D:\Daniele\Varianti_PAI\Tasso\Relazioni\Planimetria.dwg Model (1)

DOC.1
REV.0
RELAZIONE GENERALE
Trento: maggio 2006
INDICE GENERALE
1
2
3
4
5
6
7
8
Premessa ............................................................................................................................ 1
Idrologia dell’area.............................................................................................................. 5
2.1
Approfondimenti idrologici......................................................................................... 5
Situazione Attuale.............................................................................................................. 8
3.1
Capacità di deflusso del Torrente Tasso...................................................................... 8
3.2
Il Torrente Tasso a valle di Affi .................................................................................. 8
Impostazione generale delle linee di intervento ed ipotesi attuative ................................. 9
Descrizione dei singoli interventi .................................................................................... 11
5.1
Pulizia dell’alveo....................................................................................................... 11
5.2
Depensilizzazione...................................................................................................... 11
5.3
Rampa in massi ......................................................................................................... 13
5.4
Circonvallazione EST di Caprino Veronese ............................................................. 16
5.5
Proposta di variante della nuova circonvallazione EST............................................ 19
5.6
Cassa di laminazione Montesei ................................................................................. 20
5.7
Scolmatore di piena ad Affi....................................................................................... 22
Aspetti estimativi di determinazione dell’indennizzo per “servitù di invaso” ................ 27
Costi ................................................................................................................................. 29
APPROFONDIMENTI.................................................................................................... 30
8.1
RESTRINGIMENTI DELL’ALVEO ....................................................................... 30
8.2
LAMINAZIONE DELLE ONDE DI PIENA ........................................................... 35
8.2.1
Laminazione per mezzo di Casse di espansione .....................................35
8.2.2
Cassa di laminazione BOSCHI ...............................................................36
8.2.3
Cassa di laminazione MONTESEI..........................................................37
INDICE FIGURE E TABELLE
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Aree di pericolosità idraulica nel bacino del Tasso (PAI 2005) ................................ 2
Bacino idrografico del Tasso ..................................................................................... 3
Bacino idrografico dell'Adige in regione veneto ....................................................... 5
Sottobacini elementari del Tasso ............................................................................... 6
Stato del torrente Tasso............................................................................................ 11
Tratto di torrente tasso oggetto delle proposte di Progetto di Mitigazione del
rischio idraulico ....................................................................................................... 12
Figura 7 Sezione tipo dell’alveo depensilizzato..................................................................... 12
Figura 8 Sezione longitudinale della rampa in massi............................................................. 13
Figura 9 Planimetria dell’ubicazione della rampa in massi ................................................... 14
Figura 10 Aree di pericolosità idraulica e linee di scorrimento superficiale............................ 17
Figura 11 Progetto preliminare per i lavori di costruzione della circonvallazione EST di
Caprino Veronese e ipotesi di bacino di ritenuta..................................................... 18
Figura 12 Proposta alternativa per i lavori di costruzione della circonvallazione EST di
Caprino Veronese e ipotesi di bacino di ritenuta..................................................... 19
Figura 13 Grafico tiranti delle aree di allagamento.................................................................. 20
Figura 14 Proposta di bacino di ritenuta in località Montesei.................................................. 21
Figura 15 Progetto dello scolmatore di piena ad Affi .............................................................. 23
Figura 16 Residue aree di pericolosità idraulica ...................................................................... 26
Figura 17 Grafico per individuare l'eventuale attraversamento dell'altezza critica in
corrispondenza di un restringimento........................................................................ 31
Figura 18 Legge di invaso per la zona a monte del rilevato stradale. ...................................... 33
Figura 19 Briglia a fessura con aperture nella parte inferiore dell'opera ................................. 33
Figura 20 Sopra, profili nel caso di fessura semplice; sotto, profili nel caso di fessura con
aperture sul fondo. ................................................................................................... 34
Figura 21 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato
stradale sull'onda di progetto per il TR 100 anni. .................................................... 36
Figura 22 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato
stradale sull'onda di progetto per il TR 200 anni. .................................................... 36
Figura 23 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato
stradale sull'onda di progetto per il TR 500 anni. .................................................... 37
Figura 24 Diagrammi degli idrogrammi dei contributi degli affluenti e degli interbacini
(TR=100). ................................................................................................................ 38
Figura 25 Diagrammi della portata in ingresso e in uscita dalla cassa di espansione
di Montesei (TR=100). .......................................................................................... 39
Figura 26 Diagrammi della portata in ingresso e in uscita dalla cassa di espansione
di Montesei (TR=200). .......................................................................................... 39
Tabella 1 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Platano....................................... 7
Tabella 2 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Valdoneghe ............................... 7
Tabella 3 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Affi ............................................ 7
Tabella 4 Valori di FR' e dell'altezza del tirante idrico a monte del restringimento per
l’evento caratterizzato da TR 100, 200, 500............................................................ 32
1 Premessa
L’Autorità di Bacino Nazionale del Fiume Adige, in ottemperanza a quanto prescritto
dalle leggi 183/1989, 267/1998 e 365/2000, ha predisposto il “Piano Stralcio per la
tutela dal Rischio Idrogeologico - Bacino dell’Adige – Regione Veneto”. Il Piano
provvede alla individuazione e perimetrazione delle aree di pericolosità idraulica, di
rischio da frana e da colata detritica. Definisce inoltre le norme di attuazione e provvede
ad una prima sommaria indicazione degli interventi necessari per la mitigazione delle
pericolosità e di rischio individuate.
Il Piano Stralcio è stato adottato con delibera del Comitato Istituzionale del 15 febbraio
2005, nella veste definitiva elaborata a seguito delle osservazioni formulate dalla
Conferenza Programmatica.
La individuazione delle aree soggette al pericolo idraulico di esondazione dai corsi
d’acqua per tracimazione arginale è stata predisposta mediante modelli matematici
bidimensionali a moto permanente ed a moto vario con portate calcolate mediante
proiezioni statistiche basate sulle rilevazioni storiche misurate. Le portate considerate
hanno tempi di ritorno Tr 30, 100, 200 e 500 anni.
Le cartografie delle aree in parola sono state ottenute tenendo conto della orografia del
terreno e della allagabilità intesa come inviluppo delle aree bagnate dalla propagazione
dei deflussi extra alveo.
Il grado di pericolosità è stato definito in funzione del tirante d’acqua, della velocità di
propagazione e del tempo di ritorno dell’evento previsto.
Partendo dalle elaborazione proposte con il citato Piano Stralcio, si propone ora uno
studio di fattibilità per la individuazione più calibrata delle opere necessarie alla
mitigazione del pericolo idraulico.
La progettazione è stata approfondita solo per individuare la fattibilità delle opere e
quantificare l’ammontare della spesa da inserire nella programmazione economica.
La progettazione esecutiva delle opere dovrà essere eseguita con dettagliati rilievi
topografici e dei parametri geotecnici dei terreni oggetto di intervento.
In tale sede vi potranno essere adeguamenti, puntualizzazioni e modifiche.
Negli elaborati che si vanno ad illustrare vengono presi in considerazione:
− il bacino imbrifero del torrente Tasso (affluente diretto, in sponda destra,
dell’Adige);
− la ulteriore verifica della analisi idrologica finalizzata alla ricostruzione delle portate
utili alle simulazioni matematiche con una più puntuale definizione delle
caratteristiche intrinseche del bacino imbrifero e di permeabilità dei suoli;
− la vulnerabilità del territorio di fondo valle, accresciuta dalla recente intensa
urbanizzazione;
− la definizione di possibili opere necessarie alla mitigazione del grado di pericolosità
idraulica formulate con il principio che ogni territorio deve contribuire alla
mitigazione dell’onda di piena che si forma nella parte montana del bacino e che
viene trasferita e laminata nella parte valliva.
