RELAZIONE IDROLOGICO-IDRAULICA

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1 DOMANDA DI AUTORIZZAZIONE IDRAULICA PER LAVORI E OPERE SU CORSO D ACQUA APPARTENENTE AL RETICOLO IDRICO MINORE DEL COMUNE DI CANTU (CO) RELAZIONE IDROLOGICO-IDRAULICA Maggio 204 COMMITTENTE : Studio TP4 -Cantù PROFESSIONISTA INCARICATO : Dott. Geologo Frati Stefano

2 INDICE - INTRODUZIONE OPERE IN PROGETTOO CALCOLO DELLA PORTATA DI MASSIMA PIENA Curve di probabilità pluviometrica Ragguaglio della curva all area del bacino Tempo di corrivazione Coefficiente di deflusso Portata di massima piena VERIFICHE IDRAULICHE Verifica del nuovo alveo in progetto Verifica del manufatto di attraversamento CONCLUSIONI... 3 ALLEGATI Documentazione fotografica Tavola - Ubicazione nuove opere e delimitazione bacino idrografico su CTR - scala :0.000 re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 2

3 - INTRODUZIONE Su incarico dello studio di progettazione TP4 di Cantù è stata redatta la presente relazione a supporto della domanda di autorizzazione idraulica per l esecuzione di lavori e opere su un tratto di corso d acqua appartenente al reticolo idrico minore del Comune di Cantù.. Il sito di intervento si colloca nel settore centrale del territorio comunale di Cantù, lungo il corso d acqua denominato Roggia di Galliano. L alveo di tale corso d acqua, nel tratto di interesse, risulta non demaniale e con fasce di rispetto idraulico di ampiezza pari a 5 metri. Figura Ubicazione del tratto di roggia in esame su estratto dello Studio del Reticolo Idrico Minore di Cantù Nella Tavola in allegato è indicata l ubicazione del tratto di roggia interessato su base cartografica regionale e la delimitazione del bacino idrografico sottesoo dalla sezione di chiusura in corrispondenza delle opere in progetto. Secondo quanto richiesto dalle Norme Tecniche di Attuazione dello Studio del Reticolo I- drico Minore del Comune di Cantù Titolo VI Disciplina degli attraversamenti e Titolo IX Disciplina opere di sistemazione idraulica, ai fini del rilascio dell autorizzazione da parte dell Amministrazione comunale, è necessario verificare la compatibilità idraulica delle ope- re in progetto per eventi di piena con tempo di ritorno centennale. re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 3

4 2 - OPERE IN PROGETTOO Le opere e i lavori per i quali si richiede il rilascio dell autorizzazione dell Autorità competente sono: idraulica da parte - Traslazione e risezionamento di un tratto di alveo del corso d acqua. 2 - Realizzazione di un attraversamento per l accesso alla proprietà. Le opere si inseriscono nel progetto generale dell ambito di trasformazione produttivo de- nominato AP07 nel nuovo Piano di Governo del Territorio. Il progetto in esame viene chiaramente descritto sulle tavole progettuale alle quali si rinecessari alle veri- manda, mentre nella presente relazione sono riportati solo degli estratti fiche di compatibilità idraulica. re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 4

5 3 - CALCOLO DELLA PORTATA DI MASSIMA PIENA 3. - Curve di probabilità pluviometrica La previsione quantitativa delle piogge intense in un determinato punto viene effettuata atdella relazione che traverso la determinazione della curva di probabilità pluviometrica, cioè lega l altezza di precipitazione alla sua durata, per un assegnato tempo di ritorno. Si ricor- misurata in mm, da che con il termine altezzaa di precipitazione in un punto, comunementee si intende l altezza d acqua che si formerebbe al suolo su una superficiee orizzontale e im- e in assenza di permeabile, in un certo intervallo di tempo (durata della precipitazione) perdite. La curva di probabilità pluviometrica è comunemente espressa da una legge di potenza del tipo: h (T) = a * t n ove : h (T) = altezza massima della pioggia in mm, che si riferisce ad una pioggia di durata t e tempo di ritorno T t = durata della pioggia in ore a, n = parametri della curva funzione dallo specifico tempo di ritorno consideratoo Ai fini della determinazione di tali coefficienti si ricorre all elaborazionee delle altezze di pioggia massime registrate al pluviografo di riferimento per la serie storica disponibile della durata di pioggia pari ad h, 3h, 6h, 2h, 24h. L intervallo di durata tra e 24 ore rappre- parte dei corsi senta il campo entro cui sono da ricercare le durate critiche per la maggior d'acqua per i quali la stima della portata di piena può essere effettuata tramite l utilizzo del- permette di indi- le linee segnalatrici di probabilità pluviometrica. L elaborazione di tali dati viduare la relazione tra le altezze di precipitazione e la frequenza con cui tali altezze si possono verificare. I valori della serie storica vengono in genere normalizzati secondo la distribuzione probabilistica di Gumbel. L Autorità di Bacino del fiume Po, nell ambito della redazione del PAI (Piano per l Assetto Idrogeologico del fiume Po) ha emanato con propria direttiva i criteri ed i valori da assume- di tali direttive re per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica. Negli allegati viene riportata la distribuzione spaziale delle precipitazioni intense. Al fine di fornire uno strumento per l analisi di frequenza delle piogge intense nei punti privi di misure dirette è stata infatti condotta un interpolazione spaziale con il metodo di kriging dei parametri a e n delle linee segnalatrici, discretizzate in base a un reticolo di 2 km di lato. Gli elaborati conbacino, a sentono il calcolo delle linee segnalatrici in ciascun punto del meno re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 5

