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2 SOMMARIO 1 PREMESSA DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PROGETTO VERIFICHE IDRAULICHE CONCLUSIONI

3 RELAZIONE IDROLOGICA ED IDRAULICA 1 PREMESSA Per evitare fenomeni di dilavamento è necessario realizzare un sistema di regimazione delle acque, funzionale sia nelle fasi intermedie di costruzione dei gradoni, che nella fase definitiva. Attualmente non è presente un vero e proprio sistema di regimazione: le acque provenienti dalla piana soprastante la scarpata sono raccolte da un canale in terra che sfiora sul ciglio della scarpata stessa, e si raccolgono alla base in un compluvio naturale, dal quale vengono naturalmente convogliate nel Torrente Mongia. In fase progettuale si è quindi pensato di mantenere inalterato il punto di scarico e ricalcare con il canale di raccolta principale l andamento del compluvio naturale: in questo modo si riesce a garantire il sistema di regimazione delle acque non solo nella fase finale, ma anche nelle fasi intermedie e di cantiere. Ad intervento completato il canale di raccolta principale sarà posizionato nel compluvio naturale che si forma tra il pendio naturale ed il rilevato a gradoni. La profilatura del piano dei gradoni con una leggera contropendenza consente di trattenere le acque e convogliarle lateralmente nel canale di scarico principale, senza pericolo di ostruzioni; tale sistema di regimazione idraulica sarà realizzato e reso efficiente con la stessa progressione dei gradoni. 3

4 Il canale di raccolta principale è stato opportunamente dimensionato dal punto di vista idraulico, in modo che sia in grado di convogliare sia le acque provenienti dal canale esistente sulla piana soprastante, sia le acque provenienti dai singoli gradoni. Il canale a sezione trapezia, con base minore di cm 100 ed altezza cm 50, viene realizzato in terra con un rivestimento in geocomposto tipo TRENCHMET S o equivalente, costituito dall accoppiamento di una geostuoia in polipropilene sul lato superiore, da un geotessile nontessuto intermedio in polipropilene e da una pellicola poliolefinica impermeabile sul lato inferiore; la geostuoia può essere saturata con terreno vegetale ed inerbita con la tecnica dell idrosemina. Al termine del canale di raccolta, prima dello scarico nel Torrente Mongia, si prevede la realizzazione di un pozzetto di sedimentazione in calcestruzzo. Il punto di scarico nel Torrente Mongia è inalterato rispetto alla situazione attuale. Per il dimensionamento del canale occorre quindi valutare la superficie del bacino di raccolta nel suo complesso, determinare la portata di progetto mediante uno studio idrologico ed effettuare i calcoli di verifica idraulica della sezione. A tal fine si redige la presente relazione idraulica: nella prima parte vengono determinate le portate di progetto utilizzando la direttiva Piena di progetto Progetto di Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI); nella seconda parte si eseguono i calcoli di verifica della sezione del canale in moto uniforme. 4

5 2 DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PROGETTO La portata di progetto, in assenza di misure dirette, può essere determinata facendo riferimento a tre criteri: a) formule di regionalizzazione b) formula razionale c) formule inviluppo regionali per la determinazione del valore della portata catastrofica. In virtù delle caratteristiche morfometriche del bacino che confluisce nel canale di raccolta, la determinazione della portata di progetto viene effettuata utilizzando la formula razionale, valida in modo accettabile solo nel caso di bacini di ridotte dimensioni, in cui sono trascurabili i fenomeni di invaso nella rete, il deflusso ha caratteristiche "hortoniane" ossia è direttamente legato al superamento della velocità di infiltrazione da parte della intensità della pioggia, la rete di drenaggio presenta una struttura semplice con un'asta principale ben individuabile. La portata, di probabilità pari a quella della precipitazione responsabile, risulta dalla formula 1 Q C h tc, T = A 3. 6 t c [m 3 /s] avendo espresso h in mm, t c in ore ed A in km 2. La determinazione viene effettuata con formule che tengono conto della morfometria del bacino sotteso. In Piemonte è ricorrente l'impiego della relazione dovuta a Giandotti: t c = 4 A L 0. 8 Hm H0 (ore) 5

6 con A area del bacino (km2), L lunghezza dell'asta principale (in genere conviene la più lunga) del corso d'acqua (in km), H m e H 0 rispettivamente quota media del bacino e quota della sezione di chiusura (in m s.l.m.). La curva di probabilità pluviometrica è espressa da una legge di potenza del tipo h(t) = a t in cui i parametri a ed n dipendono dallo specifico tempo di ritorno considerato. La stima delle curve di probabilità pluviometrica nelle stazioni di misura è stata effettuata sulla base delle serie storiche dei massimi annuali delle altezze di precipitazione per le durate considerate, definendo i parametri a ed n per tempi di ritorno di 20, 100, 200 e 500 anni. I valori dei parametri sono stati desunti dalla direttiva Piena di progetto Progetto di Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI). Nei punti privi di misure dirette è stata condotta un interpolazione spaziale con metodi di kriging dei parametri a e n delle linee segnalatrici, discretizzate in base ad un reticolo di 2 km di lato; in tal modo si possono calcolare le linee segnalatrici in ciascun punto del bacino, a meno dell approssimazione derivante dalla risoluzione spaziale della griglia di discretizzazione (Allegato 3). Per il caso in esame si ottengono i seguenti valori: n Cella T=20 T=100 T=200 T=500 a n a n a n a n BG ,40 0,348 52,96 0,336 58,33 0,332 65,42 0,328 6