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Figura 1
Aree di pericolosità idraulica nel bacino del Tasso (PAI 2005)
Pagina 2 di 39
Il bacino imbrifero del Tasso ha una superficie complessiva di circa 66 km2. La
orografia è caratterizzata da rilievi e altopiani prealpini della piattaforma strutturale
carbonatica mesozoica, modellata nei processi glaciali, fluvio-glaciali e fluviali
succedutesi nelle varie fasi del Quaternario.
Figura 2
Bacino idrografico del Tasso
Il fondovalle a sud di Caprino Veronese, è quanto residua di paleoalveo lacustre
costituito da depositi alluvionali recenti, sovrapposti alle deposizioni moreniche del
Quaternario. E’ percorso dagli alvei del Tasso e dalle parti terminali del Boi e del
Pesina.
Il reticolo idrografico è formato dal Tasso che ha una lunghezza di circa 17 km, dal
Bergola, dal Boi e dal Pesina, che hanno lunghezze comprese fra i 3 e 5 km, e da una
serie di vallette degradanti dalla montagna di elevatissima pendenza e modesta
lunghezza.
La pendenza media del Tasso è del 138 0/00 nel tratto montano ed inciso, del 16 0/00 nel
tratto vallivo in attraversamento del fondo lacustre e del 28 0/00 nel tratto terminale fino
alla confluenza in Adige.
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Il recupero all’uso agricolo del territorio avvenne a partire dal 1400 sotto il governo
della Serenissima. Infatti con l’espandersi progressivo delle aree coltivate vennero
canalizzate le acque dell’intero reticolo e prosciugato il fondo lacustre. Le coltivazioni
vennero espanse anche sulla parte pedemontana a scapito delle macchie boschive.
Per difendere i terreni agricoli, contenere le ricorrenti piene del Tasso e degli altri
affluenti e per difendersi dal considerevole trasporto solido operato dalle acque ha
portato gli abitanti della valle a realizzare arginature funzionali al confinamento degli
alvei, pensili lungo l’intero tracciato in attraversamento del fondo lacustre, ed alla
suddivisione del fondovalle in un’area con una estensione di circa 5,8 km2 in sponda
destra ed un’area di 5,4 km2 in sponda sinistra.
Lo sgrondo delle acque del fondovalle lacustre non veniva pertanto recapitato nell’alveo
pensile che, nel passato, non ha creato difficoltà sostanziali. Infatti le caratteristiche
altamente drenanti delle alluvioni costituenti il fondovalle erano in grado di assorbire i
vari contributi, nei tempi compatibili con l’uso agricolo del suolo.
Ne sono testimonianza sia vari toponimi (le acque, la busetta, ecc) che permangono
tuttora e le evidenti tracce di casse di colmata utilizzate per la modellazione del
territorio mediante la decantazione delle torbide.
L’equilibrio esistente fra i contributi meteorici, gli allagamenti dovuti a tracimazione di
piene e l’utilizzo agricolo del suolo ha manifestato tutta la sua criticità per effetto della
recente trasformazione antropica del territorio.
Infatti la riduzione del reticolo idrografico e la insufficiente sezione idraulica degli
alvei, unitamente alla impermeabilizzazione superficiale del terreno per effetto della
urbanizzazione ed alla diminuita capacità di dispersione verso falda dei contributi di
pioggia hanno messo in luce la elevata fragilità del territorio nei confronti di ricorrenti
fenomeni d’esondazione.
Ciò ha portato il competente Ufficio del Genio Civile della Regione del Veneto ad
intervenire, in più riprese, sull’alveo del torrente Tasso per l’adeguamento delle sezioni
di deflusso e per la depensilizzazione di alcuni tratti d’alveo compresi fra gli abitati di
Affi, Sottomoscal, Gazzoli e Valdoneghe, per complessivi 3,6 km.
L’Ufficio del Genio Civile ha, attualmente, in via di realizzazione ulteriori opere di
depensilizzazione dell’alveo del Tasso, fra la Loc. Valdoneghe e la loc. Acque nel
comune di Caprino Veronese, per un’estesa di circa 3,7 km.
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2 Idrologia dell’area
Sulla base delle analisi idrologiche riportate nello “Studio per il catasto delle opere
idrauliche e la delimitazione delle fasce fluviali”, nello “Studio per la pianificazione
degli interventi di sistemazione idraulica della sinistra Adige” del 1991 e nel progetto di
depensilizzazione dell’Ufficio Regionale del Genio Civile di Verona, che interessa un
tratto di circa 820 m a partire dal precedente intervento fino al ponte delle Acque
all'inizio del centro abitato di Caprino V.se, si è ritenuto di procedere ad un ulteriore
approfondimento sulle caratteristiche idrologiche del bacino.
2.1 Approfondimenti idrologici.
Gli elementi di interesse per la protezione idraulica del territorio non sono rappresentati
solo dalle portate al colmo di piena ma anche dai volumi di piena generati da eventi
estremi. Lo studio idrologico è stato condotto prendendo in considerazione i dati di
pioggia della sola stazione di Verona ed in particolare le elaborazioni sono state
eseguite sui dati degli scrosci (15, 30, 45, 60 minuti) posto che per i ridotti tempi di
corrivazione del bacino questi sono gli elementi critici e sono state valutate le curve di
possibilità pluviometrica per diversi tempi di ritorno.
I parametri per la definizione delle curve di possibilità pluviometrica e la metodologia
utilizzata del CN sono ampiamente descritti nella relazione idrologia allegata al
progetto.
Per brevità, in questa sede si richiama la allegata immagine con la individuazione, per
l’intero sottobacino di sinistra Adige nella Regione del Veneto, della carta del CN da
cui sono state estratte le informazioni utili per il bacino del Tasso.
Figura 3
Bacino idrografico dell'Adige in regione veneto
Nel bacino del Tasso sono state individuate più sezioni di interesse in cui stimare le
portate di piena per diversi tempi di ritorno (Tr 30, 100, 200, 500 anni).
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Le sezioni in oggetto sono posizionate in corrispondenza delle principali confluenze:
Tasso a Platano, Tasso a Ceredello, Tasso a Valdoneghe e Tasso ad Affi; i bacini sottesi
alle sezioni di chiusura considerate sono riportati in figura.
Figura 4
Sottobacini elementari del Tasso
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Per ciascun sottobacino viene modellata la fase di formazione del deflusso (Curve
Number) e la fase di propagazione del deflusso (tecnica dell’idrogramma unitario).
La modellazione idrologica è stata condotta utilizzando il software Hec-HMS dell’US
Army Corps of Engineers.
Sono state calcolate alla sezione di Platano gli idrogrammi di piena rispettivamente ai
tempi di ritorno di 30, 100, 200 e 500 anni ed hanno fornito le portate al colmo riportate
nelle tabelle.
TR [anni]
30
100
200
500
Q [m3/s]
30.98
48.7
60.8
78.8
Tabella 1 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Platano
TR [anni]
30
100
200
500
Q [m3/s]
60.74
95.97
119.92
145.61
Tabella 2 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Valdoneghe
TR [anni]
30
100
200
500
Q [m3/s]
69.86
105.09
123.36
148.90
Tabella 3 Valori di portata al colmo calcolati alla sezione di Affi
Si è ritenuto opportuno in fase di progettazione utilizzare delle portate relative ai tempi
di ritorno di 100 anni calcolate con il modello SCS (Soil Conservation Service); questo
al fine di progettare delle opere di sistemazione torrentizia che non snaturassero le
caratteristiche del corso d’acqua e perseguire gli obbiettivi di:
− migliorare le condizioni di funzionalità idraulica, non impedire il deflusso delle
piene e non ostacolare il normale deflusso delle acque;
− mitigare il rischio e il pericolo idraulico a valle dei due guadi;
− mantenere le aree di esondazione al fine di diminuire l’intensità del picco di
piena.
