STUDIO DI COMPATIBILITA IDROLOGICA IDRAULICA DIMENSIONAMENTI

COMUNE DI ASCOLI SATRIANO - PROVICIA DI FOGGIA Lavori di consolidamento dissesto idrogeologico in località "Fornaci Strada Ascoli S./Candela" nel comune di Ascoli S. (FG) STUDIO DI COMPATIBILITA IDROLOGICA IDRAULICA DIMENSIONAMENTI 1 INTRODUZIONE E DESCRIZIONE METODOLOGICA 1.1 - INTRODUZIONE Il progetto di cui la presente relazione fa parte riguarda i lavori di consolidamento del dissesto idrogeologico che interessa la zona "Fornaci - Strada Ascoli S./Candela, ai margini del centro abitato del comune di Ascoli Satriano (FG). La presente relazione è integrativa allo studio di compatibilità idrologico-idraulico allegato al progetto definitivo in quanto, a seguito del parere della Autorità di Bacino della Puglia, risulta necessario apportare alcune modifiche alle precedenti previsioni progettuali; in particolar modo viene richiesto che sia realizzata un'opera di intercettazione e allontanamento delle acque provenienti dalla porzione di piattaforma stradale collocata a nord del corpo di frana ai fini del convogliamento del canale previsto in progetto e che la sezione del canale trapezoidale sia idonea a garantire il transito della portata duecentennale con franco di sicurezza pari al 20% dell'altezza della sezione. Dal punto di vista idrologico ed idraulico l'opera riguarderà principalmente la raccolta delle acque meteoriche provenienti dalla viabilità locale. Le acque così raccolte saranno trasportate verso il recapito finale, individuato in un canale naturale esistente, tramite la realizzazione di due canali artificiali di collegamento tra la rete di raccolta delle acque bianche ed il recapito finale. Al fine di identificare i vari canali si indicato con "Canale A" quello naturale esistente, "Canale B" il nuovo canale da realizzare posto più a valle, già presente nello studio di cui al progetto definitivo, e "Canale C" il nuovo canale posto verso monte, di cui alla richiesta di integrazioni dell AdBP. I nuovi canali da realizzare saranno resi impermeabili tramite l impiego di elementi prefabbricati in c.a. di sezione trapezia al fine di evitare il percolamento incontrollato delle acque, mentre le condotte interrate saranno in PE-AD a doppia parete. Per il canale esistente si prevede invece la sistemazione 1

della zona di confluenza con il nuovo canale, tramite l impiego di gabbionate a protezione delle sponde e materassini tipo Reno sul fondo. Pertanto la presente relazione ha lo scopo di recepire le prescrizione riportate nel parere AdBP e di dimensionare le varie condotte e canali previsti in progetto. Inoltre vista la realizzazione di nuovi canali che andranno a recapitare le acque raccolte in un canale esistente, viene redatto apposito studio di compatibilità idrologico - idraulico al fine di valutare gli effetti sul canale esistente. Tale studio risulta necessario anche perchè parte dell intervento previsto risulta in prossimità del reticolo idrografico ed interferisce con le fasce di tutela dello stesso, così come definite agli artt. 6 e 10 delle NTA del PAI; ed è quindi necessaria la redazione di apposito studio al fine di verificare la compatibilità degli interventi previsti con gli artt. 6 e 10 della N.T.A. del Piano Stralcio di Assetto Idrogeologico. 1.2 - METODOLOGIA UTILIZZATA Per quanto riguarda la metodologia utilizzata, l analisi è stata strutturata in tre fasi. Nella prima fase è stato condotto uno studio geomorfologico, con l ausilio della cartografia IGM, rilievi aerofotogrammetrici, foto aeree, rilievi con drone e sopralluoghi sull area di intervento. Nella seconda fase sono stati svolti gli studi idrologici a livello di bacino necessari per il dimensionamento e verifica delle varie opere, ed in particolare: A - studio idrologico del bacino afferente il canale naturale esistente; B - studio idrologico del bacino afferente al canale di smaltimento da realizzare; C - studi idrologici dei bacini interessanti dalle acque bianche; Con i vari studi sono state determinate le portate attese, per un tempo di ritorno di 200 anni in merito al caso A e B, e con un tempo di ritorno di 5 anni per quanto attiene le acque bianche. Si noti che per il caso B è stato comunque considerato cautelativamente un tempo di ritorno di 200 anni anche se la condotta in esso confluente è dimensionata per un tempo di ritorno di 5 anni. Tali studi sono seguiti dalle modellazioni e valutazioni idrauliche inerenti la condotta delle acque bianche, oltre che dallo studio idraulico del canale esistente a cui è stato aggiunto il nuovo canale a cielo aperto da realizzare per il trasporto delle acque raccolte al recapito finale 2

