Relazione idraulica - Comune di Castel del Piano

COMUNE DI CASTEL DEL PIANO
PROVINCIA DI GROSSETO
OPERE DI RIQUALIFICAZIONE AMBIENTALE DI AREE DESTINATE
A INSEDIAMENTI PRODUTTIVI IN LOCALITA’ CELLANE, CON
REALIZZAZIONE DI NUOVA INFRASTRUTTURA VIARIA DI
ACCESSO E REVISIONE DELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE
RELAZIONE IDRAULICA
Dott. Ing. MARCO BUCELLI
Via della Stazione, 27 - 58033 Castel del Piano (Grosseto)
Tel. fax 0564.95.61.95 - 339.22.06.839
Castel del Piano, 19 settembre 2011
Dott. Geol. ANDREA IRSARA
Educatore ambientale - Tecnico del paesaggio
Via Poggio Lombardo, 10 - 58030 Santa Fiora (Grosseto)
Tel. 0564.95.30.21 - 349.09.07.326
INDICE
1. PREMESSA
2. INQUADRAMENTO GENERALE DELL'AREA
3. INQUADRAMENTO IDROLOGICO - GEOMORFOLOGICO
4. MODELLO DI CALCOLO UTILIZZATO
5. VERIFICHE IDRAULICHE
7. CONCLUSIONI
ALLEGATI
ELABORATI CARTOGRAFICI
1. Corografia dell'area d'intervento in carta 1:25.000
2. Corografia del corso d'acqua e del bacino imbrifero in carta 1:10.000
3. Inquadramento in cartografia del Piano Assetto Idrogeologico Bacino Ombrone
4. Inquadramento in carta della pericolosità idraulica dello strumento urbanistico
5. Definizione del corso d'acqua e bacino imbrifero sotteso alla chiusura in carta 1:5.000
6. Sezione idraulica del fosso naturale allo stato attuale (scala 1:50)
7. Sezione idraulica della condotta con i livelli di portata di massima piena (scala 1:50)
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1. PREMESSA
La presente relazione riferisce sulle risultanze delle verifiche idrauliche relative all'opera di attraversamento
del fosso naturale denominato Fosso del Gallaccio, mediante nuova viabilità comunale prevista dal progetto
del Comune di Castel del Piano di riqualificazione ambientale dell'area destinata ad attività produttive di
località Cellane, comprendente in particolare la realizzazione di una nuova infrastruttura viaria di accesso
all'area artigianale in collegamento diretto alla Strada Provinciale n. 64 del Cipressino.
Le finalità che il presente studio si propone sono rivolte alla definizione dell'assetto idrogeologico e
geomorfologico e alla analisi delle caratteristiche idrologiche e idrauliche dell'area costituente il bacino di
alimentazione e del corso d'acqua, allo scopo di stabilire sulla base dei dati geognostici raccolti e dei
rilevamenti effettuati, gli elementi indispensabili per la valutazione della compatibilità tra le opere in progetto e
le condizioni di deflusso del corso d'acqua in oggetto.
A tale scopo, nella presente relazione idrologica e idraulica vengono sviluppate opportune verifiche idrauliche
con applicazione di modello matematico, tenuto conto in particolare delle istruzioni per la richiesta della
autorizzazione idraulica, di cui al R.D.L. 523/1904 e successive modificazioni, impartite dalla Provincia di
Grosseto Dipartimento lavori e servizi pubblici – Servizio Difesa del Suolo, Bonifica e Idraulica, di quanto
prescitto dalle Norme del Piano Assetto Idrogeologico Autorità di Bacino Ombrone, di cui alla L. 183/1989 e
L.R. 91/1998, secondo i “Criteri per lo sviluppo degli studi idrologici idraulici e la valutazione di afficacia”, in
ottemperanza al Regolamento urbanistico in riferimento alle classi di pericolosità idraulica del Piano
Strutturale, in applicazione della Del.C.R. 230/1994, del Piano Territoriale di coordinamento Provinciale, e del
Regolamento Forestale di cui al D.P.G.R. 48/R/2003 per quanto attiene al Vincolo Idrogeologico.
2. INQUADRAMENTO GENERALE DELL'AREA
Il corso d'acqua Fosso del Gallaccio e l'area in cui è previsto l'attraversamento in oggetto sono situati nel
territorio comunale di Castel del Piano, Provincia di Grosseto, in località Gallaccino, in prossimità del limite
nord ovest del territorio urbanizzato con carattere di continuità del capoluogo, lungo le pendici occidentali del
rilievo del Monte Amiata, a monte della Strada Provinciale n. 64 del Cipressino.