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3 Situazione Attuale
3.1 Capacità di deflusso del Torrente Tasso
Il torrente Tasso presenta una morfologia fortemente differenziata tra monte e valle con
alveo fortemente incassato e con notevole pendenza nel tratto montano a quello vallivo,
a valle del ponte in località Platano, pensile con pendenza media pari a 10 / 13 m/Km.
Nella parte valliva il torrente nel tratto compreso fra la località Platano e Valdoneghe è
presidiato da rilevati arginali con punte di massima sopraelevazione che arrivano sino a
4.5 m.
Sulla base dei grafici e delle elaborazioni svolte è quindi possibile riportare quanto
segue:
− portata massima transitabile in corrispondenza del guado sulla strada comunale
senza alcun franco di sicurezza è 20 m3/s;
− portata massima transitabile in corrispondenza del guado sulla strada Comunale
Boschi area sportiva senza alcun franco di sicurezza è 10 m3/s;
− portata massima transitabile in corrispondenza del ponte delle acque senza
alcun franco di sicurezza è 20 m3/s;
− portata massima transitabile nel tratto in via di depensilizzazione da parte
dell’Ufficio del Genio Civile Regionale (Tratto ponte delle acque Valdoneghe)
senza alcun franco di sicurezza è 80 m3/s;
− portata massima transitabile nel tratto Valdoneghe-Affi senza alcun franco di
sicurezza è 55 m3/s;
− portata transitabile in corrispondenza dell’abitato di Affi senza alcun franco di
sicurezza è 35 m3/s.
Da quanto sopra evidenziato, anche alla luce delle recenti esondazioni avvenute in
occasione dell’evento di piena dell’ottobre 1992, le portate veicolabili lungo l’intero
corso del Tasso non sono sufficienti ad impedire tracimazioni.
Infatti le simulazioni elaborate con il modello matematico HEC RAS, modello che
simula la propagazione dell’onda di piena a moto vario e assumendo portate di deflusso
con tempi di ritorno di 100 anni, hanno evidenziato che in assenza di opere di
mitigazione del rischio idraulico:
− in corrispondenza del guado presente all’intersezione tra la strada comunale
Boschi - area sportiva ed il Tasso una tracimazione di 157.000 m3;
− in corrispondenza dell’abitato di Gazzoli a valle di Valdoneghe si ha una
tracimazione pari a 296.000 m3;
− in corrispondenza dell’abitato di Affi si hanno tracimazioni per 450.000 m3.
3.2 Il Torrente Tasso a valle di Affi
Poco a valle di Affi, il torrente Tasso si presenta nuovamente con un alveo incassato e
in alcuni tratti con pendenze elevate.
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Come si vedrà più avanti nella relazione, la presenza del nucleo storico del paese ha
reso necessario individuare soluzioni integrative che potessero garantire i deflussi che,
anche con la realizzazione dei diversi interventi di mitigazione individuati per il tratto a
monte, provengono dalla piana lacustre di Caprino.
Questo livello di sicurezza, obiettivo perseguito in riferimento solamente alle aree di
esondazione perimetrate con il PAI, va quindi verificato anche sul tratto del corso
d’acqua a valle dell’abitato di Affi – e fino al fiume Adige, dove le caratteristiche del
corso d’acqua fanno ritenere necessario programmare degli approfondimenti specifici in
termini di modellazione matematica per la determinazione delle portate massime
transitabili con relativi franchi di sicurezza e per la individuazione di eventuali punti di
criticità.
Si può peraltro già segnalare l’assoluta necessità di interventi di pulizia dell’alveo dalla
vegetazione e recupero dell’officiosità della sezione idraulica.
Anche in questo tratto, infatti, si registra una eccessiva vegetazione in alveo, che limita
fortemente la sezione idraulica, ed è in questa direzione che vanno finalizzati i necessari
interventi di recupero del corso d’acqua.
4 Impostazione generale delle linee di intervento ed
ipotesi attuative
Per migliorare le condizioni di sicurezza lungo l’intero corso del Tasso e nel territorio in
esame, oltre alle opere di depensilizzazione in corso di realizzazione, risultano necessari
ulteriori interventi finalizzati alla mitigazione dei rischi connessi alla tracimazione delle
strutture arginali.
Il presente studio si propone di analizzare le possibili soluzioni progettuali necessarie a
contenere l’entità delle portate in funzione della capacità di deflusso nelle varie sezioni
del torrente Tasso in corrispondenza dei guadi, dei ponti esistenti in loc. alle Acque, in
loc. Gazzoli ed in corrispondenza dell’attraversamento dell’abitato di Affi.
Le soluzioni progettuali proposte cercano di rispondere in modo organico a due
problematiche differenti: migliorare le condizioni idrauliche del corso d’acqua e
mantenere inalterati gli ecosistemi presenti in situ.
Il progetto si articola nei seguenti punti:
risistemazione e pulizia dell’alveo nel tratto che va dal ponte Platano al primo
guado;
depensilizzazione del tratto in esame per mezzo di una rampa in massi legati;
rinaturalizzazione dell’alveo per mezzo di step pool realizzati in massi legati;
mantenimento di un’area di naturale esondazione in località la Presa;
proposta di un tracciato alternativo per la nuova strada Circonvallazione Est di
Caprino al fine di intercettare le portate di esondazione fluenti extra alveo nel
caso di eventi estremi, per un volume complessivo di circa 150.000m3;
proposta di una cassa di laminazione in loc. Montesei / Valdoneghe per un
invaso complessivo di circa 300.000 m3 ;
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proposta di utilizzo del canale di gronda a Est della circonvallazione di Affi con
scolmatore di piena.
Vengono pertanto analizzate le opere per:
− completare la depensilizzazione dell’alveo del Tasso fra la loc. Acque e la loc.
Platano nel Comune di Caprino Veronese;
− realizzare una prima cassa di laminazione in loc. Boschi, con portata massima
rilasciata di circa 35 m3/s per un evento di progetto relativo ad un TR=100 anni;
− realizzare una seconda cassa di laminazione in loc. Montesei, con una portata
3
massima rilasciata pari a circa 55 m /s per un evento di progetto relativo ad un
TR=100 anni;
− completare un canale di gronda preesistente che metta in sicurezza il centro di
Affi e che derivando una portata di circa 20 m3/s permetta il transito di una
portata massima in corrispondenza del ponte della Chiesa di circa 35-40 m3/s.
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5 Descrizione dei singoli interventi
5.1 Pulizia dell’alveo
Pulizia dell’alveo dalla vegetazione e recupero dell’officiosità della sezione idraulica
sono prioritari poiché l’alveo si presenta con notevole vegetazione che limita la sezione
idraulica (Figura). Unitamente alla generale pulizia dalla vegetazione viene proposta
anche una riprofilatura mediante asportazione delle congerie alluvionali mantenendo la
attuale pendenza naturale dell’alveo, in particolare a valle della confluenza del Fosso
Bergola nel Tasso.
Figura 5
Stato del torrente Tasso
Il recupero della sezione di progetto avrà forma trapezoidale e sarà in grado di
convogliare la portata calcolata per un tempo di ritorno di 100 anni pari a Q = 48 m3/s.
Nell’ambito dei lavori di riprofilatura e di pulizia si provvederà anche alla protezione
del piede arginale con massi di grossa pezzatura soprattutto in corrispondenza dei ponti.
5.2 Depensilizzazione
Per il successivo tratto del torrente Tasso che va dal ponte in loc. Platano fino al ponte
in loc. Alle acque, in corrispondenza della conclusione del progetto di depensilizzazione
in corso di realizzazione da parte del Genio Civile Regionale, per uno sviluppo
longitudinale di circa 2 km, si propone la completa depensilizzazione dell’alveo
procedendo con la medesima tecnica progettuale già adottata. Ciò consentirà di
eliminare le esondazioni dai guadi e le conseguenti divagazioni extra alveo che, nel
corso delle recenti esondazioni, hanno interessato l’area industriale e la zona
residenziale e sportiva del Comune di Caprino.