6 Cella a Tr n Tr 20 anni 20 anni a Tr 00 anni n Tr 00 anni a Tr 200 anni n Tr 200 anni a Tr 500 anni dell approssimazione derivante dalla risoluzione spaziale della griglia di discretizzazione, per tempi di ritorno di 20, 00, 200 e 500 anni, identificando la localizzazione sulla coropresente studio ri- grafia e, in dettaglio, sulla cartografia in scala : Dall analisi di tali elaborati si ricava che il bacino idrografico oggetto del cade all interno della cella DB67, cui vengono attribuiti i seguenti valori: n Tr 500 anni DB67 59,36 0,283 76,02 0,280 83,3 0,279 92,50 0,278 Ai fini della presente analisi si sono considerati i parametri della curva viometrica riferiti a un tempo di ritorno pari a 00 anni. a = 76,02 - n = 0,280 di probabilità plu Ragguaglio della curva all area del bacino I dati così ottenuti sono stati ragguagliati al fine di utilizzare dei dati più attendibili riferiti al bacino considerato. Tale operazione è stata effettuata utilizzando le formule proposte da Columbo sulla base di studi effettuati nel comprensorio di Milano. L Autore propone di modificare i valori di a e n della curva caratteristica con le seguenti relazioni: a = a*(-0,06*(a/00) 0,4 ) n = n + 0,003*(A/00) 0,6 dove A è l area del bacino espressa in ettari. Sulla base del ragguaglio effettuato, la nuova curva di possibilità pluviometrica ottenuta per il bacino in esame risulta la seguente: h (T) = 7,666 * t 0, Tempo di corrivazione Il tempo di corrivazione è un parametro di fondamentale importanza nello studio idrologico di un bacino. Esso rappresenta il tempo necessario affinché una particella d acqua, caduta nel punto più lontano del bacino, possa far sentire il suo effetto nella sezione di chiusura considerata (vedi Tavola in allegato). Tale parametro è stato calcolato applicando la formula di Giandotti. re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 6

7 tc = 4 A +.5L 0.8 h mr dove: tc = tempo di corrivazione in ore, A = area del bacino in km 2, L = lunghezza dell asta principale del corso d acqua, estesa fino allo spartiacque, in km, h mr = altezza media del bacino rispetto alla sezione di chiusura, in m. I dati del bacino in esame riferiti alla sezione di chiusura sono: Corso d acqua Area bacino A Lunghezza L Quota media bacino h mr Tempo di corrivazione t c Roggia di Galliano km 2 2, km 387 m,53 h Coefficiente di deflusso Per coefficiente di deflusso (C) si intende il rapporto fra il deflusso del corso d'acqua, riferi- cadute durante to ad una determinata sezione di chiusura, e il volume delle precipitazioni lo stesso periodo all'interno del suo bacino imbrifero. La stima del coefficiente di deflusso è estremamente difficile e costituisce il maggiore ele- in forma impli- mento di incertezza nella valutazione della portata. Il parametro tiene conto cita di tutti i fattori che intervengono a determinare la relazione tra la portata al colmo e l intensità media di pioggia; si utilizzano normalmente valori di riferimento, tratti dalla lette- del baci- ratura scientifica, che spesso sono adattabili con difficoltà alle effettive condizioni no in studio. Gli studi disponibili, per altro in numero piuttosto limitato, indicano tutti che il valore di C in un dato bacino varia in misura elevata da evento ad evento, in particolare in funzione delle differenti condizioni climatiche antecedenti. E possibile comunque ipotizza- e delle re che, per gli eventi gravosi che sono di interesse nel campo della progettazione verifiche idrauliche, il parametro assuma valori sufficientemente stabili. In qualche caso si assume che il valore di C cresca in funzione del tempo di ritorno dell evento, supponendo in tal modo una risposta non lineare del bacino. Normalmente per i bacini di piccole dideflusso possono mensioni si trascura l effetto di invaso. Valori indicativi del coefficiente di essere tratti da Benini (990) o in Handbook of Applied Hydrology, Ven Te Chow, 964. Considerando i diversi fattori influenzanti il coefficiente di deflusso, in particolare uso del suolo, natura dei terreni presenti, inclinazione del bacino, è stata effettuata una media pe- re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 7