Nella Carta d’Italia tale area è localizzata alla tavoletta IV – NO del Foglio 129; nella cartografia tecnica
regionale l’area complessiva appartiene al Foglio 320 - 2 alla scala 1:25.000, elemento 320.110 alla scala
1:10.000 e 320.114 alla scala 1:5.000.
Nella mappa catastale del Comune di Castel del Piano, l'opera di attraversamento ed il tratto di corso d'acqua
a monte, sono rispettivamente censiti alle particelle n. 370, 371, 372, e n. 340, 345, 370, 371, 372, 373, 409,
1471 del Foglio n. 31.
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Il punto di attraversamento si trova alle seguenti coordinate geografiche.
Coordinate geografiche : longitudine 11° 31' 46” Est; latitudine 42° 53' 22” Nord.
Coordinate reticolo Gauss Boaga : longitudine (X) 1.706.625 Est; latitudine (Y) 4.751.575 Nord.
Con riferimento alla normativa vigente citata in premessa il corso d'acqua Fosso del Gallaccio in oggetto è
definito e classificato secondo quanto segue.
-
Rispetto alla cartografia del Piano Assetto Idrogeologico della Autorità di Bacino Fiume Ombrone, il
corso d'acqua risulta evidenziato e quindi appartenente al reticolo idrografico di riferimento seconso la
Carta di Tutela del Territorio in tavola 68.
-
Non risulta presente in elenco delle acque pubbliche della Provincia di Grosseto di cui al R.D.L.
1775/1933.
-
Non risulta presente in elenco dei corsi d'acqua soggetti alla definizione delle aree di tutela per il
rischio idraulico, di cui all'allegato A della Del.C.R. 230/1994.
-
Con riferimento alla classificazione dei corsi d'acqua di cui al D.Lgs. 152/1999 e successive
modificazioni, è ascrivibile alla definizione di corpo idrico superficiale non significativo, presentando
deflusso solo in concomitanza delle precipitazioni ovvero con deflusso per meno di 120 gg/anno.
Riguardo ai vincoi territoriali, l'area oggetto di studio e d'intervento non è soggetta al Vincolo idrogeologico ai
sensi del R.D.L. 3267/1923, ed appartiene a zona sismica 3 ai sensi della Del.G.R.T. 431/2006.
In riferimento a alla Carta della nuova proposta di perimetrazione del Vincolo Idrogeologico della Provincia di
Grosseto di cui alla Del.C.P. 58/1999, la zona appartiene a "Aree in ambito B”, corrispondente a Pericolosità
geomorfologica irrilevante o bassa e Vulnerabilità Idrogeologica alta.
Secondo le Norme del Piano Assetto Idrogeologico (Autorità di Bacino Fiume Ombrone), ai sensi della
L.183/1989 e successive modifiche, la zona è classificata come “Dominio geomorfologico e idraulico
forestale”, quindi esterna rispetto alle aree definite a Pericolosità Idraulica e Pericolosità da Frana.
Il tratto stradale previsto attraversa il corso d'acqua citato e censito nel reticolo idrografico delle carte di tutela
del territorio e pertanto l'opera di attraversamento necessita delle verifiche idrauliche per l'ottenimento della
autorizzazione idraulica, da svilupparsi secondo i criteri delle Norme di Piano di cui all'art. 19.
Riguardo agli ambiti di Rischio Idraulico di cui alla Del.C.R. 230/1994 e Del.C.P. 30/1999, dato che il più vicino
corso d'acqua iscritto in elenco è "Torrente Ente - Fosso Melacce" con ambito AB e codice GR 719, l'area
d'intervento è esterna agli ambiti A di "Assoluta pertinenza" e AA (ex ambito B) di "Area Alluvionabile",
trovandosi alla distanza minima di 440 m con differenza di quota di circa 80 m, rispetto al ciglio di sponda.
In riferimento alle indagini geologico-tecniche di cui allo Strumento Urbanistico in vigore del Piano Strutturale
del Comune di Castel del Piano, l’intera area è definita dalle seguenti classi di rischio: Pericolosità Geologica
bassa di classe 2, Pericolosità Idraulica irrilevante di classe 1,Vulnerabilità della Falda alta di classe 4.