7 Il coefficiente di deflusso C dipende dalla natura della copertura vegetale, dalla litologia e dalle caratteristiche generali del bacino. Per l area in esame, caratterizzata da terreni abbastanza permeabili, sembra ragionevole utilizzare il valore C = 0, DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PROGETTO In base a quanto esposto al punto precedente, si è proceduto alla determinazione della portata di piena per diversi tempi di ritorno. I parametri morfometrici del bacino sono stati ricavati mediante la misura diretta sulla Carta Tecnica Regionale (C.T.R.) in scala 1: Vengono prese in considerazione due sezioni di verifica: 1) canale di raccolta posto alla sommità della scarpata, che sottende un bacino di superficie inferiore, caratterizzato da una pendenza ridotta; 2) canale di raccolta nel tratto terminale, che sottende un bacino di superficie maggiore, caratterizzato da una pendenza elevata. Nei punti seguenti sono riportati i parametri di calcolo utilizzati ed i risultati ottenuti. 7

8 Caso 1 Superficie (A) 0,036 km 2 Lunghezza asta principale (L) 0,31 km Quota massima 409 m. s.l.m. Quota minima 395 m. s.l.m. Altezza media rispetto alla sez. di chiusura (H) 402 m. s.l.m. Coefficiente di deflusso (C) 0,6 Il tempo di corrivazione, calcolato mediante la formula di Giandotti, risulta Tc = 0,076 ore. 8

9 Si determina infine l entità della portata liquida per diversi valori del tempo di ritorno: Portata liquida Tr 100 anni Portata liquida Tr 200 anni Portata liquida Tr 500 anni Q100 = 1,75 m 3 /sec Q200 = 1,95 m 3 /sec Q500 = 2,21 m 3 /sec Caso 2 9

10 Superficie (A) 0,077 km 2 Lunghezza asta principale (L) 0,5 km Quota massima 409 m. s.l.m. Quota minima 361 m. s.l.m. Altezza media rispetto alla sez. di chiusura (H) 385 m. s.l.m. Coefficiente di deflusso (C) 0,6 Il tempo di corrivazione, calcolato mediante la formula di Giandotti, risulta Tc = 0,118 ore. Si determina infine l entità della portata liquida per diversi valori del tempo di ritorno: Portata liquida Tr 100 anni Portata liquida Tr 200 anni Portata liquida Tr 500 anni Q100 = 2,80 m 3 /sec Q200 = 3,11 m 3 /sec Q500 = 3,52 m 3 /sec 4 VERIFICHE IDRAULICHE Le verifiche delle sezioni idrauliche del canale di raccolta vengono effettuate in condizioni di moto uniforme. Per la verifica della sezione di deflusso si esegue il calcolo utilizzando, per la determinazione della velocità della corrente, la soluzione di Chèzy mediante l applicazione della formula di Kutter con coefficiente di scabrezza pari a 0,75, utilizzato generalmente per canali in terra irregolari. La pendenza assunta nei calcoli è il valore minimo nel tratto di canale considerato. Le formule utilizzate per la verifica sono: 10

11 V = c R i formula di Chezy per la determinazione della velocità 100 R χ = coefficiente di Kutter m + R Q = V A dove R è il raggio idraulico, funzione delle caratteristiche geometriche, A è la sezione di deflusso, i è la pendenza media ed m il coefficiente di scabrezza. Nelle tabelle seguenti sono riportate le scale di deflusso delle portate determinate per moto uniforme. Caso 1 Pendenza i = 1% Q200 = 1,95 m 3 /sec h Lmin A C R χ V Q [m] [m] [mq] [m] [m] [m/sec] [mc/sec] 0,10 1 0,12 1,36 0,08 27,94 0,812 0,093 0,20 1 0,26 1,72 0,15 34,14 1,327 0,345 0,30 1 0,44 2,08 0,21 37,88 1,732 0,754 0,40 1 0,64 2,44 0,26 40,58 2,078 1,330 0,50 1 0,88 2,80 0,31 42,71 2,387 2,089 0,60 1 1,14 3,16 0,36 44,47 2,671 3,045 Caso 2 Pendenza i = 5% Q200 = 3,11 m 3 /sec h Lmin A C R χ V Q [m] [m] [mq] [m] [m] [m/sec] [mc/sec] 0,1 1 0,115 1,36 0,08 27,94 1,817 0,209 0,20 1 0,26 1,72 0,15 34,14 2,968 0,772 0,30 1 0,44 2,08 0,21 37,88 3,873 1,685 0,40 1 0,64 2,44 0,26 40,58 4,647 2,974 0,50 1 0,88 2,80 0,31 42,71 5,338 4,671 0,60 1 1,14 3,16 0,36 44,47 5,973 6,809 11

12 Dalla scala di deflusso delle portate si deduce che, in entrambi i casi, le dimensioni del canale consentono il deflusso della portata di piena bicentenaria. 5 - CONCLUSIONI Le elaborazioni effettuate consentono di affermare che il canale in progetto, avente sezione trapezia con base minore di cm 100 ed altezza di cm 50, consente il corretto deflusso della portata di piena bicentenaria. Ormea, Febbraio 2016 IL TECNICO Ing. Fabio Galvagno 12

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