1.3 - STUDI IDROLOGICI Si è quindi proceduto alla redazione degli studi idrologici individuando i bacini significativi, per la determinazione delle portate attese con un tempo di ritorno di 200 anni o 5 anni a seconda dei casi. Il bacini individuati hanno dimensioni modeste e comunque minore di 10 km 2. Quindi data la loro estensione, si è utilizzato il Metodo Razionale, calcolando il tempo di corrivazione con la Formula di Kirpich idonea per i bacini aventi dimensione modeste. Per la definizione della curva di probabilità pluviometrica è stata utilizzata la distribuzione di Gumbel partendo dalle serie dei dati di pioggia riportati negli annali idrologici e riferiti alla stazione pluviometrica di Ascoli Satriano, registrati nel periodo 1959-2005, per un totale di 40 osservazioni. Ovviamente per i bacini analizzati non esistono nella sezioni terminali delle stazioni di misura idrometrica, quindi viene necessariamente utilizzato un modello indiretto per la stima della valutazione della piena media annua. 1.4 MODELLAZIONI E STUDI IDRAULICI 1.4.1 - DIMENSIONAMENTO CONDOTTE E CANALE "C" A PELO LIBERO Determinate le portate di acqua da smaltire, si è proceduto a dimensionare le varie condotte interrate ed il canale a cielo aperto. Le condotte saranno realizzate con tubazione circolare in PEAD ed avente coefficiente di scabrosità m=0,20. Per il dimensionamento si è applicata la legge del moto uniforme, espressa a mezzo della formula di Chèzy: Q = ca Ri mentre il coefficiente di attrito c è determinato sulla base del coefficiente di scabrosità m di Kutter opportunamente tabellato, secondo la seguente relazione: c = 100 m + Ri Ri Al fine di evitare fenomeni di instabilità della corrente, si è assunto, per le tubazioni, un tirante idrico compreso tra i 2/3 ed i 3/4 del diametro nominale della condotta, in quanto con riempimenti molto spinti bastano piccole onde per occludere la sezione e creare sacche d aria tra il pelo libero e la volta della condotta, le quali rappresentano un grave ostacolo al regolare svolgimento del moto. Sempre in modo cautelativo, per il dimensionamento delle condotte, si sono assunte le pendenze 3

minime riscontrabili in ciascun tratto, in modo da considerare la condizione più sfavorevole per tratti caratterizzati da pendenze variabili. Stesso approccio teorico è stato utilizzato per il dimensionamento del canale C, il quale sarà a cielo aperto e costituito da una sezione trapezoidale. 1.4.2 STUDI IDRUALICI CANALI "A" E "B" Gli studi idraulici dei canali interessati dal presente lavori, sono stati condotti con il software HEC RAS River Analysis System, dell US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center. Il lavoro, sia per la situazione ante che post intervento, è stato articolato nelle seguenti fasi: - Inserimento dei dati della geometria; - Inserimento dei dati della portata; - Effettuazione dei calcoli idraulici; - Controllo dei risultati, conseguente integrazione dei dati di input ove necessario, correzione di questi ultimi, e ricalcolo del modello. La prima fase, inserimento dati geometrici, ha riguardato innanzitutto il disegno dell asta in esame, i cui vertici sono stati determinati tramite le coordinate geografiche dedotte dalla carta tecnica regionale e controllati tramite rilievo topografico. Si è quindi passati all inserimento dei dati delle sezioni trasversali, con numerazione crescente da valle verso monte. La geometria di tali sezioni è stata determinata tramite il rilievo topografico innanzi detto. Per le varie sezioni sono stati inseriti tutti i dati necessari al programma per l elaborazione del modello. Per i coefficienti di Manning s si è tenuto conto della situazione reale dei luoghi per quanto attiene il canale esistente, mentre per quello da realizzare, pur essendo questo cementato si è assunto un valore cautelativo.. Per le varie sezioni sono stati definiti gli argini (Levees), ove necessario, in modo da far assumere al programma lo scorrimento dell acqua a sinistra dell argine destro e a destra del sinistro. Fino a che una delle due sommità arginali non venga superata dalla superficie del pelo libero. Per i tratti in cui esistono morfologie del territorio aventi la funzione di argine, se necessario, sono state inserite aree a flusso nullo (Ineffective Flow Areas), in modo da poter definire aree, all interno delle sezioni trasversali, che contengono acqua non attivamente convogliata, quindi zone in cui l acqua ristagna e quindi la sua velocità, nella direzione del flusso, è vicina allo zero. 4