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Figura 6
Tratto di torrente tasso oggetto delle proposte di Progetto di Mitigazione del rischio
idraulico
Figura 7
Sezione tipo dell’alveo depensilizzato
La stabilità dei massi di sponda è stata verificata seguendo la teoria di Shields. La
portata assunta per la verifica è quella ricavata per un Tr = 200 anni (Q = 58.8 m3/s) con
la quale si realizza, sotto le ipotesi sopra descritte, un tirante idrico di moto uniforme di
1.76 metri. Il gruppo adimensionale rappresentato dal numero di Froude è pari a 0.84.
Il diametro stabile è stato valutato risolvendo con un metodo iterativo l’equazione
implicita
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ξ ⋅ h ⋅if
1
d st =
⋅
θ cr ⋅ Δ
1 − sen 2α sen 2φ
0.5
⎞
⎛
d
⎛
⎞
st
⋅ ⎜1 + 0.67 ⋅ ⎜ ⎟ ⎟
⎜
⎝ h ⎠ ⎟⎠
⎝
−1
dove:
ξ è il coefficiente di Lane, funzione di b/h (per il caso in esame è stato
assunto pari a 0.75);
h è il tirante idrico di moto uniforme;
if è la pendenza del fondo;
θcr è il parametro di Shields critico (0.06);
α è l’angolo di inclinazione sull’orizzontale delle sponde;
φ è l’angolo d’attrito interno del terreno;
Dall’analisi risulta un diametro stabile pari a circa 50 cm.
5.3 Rampa in massi
La quota della livelletta depensilizzata verrà raggiunta per mezzo di una rampa in massi
legati.
Questa tipologia di opere trasversali ha come obiettivo la realizzazione di una
condizione di equilibrio dinamico tra portata solida e quella liquida, tale da consentire la
stabilità altimetrica del corso d’acqua.
Normalmente il controllo della stabilità del fondo viene effettuato con briglie ad elevato
impatto visivo.
In questo caso si è preferito utilizzare una rampa in pietrame di grossa pezzatura che fra
l’altro non costituisce una discontinuità per gli ecosistemi presenti a monte e a valle. Al
piede della rampa si prevede una vasca di dissipazione di opportuna lunghezza. Per
passare dalle dimensioni dei massi costituenti la rampa alla granulometria presente in
loco si realizza un filtro costituito da almeno due strati successivi.
Figura 8
Sezione longitudinale della rampa in massi
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La rampa avrà una lunghezza longitudinale di 57 metri e coprirà un dislivello di 3 metri
per una pendenza del 5.3%. In sede di progetto esecutivo le dimensioni dell’opera
potranno variare.
Figura 9
Planimetria dell’ubicazione della rampa in massi
Le dimensioni ottimali della rampa sono quelle per cui il risalto idraulico si localizza al
piede del manufatto. Per la progettazione della rampa in massi si è scelto di utilizzare la
1
⎡
⎞⎤ 1+b1
⎛
1
⎟⎥
⎜
(
)
s
1
t
+
+
2
LR ⎢ − 1 H
2
s
⎟⎥
⎜
=⎢
⋅ ln 1 −
⎜
H 3 ⎟⎥
H ⎢ b0 hcr
+
⎜
⎢
h
2 ⎟⎠⎥⎦
cr
⎝
⎣
in cui b0 e b1 nel caso di rampa scabra assumono i valori 2.57 e –1.20 e dove:
LR lunghezza della rampa
H dislivello della rampa
hcr altezza critica del moto uniforme
s = h0 hcr
[3 2 − 1 2 1 + 8 s ]
t=
2[− 1 + 1 + 8 s ]
3
3
3
Fissato il dislivello da coprire è possibile calcolare la lunghezza longitudinale della
rampa.
A valle della rampa si prevede una vasca di dissipazione. Per il suo dimensionamento si
è fatto riferimento alle condizioni di microscabrezza H/hcr<10. In queste condizioni la
Pagina 14 di 39
⎡ LR ⋅ hcr4 ⎤
h1 = ⎢
1.2 ⎥
⎣ 40.76 ⋅ H ⎦
1
3.8
fornisce l’altezza coniugata di valle (Ferro & Pagliara).
Si assume che la lunghezza della vasca sia
Lv = 1.4 ⋅ Lr
dove
2.418 ⋅ h1
Lr =
(h1
h2 )
1.272
Da ciò scaturisce una lunghezza della vasca di dissipazione pari a circa 2 metri.
Il calcolo del diametro stabile dei massi della rampa è stato effettuato utilizzando
l’equazione della funzione di incipiente movimento proposta da Brownlie
ϑcr = 0.22 ⋅ D*−0.6 + 0.06 ⋅ exp(− 17.77 ⋅ D*−0.6 )
dove
1/ 3
⎛ g ⋅Δ⎞
D* = d ⎜ 2 ⎟
⎝ ν ⎠
Come fattori correttivi nella determinazione del diametro stabile dei massi di rampa si
sono presi i termine che tengono conto dell’effetto della pendenza del fondo e della
bassa sommergenza, rispettivamente:
Fα = cosα −
Fh d
ϕs
senα
ϕ s − ϕ tan φ
⋅
⎛ d ⎞
= 1 + 0.67 ⋅ ⎜⎜ ⎟⎟
⎝ Rh ⎠
0.5
Con φ = 35°. Da ciò ne deriva che il parametro di mobilità di Shields è
θ cr = θ ⋅ Fα ⋅ Fh d
L’equazione del diametro stabile risulta quindi
d st =
Rh ⋅ i f
Δ
⋅
1
θ ⋅ Fα ⋅ Fh d
Anche in questo caso, come per il dimensionamento dei massi di sponda, la portata
assunta per il dimensionamento è quella ricavata per un Tr = 200 anni (Q = 58.8 m3/s).
Per valutare la scabrezza dell’alveo si è scelto in questo caso l’espressione
Ks =
26
1/ 6
d 90
dove in questo caso d90 ≡ diametro stabile. Al variare del diametro stabile cambia
quindi l’altezza di moto uniforme sulla rampa (h = fnz (d st )) facendo variare il valore
(
)
del termine che tiene conto dell’effetto della bassa sommergenza Fh d = fnz (d st ) . Si
è adottato quindi un sistema iterativo per convergere a soluzione.
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Il sistema di equazioni ha cosi fornito un diametro stabile dei massi per la rampa di circa
56 cm e un’altezza di moto uniforme pari a 1.12 metri. La corrente è veloce con un
numero di Froude pari a 1.82.
5.4 Circonvallazione EST di Caprino Veronese
Il Piano Regolatore Generale del comune di Caprino Veronese prevede la realizzazione
della nuova strada denominata Circonvallazione EST, con la previsione di migliorare la
viabilità urbana alleggerendo il traffico di transito verso il Monte Baldo. La nuova
arteria prevede di collegare la strada comunale in località Boschi, con la S.P. n. 8 “del
Baldo”.
Nel progetto preliminare, condotto dallo studio Farinelli per conto del comune di
Caprino Veronese, sono stati messi in evidenza degli elementi che condizionano la
progettazione della strada stessa.
Alcuni di questi sono:
1. il ponte sul torrente Tasso;
2. la strada comunale “dei Boschi” che guada il corso d’acqua;
3. il reticolo idrografico che oltre al torrente Tasso considera anche canalette e
fossetti consorziali paralleli all’alveo del Tasso (pensile).
Come già messo in evidenza negli studi condotti dall’Autorità di Bacino dell’Adige per
la predisposizione del Piano Stralcio per la Tutela del Rischio Idrogeologico, la parte
valliva fra la loc. Platano e la loc. Acque, nel corso degli eventi di piena è interessata da
esondazioni.
