RELAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICA
INDICE
1. PREMESSA 1
1.1 DESCRIZIONE DELLO STUDIO 11.2 CONTENUTI DELLA RELAZIONE IDRAULICA 2
2. ANALISI IDROLOGICA PER LA DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PIENA 3
2.1 METODOLOGIE DI CALCOLO DELLE PORTATE DI PIENA 42.1.1 Metodi diretti.....................................................................................................................................................42.1.2 Metodi indiretti..................................................................................................................................................62.1.3 Metodi empirici................................................................................................................................................11
2.2 CONFRONTO TRA I RISULTATI OTTENUTI CON I VARI METODI 122.2.1 Metodi diretti...................................................................................................................................................122.2.2 Metodi indiretti:...............................................................................................................................................132.2.3 Metodi empirici:..............................................................................................................................................13
2.3 IL TEMPO DI CORRIVAZIONE 132.4 IL TEMPO DI RITORNO 13
3. DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO E RISULTATI DELLO STUDIO IDROLOGICO..............14
4. ANALISI IDRAULICA DELL’ALVEO E DELLE AREE DI ALLAGAMENTO 15
4.1 CALCOLO DI MOTO UNIFORME 154.2 CALCOLO DI MOTO PERMANENTE 164.3 INDIVIDUAZIONE DELLE AREE A PERICOLOSITÀ IDRAULICA 19
5. RISULTATI DELLO STUDIO IDRAULICO 20
5.1 STATO ATTUALE (SCENARIO ANTE OPERAM) 205.1.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici................................................................................23
5.2 STATO DI PROGETTO (SCENARIO POST OPERAM) 245.2.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici................................................................................25
6. ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI IN ALVEO E NELLE AREE DI ALLAGAMENTO 27
6.1 INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO 276.2 CARATTERISTICHE OROGRAFICHE, IDROLOGICHE E CARATTERIZZAZIONE GEOPEDOLOGICA 276.3 ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI 27
6.3.1 Analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento...................................................................286.3.2 Analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni dei manufatti......................................................................28
7. VERIFICA PRESCRIZIONI DEL P.A.I. 29
8. APPENDICE 31
II
III
1. PREMESSA
1.1 Descrizione dello studio
Il presente Studio Idrologico e Idraulico, redatto ai sensi degli artt. 8 comma 2 e
24 delle Norme di Attuazione del Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico della
Regione Autonoma della Sardegna (approvato con Deliberazione n. 54/33 assunta dalla
Giunta Regionale in data 30.12.2004, resa esecutiva in forza del Decreto dell’Assessore
ai Lavori Pubblici in data 21 Febbraio 2005, n. 3 , ed aggiornato con Decreto del
Presidente della Regione Sardegna n. 35 del 21.3.2008), è finalizzato all'analisi
idrologica e idraulica dell'area interessata dagli interventi previsti nel Progetto
denominato 'Lavori sostitutivi al Progetto di completamento - Interventi in area P.A.I.
per la mitigazione del rischio idraulico e idrogeologico nei Comuni di Loiri Porto San
Paolo e Padru '.
Le opere previste ricadono in aree perimetrate dal PAI a pericolosità
idraulica con livello molto elevato Hi4 come illustrato nell'Allegato 5.1 'Carta delle
aree di pericolosità idraulica P.A.I.' del presente Studio. In particolare il sito del Rio Sa
Traina è un tronco critico nel Piano Stralcio di Bacino per l’Assetto Idrogeologico
(aggiornato con Decreto del Presidente della Regione Sardegna n. 35 del 21.3.2008),
con sezione B4TC032, nell'ambito del sub-bacino Liscia.
Come riportato nella Relazione tecnico illustrativa (Allegato 1), il tratto del Rio
Sa Traina è stato già oggetto di un intervento di sistemazione idraulica i cui lavori, già
collaudati, sono stati ultimati nel mese di giugno 2010.