Terminato l inserimento dei dati geometrici si è passati alla definizione dei dati relativi al moto permanente. E stato scelto un unico profilo da calcolare, e cioè quello relativo ad un tempo di ritorno di 200 anni. Sono stati poi inseriti i dati di portata determinati dallo studio idrologico appresso riportato. Il passaggio successivo è quello che riguarda le condizioni al contorno. Queste sono necessarie per stabilire il livello del pelo libero dell acqua all estremità del sistema (a monte e/o a valle). In un regime di corrente lenta, la condizione al contorno necessaria è quella di valle (che non risente di ciò che accade a monte); in caso di corrente veloce la condizione necessaria è quella di monte (che non risente di ciò che accade a valle). Se invece viene effettuato il caso in regime di flusso misto, come nel nostro caso, allora le condizioni al contorno devono essere immesse per entrambe le estremità del sistema. Le opzioni sono quattro. La prima riguarda la quota nota del pelo libero. In questo caso bisogna scegliere come condizione la quota del pelo libero nota. La seconda è l altezza critica, opzione scelta nel presente lavoro, ed in questo caso non è necessario immettere nessuna ulteriore informazione in quanto il programma calcolerà automaticamente l altezza critica per ogni profilo e la userà come condizione al contorno. Le ultime due riguardano l altezza di moto uniforme, con l indicazione della pendenza della linea dell energia e scala di deflusso, con l inserimento di coppie di valori per la quota e la portata. Come già detto per il calcolo dei profili di moto permanente è stata utilizzata l opzione mixed. Per il calcolo delle perdite di carico (friction Slope methods) è stato scelto average convenience impostato come metodo di default per il moto permanente. Effettuato il calcolo sono stati visualizzati i risultati, sia in modo grafico, sezioni, profili e vista 3D, che sotto forma tabellare. Tra i vari controlli, il programma ne effettua uno di tipo automatico quando si lancia il calcolo, ed in più fornisce una serie di avvertenze e note. Nel nostro caso non sono stati evidenziati errori, ma solo messaggi di warnings, dei quali si sono seguite le indicazioni, essenzialmente tramite l interpolazione di nuove sezioni, per eliminare gli inconvenienti. Effettuate tali modifiche sono stati ripetuti i calcoli. 1.4.3 - VALUTAZIONE AREE INTERESSATE DALLA PORTATA AVENTE TEMPO DI RITORNO DUECENTENNALE Dalle modellazioni idrauliche effettuate, si è risaliti alla individuazione delle aree probabilmente interessate dalla portata avente tempo di ritorno due centennale, con l inserimento degli interventi in progetto, tra cui la realizzazione del nuovo canale e la sistemazione della confluenza tra canale esistente e nuovo. 5

2 STUDI IDROLOGICI E STIMA PORTATE 2.1 - STUDI IDROLOGICI Al fine di individuare le portate d'acqua raccolta dai vari bacini che potenzialmente potranno confluire nei canali o collettori acque bianche, si è quindi proceduto alla redazione degli studi idrologici individuando i bacini significativi, per la determinazione delle portate attese con il tempo di ritorno di 200 o 5 anni a seconda dei casi. I bacini individuati hanno dimensioni modeste e comunque minori di 10 km 2. Quindi date le loro estensioni si è utilizzato il Metodo Razionale, calcolando il tempo di corrivazione con la Formula di Kirpich valida per i bacini aventi dimensioni modeste. Per la definizione della curva di probabilità pluviometrica è stata utilizzata la distribuzione di Gumbel partendo dalle serie dei dati di pioggia riportati negli annali idrologici e riferiti alla stazione pluviometrica di Ascoli Satriano, registrati nel periodo 1959-2005, per un totale di 40 osservazioni di durata pari a 1, 3, 6, 12 e 24 ore. Per quanto riguarda il Metodo Razionale, esso è semplicemente una formula che sotto determinate ipotesi permette di calcolare la massima portata che una data pioggia determinerà, per un dato bacino idrologico, in una sezione idraulica di controllo. Avendo cura di scegliere l'evento di pioggia critica (più pericolosa) per un dato bacino, il metodo consente allora di stimarne la portata critica di deflusso (massima portata di deflusso dal bacino). Questo approccio al problema dà risultati tecnicamente soddisfacenti nel caso di canali di lunghezza modesta, per i quali possa ritenersi trascurabile l'effetto invaso del collettore/canale medesimo. Tale metodo esprime la convinzione che la massima portata defluente dalla sezione di sbocco del bacino sia una parte della pioggia caduta su tutta l area del bacino in un certo tempo (Rossi, Villani, 1994 ). Alla base di tale metodologia è l assunzione di una pioggia costante nel tempo ed uniforme nello spazio avente una durata pari ad un valore critico per il bacino, a cui consegue un idrogramma di piena standard di forma triangolare con base pari a due volte la durata della pioggia. Si riportano i dati storici delle precipitazioni di massima intensità di durata 1, 3, 6, 12 e 24 ore, rilevati presso la stazione di misura di Ascoli Satriano, nel periodo 1959-2005 per un totale di 40 osservazioni: 6