Le testimonianze storiche riportate anche nello “Studio di compatibilità idraulica per
l’ampliamento della ditta Fromm” condotto dall’Ing. Massimo Merzari confermano che
durante l’evento alluvionale del 1992 il torrente Tasso ingrossatosi repentinamente
aveva raggiunto e sormontato gli argini in entrambi i guadi confermando
l’inadeguatezza della sezione idraulica del Tasso in questo tratto.
Il flusso extra alveo derivante dalle portate esondate dal guado di monte (Guado N°1)
va ad accumularsi nell’area “la Presa” caratterizzata da una depressione naturale. Le
acque esondate dal secondo guado scorrono parallelamente al Tasso, lungo la naturale
linea di impluvio costituita dalla strada comunale.
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Figura 10 Aree di pericolosità idraulica e linee di scorrimento superficiale
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Nella presente proposta non si vuole entrare nel merito della progettazione della nuova
circonvallazione EST, ma fornire delle indicazioni per un possibile utilizzo del rilevato
stradale idoneo a mettere in sicurezza l’abitato e la zona industriale in loc. Boschi e loc.
Sepolcri.
Figura 11 Progetto preliminare per i lavori di costruzione della circonvallazione EST di Caprino
Veronese e ipotesi di bacino di ritenuta
La realizzazione del rilevato stradale con caratteristiche geotecniche analoghe a quelle
delle opere idraulica di contenimento (arginature) consente la formazione di un bacino
di accumulo temporaneo tale da garantire un deflusso in alveo compatibile con le
condizioni di sicurezza.
Gli abitati del comune di Caprino Veronese che verrebbero posti in sicurezza sono la
loc. Boschi con l’area industriale e la loc. Sepolcri in sinistra orografica e l’area sportiva
e residenziale in loc. alle Acque, in destra orografica.
Da una prima analisi effettuata con il modello digitale del terreno sulle aree in parola
risulta evidente una depressione in località Boschi in corrispondenza dell’innesto della
nuova circonvallazione con la strada comunale Via del Lavoro. In quest’area esistono
degli edifici che, in caso di allagamento, sono elementi di rischio limitando
notevolmente l’utilità dell’opera proposta. (fig. 13).
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5.5 Proposta di variante della nuova circonvallazione EST
Per prevenire ogni condizione di rischio anche per le abitazioni più sopra citate e per il
nuovo edificio adibito ad agriturismo realizzato in destra orografica a nord della zona
sportiva ed a monte della nuova strada, si propone un tracciato alternativo posizionato
più a monte di quello previsto nel PRG vigente (fig. 14).
Figura 12 Proposta alternativa per i lavori di costruzione della circonvallazione EST di Caprino
Veronese e ipotesi di bacino di ritenuta
Il rilevato stradale così proposto, che nel caso in esame ha anche la funzione di argine,
consente di realizzare una minor capacità d’invaso temporaneo di circa 150.000 m3, con
adeguati franchi di sicurezza e sufficiente a laminare piene con tempo di ritorno
superiore a 200 anni.
La cassa di laminazione proposta è in linea con l’alveo e forma una varice per la
espansione ed il contenimento temporaneo delle acque. Il funzionamento della cassa è
regolato dalla capacità di deflusso costante del manufatto regolatore.
Il carico del bacino avviene per effetto del rigurgito provocato dal manufatto regolatore.
Lo scarico è garantito dal deflusso nel Tasso e le bocche di scarico sono dimensionate
per consentire il deflusso di una portata di 35 m3/s senza che provocare un profilo di
rigurgito. Le portate valutate statisticamente per un tempo di ritorno di 30 anni, di circa
31 m3/s, passano quindi indisturbate.
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Nel grafico della figura 15 vengono evidenziate le altezze del rigurgito provocato dal
manufatto di regolazione.
Figura 13 Grafico tiranti delle aree di allagamento
Il tempo necessario per la laminazione del colmo di piena è limitato a poche ore ed è
direttamente conseguente all’evento meteorico.
Lo scarico di troppo pieno, necessario per garantire i livelli di invaso idonei ad evitare la
tracimazione del rilevato stradale, sarà garantito dal sormonto del manufatto regolatore.
Le portate di deflusso sono compatibili con quanto può transitare nel nuovo alveo del
Tasso, con la sezione idraulica prevista dai lavori di depensilizzazione.
Il rilevato stradale sarà realizzato con i materiali provenienti dagli scavi per la
depensilizzazione dell’alveo, essendo materiali a prevalente matrice ghiaiosa
particolarmente indicati per la formazione di rilevati stradali.
La capacità del rilevato a contenere anche la spinta delle acque e dei flussi di filtrazione
sarà garantita con la posa di materiale coerente a bassa permeabilità idoneo a formare un
diaframma plastico posto a ridosso del paramento di monte, adeguatamente protetto con
uno strato di materiale terroso e con una scogliera in massi calcarei tale da conservare,
nel tempo, le necessarie caratteristiche geotecniche.
L’altezza massima del rilevato dall’attuale piano campagna è prevista in 4 ml, fino alla
quota di 264,50 m s.l.m.
La struttura della strada in sommità avrà una larghezza di ml 12,00 ed i paramenti
avranno scarpate con inclinazione 1:2.
La mitigazione ambientale dell’intera struttura sarà ottenuta con la posa di cespugli e
piante caratterizzanti la vegetazione presente in loco.
5.6 Cassa di laminazione Montesei
Il maggior contributo alla difesa dal pericolo di esondazioni nell’abitato di Affi si ha
recuperando le condizioni di deflusso che nei secoli scorsi hanno portato alla
formazione dell’alveo del Tasso ed alla edificazione del centro storico dell’abitato.
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Infatti le acque spagliavano nel fondo lacustre della piana, laminavano il deflusso di
piena e lentamente defluivano verso l’Adige.
Ciò ha portato alla attuale canalizzazione dell’alveo.
La bonifica agricola della piana e soprattutto la recente generale urbanizzazione della
stessa unita alla edificazione di edifici non compatibili con la presenza d’acqua hanno
portato alla formazione di colmi di piena tali da non poter essere contenuti nell’alveo
arginato, generando condizioni di grave pericolosità per le esondazioni che si
verificano.
La proposta elaborata è finalizzata alla realizzare un invaso temporaneo idoneo a
modulare il deflusso di piena. L’area di intervento è stata individuata in loc. Montesei,
ricompresa fra gli alvei del Tasso e del Pesina già utilizzata come cassa di colmata per
depositare le torbide generate dai torrenti già citati ed ha una superficie di circa 13,80
ha.
La individuazione dei volumi di invaso necessari per la laminazione delle piene è stata
calcolata tenendo conto della laminazione ottenuta con la cassa di laminazione in loc.
Boschi definita con la circonvallazione est di Caprino Veronese e dalla capacità
massima di deflusso che può transitare nelle sezioni critiche in corrispondenza dei ponti
in località Gazzoli e nell’attraversamento di Affi.
Figura 14 Proposta di bacino di ritenuta in località Montesei
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Il volume utile ai fini della laminazione delle piene è di complessivi 270.000 m3, sarà
ottenuto con l’innalzamento di arginature in sponda sx del Tasso ed in sponda dx del
Pesina. L’invaso temporaneo è in linea con i corsi d’acqua e l’allagamento è ottenuto
con il rigurgito provocato dai manufatti regolatori del deflusso. La velocità di
scorrimento dell’acqua sui terreni è ridotta poiché l’allagamento avviene per
tracimazione dagli alvei e lungo l’intero tratto che scorre all’interno dell’area. Anche lo
scarico dell’invaso avviene secondo le medesime modalità.
Le arginature avranno caratteristiche costruttive analoghe a quelle più sopra illustrate
per la cassa di laminazione ottenuta con il rilevato stradale della circonvallazione est di
Caprino Veronese.
I rilevati arginali saranno realizzati con i materiali provenienti dagli scavi di
inalveazione del Tasso che presentano idonee caratteristiche geotecniche mentre la
ridotta permeabilità della struttura arginale sarà garantita dai terreni limosi e coerenti
presenti nell’area, idonei a formare un diaframma plastico nel nucleo centrale
dell’argine.
