in alveo forte deposito di fondo, in particolare in prossimità dell attuale manufatto di attraversamento della S.S. 1 Aurelia con conseguente sovralluvionamento e riduzione della sezione utile di deflusso del fosso. Le simulazioni sono state condotte in moto vario per lo scenario ANTE OPERAM, nel quale viene simulata la laminazione dovuta all esondazione, e cautelativamente in moto uniforme per lo scenario POST OPERAM, nel quale si è trascurata la laminazione; in entrambi i casi si è utilizzata la portata duecentennale, ottenuta con la metodologia dell Autorità di Bacino, pari a m 3 /s. ANTE OPERAM Nello stato di fatto il manufatto di attraversamento, già sottodimensionato rispetto alle portate di progetto presente una sezione rettangolare 4.00 m x 0.75 m quindi la luce di deflusso è pari a 3.00 mq, ridotta però a causa della presenza del deposito di fondo. In questo assetto il manufatto non è in grado di convogliare la portata duecentennale e risulta tracimato con tiranti sul piano strada di 87 cm. Si verificano allagamenti a monte e valle dello stesso in sponda destra e sinistra. POST OPERAM Il manufatto in progetto è previsto di sezione rettangolare 5.00 x 3.50 m e pendenza del fondo pari al 2%; a monte di esso verrà realizzato un salto di fondo di 20 m per raccordarsi all alveo di monte. Al fine di aumentare l officiosità idraulica del fosso è stato previsto un intervento di riprofilatura dell alveo a valle del manufatto per un tratto di 282 m, con sezioni trapezia di base 3 m, altezza 3 m e pendenza di sponda 1:1. Tale sezione garantirà il passaggio della portata duecentennale con un franco di sicurezza tra i 43 ed i 55 cm. Nella configurazione di progetto il funzionamento del manufatto è a pelo libero con un franco rispetto all intradosso di 2.39 m e rispetto al piano strada di 3.39 m. Relazione idrologica e idraulica Pagina 44 di 92

46 In Tabella 8 dell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante e post operam, il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. Relazione idrologica e idraulica Pagina 45 di 92

47 FIUME MARTA Per un analisi di dettaglio degli effetti del manufatto di attraversamento autostradale sul profilo di corrente, si è deciso di simulare il comportamento idraulico del corso d acqua per un tratto a cavallo dell autostrada di circa 1300 metri, sulla base delle informazioni topografiche estratte dalla cartografia disponibile imponendo, come condizione al contorno di valle, nell ultima sezione di valle, l altezza di moto uniforme relativa alla pendenza dell alveo. Sono state simulate due possibili condizioni al contorno di monte corrispondenti agli idrogrammi sintetici con picco pari alla portata duecentennale calcolata con il metodo proposto nel Piano di Bacino e con il metodo MG sopra descritto. Il manufatto di attraversamento esistente della SS 1 sul fiume Marta è costituito da un viadotto a 3 campate di circa 31 metri ciascuna con un intradosso a quota m s.l.m. sopraelevato rispetto al fondo alveo di circa 11 metri. Il piano viabile è a quota m s.l.m. la lunghezza dell attraversamento è pari a 20 metri. Considerando come portata di riferimento quella risultante dall applicazione del metodo proposto nel Piano di Bacino (pari a mc/s) il manufatto esistente presenta un funzionamento a pelo libero con livello a monte del manufatto pari a m s.l.m. e franco idraulico pari a 1.97 metri. Il rigurgito prodotto dal manufatto è pari a 1.30 m causato prevalentemente dal restringimento indotto dallo stesso sul deflusso delle acque che a monte e a valle dello stesso allagano un area golenale più estesa rispetto alla larghezza del manufatto. Nella modellazione non si sono considerati, a vantaggio di sicurezza, i tombini in batteria posti entro il rilevato stradale in golena destra; tale approccio viene suggerito dall ipotesi di facile ostruzione di tali tombini e dall elevata sommergenza cui sono soggetti da valle. Considerando la portata stimata con il modello MG (pari a mc/s), il manufatto esistente presenta un funzionamento a pelo libero con livello a monte del manufatto pari a m s.l.m e franco idraulico superiore a 3 metri Il rigurgito prodotto dal manufatto è pari a 0.31 m causato prevalentemente dal restringimento indotto dallo stesso sul deflusso delle acque che a monte e a valle dello stesso allagano un area golenale più estesa rispetto alla larghezza del manufatto. Nella configurazione di progetto l autostrada corre parallela all attuale tracciato della SS1. Il nuovo manufatto di attraversamento pertanto avrà la lunghezza di 34.0 m. Anche il viadotto in progetto ha dimensione delle campate, numero di pile in alveo e caratteristica delle pile analoga al manufatto esistente. Relazione idrologica e idraulica Pagina 46 di 92