DATI PLUVIOGRAFICI (Precipitazioni di massima intensità registrate al pluviografo su 1, 3, 6, 12, 24 ore consecutive) Stazione di : Ascoli Satriano Quota (m s.l.m.) : Numero di osservazioni : N = 40 Anno t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) 1959 18.20 29.80 29.80 45.00 55.60 1960 16.20 22.40 30.20 31.40 32.80 1961 23.40 30.00 36.20 36.20 42.00 1962 23.00 30.20 30.20 30.20 31.20 1963 42.60 45.40 45.40 59.80 73.20 1964 39.60 40.20 41.80 41.80 45.80 1966 31.80 31.80 31.80 40.80 41.00 1967 31.00 36.60 37.80 38.00 39.40 1968 18.60 21.00 24.20 24.80 30.00 1969 17.20 21.60 28.60 40.00 41.80 1970 43.40 43.80 45.80 61.00 70.00 1971 19.60 23.60 30.00 54.40 65.60 1972 53.40 57.60 66.00 70.40 91.60 1973 30.00 60.30 70.00 13.00 73.20 1974 24.40 26.40 32.20 44.20 52.40 1977 10.60 21.20 23.80 24.40 27.40 1978 19.00 30.60 35.40 44.00 44.80 1979 30.40 31.40 31.40 33.20 62.40 1980 23.80 26.80 33.60 42.20 50.60 1981 20.80 20.80 20.80 25.00 29.00 1983 26.00 49.60 65.60 90.20 109.80 1984 24.00 27.40 28.60 49.80 54.20 1985 11.40 23.60 43.60 61.80 75.40 1986 28.20 29.20 29.20 29.60 37.60 1987 66.00 69.80 69.80 69.80 69.80 1988 34.60 41.20 47.00 53.20 54.20 1990 16.00 35.00 58.00 75.40 89.80 1991 20.00 20.20 23.00 35.60 56.60 1992 34.40 34.40 34.40 43.80 47.00 1993 25.00 31.20 51.20 54.00 66.40 1994 30.00 30.00 30.00 31.60 34.60 1996 8.60 18.60 22.60 24.40 31.80 1998 32.00 36.60 36.60 36.60 49.60 1999 14.00 19.20 24.60 44.80 59.00 2000 17.00 28.20 37.60 51.20 51.20 2001 15.00 24.40 37.40 52.20 64.20 2002 21.80 22.00 22.80 32.00 51.20 2003 23.80 24.00 33.40 48.80 62.00 2004 21.00 28.20 38.80 43.60 54.80 2005 21.40 28.60 32.60 36.20 53.00 Si riportano ora i dati statistici ottenuti della distribuzione di Gumbel, le altezze massime di pioggia regolarizzate e, le leggi di pioggia per vari tempi di ritorno: 7