L'evento alluvionale verificatosi in data 18/11/2013, che ha colpito
particolarmente la Gallura, ha provocato ingenti danni al canale appena realizzato
determinando la rovina di due ordini di gabbioni su tre per un tratto complessivo di
circa 85 m su un totale di 200 m che erano stati oggetto di intervento.
Le opere previste nel presente progetto si pongono l'obiettivo di ripristinare
condizioni di deflusso ordinarie lungo il tratto di alveo danneggiato dalla piena dello
scorso novembre e, in particolare, consisteranno nelle seguenti lavorazioni:
ripristino della gabbionata dissestata nel tratto di canale dirimpetto alle abitazioni
esistenti;
1
rincalzamento del gabbione di fondazione e del fondo alveo con il materiale
derivante dal trasporto solido depositatosi nel tratto a valle dell’alveo;
demolizione del gabbione indisturbato sulla destra idraulica nel tratto finale della
sistemazione eseguita;
realizzazione di 15 m di gabbionata e risagomatura della sezione naturale
dell’alveo per circa 90 m di canale mantenendo la larghezza determinatasi a
seguito della piena;
regolarizzazione del fondo alveo nel tratto oggetto di sistemazione.
I valori di portata utilizzati per il dimensionamento delle opere sopra elencate e
per il presente studio idraulico sono quelli che derivano dall'analisi idrologica riportata
nel paragrafo '2' della presente relazione.
Nel presente Studio Idrologico e Idraulico si dimostra la coerenza con le finalità
indicate nell’articolo 23, comma 6, e nell’articolo 24 delle norme di attuazione del
P.A.I. e si dimostra in particolare che l’intervento, sottoposto all’approvazione degli
Enti competenti, è stato progettato rispettando il vincolo di non aumentare il livello di
pericolosità e di rischio esistente – fatto salvo quello eventuale intrinsecamente
connesso all’intervento ammissibile – e di non precludere la possibilità di eliminare o
ridurre le condizioni di pericolosità e rischio residue.
1.2 Contenuti della Relazione Idraulica
Il presente Studio Idrologico e Idraulico contiene:
– l’analisi idrologica finalizzata alla definizione della piena di riferimento, la cui
stima è stata condotta per i tempi di ritorno relativi al livello di pericolosità
dell’area interessata dall’intervento indicati nel P.A.I.;
– l’analisi idraulica dell'asta fluviale e delle aree di allagamento comprese tra
due sezioni caratterizzate da condizioni al contorno definibili sia allo stato attuale
che a opere realizzate (si fa riferimento rispettivamente agli Allegati 5.2, 5.3, oltre
che ai risultati dei calcoli idraulici riportati negli Allegati 2.1 e 2.2 del presente
studio);
– l’analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento;
– l’analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni nei manufatti.
2
Per quanto attiene le metodologie di analisi idrologica e idraulica sono stati
applicati gli stessi criteri indicati nelle Linee Guida del P.A.I..
Lo studio è corredato, oltre che dalla presente relazione, anche da:
– risultati delle elaborazioni numeriche (tabelle) e documentazione grafica
(profili idraulici e sezioni) atti ad identificare le caratteristiche del moto
permanente e i livelli di piena sia allo stato attuale (scenario ante-operam)
(Allegato 2.1) che a opere realizzate (scenario post-operam) (Allegato 2.2);
– elaborati grafici di dettaglio con i relativi dati georeferenziati: carta della
pericolosità idraulica del PAI vigente (Allegato 5.1), dello stato attuale a seguito
del presente studio di dettaglio (Allegato 5.2) e dello scenario post-operam
(Allegato 5.3).
Conformemente alle disposizioni delle Linee Guida del P.A.I., le valutazioni
probabilistiche delle portate di piena sono state condotte con riferimento ai tempi di
ritorno di 50, 100, 200 e 500 anni.
2. ANALISI IDROLOGICA PER LA DETERMINAZIONE DELLA PORTATA
DI PIENA
Il bacino idrografico oggetto del presente studio, localizzato nel territorio del
Comune di Padru, è compreso nel Foglio 462, sezioni I e IV, della cartografia in scala
1:25.000 dell’I.G.M. e nei fogli 462020 e 462030 della cartografia C.T.R. in scala
1:10.000.