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3. INQUADRAMENTO IDROLOGICO - GEOMORFOLOGICO
Il corso d'acqua Fosso del Gallaccio in oggetto si sviluppa da quota 630 m slm fino alla quota
dell'attraversamento previsto dal progetto di 577 m slm, per poi defluire nella zona di fondovalle come
affluente in destra idrografica del corso d'acqua Torrente Ente nel bacino idrografico del Fiume Ombrone
(sotto-bacino del Fiume Orcia) a quota 485 m slm, con uno sviluppo complessivo di circa 950 m lungo le
pendici nord occidentali del rilievo del Monte Amiata.
Rispetto all'inquadramento geologico l'area appartiene interamente all’affioramento dei prodotti effusivi
dell’apparato vulcanico del Monte Amiata, risalente al Pleistocene (0,18 – 0,29 Ma) definita come “Complesso
Tracidacitico Basale (ta)”, costituita da rocce trachidacitiche che affiorano in caratteristici fronti lavici a
disposizione concentrica e convessità rivolta verso il senso di avanzamento della colata.
La forma valliva in cui scorre il corso d'acqua è caratterizzata rispettivamente da monte verso valle, da un'area
pianeggiante intorno a quota 630 m, quindi da un graduale incremento delle acclività con pendenza media del
12 % fino alla zona oggetto dell'attraversamento, e nell'ultimo tratto da pendenze rmaggiori, intorno al 25 %,
per la presenza della scarpata che termina con la sponda destra dell'incisione del Torrrente Ente.
L’origine di tale assetto morfologico va ricercata nelle modalità di messa in posto dei prodotti vulcanici, con la
suddetta scarpata in destra idrografica del torrente Ente che rappresenta il limite di avanzamento della colata
lavica, ed il fosso che scorre lungo una spaccatura longitudinale rispetto all'avanzamento della colata stessa.
Dal punto di vista geomorfologico dinamico il terreno costituente il pendio dimostra buone caratteristiche di
stabilità, come si rileva dall’osservazione della vegetazione arborea, che non presenta distorsioni dovute a
movimenti gravitativi, e del suolo privo di fratturazioni o segni di spostamenti, non si sono riscontrate inoltre,
evidenze di fenomeni erosivi severi o diffusi causati dalle acque di ruscellamento superficiale.
In ordine all'assetto idrogeologico, le rocce vulcaniche del Monte Amiata per porosità e fessurazione,
presentano un grado di permeabilità relativa medio-alto e consentono un drenaggio interno buono con un
coefficiente di infiltrazione valutato, secondo gli studi condotti dalla Comunità Montana Amiata Grossetano
(1990), intorno al 90 % della precipitazione efficace.
In base ai diversi sondaggi effettuati nell’area complessiva, e ai dati idrogeologici raccolti (Carta a isofreatiche
da Calamai et al., 1970), il livello piezometrico della falda libera dell’acquifero litoide si trova nell'area intorno a
quota 550 m slm, quindi a quota inferiore di circa 30 m rispetto al piano di campagna dell'area d'intervento,
come conferma l'assenza di sorgenti all'interno del bacino imbrifero di alimentazione: l'acquifero non può
pertanto alimentare il deflusso del corso d'acqua in oggetto nel tratto sotteso alla sezione di chiusura, poiché
l'intero sviluppo del corso d'acqua si trova a quote superiori rispetto al livello piezometrico.
Riguardo alle caratteristiche idrologiche, il corso d'acqua sede dell'attraversamento in progetto presenta
caratteri morfologici di fosso di erosione con deflusso in subalveo, che risulta evidente dalla morfologia delle
sponde, ovvero dei gradini geomorfologici, derivanti da processi erosivi, con inclinazione crescente
dall'esterno verso l'interno dell'alveo, e con l'altezza dell'alveo complessivamente nell'ordine di 1 m e del
subalveo nell'ordine di 40 – 50 cm.
In base a quanto osservato nei sopralluoghi e alle testimonianze raccolte, il deflusso risulta assente in
mancanza di precipitazioni e per lo più scarso e in sub-alveo in concomitanza dell'afflusso pluviometrico, in
virtù della alta permeabilità dei terreni e delle limitate dimensioni del bacino imbrifero di alimentazione.