ANALISI STATISTICA DEI DATI PLUVIOGRAFICI ( Metodo di Gumbel ) Tabella 1 - Valori per ciascuna durata t, della media μ(h t ), dello scarto quadratico medio σ(h t ) e dei due parametri α t e u t della legge di Gumbel (prima legge del valore estremo "EV1") N = 40 t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore μ(h t ) 25.68 31.82 37.30 44.11 54.30 σ(h t ) 11.48 11.63 13.13 15.65 18.26 α t = 1,283/σ(h t ) 0.11 0.11 0.10 0.08 0.07 u t = μ(h t ) - 0,45σ(h t ) 20.51 26.59 31.39 37.07 46.08 Tabella 2 - Altezze massime di pioggia regolarizzate (mm) Tr t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore 10 anni hmax = 40.65 46.99 54.41 64.52 78.12 30 anni hmax = 50.80 57.27 66.02 78.36 94.26 50 anni hmax = 55.44 61.97 71.31 84.67 101.63 100 anni hmax = 61.69 68.30 78.46 93.19 111.57 200 anni hmax = 67.91 74.60 85.57 101.68 121.47 Tabella 3 - Tr LEGGE DI PIOGGIA h = a x t n 2 anni h=23.309xt^0.2393 5 anni h=32.722xt^0.216 10 anni h=38.95xt^0.2064 30 anni h=48.357xt^0.1964 50 anni h=52.65xt^0.193 100 anni h=58.441xt^0.1891 200 anni h=64.21xt^0.1859 Curve di probabilità pluviometrica: 8

2.1.A - STIMA PORTATA CHE INTERESSA IL CANALE "A" Viene individuato un unico bacino afferente alla sezione terminale del tratto di canale studiato, a vantaggio di sicurezza. A - Bacino sezione terminale del canale esistente: Lunghezza dell asta: L = 0.15 km Area del bacino: A = 0.069 km 2 Coefficiente di deflusso: C* = 0.85 trattandosi in parte di aree urbanizzate Pendenza media dell asta: ia = 0.152 Coefficiente di riduzione areale: Ka= 1 Tempo di corrivazione secondo Kirpich: tc = 0.000325 (L/ ia) 0.77 = 0.000325*(0.15/ 0.152) 0.77 = 0.032 h da cui si ha l altezza massima di pioggia con tempo si ritorno di 200 anni: h=64,21*tc 0,1859 = 33.80 mm m(q200) = C* Ka*h(tc)*A/(3.6*tc) = 0.85*1*33.80*0.069/(3.6*0.032) = 17.39 m 3 /s Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 10

2.1.B - STIMA PORTATE CHE INTERESSANO I CANALI "B" E "C" Il nuovo canale risulta essere composto da due affluenti; l origine del canale B è nella parte terminale della condotta di raccolta delle acque bianche superficiali di progetto, nella zona centrale dello stesso si innesta il canale C, anch esso trapezoidale, che raccoglie le acque provenienti dal tratto di strada a monte, formando un unico canale che si immette più a valle nel reticolo idrografico esistente. Pertanto vengono analizzati tre bacini significativi, quello sotteso al punto di confluenza del canale in progetto con il reticolo idrografico esistente (Bacino B.1), e gli altri due sono invece quelli sottesi al punto terminale di ciascun ramo avente origine dalle condotte acque bianche (Bacino B.2 per il Canale C e Bacino B.3 per il primo tratto del Canale B) Pur dovendo i nuovi canali scaricare le acque bianche, si ritiene di dover trattare i bacini come dei classici bacini naturali. Infatti, date le loro posizioni, potranno raccogliere parte delle acque scolanti lungo il versante. B.1 - Bacino Canale B, sezione terminale: Lunghezza dell asta: L = 0.18 km Area del bacino: A = 0.022 km 2 Coefficiente di deflusso: C* = 0.85 trattandosi in parte di aree urbanizzate Pendenza media dell asta: ia = 0.098 Coefficiente di riduzione areale: Ka= 1 Tempo di corrivazione secondo Kirpich: tc = 0.000325 (L/ ia) 0.77 = 0.000325*(0.15/ 0.098) 0.77 = 0.043 h da cui si ha l altezza massima di pioggia con tempo si ritorno di 200 anni: h=64,21*tc 0,1859 = 35.84 mm m(q200) = C* Ka*h(tc)*A/(3.6*tc) = 0.85*1*35.84*0.022/(3.6*0.043) = 4.29 m 3 /s Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 12