48 Considerando come portata di riferimento quella risultante dall applicazione del metodo proposto nel Piano di Bacino (pari a mc/s) il manufatto in progetto presenta un funzionamento a pelo libero con livello a monte del manufatto pari a metri e franco idraulico pari a 1.68 metri. Con la portata risultante dal modello MG (pari a mc/s) il manufatto in progetto presenta un funzionamento a pelo libero con livello a monte del manufatto pari a metri e franco idraulico anche qui superiore a 3 metri. Le modellazioni condotte mostrano che il profilo idrico di progetto presenta variazioni di pochi centimetri rispetto alla configurazione iniziale, pertanto si può affermare che l opera viaria sostanzialmente non interferisce con il deflusso idrico in alveo. In conclusione, il manufatto di attraversamento autostradale del Fiume Marta risulta sufficiente sia nella configurazione di stato di fatto sia in quella di progetto, sia con portata risultante dall applicazione della metodologia del Piano di Bacino che con portata stimata attraverso il modello MG, con valori del franco idraulico, per T=200 anni, sempre abbondantemente superiori ad 1 metro. Nell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante operam (tabella 9 e 10) e post operam (tabella 11 e 12), il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. FOSSACCIO Il Fossaccio è stato simulato nella configurazione di progetto per un tratto di circa 320 m. L alveo nel tratto simulato presenta una pendenza media dell 3.6% e una sezione per lunghi tratti arginata. Il manufatto in progetto è previsto di sezione rettangolare 5.00 x 2.00 m. La portata duecentennale di progetto risulta pari a m 3 /s. Nella configurazione di progetto il manufatto funziona in pressione con un franco rispetto al piano strada di cm. A monte dl manufatto gli allagamenti sono in destra idraulica mentre a valle sono in sinistra. In Tabella 13 dell Allegato A vengono riportati, per le condizioni ante e post operam, il nome della sezione introdotta nel modello, la portata transitante nella sezione, la quota del fondo alveo, l altezza idrica del profilo, la velocità media relativa alla singola sezione e il numero di Froude. Relazione idrologica e idraulica Pagina 47 di 92

49 7. ALLEGATO A: RISULTATI DELLE MODELLAZIONI CONDOTTE Progressiva Portata Tirante Idrico Velocità Froude [m 3 /s] [m s.l.m.] [m/s] [#] 190 Sez Sez Sez. 3m Ponte Aurelia Nuovo Sez. 3v Sez Ponte Aurelia Vecchio Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Sez Ponte Ferrovia Sez. 10_spalle Sez Sez Sez Sez Ponte strada lit Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Mare Tabella 1 Fiume Mignone: sintesi delle simulazioni effettuate ante operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 48 di 92

50 Progressiva Portata Tirante Idrico Velocità Froude [m 3 /s] [m s.l.m.] [m/s] [#] 190 Sez Sez Sez. 3m Ponte Aurelia Nuovo Sez. 3v Sez Ponte Aurelia Vecchio Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Sez Ponte Ferrovia Sez. 10_spalle Sez Sez Sez Sez Ponte strada lit Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Mare Tabella 2 Fiume Mignone: sintesi delle simulazioni effettuate ante operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 49 di 92

51 Progressiva Portata Tirante Idrico Velocità Froude [m 3 /s] [m s.l.m.] [m/s] [#] 190 Sez Sez Sez. 3m Ponte Aurelia Nuovo Sez. 3v Sez Ponte Aurelia Vecchio Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Sez Ponte Ferrovia Sez. 10_spalle Sez Sez Sez Sez Ponte strada lit Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Mare Tabella 3 Fiume Mignone: sintesi delle simulazioni effettuate post operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 50 di 92

52 Progressiva Portata Tirante Idrico Velocità Froude [m 3 /s] [m s.l.m.] [m/s] [#] 190 Sez Sez Sez. 3m Ponte Aurelia Nuovo Sez. 3v Sez Ponte Aurelia Vecchio Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Sez Ponte Ferrovia Sez. 10_spalle Sez Sez Sez Sez Ponte strada lit Sez Ponte acquedotto Sez Sez Sez Sez Mare Tabella 4 Fiume Mignone: sintesi delle simulazioni effettuate post operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 51 di 92

53 MIGNONE_METODO PIANO BACINO_ANTE OPERAM Mignone Mignone 14 Legend EG Max WS WS Max WS 12 Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee Elevation (m) Sez Sez Sez Sez Ponte acquedo Sez Sez Sez Ponte Ferr Sez Sez Sez Sez Ponte acquedotto 155 Ponte Aurelia Ve 190 Sez Main Channel Distance (m) Figura 1 - Fiume Mignone: profilo condizione ante operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 52 di 92