Lo studio idrologico costituisce la base per le verifiche idrauliche, sia di stato
attuale che post operam, effettuate in regime di moto permanente, che hanno condotto
alla definizione dei profili di corrente e, da questi, alla redazione delle carte delle aree di
pericolosità idraulica.
Come indicato nelle Linee Guida del Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico le
portate di massima piena sono state calcolate per i tempi di ritorno di 50, 100, 200 e 500
anni. La delimitazione del bacino idrografico oggetto di studio e la relativa sezione di
chiusura sono indicati nell'Allegato 3 del presente Studio.
3
2.1 Metodologie di calcolo delle portate di piena
Le metodologie di calcolo delle portate di massima piena utilizzate nel presente
Studio rispettano i contenuti delle Linee Guida del Piano Stralcio per l'Assetto
Idrogeologico della Regione Autonoma della Sardegna.
Nel caso della Sardegna, la consistenza dei dati di portata disponibili e la necessità
di stimarne i valori in sezioni non osservate, implica la valutazione delle portate di piena
ad assegnata frequenza mediante il confronto critico dei risultati ottenuti dalle
metodologie indirette, dai metodi empirici ed eventualmente con i dati osservati,
qualora disponibili.
2.1.1 Metodi diretti
I metodi di stima regionali appresso descritti sono quelli riportati nella
pubblicazione “Valutazione delle piene in Sardegna” (Cao, Piga, Salis, Sechi, novembre
1991). Essi mirano a determinare la portata di piena di un bacino prescindendo
dall’informazione pluviometrica della regione in cui il bacino è ubicato (nelle
espressioni analitiche dei metodi non compare né l’altezza della precipitazione né la sua
intensità), ma determinando la distribuzione probabilistica della portata al colmo tramite
l’elaborazione statistica dei dati idrometrici rilevati su bacini ritenuti
morfometricamente omogenei.
Il primo fra i due metodi diretti utilizzati nel presente studio fu introdotto dal
Lazzari nel 1967 e fa riferimento alla distribuzione log-normale delle portate di piena.
La portata al colmo viene determinata con due diverse formulazioni che
permettono di differenziare la risposta agli afflussi meteorici dei bacini della Sardegna,
distinti fra ‘occidentali’ e ‘orientali’:
Log Q(T) = 0.3583·z(T) + 0.956·Log (A·zm) - 8.731 bacini occidentali
Log Q(T) = 0.4413·z(T) + 0.746·Log (A·zm) - 6.257 bacini orientali
dove:
- Q(T): portata di piena corrispondente al tempo di ritorno T;
- z(T): frattile della normale standardizzata relativo al tempo di ritorno T;
4
- A: superficie del bacino in km2;
- zm: quota media del bacino in metri sul livello del mare.
La seconda metodologia, più recente, fa riferimento, per il calcolo della portata al
colmo, alla distribuzione TCEV, esprimendo la probabilità di non superamento
attraverso la somma di due distribuzioni esponenziali secondo la relazione:
P x≤ X =exp⋅−λ1 e
−xϑ 1 −λ 2 e
−xϑ 2 (1)
caratterizzata dai quattro parametri
I due termini della distribuzione rappresentano le due distribuzioni di probabilità
nelle quali si può ritenere scomponibile la distribuzione di probabilità dei massimi
annuali di piena.
Una prima distribuzione, con parametri e , è quella che caratterizza i valori
più frequenti della portata di massima piena annuale mentre la seconda distribuzione,
con parametri e , caratterizza la componente eccezionale della portata di massima
piena annuale.
La stima dei parametri è stata desunta dall’analisi regionale condotta sui dati di
portata massima annuale previa trasformazione delle variabili della distribuzione
secondo le relazioni appresso riportate:
z=x
ϑ 1− ln λ1=
x−ε1
ϑ 1(variabile ridotta)
con: ε1 =ϑ 1 ln λ1
ϑ =ϑ 2
ϑ 1;
λ=
λ 2
λ 1
1ϑ
.