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4. MODELLO DI CALCOLO UTILIZZATO
Per le verifiche idrauliche è stato utilizzato il tradizionale metodo “razionale”, quindi deterministico, anche se
alcuni parametri vengono quantificati da formule empiriche, per la trasformazione afflussi deflussi. Si precisa
che la verifica viene effettuata considerando la sezione di chiusura del bacino imbrifero come coincidente con
il punto di attraversamento, e che entrambi i fossi non presentano per uno sviluppo significativo riduzioni delle
sezioni d'alveo quali restringimenti o ostacoli dati dalla vegetazione arborea e arbustiva sufficientemente
distante dai cigli di sponda.
La relazione per il calcolo della portata di massima piena è la seguente.
Qmp = (C.p.A)/3,6
in cui,
C (coefficiente di deflusso)
si assume per l’intera area il valore di 0.6, che corrisponde ad una capacità di infiltrazione delle acque
meteoriche nei terreni del 40 %, il valore risulta sovrastimato rispetto al valore di 0.324 definito dallo studio
per l'alto bacino Ombrone dell'università degli studi di Siena (Dipartimento Scienze della Terra, 1987), e
paragonabile al valore stimato per il bacino di alimentazione corrispondente alle vulcaniti del Monte Amiata
secondo la relazione idraulica del quadro conoscitivo del Piano Assetto Idrogeologico (Alto Bacino del Fiora e
bacino Ente – Orcia dell'Ombrone) pari a 0.66, valore che considera anche la portata delle sorgenti che
alimentano i corsi d'acqua, le quali per quanto esposto non interessano il tratto di corso d'acqua in oggetto.
p (intensità di pioggia o massima altezza di pioggia oraria)
è la massima precipitazione attesa nell'intervallo di tempo pari al tempo di corrivazione, funzione dei tempi di
ritorno (Tr) espressi in anni, la cui determinazione è stata eseguita facendo riferimento allo studio condotto da
S. Pagliara – C. Viti pubblicato nel Giornale Del Genio Civile 1990, in cui si determinano le curve
isoparametriche per le piogge orarie, secondo la relazione
(n – 1). m
p = a.tc
Tr
in cui,
i parametri delle curve di possibilità climatica: a = 30,9 mm, m = 0,19, n = 0,26,
sono relativi a: Alto Bacino del Fiora e dell'Ombrone (valori massimi delle stazioni pluviometriche di località
Triana e Castel del Piano) da Pagliara e Viti, 1990, determinati in accordo alla distribuzione di probabilità di
Gumbel, riferiti a tempi di corrivazione maggiori a 1 ora (pertanto per tempi inferiori le precipitazioni attese
sono sovrastimate e le portate calcolate sono da ritenersi maggiormente cautelative), confermati dai valori
riportati negli annali idrologici dal Servizio Idrografico Italiano delle massime precipitazioni orarie con tempi di
ritorno di 10 e 50 anni (Triana: pTr10 = 46, pTr50 = 63, Castel del Piano: pTr10 = 41, pTr50 = 53),
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il tempo di corrivazione espresso in ore viene calcolato dalla formula
tc = (4.A0,5 + 1,5.L) / 0,8.(Hm – Ho)0,5
in cui
A (kmq) area del bacino imbrifero alla sezione di chiusura
L (km)
lunghezza dell’asta principale alla chiusura
Hm (m) altitudine media del bacino sotteso data da calcolo integrale
Ho (m) altitudine alla sezione di chiusura
A (area del bacino imbrifero alla sezione di chiusura)
definito su base cartografica di maggior dettaglio (scala 1:2.000 e 1:5.000) e calcolato con applicazione di
programma automatico alla cartografia, assume per il corso d'acqua in oggetto il valore A = 108.991 mq.
Nello sviluppo delle verifiche idrauliche vengono affrontate in primo luogo le condizioni attuali del Fosso del
Gallaccio in particolare alla sezione oggetto di intervento, allo scopo di stabilire la velocità della corrente da
confrontare con quella relativa alla condotta e le condizioni di deflusso con tempi di ritorno duecentennali.