Il corpo arginale sarà adeguatamente protetto con uno strato di materiale terroso e con
una scogliera al piede per conservare, nel tempo, le caratteristiche geotecniche
necessarie.
Sulla sommità arginale verrà realizzata una strada di servizio necessaria per l’accesso, al
servizio di piena ed alla manutenzione. La carreggiata stradale avrà una larghezza
massima di ml 3,00. L’altezza massima del rilevato arginale sarà di ml 5,00 dall’attuale
piano di campagna.
La mitigazione ambientale dell’intera struttura sarà ottenuta con la posa, al piede
arginale, di cespugli e piante caratterizzanti la vegetazione locale.
I restringimenti, posti sul Tasso e sul Pesina, saranno dimensionati per limitare il
deflusso nella misura richiesta, pari a 55 m3/s, portata che può transitare, in condizioni
di sicurezza, nelle sezioni critiche più sopra richiamate.
5.7 Scolmatore di piena ad Affi
Come è già stato accennato il dimensionamento della canalizzazione dell’alveo del
Tasso, nell’attraversamento dell’abitato storico di Affi, è derivato dalla necessità di far
defluire le acque che provenivano dalla piana lacustre di Caprino che era una naturale
cassa di laminazione.
La successiva urbanizzazione e la necessità di allontanare l’acqua ha portato ad una
completa variazione dell’entità dei deflussi che devono essere veicolati attraverso il
centro abitato e la insufficienza della sezione idraulica costituisce elemento di grave
pericolosità per l’abitato.
La presenza del nucleo storico rende improponibile una completa risezionatura del
corso d’acqua e pertanto si ricercano soluzioni integrative che possano garantire le
medesime condizioni di sicurezza.
In questa sede si propone pertanto ottimizzare le possibilità di deflusso esistenti
utilizzando allo scopo anche l’attuale collettore delle acque bianche realizzato a fianco
della tangenziale est del paese.
Pagina 22 di 39
In questa sede non si provvede alla descrizione delle caratteristiche tecniche del
collettore delle acque bianche ma, preso atto della sua capacità a contenere anche una
parte delle acque del Tasso, si propone di utilizzarlo quale scolmatore di piena.
Infatti con la derivazione, attraverso il canale di gronda, di una portata di circa 20 m3/s è
possibile far defluire la portata di circa 35 m3/s, veicolabile dal Tasso nella sezione a
monte dell’abitato, garantendo sufficienti condizioni di sicurezza.
La derivazione è ottenuta attraverso uno scolmatore con tracimazione in linea realizzato
lungo la sponda sinistra del Tasso, a monte del ponte della strada statale. Le acque
tracimate saranno scaricate nel manufatto in calcestruzzo del collettore delle acque
bianche dell’abitato a est della strada tangenziale.
In questa sede non si entra nel merito del progetto delle opere di derivazione perché
sono oggetto di specifico progetto predisposto dal comune di Affi.
Si recepiscono esclusivamente le potenzialità che il progetto assicura e l’entità della
spesa prevista per la programmazione complessiva degli interventi necessari alla
mitigazione della pericolosità dovuta alla esondazioni delle acque del Tasso.
Figura 15 Progetto dello scolmatore di piena ad Affi
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Di seguito viene riportata una vista aerea del torrente tasso ad Affi con le indicazioni dei
ponti che generano rigurgito e dello scolmatore di piena; per i ponti viene riportata
anche la documentazione fotografica.
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Ponte della Chiesa visto da monte
Ponte della Chiesa visto da valle
In primo piano l’impalcato del nuovo ponte stradale che ha sostituito il ponte in
disuso che si vede in fondo.
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Figura 16 Residue aree di pericolosità idraulica
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6 Aspetti estimativi di determinazione dell’indennizzo
per “servitù di invaso”
La realizzazione delle arginature e dei manufatti regolatori del deflusso funzionali a
consentire l’invaso temporaneo di acque meteoriche, con periodicità dipendente
dall’eccezionalità dell’evento, impone l’occupazione di spazi per la realizzazione di
manufatti a carattere permanente (arginature), mentre nella parte destinata all’invaso
provoca una serie di limitazioni al diritto di proprietà e all’esercizio di impresa, nonché
danni futuri alla produzione.
Questi ultimi possono essere tanto maggiori quanto più elevate sono la frequenza e la
durata dell’allagamento e potranno risultare tanto maggiori quanto più l’evento accade
in prossimità della conclusione del ciclo di produzione agricola.
Per le aree corrispondenti ai sedimi ed alle pertinenze dei manufatti idraulici (Argini,
manufatti regolatori ed alvei del Tasso e del Pesina), la stabilità delle opere e la
necessità di una loro manutenzione ne rendono necessaria l’acquisizione con l’esproprio
per causa di pubblica utilità cui corrisponde l’applicazione dei criteri di quantificazione
dell’indennità a norma della L. 865/71 e L. 10/77 e L.R.
Per tutte le altre superfici che possono mantenere la loro destinazione produttiva poiché
non è prevista la asportazione del terreno agrario, ma che sono soggette a limitazioni
d’uso per effetto dell’allagabilità ed al rischio che le produzioni agricole siano
danneggiate, fino alla loro completa distruzione, è necessario invece procedere con
indennizzi definiti mediante una specifica forma di servitù di invaso.
Ai fini della quantificazione di tale servitù va tenuto presente che il vincolo da
indennizzare è rappresentato dai danni derivanti dalla limitazione posta al bene
immobile e dalla mancata produzione.
In altri termini il danno da riconoscere al proprietario dei fondi è costituto dalla
indennità conseguente alla perdita di valore di mercato corrispondente alla limitazione
posta all’utilizzazione del bene ( vanificazione dell’uso edificatorio dell’area ) e alla
perdita di valore connessa alla riduzione della produzione correlata alla possibilità della
sua distruzione (rischio di una minor produzione futura).
In sintesi, l’indennizzo (I) risulta costituito da:
I = Iv + Ic
Iv = indennità per la limitazione d’uso
Ic = indennità per la riduzione di valore della produzione.
Per quanto riguarda la quantificazione dell’indennizzo, la riduzione di valore di mercato
imputabile a limitazioni d’uso potrebbe essere compensata con una indennità pari a un
quarto del valore di mercato per la superficie vincolata, per analogia a quanto previsto
relativamente a servitù di metanodotto, che, per i vincoli posti da particolari limitazioni
quali l’edificabilità dell’area, prevede l’indennizzo di 1/4 del valore di mercato.
Il danno per riduzione di valore di produzione potrebbe essere quantificato, calcolando
il valore attuale di infinite annualità anticipate della PLV media ordinaria mercantile di
riferimento della zona, ridotta di un coefficiente di moltiplicazione che tiene conto della
Pagina 27 di 39
frequenza di invaso calcolata sulla media fra la portata d’inizio rigurgito e la portata
massima, e di un secondo coefficiente di rischio di perdere la produzione nel corso
dell’anno, accettando l’assunto che il momento di massimo rischio di perdita della
produzione coincida con il mese di settembre/ottobre.
I = Iv + Ic
dove
Iv = ¼ Vam (valore agricolo medio)
Ic = ( PLV* Fis * pmd ) / r
PLV = Produzione lorda vendibile media mercantile ordinaria
Fis = Frequenza dell’invaso calcolata sulla portata di inizio rigurgito
pmd = Probabilità di massimo danno colturale nell’anno
r = Tasso d’interesse
I = ¼ Vam + ( PLV* Fis * pmd ) / r
La necessità di calcolare la probabilità che, al momento dell’invaso, sia massimo il
danno colturale, nasce dalla considerazione che, mentre le precipitazioni intense
avvengono di norma nell’autunno e nella primavera, in quei periodi il danno colturale è
minore rispetto a quello che si avrebbe se l’alluvione cadesse nel periodo estivo (va
definita la probabilità composta fra il verificarsi di un evento di piena e un danno
colturale).