In base all’analisi regionale, l’intero territorio della Sardegna risulta suddiviso in
due zone idrologicamente omogenee nelle quali i parametri valgono rispettivamente:
5
ln 1) = -1.1954 + 0.9235 ln (S) ; 1 = 6.286 bacini occidentali
ln 1) = 0.9982 + 0.6452 ln (S) ; 1 = 4.571 bacini orientali
dove S rappresenta la superficie del bacino espressa in kmq, mentre
λ = 0.3938 e ϑ = 5.8866 per tutto il territorio regionale
Per quanto concerne il campo di applicazione di questa metodologia, si rileva che
essa deriva dall’analisi di serie storiche relative alle stazioni che sottendono bacini di
estensione superiore a circa 60 km2. Di conseguenza essa fornisce risultati soddisfacenti
se applicata a bacini di non piccole dimensioni.
2.1.2 Metodi indiretti
La poca disponibilità di osservazioni storiche di portata, sulle quali si basano i
metodi diretti, fa si che non si possa prescindere dall’uso di procedure indirette per la
valutazione della portata di piena. Tali metodologie stimano la portata al colmo a partire
dalla precipitazione nell’ipotesi che la frequenza di accadimento di quest’ultima
caratterizzi quella della portata stessa.
L’andamento dell’intensità (ovvero dell’altezza) della precipitazione in relazione
alla durata dell’evento di pioggia, viene descritta mediante relazioni analitiche che
prendono il nome di curve di possibilità pluviometrica o climatica.
Il metodo utilizzato nel presente studio determina le curve di possibilità
pluviometrica mediante l’uso della distribuzione probabilistica TCEV.
Metodo TCEV
Recenti studi condotti sul territorio regionale mostrano che il modello
probabilistico TCEV ben interpreta le caratteristiche di frequenza delle serie storiche
delle precipitazioni della Sardegna. Per tale motivo il modello TCEV è stato adottato
per la determinazione delle curve di possibilità pluviometrica.
La portata di piena è espressa dalla ben nota Formula Razionale, come prodotto
tra l’intensità di precipitazione i, di assegnata durata d e periodo di ritorno TR, il
coefficiente di assorbimento , la superficie del bacino A e il coefficiente di
laminazione ():
6
Q=i [τ,T R ,r τ,A ]⋅Ψ ⋅A⋅ε τ
dove con si è indicato il valore di durata critica, mentre r(,A), rappresenta il
fattore di ragguaglio della precipitazione all’area del bacino, espresso in funzione della
durata e della superficie del bacino A.
L’intensità di precipitazione i τ,T r che determina la massima portata di piena
(intensità critica), è ottenuta dalla curva di possibilità pluviometrica che, com’è noto,
esprime la legge di variazione dei massimi annuali di pioggia in funzione della durata
della precipitazione d ad assegnata frequenza di accadimento o periodo di ritorno Tr.
Tale curva è riportata dalla letteratura tecnica come:
h T =a⋅d n
La metodologia si basa sull’inferenza statistica del modello TCEV della variabile
aleatoria adimensionale
h ' d =h d h d
che rappresenta il massimo annuale di pioggia di assegnata durata d, normalizzato
rispetto alla media h .