La portata di colmo o portata critica viene calcolata secondo la seguente relazione
Qc = v.S
In cui,
S (m) è la sezione d'alveo
v (m/s) è la velocità della corrente calcolata utilizzando la formula di Chezy
v = xs.(R.i)0.5
dove xs è il coefficiente empirico di scabrezza espresso in !m/s dato dalla formula di Bazin
xs = 87.!R / (!R + !)
in cui
R (m)
raggio idraulico pari al rapporto tra area bagnata e contorno bagnato
! (!m)
coefficiente empirico di scabrezza
A tale riguardo è stata utilizzata la formula che dà risultati più cautelativi ovvero valori inferiori che inducono a
valori minori delle velocità della corrente, e quindi a valori maggiori e in favore della sicurezza delle portate e
delle altezze dei livelli di massima piena. Nella formula è stato adottato, anche per le limitate dimensioni
dell'alveo, il valore dell'indice di scabrezza ! = 3 !m, cautelativo rispetto al campo di valori riferiti a corsi
d'acqua naturali in terra con erba sul fondo 1.3 !m e in abbandono con vegetazione o con alveo in ghiaia e
movimento di materiale sul fondo pari a 2.0 – 2.3 !m secondo la formula utilizzata.
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Per confronto si riportano i diversi valori ottenuti con altri metodi comunemente adottati, e riferiti alla sezione
idraulica in oggetto di Fosso del Gallaccio.
Formula di Bazin (adottata)
Xs (con ! = 3.0)
= 14.5 !m/s
Formula di Kutter
Xs (con m = 1.5)
= 19.3 !m/s
Formula di Manning
Xs (con n = 0.035)
= 24.1 !m/s
Nello sviluppo delle verifiche idrauliche relative allo stato modificato o di progetto, ovvero alla realizzazione
dell'attraversamento mediante la posa in opera della condotta interrata come specificato in relazione tecnica,
vengono utilizzati i seguenti modelli di calcolo.
La portata di colmo o portata critica viene calcolata secondo la relazione
Qc = v.S
In cui,
S (m) è la sezione critica della tubazione
v (m/s) è la velocità della corrente calcolata utilizzando la formula di Manning
v = (1/n).R2/3.i1/2
in cui
n (-)
coefficiente empirico di scabrezza
R (m)
raggio idraulico pari al rapporto tra area bagnata e contorno bagnato
i (-)
pendenza della condotta
A tale riguardo si specifica che è stata scelta la formula che ha dato i risultati maggiormente in favore della
sicurezza, ovvero valori inferiori della velocità caratteristica della tubazione, considerando un sezione critica
che non coincide con la sezione della tubazione, ma con un altezza critica pari alla metà del diametro minore
della condotta, quindi della possibilità di compluvio delle acque in ruscellamento fuori alveo, e del rischio
connesso alla parziale ostruzione della sezione con materiale trasportato dalla corrente.
Tale formula considera infatti tramite il coefficiente di scabrezza n = 0.035 adottato, la presenza di depositi
ghiaiosi e sabbiosi sul fondo della condotta.
Per confronto si riporta il valore ottenuto con il metodo Prandtl – Colebrook comunemente adottato per il
calcolo della velocità di deflusso nelle tubazioni, secondo la relazione
V=-2!(2 g D J) Log [ K/(3.71 D)+(2.51 ")/(D!(2 g D J))]
da cui si ottiene a parità di condizioni il valore V = 9.53 m/s, circa il doppio rispetto al valore ottenuto con il
modello adottato.
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5. VERIFICHE IDRAULICHE
STATO ATTUALE – CORSO D'ACQUA
La portata di massima piena, data dalla relazione
Qmp = (C.p.A)/3.6
con C = 0.60, A = 0.11 kmq, p = 178.3 mm/ora per tempi di ritorno duecentennali, dato il tempo di corrivazione
risultante tc = 0.36 ore,
risulta
Qmp = 3.21 mc/s
La portata di colmo o portata critica, calcolata secondo la relazione
Qc = v.S
con S = 1.91 mq, utilizzando la formula di Chezy
v = xs.(R.i)0,5
in cui Xs = 14.5 !m/s, R = 0.36 m, con sezione bagnata S = 1.91 e contorno bagnato c = 5.31, i = 0.12, da cui
risulta la velocità della corrente
v = 3.01 m/s
risulta
Qc = 5.75 mc/s
In base alle caratteristiche morfologiche dell’alveo, il livello idrico massimo raggiunto per tempi di ritorno
duecentennali risulta
hmp = 0.80 ml
quindi a quota inferiore rispetto al livello di colmo hc = 0.92 ml, di "h = 0.12 ml.
Rispetto al deflusso naturale che si verifica in sub-alveo nel tratto considerato, risulta il coeficiente di
scabrezza Xs = 12.5 !m/s e il raggio idraulico R = 0.25 m, con una sezione al ciglio di sponda S = 0.50 mq, da
cui si ottiene una velocità della corrente v = 2.19 m/s e la portata Q = 1.09 mc/s al livello di colmo h = 0.50 m.