8 sata dei valori per i differenti settori del bacino considerato. Sulla base di tali analisi è stato ricavato un valore C pari a 0, Portata di massima piena Con i parametri così calcolati, utilizzando il metodo razionale, è stato possibile determinare la portata di massima piena per un tempo di ritorno di 00 anni. Secondo tale metodo la portata, espressa in m 3 /s è calcolabile come: C * hc * A Q max = 3.6 * tc ove: hc = altezza di pioggia critica in mm, di durata pari al tempo di corrivazione, C = coefficiente di deflusso Di seguito si sintetizzano i dati utilizzati ed i relativi risultati per il bacino analizzato. DATI RIASSUNTIVI - Superficie bacino,0 km 2 - Percorso più lungo 2, km - Dislivello medio 34 m - Tempo di corrivazione,53 ore - Coeff. di deflusso 0,35 - Pioggia critica Portata di massima piena 80,6 5, mm m 3 /s re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 8

9 4 - VERIFICHE IDRAULICHE Al fine di certificare la compatibilità indraulica delle opere in progetto, si è fatto riferimento alle Norme Tecniche di Attuazione dello Studio del Reticolo Idrico Minore del Comune di Cantù. In tali norme (TITOLO VI Disciplina degli attraversamenti e TITOLO IX Disciplina opere di sistemazione idraulica), vengono definite le caratteristiche progettuali e le verifiche da effettuare per le nuove opere. In particolare viene fatta una distinzione tra attraversamenti aerei e opere di sistemazione idraulica, per le quali sono necessarie le seguenti verifiche. Opere di sistemazione idraulica Il progetto deve essere accompagnato da una verifica idraulica attestante che le nuove opere siano state dimensionate considerando una sezione libera di deflusso di progetto (S prog ) non inferiore a quella determinata per una piena con tempo di ritorno centennale (S 00 ), aumentata del 20%. Tale valore può essere ricavato dalla seguente formula: Attraversamenti aerei S prog = S 00 x.20 Il progetto di ponti con luce inferiore a 6 metri deve essere accompagnato da un adeguata verifica idraulica attestante che la sezione di deflusso di progetto sia stata dimensionata per una piena con tempo di ritorno di almeno 00 anni e con un franco minimo di metro. In casi particolari (corsi d acqua di modesta entità, problemi di natura progettuale o morfo- la sezione logica, ecc.), dietro specifica richiesta di deroga opportunamente documentata, libera di deflusso di progettoo (S prog ) potrà essere considerata pari alla sezione di deflusso riferita ad una piena con tempo di ritorno centennale (S 00 ) aumentata del 25%. Tale valore può essere ricavato dalla seguente formula: S prog = S 00 x Verifica del nuovo alveo in progetto Per effettuare la verifica idraulica del nuovo alveo in progetto, riportato schematicamente in figura 2, si è determinata la portata massima defluibile nella nuova sezione. Tale valore è stato determinato sulla base della formula di Chézy. Nelle verifiche eseguite sonoo stati utilizzati i parametri di scabrezza relativi a corsi d acqua artificiali con sponde e alvei in pietrame. re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 9

10 Figura 2 - Sezione libera di deflusso proposta. I risultati ottenuti sono riportati nella seguente tabella. ALVEO IN PROGETTO Inoltre, risulta verificato il coefficiente di sicurezza imposto dalle norme tecniche del Reti- quanto segue: colo Idrico Minore del comune di Cantù. La norma comunale, infatti, riporta Il progetto dovrà essere accompagnato da adeguata relazione idrologico-idraulica atte- Metodo di valutazione del coefficiente di scabrezza Manning Gauckler-Strickler Kutter Area della sezione bagnata (mq) Perimetro bagnato (m) Raggio idraulico Tirante idrico Pendenza media dell'alveo Parametri di scabrezza Coefficiente di Chèzy 3,3 5 0,66 0,027 34,56 3,3 5 0, ,52 3,3 5 0,66,7 32,34 Bazin 3,3 5 0,66,5 30,57 Velocità della corrente (m/sec) 2,35 2,35 2,20 2,08 Portata di piena (mc/sec) 7,8 7,7 7,3 6,9 PORTATA MEDIA DEFLUIBILE = 7,4 m 3 /s I risultati ottenuti dimostranoo come il nuovo alveo in progetto risulti verificato idraulicamen- te per portate di massima piena riferite al bacino in esame, cioè: - 5, m 3 /s < 7,4 m 3 /s re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 0