B.2 - Bacino Canale C, sezione terminale: Lunghezza dell asta: L = 0.044 km Area del bacino: A = 0.0074 km 2 Coefficiente di deflusso: C* = 0.85 trattandosi in parte di aree urbanizzate Pendenza media dell asta: ia = 0.0277 Coefficiente di riduzione areale: Ka= 1 Tempo di corrivazione secondo Kirpich: tc = 0.000325 (L/ ia) 0.77 = 0.000325*(0.044/ 0.0277) 0.77 = 0.010 h da cui si ha l altezza massima di pioggia con tempo si ritorno di 200 anni: h=64,21*tc 0,1859 = 27.18 mm m(q200) = C* Ka*h(tc)*A/(3.6*tc) = 0.85*1*27.18*0.022/(3.6*0.010) = 4.86 m 3 /s (N.B.: Per questo bacino la portata è superiore a quella del bacino precedente, pur essendo più piccolo, in quanto la portata dipende oltre che dall'estensione del bacino anche dalla pendenza e lunghezza dell'asta. In questo caso è breve e con forte pendenza) Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 14

B.3 - Bacino Canale B, primo tratto sotteso alla sezione n. 14: Lunghezza dell asta: L = 0.12 km Area del bacino: A = 0.011 km 2 Coefficiente di deflusso: C* = 0.85 trattandosi in parte di aree urbanizzate Pendenza media dell asta: ia = 0.022 Coefficiente di riduzione areale: Ka= 1 Tempo di corrivazione secondo Kirpich: tc = 0.000325 (L/ ia) 0.77 = 0.000325*(0.12/ 0.0922) 0.77 = 0.056 h da cui si ha l altezza massima di pioggia con tempo si ritorno di 200 anni: h=64,21*tc 0,1859 = 37.60 mm m(q200) = C* Ka*h(tc)*A/(3.6*tc) = 0.85*1*37.60*0.011/(3.6*0.056) = 1.75 m 3 /s Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 16

2.1.C - STIMA PORTATE CONDOTTA ACQUE BIANCHE Per quanto riguarda la stima delle portate convogliate nella condotta delle acque bianche, si procede innanzi tutto alla redazione degli studi idrologici individuando le aree tributarie per i due tratti di condotta da dimensionare, per la determinazione della portata attesa con il tempo di ritorno di 5 anni. I due tratti vengono distinti in tratto C (quello più a monte) e tratto B (quello più a valle), di cui il primo confluirà nel nuovo canale C a cielo aperto, come prescritto dalla AdB, ed il secondo invece confluirà nel canale B a cielo aperto, già previsto con il precedente progetto definitivo. Le aree tributarie sono individuate secondo le planimetrie che seguono. Trattandosi del dimensionamento di una condotta di acque bianche, la scelta del periodo di ritorno è anche funzione dei costi dell opera oltre che delle caratteristiche del recapito a cui ci si allaccia, nel caso in esame il canale da realizzare, che è dimensionato per un tempo di ritorno di 200 anni, quindi sarà sicuramente idoneo a smaltire le acque provenienti dalla condotta delle acque bianche. I bacini individuati hanno tutti dimensioni molto modeste. Quindi date le estensioni si utilizzata per la determinazione delle portate il Metodo Razionale. Il tempo di corrivazione (tc) nel caso in esame è definito come la somma del tempo di ruscellamento (tr) e del tempo di percorrenza della rete (tp), ed è quindi il tempo che impiega la particella d acqua più lontana a raggiungere la sezione di chiusura della rete in progetto. Quinti tc = tr + tp. In generale a tr si assegna un valore dell ordine della decina di minuti, ma nel nostro caso sarà valutato caso per caso assumendo una velocità di ruscellamento superficiale pari a 0,15 m/s. Nel nostro caso avendo condotte di lunghezza limitata, un errore nella valutazione di tr influisce significativamente, cosa che invece va via via attenuandosi in reti di dimensioni maggiori. Mentre per la determinazione di tp si procede in modo iterativo in quanto questo dato non è disponibile e sarà noto solo a progettazione avvenuta, verificandolo e correggendolo iterativamente finchè il valore ipotizzato e quello ottenuto non risultano pressocchè uguali. Per la definizione della curva di probabilità pluviometrica è utilizzata la distribuzione di Gumbel ed i dati sono quelli precedentemente riportati, da cui discendono le seguenti leggi di pioggia, tra le quali viene utilizzata quella con tempo di ritorno di 5 anni: Tr LEGGE DI PIOGGIA h = a x t n 2 anni h=23.309xt^0.2393 5 anni h=32.722xt^0.216 10 anni h=38.95xt^0.2064 30 anni h=48.357xt^0.1964 50 anni h=52.65xt^0.193 18

