Relazione Idraulica. 1. Premessa. 2. Derivazione delle acque

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2 Relazione Idraulica Oggetto: Comune: Località: Richiedente: Realizzazione di centrale idroelettrica con derivazione dal corso d acqua Torrent de Licony Morgex (Ao) loc. Villottes fraz Villair ditta E-LECTRIQUE SRL, con sede in fraz Runaz, 9 Avise(Ao) C.F. e P.Iva Legale Rappresentante e Amministratore Unico: Clusaz Clément, nato ad Aosta il 25/09/1982 e residente in Avise (Ao), in fraz Runaz, 9. C.F. CLSCMN82P25A326U 1. Premessa Nella presente relazione si è voluto indicare quali siano state le scelte progettuali a livello prettamente idraulico, a partire dalla scelta delle portate da derivare e al dimensionamento delle opere idrauliche di centrale. 2. Derivazione delle acque Per la scelta delle portate da derivare è stata effettuata una campagna di misurazione in fase preventiva alla domanda di subconcessione delle acque per determinare quali siano le portate in alveo nella zona dove si prevede la realizzazione dell opera di presa della centrale. A tale scopo è stato realizzato uno stramazzo per la misura della portata in alveo. Lo stramazzo viene utilizzato come misuratore di portata per le correnti a pelo libero in quanto, in determinate condizioni di funzionamento del sistema, esiste una relazione univoca fra la portata e il livello del pelo d acqua a monte. Esso può essere utilizzato per misurare modeste portate, nel caso analizzato infatti è stato molto utile per la misurazione delle portate del periodo invernale, non è stato possibile invece calcolare con precisione le portate del periodo estivo in quanto la portata era eccessiva. Nei misuratori a stramazzo a parete sottile con contrazione laterale, la corrente è costretta a superare una traversa orizzontale delimitata lateralmente, stramazzando a valle. Per lo studio idraulico del corso d acqua in oggetto è stato costruito uno stramazzo in legno di tipo Bazin di altezza 8 cm, grazie al quale sono state eseguite delle misurazioni per calcolare la portata d acqua che attraversa la soglia, in funzione delle diverse altezze d acqua misurate. Lo stramazzo in parete sottile è studiato sperimentalmente per mezzo della formula Q = C q b h 2gh Pagina 1 di 7

3 dove: b = la larghezza della soglia C q = il coefficiente di efflusso C q (h,h) = [ /h] [1+0.55(h/(h+H))²] H stramazzo: 8 cm L battente: 50,0 cm Data 0ra h misurata Cq Portata Q [gg/mm] [hh:mm] [cm] [l/s] 5 dic 15:30 12,0 0, ,70 22 dic 16:00 11,5 0, ,70 19 gen 11,0 0, ,78 24 feb 14:00 13,0 0, ,93 23 mar 15:00 13,0 0, ,93 1 set 10:30 15,0 0, ,33 20 set 18:00 15,0 0, ,33 18 ott 12,5 0, ,77 10 gen 14:30 11,0 0, ,78 La misurazione del periodo estivo si è basata su alcune misure realizzato con lo stramazzo, nonché misure di portata effettive realizzate in fase di analisi chimico-fisiche delle acque e la portata supera i 300 l/s nel mese di luglio ma scende drasticamente nei mesi di agosto e settembre. La portata che verrà prelevata è in media pari a 29,5 l/s, con un massimo nel periodo estivo di 60 l/s, in base alla quantità di acqua disponibile, e il deflusso minimo sarà oggetto aggiornamento secondo rilevazioni annuali della qualità delle acque, ma inizialmente varierà dai 20 l/s del periodo invernale ai 160 l/s nel periodo estivo, come indicato sulla subconcessione di derivazione. 3. Analisi delle derivazioni irrigue esistenti Dopo una verifica effettuata risulta che nel tratto sotteso alle derivazione non sono presenti derivazioni irrigue. L unica derivazione esistente sul torrente Licony è quella del Canale delle Coste, oggi sottoutilizzato in quanto la maggioranza dei terreni irrigati nel 1923 (anno della richiesta del diritto irriguo) non risultano più lavorati o comunque risultano irrigati da altro sistema irriguo. In ogni caso l opera in progetto non andrà a disturbare tale derivazione in quanto si trova pochi metri più a valle dell opera di presa del canale. Nella zona a valle invece sono presenti delle derivazioni irrigue sul torrente Colombaz, in prossimità dell abitato del Villair. La restituzione della presente centrale idroelettrica avverrà a monte delle prese irrigue in modo da rispettare tutti i diritti esistenti. L opera in progetto non risulta pertanto influente con alcuna derivazione concessionata, e nemmeno con eventuali altri usi anche eccezionali dell acqua in quanto la zona di torrente interessata è una zona molto impervia, incassata nella roccia per molti metri, quindi irraggiungibile anche per eventuali utilizzi diversi. Pagina 2 di 7