11 stante che le opere sono state dimensionate considerando una sezionee libera di deflusso pari a quella determinata per una piena con tempo di ritorno di 00 anni, aumentata del 20%. Considerando la velocità di deflusso delle acque come costante, è possibile interpretare la norma sopra riportata imponendo una portata di progetto maggiore della portata massima aumentata del 20%. - 5, + 20% = 6,2 m 3 /s < 7,4 m 3 /s - OPERA VERIFICATA IDRAULICAMENTE Verifica del manufatto di attraversamento Per effettuare la verifica idraulica del manufatto di attraversamento in progetto, riportato schematicamente in figura 3, è stata determinata la portata massima defluibile nella nuova sezione libera. Anche in questo caso tale valore è stato determinato sulla base della formula di Chézy. Figura 3 - Sezione libera di deflusso in corrispondenza dell attraversamento in progetto. Nelle verifiche eseguite sonoo stati utilizzati i parametri relativi a corsi d acqua artificiali con sponde in calcestruzzo. I risultati ottenuti sono riportati nella seguente tabella. re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO)

12 ALVEO IN PROGETTO Metodo di valutazione del coefficiente di scabrezza Manning Gauckler-Strickler Kutter Area della sezione bagnata (mq) Perimetro bagnato (m) Raggio idraulico Tirante idrico Pendenza media dell'alveo Parametri di scabrezza Coefficiente di Chèzy 2 3 0,67 0,08 5, , , ,67 0,65 55,68 Bazin 2 3 0,67 0,46 55,65 Velocità della corrente (m/sec) 3,55 3,83 3,80 3,80 Portata di piena (mc/sec) 7, 7,7 7,6 7,6 PORTATA MEDIA DEFLUIBILE = 7,5 m 3 /s L art. 28 delle Norme Tecniche di Attuazione dello Studio del Reticoloo Idrico Minore di Cantù, riferendosi alle operee di attraversamento, riporta quanto segue: Il progetto degli atda adeguata rela- traversamenti con luce inferiore a 6 metri dovrà essere accompagnato zione idrologico-idraulica, attestante che la sezione di deflusso sia stata a dimensionata per una piena con tempo di ritorno di almeno 00 anni e con un franco minimo di metro. In casi particolari (corsi d acquaa di modesta entità, problemi di natura progettuale o morfolo- la sezione di gica, ecc.), dietro specifica richiesta di deroga opportunamente documentata, deflusso potrà essere considerata pari a quella per una piena con tempo di ritorno di 00 anni aumentata del 25%. Pertanto, applicando il criterio indicato nelle norme tecniche, che prevedee che la sezione di deflusso minima possa essere considerata pari a quella per una piena con tempo di ritorno di 00 anni aumentata del 25% si ha: - 5, + 25% = 6,4 m3/s < 7,5 m3/s - OPERA VERIFICATA IDRAULICAMENTE re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 2

13 5 - CONCLUSIONI Su incarico dello studio TP4 è stata redatta la presente relazione a supporto della doman- d acqua appar- da di autorizzazione idraulicaa per l esecuzione di lavori e opere su un corso tenente al reticolo idrico minore del Comune di Cantù denominato Roggia di Galliano. Tali opere si inseriscono nel progetto generale dell ambito di trasformazione produttivo de- con fasce di ri- nominato AP07 riportato nel nuovo Piano di Governo del Territorio. L alveo di tale corso d acqua, nel tratto di interesse, risulta non demaniale, spetto di ampiezza pari a 5 metri. Le verifiche e le analisi proposte a supporto della domanda di autorizzazione idraulica so- fornite diret- no state effettuate sulla base di un rilievo topografico e di sezioni progettuali tamente dal Progettista. Le verifiche idrauliche indicano la compatibilità idraulica delle sezioni di progetto con le portate di piena con tempo di ritorno centennale. Si rimane a disposizione della Committenza per eventuali chiarimenti. Villa Guardia, 9 maggio 204 Dott. Geol. Stefano Frati re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 3

14 DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA Tratto di alveo in esame Attraversamento Via Virgilio re di attraversamento e sistemazione spondale Roggia di Galliano Comune di Cantù (CO) 4

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