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7 Costi
Schema generale costi:
Depensilizzazione del tratto da Ponte
delle Acque a Ponte Platano.
TOTALE OPERA
1.360.836,00 €
Opera di difesa idraulica per il controllo
delle onde di piena mediante la creazione
di un' invaso di raccolta delle acque con il
compito di decapitare le piene a partire
dal momento in cui la portata in arrivo
supera la portata massima ammissibile a
valle dell'opera.
Cassa in località Boschi.
TOTALE OPERA
4.142.174,40 €
TOTALE OPERA
3.697.167,54 €
TOTALE OPERA
4.99.200,00 €
Opera di difesa idraulica per il controllo
delle onde di piena mediante la creazione
di un' invaso di raccolta delle acque con il
compito di decapitare le piene a partire
dal momento in cui la portata in arrivo
supera la portata massima ammissibile a
valle dell'opera.
Cassa in località Montesei
Opera di difesa idraulica per il controllo
delle onde di piena mediante la creazione
di uno scolmatore di piena.
L’opera sarà realizzata dal Comune di
Affi.
Scolmatore di Affi
TOTALE
COMPLESSIVO
arrotondato 9.700.000,00 €
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8 APPROFONDIMENTI
8.1 RESTRINGIMENTI DELL’ALVEO
Al fine di regolare e controllare l’evento di piena di progetto, cercando di invasare
volumi di deflusso in aree extra alveo, vengono progettati due restringimenti d’alveo per
provocare un rigurgito tale da imporre tiranti idrici che facciano esondare il torrente
nelle aree prefissate.
Partendo da monte e andando verso valle questi tre manufatti si localizzano
rispettivamente:
1. sul torrente Tasso nella sezione corrispondente alla nuova
circonvallazione EST di Caprino Veronese
2.sul torrente Tasso nella sezione corrispondente alla cassa di
espansione di Montesei
Per il tratto di monte del torrente Tasso, nel tratto corrispondente alla cassa di
espansione di Platano, le ipotesi progettuali prevedono una sezione è trapezoidale con
base b=7m inclinazione delle sponde è 2:3 il coefficiente di scabrezza è stato assunto
pari a Ks=25 m1/3·s-1, la pendenza dell’alveo di progetto è pari a 1.4% e la portata di
progetto assunta è quella corrispondente al tempo di ritorno di 100 anni (47.5 m3·s-1).
Per la verifica dell’efficienza dell’opera si sono valutati gli effetti delle onde di piena
corrispondenti a tempi di ritorno di 200 e 500 anni.
Si sono analizzate le caratteristiche della corrente che risulta essere una corrente lenta
(FR=0.836) avente un’altezza di moto uniforme pari a 1.76 metri e un’altezza critica pari
a 1.59 metri.
Al fine di valutare se la corrente attraversa il restringimento progettato passando
attraverso lo stato critico o meno si è utilizzata l’equazione dell’energia
U 02 3 Q 2
h0 +
≥ 3
2g 2 g ⋅ b2
che riscritta adimensionalmente facendo riferimento alle caratteristiche della corrente di
monte diviene
FR20 3 ⎛⎜ FR 0 ⎞⎟
1+
−
2
2 ⎜⎝ b b0 ⎟⎠
2/3
≥0
Questa fornisce un diagramma che una volta fissate le caratteristiche geometriche del
rapporto di restringimento permette di capire se il moto attraverso il restringimento
avverrà attraverso il restringimento o meno.
Nel nostro caso lo stato di corrente di monte è rappresentato dalla retta rossa la quale
indica che per ogni grado di restringimento l’attraversamento del restringimento avverrà
attraverso lo stato critico.
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1
b/B
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
1.2 1.4 1.6 1.8
2
2.2 2.4 2.6 2.8
3
3.2 3.4
Fr0
Figura 17 Grafico per individuare l'eventuale attraversamento dell'altezza critica in
corrispondenza di un restringimento.
La corrente lenta di monte acquisterà l’energia sufficiente ad oltrepassare il
restringimento con un profilo M1, attraversa l’ostacolo con un profilo accelerato di
chiamata M2 dove si realizza lo stato critico, passa in corrente veloce e si riporta alle
condizioni di corrente lenta attraverso con un profilo M3 con un risalto che si localizza
a valle del restringimento.
Si tratta quindi di fissare un grado di restringimento adeguato al caso in esame e di
valutare l’altezza del profilo di rigurgito a ridosso del restringimento. A tal proposito si
deve ricordare che nel caso di deflusso con transizione sia che al corrente sia veloce o
lenta essa sceglie un profilo di corrente lenta per affrontare il restringimento.
Scrivendo l’equazione dell’energia tra la sezione immediatamente a monte del
restringimento e la sezione ristretta si perviene all’equazione
FR21 3 ⎛⎜ FR1 ⎞⎟
1+
−
2
2 ⎜⎝ b b0 ⎟⎠
2/3
−
ΔH
=0
h1
dove la perdita di energia tra le due sezioni è trascurabile.
L’altezza a monte del restringimento può essere valutata attraverso la
h1 = K R ⋅ 3
Q2
g ⋅ b0 ⋅ FR' 1
2
I valori di KR sono prossimi all’unità e dipendono dalla forma del restringimento. È
stato assunto KR = 1.135. In tabella vengono riportati i valori del tirante idrico a monte
del restringimento per i tre idrogrammi (TR 100, 200, 500).
Si ritiene che il fattore di restringimento ottimale sia del 45% con sviluppo di un tirante
idrico a monte dell’opera di circa 3.70 metri relativamente alla portata QTr100 = 48.4
m3·s-1. Con un grado di restringimento del 45% il tirante idrico sviluppato a monte del
restringimento relativamente ad un evento caratterizzato da un tempo di ritorno di 500
anni è di circa 5.04 m e non vi è dunque sormonto del rilevato stradale che si innalza di
4 metri dal piano di campagna e 6,0 m dal fondo alveo.
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Tale opera è da realizzare a monte del rilevato stradale e non deve interessare il
manufatto che oltrepassa il torrente Tasso.
Fr0
h1
h1
h1
TR100 TR200 TR500
b/b0
b
0.4
4
0.226136
4.037
4.654
5.484
0.45
4.5
0.257202
3.705
4.271
5.033
0.5
5
0.289445
3.424
3.948
4.652
0.55
0.6
5.5
6
0.32313 3.182 3.669 4.322
0.359
2.969 3.423 4.032
0.61
6.1
0.366
2.929
3.377
3.978
0.62
6.2
0.373
2.890
3.332
3.925
0.63
6.3
0.381
2.852
3.287
3.873
0.64
6.4
0.389
2.814
3.244
3.822
0.65
6.5
0.396
2.777
3.202
3.772
0.66
6.6
0.404
2.741
3.160
3.723
0.67
6.7
0.412
2.706
3.119
3.675
0.68
6.8
0.420
2.671
3.079
3.628
0.69
6.9
0.428
2.636
3.039
3.581
0.7
7
0.437
2.603
3.001
3.535
0.71
7.1
0.445
2.569
2.962
3.490
0.72
7.2
0.454
2.536
2.924
3.445
0.73
7.3
0.463
2.504
2.887
3.401
0.74
7.4
0.472
2.472
2.850
3.358
0.75
7.5
0.481
2.440
2.813
3.315
0.76
7.6
0.491
2.409
2.777
3.272
0.77
7.7
0.500
2.378
2.742
3.230
0.78
7.8
0.510
2.347
2.706
3.188
0.79
7.9
0.520
2.317
2.671
3.147
0.8
8
0.531
2.286
2.636
3.106
Tabella 4 Valori di FR' e dell'altezza del tirante idrico a monte del restringimento per l’evento
caratterizzato da TR 100, 200, 500.