54 12 10 MIGNONE_METODO PIANO BACINO_ANTE OPERAM Mignone Mignone Legend EG Max WS WS Max WS Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee 8 6 Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 2 - Fiume Mignone: profilo condizione ante operam AdB (particolare) Relazione idrologica e idraulica Pagina 53 di 92

55 MIGNONE_METODO MG_ANTE OPERAM Mignone Mignone 14 Legend EG Max WS WS Max WS 12 Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee Elevation (m) Sez Sez Sez Sez Ponte acquedo Sez Sez Sez Ponte Ferr Sez Sez Sez Sez Ponte acquedotto 155 Ponte Aurelia Ve 190 Sez Main Channel Distance (m) Figura 3 - Fiume Mignone: profilo condizione ante operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 54 di 92

56 MIGNONE_METODO MG_ANTE OPERAM Mignone Mignone Legend EG Max WS WS Max WS Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee 8 6 Elevation (m) Main Channel Dis tance (m) Figura 4 - Fiume Mignone: profilo condizione ante operam MG (particolare) Relazione idrologica e idraulica Pagina 55 di 92

57 MIGNONE_METODO PIANO BACINO_POST OPERAM Mignone Mignone 14 Legend EG Max WS WS Max WS 12 Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee Elevation (m) Sez Sez Sez Sez Ponte acquedo Sez Sez Sez Ponte Ferr Sez Sez Sez Sez Ponte acquedotto 155 Ponte Aurelia Ve 190 Sez Main Channel Dis tance (m) Figura 5 - Fiume Mignone: profilo condizione post operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 56 di 92

58 MIGNONE_METODO PIANO BACINO_POST OPERAM Mignone Mignone Legend EG Max WS WS Max WS Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee 8 Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 6 - Fiume Mignone: profilo condizione post operam AdB (particolare) Relazione idrologica e idraulica Pagina 57 di 92

59 MIGNONE_METODO MG_POST OPERAM Mignone Mignone Legend EG Max WS WS Max WS Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee 10 5 Elevation (m) 0 10 Sez Sez Sez Sez Ponte acquedo Sez Sez Sez Ponte Ferr Sez Sez Sez Sez Ponte acquedotto 155 Ponte Aurelia Ve 190 Sez Main Channel Distance (m) Figura 7 - Fiume Mignone: profilo condizione post operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 58 di 92

60 MIGNONE_METODO MG_POST OPERAM Mignone Mignone Legend EG Max WS 10 WS Max WS Crit Max WS Ground Left Levee Right Levee 5 Elevation (m) Main Channel Dis tance (m) Figura 8 - Fiume Mignone: profilo condizione post operam MG (particolare) Relazione idrologica e idraulica Pagina 59 di 92

61 Sato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Tabella 5 Fosso Taccone: sintesi delle simulazioni effettuate. Relazione idrologica e idraulica Pagina 60 di 92

62 Figura 9 Fosso Taccone: profilo in condizioni ante operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 61 di 92

63 Fosso Taccone PdB200 taccone 1 Legend EG Picco idrogramma WS Picco idrogramma Crit Picco idrogramma 40 Ground LOB ROB 35 Elevation (m) * 816.5* 817.* * 817.5* 818.* * 818.5* * * 819.5* * 820.* 820.5* * 821.* 821.5* * * * 822.2* * 822.3* 822.4* * 822.5* 822.6* * 822.7* * * 822.9* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Main Channel Distance (m) Figura 10 Fosso Taccone: profilo in condizioni post operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 62 di 92

64 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Tabella 6 Affluente scolo dei Prati I: sintesi delle simulazioni effettuate. Relazione idrologica e idraulica Pagina 63 di 92

65 Figura 11 Affluente Scolo dei Prati I: profilo in condizioni ante operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 64 di 92

66 Affluente 1 Scolo dei Prati 200PdB prati1 Reach 1 Legend EG Picco idrogramma WS Picco idrogramma Crit Picco idrogramma Ground LOB ROB 41 Elevation (m) *.91*.915*.92*.925*.93*.935*.94*.945*.95*.955*.96*.965*.97*.975*.98*.985*.99*.995* Main Channel Distance (m) Figura 12 Affluente Scolo dei Prati I: profilo in condizioni post operam Relazione idrologica e idraulica Pagina 65 di 92

67 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Tabella 7 Scolo dei Prati: sintesi delle simulazioni effettuate. Relazione idrologica e idraulica Pagina 66 di 92