4 4. Dimensionamento delle opere idrauliche Si è passato quindi al dimensionamento delle opere idrauliche Opera di presa Il dimensionamento dell opera di presa è stato dettato più che da questioni idrauliche legate alla griglia dal fatto che la tubazione in ingresso alla vasca di carico ha un diametro di 500 mm. Questo dato ha infatti determinato la profondità della vaschetta di presa. La larghezza della griglia invece è stata determinata dalla larghezza del torrente nella zona di presa. Non vi sono in questo caso quindi calcoli idraulici che determinino le dimensioni dell opera di presa Stramazzo per rilascio Deflusso Minimo Vitale Il dimensionamento dell opera di misura del DMV rilasciato è stato effettuato in funzione di vari parametri dimensionali quali: la dimensione del tubo di attraversamento sotto la strada (DN 1300) l altezza del salto disponibile all uscita del tubo di attraversamento per l abbattimento della paratoia a stramazzo per ripristinare le attuali condizioni del deflusso delle acque le portate di DMV da misurare (da 20 l/s a 160 l/s) In funzione di questi parametri è stata dimensionata la paratoia a stramazzo. Si è scelto di lavorare con uno stramazzo di tipo Bazin a soglia larga in modo da massimizzare l altezza del battente sul retro per garantire la miglior calma possibile per le condizioni di inserimento. Le caratteristiche dimensionali saranno quindi un battente variabile da 58 cm a 40 cm (in funzione del punto di misura in quanto inserito su tubo a sezione circolare) e larghezza della soglia di 90 cm. Sulla tavola grafica tav C 3.1 è possibile osservare le condizioni di inserimento. La descrizione e le formule per il calcolo della portata defluente in funzione dell altezza misurata sono le medesime descritte al paragrafo 2. Di seguito i calcoli delle altezze da misurare in funzione del DMV imposto. H stramazzo: 49 [cm] L battente: 90 [cm] Q = Cq b h 2gh Cq (h,d) = [ /h] [1+0.55(h/(h+d))²] h misurata H stramazzo L - battente Pagina 3 di 7

5 Mese Portata h Cq Calcolata stramazzo gennaio 20,0 0,4077 5,33 febbraio 20,0 0,4077 5,33 marzo 20,0 0,4077 5,33 aprile 30,0 0,4089 6,97 maggio 90,0 0, ,32 giugno 160,0 0, ,74 luglio 130,0 0, ,16 agosto 100,0 0, ,33 settembre 60,0 0, ,00 ottobre 40,0 0,4102 8,43 novembre 30,0 0,4089 6,97 dicembre 20,0 0,4077 5,33 Si è voluto inoltre calcolare un livello oltre il quale scatta il livello di allarme in modo da garantire che in eventi di portata eccessiva (eventi di locale piena del Torrent de Licony) lo stramazzo venga abbattuto ripristinando le attuali condizioni di deflusso delle acque. Portata h ALLARME Cq Calcolata stramazzo Livello Alto 467,5 0, ,74 Al fine di non chiudere troppo il tubo di attraversamento si è scelto di limitare l altezza delle parti laterali dello stramazzo, quindi misurando tale livello la portata defluente nel torrente è ancora più alta rispetto a quella calcolata nella tabella di cui sopra Vasca di carico Il dimensionamento della vasca di carico è stato effettuato inizialmente in funzione deli dati di impianto quali la lunghezza della condotta, il salto lordo e la portata derivata. Essendo la tubazione scelta di dimensioni decisamente grande, e quindi la velocità in condotta decisamente bassa, il volume necessario al carico della condotta risulta essere molto esiguo. Dimensionamento Vasca di Carico Lunghezza della condotta L 2257 [m] Salto: h lordo 608 [m] Portata: Q 60 [l/s] Velocità v 0,68 [m/s] Tempo di avviamento condotta T a 0,26 [s] Fattore si sicurezza 1,00 Volume minimo vasca V min 0,05 [m 3 ] La scelta di dimensionamento della vasca di carico è quindi stata effettuata in funzione dei seguenti parametri: Utilizzabilità e monitoraggio delle variazioni di carico nella vasca Necessità di una zona di dissabbiamento e una zona di carico Necessità di spazi interni per ispezione vasca Pagina 4 di 7