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Le aree di esondazione generate dall’opera descritta sono state valutate sulla base del
DTM. I volumi invasati in funzione dell’altezza dell’acqua sul piano campagna è stato
calcolato e riportato in Figura 20
250
150
3
V·10 [m3]
200
100
50
0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
h [m]
Figura 18 Legge di invaso per la zona a monte del rilevato stradale.
Al fine di permettere il passaggio delle portate di minore entità facendo in modo che
non si crei rigurgito si è ipotizzata un’opera che preveda delle aperture inferiori al
fianco della fessura.
Figura 19 Briglia a fessura con aperture nella parte inferiore dell'opera
Con questo accorgimento portate fino a 35 mq/s passano pressoché indisturbate, mentre
per portate maggiori si ha un rigurgito che permette di invasare i volumi di acqua i
eccesso.
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Figura 20 Sopra, profili nel caso di fessura semplice; sotto, profili nel caso di fessura con aperture
sul fondo.
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8.2 LAMINAZIONE DELLE ONDE DI PIENA
Nell’ottica di mitigare gli effetti degli eventi meteorici, effetti che per l’argomento
trattato sono principalmente riscontrabili con l’innalzamento della quota dell’acqua nei
corsi d’acqua si ricorre a opere d’arte che una volta messe in opera mirano a diminuire i
volumi di acqua fluenti negli alvei interessati.
Le opere sono principalmente due:
1. Serbatoi di laminazione
2. Casse di espansione
I serbatoi sono normalmente realizzati nella parte montana e pedemontana dei corsi
d’acqua, svolgono a pieno il loro compito solamente nel caso in cui prima dell’evento di
piena abbiano a disposizione volumi da occupare, casualità che dipende dalla funzione
principale del serbatoio.
Le casse di laminazione hanno invece avendo la sola finalità di invasare volumi in
occasione di eventi eccezionali.
I serbatoi infatti sono solitamente utilizzati anche per la attività irrigua e la produzione
di energia idroelettrica.
8.2.1 Laminazione per mezzo di Casse di espansione
Per il dimensionamento delle casse di laminazione sono utilizzate quattro equazioni:
− Due equazioni provvedono alla descrizione dello stato della cassa di
espansione,
− Le altre sono preposte alla descrizione del comportamento del corso d'acqua.
Il sistema globale quindi viene rappresentato dalle equazioni:
3
Qsf = Cq ⋅ C1 ⋅ L ⋅ 2 g ⋅ (h − hp) 2
dV
= Qsf
dt
Qsf = Qm − Qv
Qv = Ks ⋅ A
5
3
⋅B
−2
3
⋅ if
1
2
Lo schema risolutivo vede due momenti distinti.
Una prima fase nella quale l'altezza dell'acqua nella cassa è minore dell'altezza del petto
arginale, fase durante la quale non si ha rigurgito e le equazioni possono essere trattate
in modo disaccoppiato, ed una seconda fase, quando l'altezza dell'acqua nella cassa
raggiunge e supera quella del petto arginale, fase nella quale le equazioni devono essere
trattate in modo accoppiato perché la portata sfiorata dipende dal volume invasabile e
pertanto dall'altezza della lama d’acqua nella cassa ( hc ).
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Una ipotesi "fondamentale" nella semplificazione del problema si ha ipotizzando il
profilo di moto nel tratto dello sfioratore ad altezza costante, ipotesi ben verificata nel
caso di corrente lenta e di sfioratore non eccessivamente lungo.
Le casse di espansione vengono infatti realizzate nei tratti dei corsi d'acqua
caratterizzati dall'essere in corrente lenta (Fr<1).
8.2.2 Cassa di laminazione BOSCHI
Per l’area di naturale espansione sita a monte del rilevato stradale si è valutato l’effetto
di laminazione dell’invaso nei confronti dei due eventi di piena di progetto caratterizzati
da un TR rispettivamente di 100, 200 e 500 anni Figure 23, 24 e 25.
Q [m3/s]
Zona espansione Boschi TR=100 anni
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Q inp
Q out
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
t [ore]
Figura 21 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato stradale
sull'onda di progetto per il TR 100 anni.
Q [m3/s]
Zona espansione Platano TR=200 anni
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Q inp
Q out
0
2
4
6
8
10 12
14 16
18 20
22 24
t [ore]
Figura 22 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato stradale
sull'onda di progetto per il TR 200 anni.
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Zona espansione Boschi TR=500 anni
80
70
Q [m3/s]
60
50
Q inp
Q out
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
t [ore]
Figura 23 Effetto di laminazione dell'area di naturale esondazione a monte del rilevato stradale
sull'onda di progetto per il TR 500 anni.
8.2.3 Cassa di laminazione MONTESEI
Individuazione dei volumi di invaso necessari per la laminazione delle piene del Tasso a
Montesei, nei pressi di Valdoneghe.
La valutazione del volume di invaso è effettuata utilizzando l’equazione di continuità
serbatoi:
Q entrante (t) - Q uscente (t) = ΔV / Δt
avendo indicato con ΔV la variazione di volume invasato nell’intervallo di tempo Δt; in
tale relazione la portata di ingresso è definita dagli idrogrammi di piena individuati
nello studio idrologico. La portata in uscita è vincolata dalla capacità di deflusso delle
sezioni critiche in corrispondenza dei ponti stradali di Gazzoli, dell’attraversamento
dell’abitato di Affi e del ponte in loc. Ragano nei pressi della confluenza in Adige.
L’applicazione del calcolo effettuata nell’ipotesi di Tr 100 anni ha portato ad un volume
di invaso di circa 243.000 m3, corrispondente alla decapitazione dell’onda di piena per
circa 25 m3/s.
Le arginature di contenimento sono state definite fino alla 214.50 m slm corrispondente
alla quota della strada comunale Montesei, avranno sulla sommità una strada arginale
con una carreggiata di 3 m, necessaria per garantire l’accesso all’opera idraulica e per
garantire, in condizioni di sicurezza, il servizio di piena. Le rampe arginali, in
considerazione della limitata altezza delle arginature e del ridotto tempo di permanenza
dell’acqua nella cassa, avranno una pendenza pari a 1/2.
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Si allegano i risultati delle simulazioni (TR=100) per la cassa di espansione di Montesei
per un invaso tale da contenere onde di piena già decapitate dall’invaso previsto in
località Boschi maggiorate dei contributi dell’interbacino da Platano a Cerebello,
dell’affluente Boi, dell’interbacino compreso tra la sezione di confluenza del Boi e
quella del Pesina e del Pesina stesso.
Di seguito vengono riportati i diagrammi delle portate dei contributi suddetti.
Figura 24 Diagrammi degli idrogrammi dei contributi degli affluenti e degli interbacini (TR=100).
L’idrogramma in ingresso nella seconda cassa di Montesei è stato calcolato quindi come
somma dei suddetti contributi. A favore di sicurezza la somma è avvenuta con i picchi
dei rispettivi contributi in fase tra loro.
La laminazione così effettuata dalla seconda cassa di espansione di Montesei porta ad
un idrogramma in uscita che come portata massima arriva è di circa i 55 m3/s (Fig. 27).
Le caratteristiche del manufatto saranno simili a quelle previste per l’invaso di Boschi
Relativamente alle ipotesi di progetto per TR di 100 anni, il volume massimo invasato
nella cassa di espansione è di circa 224,590 m3 per un tirante idrico sul piano campagna
di 1,6 metri.
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Figura 25
Diagrammi della portata in ingresso e in uscita dalla cassa di espansione di
Montesei (TR=100).
Con le stesse modalità sopra descritte si è verificata l’opera per tempi di ritorno di 200
anni. In queste condizioni nella cassa di espansione si accumulano 450,000 m3 per un
tirante idrico sul piano campagna di 2.6 metri.
Figura 26
Diagrammi della portata in ingresso e in uscita dalla cassa di espansione di
Montesei (TR=200).
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