Pertanto, l'impluvio o sub-alveo è soggetto a fenomeni di sormonto in tempi di ritorno duecentennali, date
tuttavia, le condizioni morfologiche circostanti rilevate con registrazione di punti quotati in sito, risulta che tale
deflusso è contenuto in una fascia di terreno delimitata con ampiezza complessiva di circa 2.5 m ed altezza
superiore rispetto al livello di colmo di "h = 0.30 m.
Il deflusso complessivo, viene comunque convogliato alla condotta in progetto, anche in virtù delle opere
previste in prossimità dell'imbocco.
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STATO DI PROGETTO – CONDOTTA
La portata di massima piena, data dalla relazione
Qmp = (C.p.A)/3.6
con C = 0.60, A = 0.11 kmq, p = 178.3 mm/ora per tempi di ritorno duecentennali, dato il tempo di corrivazione
risultante tc = 0.36 ore,
risulta
Qmp = 3.21 mc/s
La portata di colmo o portata critica, calcolata secondo la relazione.
Qc = v.S
con S = 3.0 mq, utilizzando la formula di Manning
v = (1/n).R2/3.i1/2
in cui n = 0.035, R = 0.60 mq, i = 0.08, da cui risulta la velocità della corrente
v = 5.75 m/s
risulta
Qc = 17.25 mc/s
Pertanto, viene dimostrata l’assenza di rischio idraulico essendo Qmp < Qc.
In base alle caratteristiche strutturali della condotta, il livello idrico massimo rispetto alla base, raggiunto per
tempi di ritorno duecentennali risulta
hmp = 0.18 ml
considerato un franco di sicurezza pari alla altezza della portata di massima piena "hf = 1 * hmp, secondo i
criteri prescritti dalle Norme del Piano Assetto Idrogeologico, risulta
hmps = 0.36 ml
quindi a quota inferiore rispetto al livello critico considerato hc = 1.00 ml, di "h = 0.64 ml.
Il fattore di sicurezza dato dal rapporto tra portata critica e portata di massima piena Fs = Qc / Qmp risulta
Fs = 5.374
Si riporta di seguito la tabella di calcolo dei principali parametri idrologici e idraulici utilizzati e risultanti.
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DATI IDENTIFICATIVI
Nome corso d'acqua
Fosso del Gallaccio
Ubicazione C.T.R.
F. 320.2 - Elemento 320.110
Inquadramento P.A.I. Ombrone
Censito in reticolo idrografico di riferimento
Codice e Ambito D.C.R. 230/1994
Non in elenco corsi d'acqua
Elenco acque pubbliche R.D. 1775/1933
Non in elenco corsi d'acqua
Tipologia corpo idrico D.Lgs. 152/1999
Non significativo
BACINO IMBRIFERO
Area di bacino
A (kmq)
0,11
L (km)
0,40
Quota massima s.l.m.
Qt max (m)
635
Quota minima (alla chiusura)
Qt min (m)
577
Quota media s.l.m.
Qt med (m)
620
Tempo di corrivazione
tc (ore)
0,36
Coefficiente di deflusso
C (-)
0,60
Intensità pioggia bacino (Tr 30)
p30 (mm/h)
124,32
Intensità pioggia bacino (Tr 200)
p200 (mm/h)
178,28
Intensità pioggia bacino (Tr 500)
p500 (mm/h)
212,18
Portata massima piena (Tr 30)
QMP30 (mc/s)
2,24
Portata massima piena (Tr 200)
QMP200 (mc/s)
3,21
Portata massima piena (Tr 500)
QMP500 (mc/s)
3,82
Altezza minima alla sponda
h (ml)
0,92
Ampiezza tra i cigli di sponda
B (ml)
4,95
Ampiezza base d'alveo
b (ml)
0,40
a (°)
29 - 17
S (mq)
1,91
Contorno
c (ml)
5,31
Raggio idraulico
R (ml)
0,31
Lunghezza alla chiusura
PORTATA DI MASSIMA PIENA
ALVEO ALLA SEZIONE
Inclinazione media delle sponde
Area sezione bagnata
Pendenza media
i
0,12
Xs (!m/s)
14,5
Velocità della corrente
v (m/s)
3,01
Portata critica (colmo)
Qc (mc/s)
5,75
Area sezione bagnata
S (mq)
3,00
Contorno
c (ml)
5,00
Raggio idraulico
R (ml)
0,60
Coefficiente empirico di scabrezza
CONDOTTA DI ATTRAVERSAMENTO
Pendenza media
i
0,08
Coefficiente empirico di scabrezza
n
0,035
Velocità della corrente
Portata critica (con hc = 1.0 m)
v (m/s)
5,75
Qc (mc/s)
17,25
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6. CONCLUSIONI
Il presente studio aveva lo scopo di stabilire, sulla base dei dati geognostici raccolti e dei rilevamenti effettuati,
gli elementi indispensabili per la valutazione della compatibilità tra le opere in progetto finalizzate all'
attraversamento con nuova viabilità del corso d'acqua Fosso del Gallaccio nel Comune di Castel del Piano, e
le condizioni di deflusso del corso d'acqua stesso, sulla base dell'assetto idrogeologico e geomorfologico
dell'area complessiva e delle caratteristiche idrologiche e idrauliche del corso d'acqua.