68 46 44 ScoloPrati_sdf Plan: ScoloPrati200_varioPdB ScoloPrati ScoloPrati Legend EG Max WS Crit Max WS WS Max WS Ground LOB ROB 42 Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 13 Scolo dei Prati: profilo in condizioni ante operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 67 di 92

69 Affluente 1 Scolo dei Prati 200PdB ScoloPrati ScoloPrati 46 Legend EG PF 1 WS PF 1 Crit PF 1 44 Ground LOB ROB 42 Elevation (m) * 346.1* * 346.2* * 346.3* * 346.4* * 346.5* * 346.6* * 346.7* * 346.8* * 346.9* * * * * * * * * * * * * * * * Main Channel Distance (m) Figura 14 Scolo dei Prati: profilo in condizioni post operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 68 di 92

70 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Tabella 8 Affluente Scolo dei Prati II: sintesi delle simulazioni effettuate. Relazione idrologica e idraulica Pagina 69 di 92

71 Figura 15 Affluente Scolo dei Prati II: profilo in condizioni ante operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 70 di 92

72 aff2 1 Affluente Scolo Prati 2 PdB200 Legend EG PF 1 WS PF 1 46 Crit PF 1 Ground LOB ROB 44 Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 16 Affluente Scolo dei Prati II: profilo in condizioni post operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 71 di 92

73 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Ponte Tabella 9 Fiume Marta: sintesi delle simulazioni effettuate ante operam metodo AdB. Relazione idrologica e idraulica Pagina 72 di 92

74 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Ponte Tabella 10 Fiume Marta: sintesi delle simulazioni effettuate ante operam metodo MG. Relazione idrologica e idraulica Pagina 73 di 92

75 Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Ponte Tabella 11 Fiume Marta: sintesi delle simulazioni effettuate post operam metodo AdB. Relazione idrologica e idraulica Pagina 74 di 92

76 Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Ponte Tabella 12 Fiume Marta: sintesi delle simulazioni effettuate post operam metodo MG. Relazione idrologica e idraulica Pagina 75 di 92

77 Fiume Marta Plan: Marta200_PdB_sdf Marta Marta 18 Legend EG Max WS 16 WS Max WS Crit Max WS Ground 14 LOB ROB Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 17 Fiume Marta: profilo in condizioni ante operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 76 di 92

78 Fiume Marta Plan: Marta200_MG_sdf Marta Marta 18 Legend EG Max WS 16 WS Max WS Crit Max WS Ground 14 LOB ROB Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 18 Fiume Marta: profilo in condizioni ante operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 77 di 92

79 Fiume Marta Plan: Marta200_PdB_prj Marta Marta 18 Legend EG Max WS 16 WS Max WS Crit Max WS Ground 14 LOB ROB Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 19 Fiume Marta: profilo in condizioni post operam AdB Relazione idrologica e idraulica Pagina 78 di 92

80 Fiume Marta Plan: Marta200_MG_prj Marta Marta 18 Legend EG Max WS 16 WS Max WS Crit Max WS Ground 14 LOB ROB Elevation (m) Main Channel Distance (m) Figura 20 Fiume Marta: profilo in condizioni post operam MG Relazione idrologica e idraulica Pagina 79 di 92

81 Stato di fatto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Progetto Sezione Portata Fondo alveo Tirante idrico Velocità Froude [mc/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m/s] [#] Tombino Tabella 13 Fossaccio: sintesi delle simulazioni effettuate. Relazione idrologica e idraulica Pagina 80 di 92

82 Figura 21 Fossaccio: profilo in condizioni ante operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 81 di 92

83 Figura 22 Fossaccio: profilo in condizioni post operam. Relazione idrologica e idraulica Pagina 82 di 92

84 8. DTM FASCE DI ESONDAZIONE STATO DI FATTO Relazione idrologica e idraulica Pagina 83 di 92

85 Relazione idrologica e idraulica Pagina 84 di 92

86 Relazione idrologica e idraulica Pagina 85 di 92

87 Relazione idrologica e idraulica Pagina 86 di 92

88 Relazione idrologica e idraulica Pagina 87 di 92

89 Fiume Marta ante operam PdB200 Relazione idrologica e idraulica Pagina 88 di 92

90 9. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA Foto 1 Fosso Taccone: tombino del fosso Taccone. Relazione idrologica e idraulica Pagina 89 di 92

91 Foto 2 Affluente Scolo dei Prati I: tombino dell Affluente Scolo dei Prati I. Relazione idrologica e idraulica Pagina 90 di 92

92 Foto 3 Scolo dei Prati: tombino dello Scolo dei Prati. Relazione idrologica e idraulica Pagina 91 di 92

93 Foto 4 Affluente Scolo dei Prati II: tombino dell Affluente Scolo dei Prati II. Relazione idrologica e idraulica Pagina 92 di 92