Il valore della portata massima ai fini del dimensionamento delle condotte è ricavabile tramite la nota formula razionale, funzione dell altezza di massima pioggia: Q5 = (Cd * h(t,t) * S)/3,6*tc = m 3 /s Dove S è la superficie del bacino, e Cd il Coefficiente di deflusso che viene posto pari ad 0,50 supposto che la condotta delle acque bianche raccoglierà circa il 50% delle acque scolanti in quanto l'area è in parte urbanizzata ed in parte no e le acque oltre che finire nelle caditoie continueranno a correre lungo la strada o lungo il versante a valle. BACINO confluente nel Canale B Nella seguente tabella sono indicate le caratteristiche del bacino di valle e i dati di calcolo utilizzati Bacino confluente nel Canale B S = 0.0082 Km 2 Superficie del bacino v = 1.5 m/s Velocità di ruscellamento superficiale d = 74,00 m Distanza dal punto più lontano alla caditoia tr = 0.014 h Tempo di ruscellamento L = 85,00 m Lunghezza della condotta Vc = 6.13 m/s Velocità di deflusso nella condotta tp = 0.004 h Tempo di percorrenza tc = 0.018 h Tempo di corrivazione Cd = 0,50 Coefficiente di deflusso h = 13.67 mm Altezza critica di pioggia Q5 = 0.89 m 3 /s Portata massima nel tronco Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 19

BACINO CONFLUENTE NEL CANALE C Nella seguente tabella sono indicate le caratteristiche del bacino di monte e i dati di calcolo utilizzati Bacino confluente nel Canale C S = 0.0067 Km 2 Superficie del bacino v = 1.5 m/s Velocità di ruscellamento superficiale d = 71,30 m Distanza dal punto più lontano alla caditoia tr = 0.013 h Tempo di ruscellamento L = 106,00 m Lunghezza della condotta Vc = 6.13 m/s Velocità di deflusso nella condotta tp = 0.005 h Tempo di percorrenza tc = 0.018 h Tempo di corrivazione Cd = 0,50 Coefficiente di deflusso h = 13.74 mm Altezza critica di pioggia Q5 = 0.716 m 3 /s Portata massima nel tronco Si riporta di seguito l individuazione del bacino analizzato. 21

3 - DIMENSIONAMENTO CONDOTTE Si passa ora a definire il diametro delle condotte delle acque bianche che saranno in PEAD a doppia parete. 3.1 - CONDOTTE ACQUE BIANCHE La condotta è stata divisa in due tronchi, valle e monte. Per quello di valle si è assunta una condotta avente diametro pari a 600 mm, mentre per quella di monte un diametro pari a 500 mm. Si riporta di seguito lo studio idraulico eseguito per il dimensionamento della condotta delle 22

acque bianche del tratto di valle, il cui diametro risulta pari a 600 mm. 23

Si riporta di seguito lo studio idraulico eseguito per il dimensionamento della condotta delle acque bianche del tratto di monte, il cui diametro risulta pari a 500 mm.. 25

4 STUDIO IDRAULICO CANALI E stato modellato in HEC-RAS sia il canale esistente che il nuovo canale in progetto confluente nel primo. Il canale esistente denominato come Canale A è a sua volta diviso in due tratti, 1 e 2, rispettivamente la parte di monte e di valle rispetto al nuovo canale, che invece viene denominato Canale B ed unito al precedente tramite una Junction. Per quanto riguarda invece il nuovo tratto di canale, denominato "Canale C", esso è stato modellato autonomamente verificandone la sezione come deflusso a pelo libero. Seguono i tabulati ed immagini ottenuti con software HEC-RAS per i primi due canali, e verifiche idrauliche del terzo canale studiato come sezione trapezoidale a pelo libero. 27

4.1.A - Tabulati sezioni Canale A 28

4.1.B - Tabulati sezioni Canale B 32

4.2.A - Tabulato profilo Canale A 4.2.B - Tabulato profilo Canale B 35

4.3.A - Immagini sezioni Canale A 36

4.3.B - Immagini sezioni Canale B 40

4.4.1.A - Immagine profilo Canale A tratto 1 4.4.2.A - Immagine profilo Canale A tratto 2 44