6 Necessità di altezze piezometriche sopra l ingresso della condotta per evitare che entri aria in condotta 4.4. Condotte La scelta di dimensionamento delle condotte è stata effettuata in modo da avere le minori perdite di carico possibili in modo da massimizzare la produzione e i rendimenti totali di impianto. Si riportano di seguito i calcoli di dimensionamento delle condotte, tratto per tratto. tratto 1 pead PN16 Lunghezza della condotta L 1062 [m] Salto: h lordo 157 [m] Portata: Q 60 [l/s] Pressione nominale Diametro esterno condotta D 0 PN [mm] Spessore s 36,3 [mm] Sezione 0,08418 [m 2 ] Materiale della condotta Scabrezza assoluta HDPE 0,015 [mm] Scabrezza relativa 0, [mm] Numero di Reynolds Re ,8596 Tipo di moto Moto turbolento Numero di resistenza f f 0, Perdite di carico h 1,24 [m] Velocità v 0,70 [m/s] tratto 2 pead PN25 Lunghezza della condotta L 381 [m] Salto: h lordo 94 [m] Portata: Q 60 [l/s] Pressione nominale Diametro esterno condotta D 0 PN [mm] Spessore s 54,7 [mm] Sezione 0,06632 [m 2 ] Materiale della condotta Scabrezza assoluta HDPE 0,015 [mm] Scabrezza relativa 0, [mm] Numero di Reynolds Re ,3105 Tipo di moto Moto turbolento Numero di resistenza f f 0, Perdite di carico h 0,79 [m] Velocità v 0,89 [m/s] Pagina 5 di 7

7 tratto 3 acciaio Lunghezza della condotta L 814 [m] Salto: h lordo 357 [m] Portata: Q 60 [l/s] Pressione nominale Diametro esterno condotta D [mm] Spessore s 10, [mm] Sezione 0,08738 [m 2 ] Materiale della condotta Scabrezza assoluta Acciaio 0,15 [mm] Scabrezza relativa 0, [mm] Numero di Reynolds Re ,8381 Tipo di moto Moto turbolento Numero di resistenza f f 0, Perdite di carico h 1,04 [m] Velocità v 0,68 [m/s] Calcolo spessore acciaio h 608 [m] h sovr 304 Pressione 90,30 [bar] Fattore di sicurezza K 2,3 Sovraspessore 0,1 [mm] Tolleranza di fabbricazione 5 % fy 355 [N/mm2] S amm 154,35 [N/mm2] Efficienza di saldatura 1 SPESSORE TEORICO s0 10,73 [mm] Diametro interno Di 333,55 [mm] Peso tubo 91,02 [kg/m] Si riportano quindi le perdite di carico totali relative all intero tratto di condotta. Risultati Salto lordo totale h lordo 608,00 [m] Perdite carico totali h 3,06 [m] Salto disponibile h netto 604,94 [m] Pressione minima di esercizio P min.es 18,84 [bar] Pagina 6 di 7

8 5. Stima di producibilità dell impianto In funzione delle portate rilevate, dei dati dimensionali e delle perdite di carico calcolate nelle condotte è stata quindi effettuata una stima di producibilità dell impianto. Di seguito i calcoli effettuati. Calcoli produzione Mese Giorni Portate Portata Re f h Re f h Re f h DMV utile condotta PN16 condotta PN25 condotta ACCIAIO h netta Potenza Energia Gennaio ,14 0, , ,39 0, , ,81 0, ,04 607,88 53, Febbraio ,14 0, , ,39 0, , ,81 0, ,04 607,88 53, Marzo ,63 0, , ,22 0, , ,89 0, ,09 607,72 84, Aprile ,69 0, , ,24 0, , ,88 0, ,23 607,29 143, Maggio ,80 0, , ,29 0, , ,85 0, ,70 605,89 259, Giugno ,86 0, , ,31 0, , ,84 0, ,04 604,94 316, Luglio ,86 0, , ,31 0, , ,84 0, ,04 604,94 316, Agosto ,66 0, , ,90 0, , ,04 0, ,46 606,61 206, Settembre ,43 0, , ,16 0, , ,42 0, ,28 607,14 159, Ottobre ,86 0, , ,96 0, , ,52 0, ,20 607,38 132, Novembre ,46 0, , ,49 0, , ,25 0, ,11 607,66 95, Dicembre ,14 0, , ,39 0, , ,81 0, ,04 607,88 53, MAX 60 MAX 316,90 MEDIA 29,5 MEDIA 156,16 TOTALE Pagina 7 di 7