Le verifiche idrauliche sono state condotte sulla base dei criteri per gli studi idrologico idraulici prescritti dalle
norme del Piano Assetto Idrogeologico dell'Autorità di Bacino del Fiume Ombrone relativamente a corsi
d’acqua ricompresi nel reticolo di riferimento con bacino imbrifero inferiore a 10 km.
In particolare, la valutazione delle portate di massima piena, considerata la piccola dimensione del bacino
imbrifero, è stata affrontata mediante il metodo razionale che prevede la relazione diretta tra pioggia e portata
e consente di assumere come tempo di ritorno della portata al colmo lo stesso delle piogge che la generano,
e che pertanto, è adattabile a bacini di tutte le dimensioni e comporta in favore della sicurezza, una
sovrastima delle portate per tempi di corrivazione inferiori a un'ora.
I risultati ottenuti dalle verifiche idrauliche esposte, confermano sostanzialmente le evidenze di carattere
idrogeologico e geomorfologico rilevate dalle indagini e osservazioni in sito e dai dati raccolti, con valori delle
portate di massima piena per tempi di ritorno duecentennali, di poco superiori rispetto alle attuali capacità di
drenaggio in subalveo di Fosso del Gallaccio oggetto di studio, data la esigua sezione idraulica, in cui il
deflusso avviene solo in concomitanza delle precipitazioni.
Altresì, tale portata di massima piena risulta significativamente inferiore rispetto alla portata critica del corso
d'acqua considerando per la sezione d'alveo, il ciglio di sponda alla quota inferiore, evidente per la presenza
di un gradino geomorfologico caratteristico dei fossi d'erosione in terreni ad elevata permeabilità.
Sulla base delle verifiche idrauliche relative allo stato di progetto, risulta che la condotta in progetto per
l'attraversamento del corso d'acqua ad opera della nuova viabilità, garantisce con ampio margine di sicurezza,
quantificato da un fattore risultante Fs = 5.37, la portata di massima piena attesa con tempi di ritorno
duecentennali, essendo Qc = 17.25 >> Qmp = 3.21 mc/s.
Nello studio effettuato è stata considerata con criterio oltremodo cautelativo un'altezza del livello della portata
critica nella condotta hc = 1 m, quindi pari a circa la metà della effettiva altezza della tubazione, per tenere
conto della eventuale presenza di materiale trasportato dalla corrente che può in parte ostruire il passaggio
dell'acqua, nonché la presenza di materiale ghiaioso sabbioso depositatosi sul fondo della condotta stessa
mediante applicazione del relativo fattore del coefficiente di scabrezza.
La tubazione inoltre, non costituisce ostacolo al naturale deflusso delle acque di Fosso del Gallaccio per tempi
di ritorno duecentennali, anche in virtù del fatto che non comporta alcun rallentamento del deflusso naturale
proveniente da monte, essendo la velocità della corrente nella condotta v = 5.75 m/s maggiore alla massima
velocità risultante in alveo v = 3,01 m/s.
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Non comporta altresì, modifiche sostanziali alle condizioni di deflusso nel tratto del corso d'acqua a valle,
dove il pendio presenta un incremento della acclività, anche considerate le modeste portate complessive
derivanti dal bacino imbrifero e quindi le esigue capacità di trasporto di materiale solido, che potrebbe essere
trattenuto dal fondo della condotta, comportando un incremento della velocità della corrente nella zona a valle
dell'attraversamento, e quindi una diminuzione dei tempi di corrivazione relativi al complessivo bacino
imbrifero sotteso allo sbocco di Fosso del Gallaccio al Torrente Ente.