4.4.3.B - Immagine profilo Canale B 4.5 Immagine modello 3D 45

4.6- Canale C 46

5 - VALUTAZIONE DELLE AREE INTERESSATE DALLA PORTATA CON TEMPO DI RITORNO DUECENTENNALE Dall analisi condotta, data la conformazione delle aree si è riusciti ad individuare l area probabilmente interessata dalla portata con tempo di ritorno duecentannale. Con gli interventi previsti, dalla modellazione allo stato futuro si è verificata l idoneità delle sezioni di progetto a contenere le portate d acqua stimate, inoltre in fase progettuale sono stati individuati opportuni accorgimenti finalizzati alla sistemazione della confluenza fra i due canali. Per l individuazione planimetrica dell area interessata dalla portata con tempo di ritorno duecentannale allo stato futuro di variante, si rimanda al relativo allegato grafico. 6 CONCLUSIONI Le opere di cui al progetto a cui il presente studio si riferisce, sono consentite a norma degli artt. 6 e 10 delle N.T.A. del P.A.I., infatti nelle aree dell alveo fluviale in modellamento attivo ed aree golenali è consentita la realizzazione di opere di regimazione idraulica e nelle fasce di pertinenza fluviale sono consentiti tutti gli interventi previsti dagli strumenti di governo del territorio a condizione che venga preventivamente verificata la sussistenza delle condizioni di sicurezza idraulica e purchè le opere risultino coerenti con gli obiettivi del Piano di Assetto Idrogeologico e con la pianificazione degli interventi di mitigazione. Pertanto si è redatto il presente studio dal quale si evince che le opere previste in progetto non presentano criticità dal punto di vista dell assetto idraulico e vanno a migliorare la regimentazione delle acque superficiali scolanti sull area. Gli interventi previsti in progetto oltre a prevenire criticità, non alterano l attuale asseto idrogeologico delle zone interessate dai lavori e non ostacolano ulteriori interventi di messa in sicurezza o regimentazione idrica. E stata inoltre indicata in apposito elaborato grafico, l indicazione della fasce interessate da eventi di piena con tempi di ritorno pari a 200 anni, allo stato post intervento. Pertanto, individuate le impronte allagabili, si è riscontrato che allo stato futuro esse non interessano ulteriori opere in progetto. Il materassino reno oltre ad essere preconfezionato in rete metallica a doppia torsione, così come i gabbioni, costituendo un elemento solido contro l azione di trascinamento della corrente, risulta essere rivestito sulla superficie fronte esterno, quindi sulla superficie a contatto con la corrente, con biostuoia in fibra di cocco che garantirà la tenuta dello stesso all azione di trascinamento della corrente. Altresì i materassini reno ed i gabbioni saranno legati tra loro formando un unico elemento monolitico che con la loro massa saranno in grado di resistere all azione di trascinamento della corrente. 48

INDICE 1. Introduzione e descrizione metodologica Pag. 1 1.1 Introduzione Pag. 1 1.2 Metodologia utilizzata Pag. 2 1.3 Studi idrologici Pag. 3 1.4 Modellazione e studi idraulici Pag. 3 1.4.1 Dimensionamento condotte e Canale C a pelo libero Pag. 3 1.4.2 Studi idraulici canali A e B Pag. 4 1.4.3 Valutazione aree interessate dalla portata avente tempo di ritorno duecentennale Pag. 5 2. Studi idrologici e stima portate Pag. 6 2.1 Studi idrologici Pag. 6 2.1 Stima portata che interessa il canale A Pag. 10 2.1.B Stima portate che interessano i canali B e C Pag. 12 2.1.C Stima portate condotta acque bianche Pag. 18 3. Dimensionamento condotte Pag. 22 3.1 Condotte acque bianche Pag. 22 4. Studio idraulico canali Pag. 27 4.1.A Tabulati sezioni Canale A Pag. 28 4.1.B Tabulati sezioni Canale B Pag. 32 4.2.A Tabulato profilo Canale A Pag. 35 4.2.B Tabulato profilo Canale B Pag. 35 4.3.A Immagini sezioni Canale A Pag. 36 4.3.B Immagini sezioni Canale B Pag. 40 4.4.1.A Immagine profilo Canale A tratto 1 Pag. 44 4.4.2.A Immagine profilo Canale A tratto 2 Pag. 44 4.4.3.B Immagine profilo Canale B Pag. 45 4.5 Immagine modello 3D Pag. 45 4.6 Canale C Pag. 46 5. Valutazione delle aree interessate dalla portata con tempo di ritorno duecentennale Pag. 48 6. Conclusioni Pag. 48 Ascoli Satriano, luglio 2017 Il RTP ing. A. FERRANDINO (capogruppo) 49