Riguardo al rispetto delle Norme del Piano Assetto Idrogeologico, le opere in progetto rientrano nella
definizione degli interventi consenti riguardo all'attraversamento di corsi d’acqua ricompresi nel reticolo di
riferimento con bacino imbrifero inferiore a 10 km, dato che la posa in opera della condotte non comporta la
riduzione della sezione idraulica di sicurezza relativa alla portata con tempo di ritorno duecentennale,
considerando anche l'incremento al livello della portata di massima piena dato dal franco di sicurezza
calcolato secondo le prescrizioni delle Norme di Piano.
Per quanto esposto, sulla base delle osservazioni e delle verifiche di carattere idrologico e idraulico, e delle
valutazioni degli elementi oggettivi raccolti, in virtù della tipologia dell'opera in progetto che offre una capacità
di drenaggio delle acque superficiali molto maggiore a quella relativa al fosso oggetto di studio nelle
condizioni attuali, considerati i livelli delle portate di massima piena attesi per tempi di ritorno duecentennali, si
reputa inesistente il rischio di una possibile influenza dell'opera in progetto rispetto al deflusso delle acque
superficiali dello stesso corso d'acqua: si esprime riguardo all'intervento in progetto parere di fattibilità
idraulica e compatibilità idrologica e ambientale.
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Castel del Piano, 19 settembre 2011
Dott. Ing. Marco Bucelli
Dott. Geologo Andrea Irsara
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TAVOLA 1
COROGRAFIA DELL’AREA D’INTERVENTO
FOGLIO C.T.R. 320.2 - SCALA 1:25.000
TAVOLA 2
COROGRAFIA DEL CORSO D’ACQUA E DEL BACINO IMBRIFERO IN CARTA C.T.R. 320.110 SCALA 1:10.000
TAVOLA 3
INQUADRAMENTO IN CARTA DI TUTELA
DEL TERRITORIO DEL PIANO ASSETTO
IDROGEOLOGICO BACINO OMBRONE
(scala 1:10.000)
TAVOLA 4
INQUADRAMENTO IN CARTA DELLA PERICOLOSITA' IDRAULICA DEL
PIANO STRUTTURALE DEL COMUNE DI CASTEL DEL PIANO (scala 1:10.000)
Pericolosità idraulica irrilevante (classe 1)
TAVOLA 5
DEFINIZIONE DEL CORSO D’ACQUA E
DEL BACINO IMBRIFERO SOTTESO
ALLA CHIUSURA IN CARTA TECNICA
SCALA 1:5.000
Bacino imbrifero di alimentazione
sotteso alla sezione di chiusura
estensione A = 108.991 mq
Corso d’acqua Fosso del Gallaccio
oggetto di attraversamento, lunghezza
alla sezione di chiusura L = 400 m
Nuova viabilità comunale in
progetto con attraversamento
corso d’acqua Fosso del Gallaccio
TAVOLA 6
SEZIONE IDRAULICA DEL FOSSO NATURALE ALLO STATO ATTUALE - SCALA 1:50
Condotta in progetto
l (ml)
4.6
0.4 0.4
0.9
2.1
h (ml)
1.8
0.5 0.0
0.5
0.4
Livello della portata Qc = 1.09 mc/s
al primo ciglio di sponda (subalveo)
hc = 0.50 m
Livello della portata critica Qc = 5.57 mc/s
al ciglio di sponda (gradino morfologico)
hc = 0.92 m
Livello della portata di massima piena
QMP = 3.21 mc/s per Tr = 200 anni
hMP = 0.80 m
TAVOLA 7
SEZIONE IDRAULICA DELLA CONDOTTA ALLO STATO DI PROGETTO - SCALA 1:50
2.0
1.0
2.8
2.8
3.3
3.3
Livello di base considerato
Livello di base considerato
Contorno bagnato della sezione critica : c = 5.0 m
Livello della portata critica Qc = 17.25 mc/s : hc = 1.0 m
Area bagnata della sezione critica : S = 3.0 mq
Livello della portata di massima piena QMP = 3.21 mc/s
per Tr = 200 anni : hMP = 0.2 m
Sezione della tubazione : St = 5.9 mq
Livello della portata di massima piena con franco di
sicurezza h = 1.0*hMP : hMPS = 0.4 m