L’equazione della curva di possibilità pluviometrica normalizzata diventa, in tal
modo, per ciascun tempo di ritorno T,
h 'T =a⋅d n
nella quale i parametri della curva, a(T) ed n(T), vengono definiti per tre
Sottozone Omogenee (SZO) individuate in Sardegna, per durate minori e maggiori di 1
ora e per tempi di ritorno superiori ai 10 anni, secondo le espressioni riportate nella
Tabella seguente:
SZODurata <= 1 ora Durata >= 1 ora
Sottozona 1 a= 0 . 464201 . 0376⋅Log T a= 0 . 464201 . 0376⋅Log T
n=−0. 184880. 22960⋅Log T −3. 3216⋅10−2⋅Log 2
T n=−1 . 0469⋅10−2−7 . 8505⋅10−3
⋅Log T
Sottozona 2 a= 0 . 437971 . 0890⋅Log T a= 0 . 437971 . 0890⋅Log T
n=−0. 187220 . 24862⋅Log T −3. 36305⋅10−2⋅Log 2
T n=−6. 3887⋅10−3−4. 5420⋅10−3
⋅Log T
Sottozona 3 a= 0 . 409261 .1441⋅Log T a= 0 . 409261 .1441⋅Log T
n=−0. 190600 . 26448⋅Log T −3. 8969⋅10−2⋅Log 2
T n=−1 . 4929⋅10−27. 1973⋅10−3
⋅Log T
7
La pioggia media per diverse durate, detta anche pioggia indice, h d , è funzione
dalla pioggia media giornaliera h g , secondo l’espressione:
h d =hg
0 . 886∗24−0 . 4930. 476 Log h g ∗ d −0. 4930 . 476 Log h g
Il valore di h g è valutato in base alla sua distribuzione spaziale su tutto il
territorio regionale, stimandone un valore medio per ciascun bacino.
La pioggia lorda così ottenuta h d =h ' d ⋅h d è stata ragguagliata all’area
tramite il parametro r(A), secondo la formulazione utilizzata nel VAPI, che fa
riferimento al Flood Studies Report:
r = 1 – (0.0394 A0.354) d- (0.40-0.0208 ln(4.6-ln(A))) per A < 20 km2
r = 1 – (0.0394 A0.354) d- (0.40-0.00382 (4.6-ln(A ))2) per A > 20 km2
in cui d è la durata della precipitazione ed A è la superficie del bacino (espressa in
km2).
Per tener conto del volume di afflusso che si infiltra nel terreno e non contribuisce
al deflusso superficiale è stato introdotto il coefficiente di assorbimento , ricavato con
il metodo del SCS - Curve Number, il quale esprime la pioggia netta in funzione
dell’assorbimento del bacino S e dell’assorbimento iniziale Ia, entrambi stimabili una
volta noto per ogni bacino il valore del parametro di assorbimento CN.
I dati di partenza utilizzati per il calcolo di quest’ultimo parametro sono stati
quelli presenti nello studio IFRAS, realizzato dalla Regione Sardegna, nel quale tutto il
territorio regionale risulta diviso in una maglia di quadrati di 400 metri per lato. Per
ciascun vertice, individuato da coordinate UTM, sono state prese in considerazione le
seguenti informazioni:
quota;
pendenza media;
uso suolo;
grado di copertura.
Le prime due informazioni sono state impiegate per la valutazione della pendenza
e dell’altezza media del bacino.
8
Per poter utilizzare i dati IFRAS si è costruito un reticolo a maglie quadrate da
sovrapporre a ciascun bacino idrografico in modo tale da evidenziare le coordinate
UTM dei punti appartenenti alle superfici sottese dalle sezioni di interesse. E’ stato così
possibile calcolare l’altezza e la pendenza media del bacino attraverso la media
aritmetica, rispettivamente, dei valori di quota e pendenza media dei punti del reticolo
in UTM.
L’informazione relativa all’uso suolo e al grado di copertura è stata utilizzata
invece, per la valutazione del parametro di assorbimento CN. I valori del CN, che
teoricamente possono variare tra zero (assenza di deflusso superficiale) e 100 (assenza
di perdite per infiltrazione), si ricavano dalle tabelle del Soil Conservation Service in
funzione principalmente dell’uso del suolo e della capacità di infiltrazione di
quest’ultimo.
I valori del parametro CN forniti nelle tabelle si riferiscono a condizioni medie di
umidità del terreno all’inizio della precipitazione. Assumendo delle condizioni
prudenziali, giustificate dalla natura dei suoli, i valori ricavati dalle tabelle sono stati
riportati alla terza classe, definita come quella a potenziale di scorrimento superficiale
massimo, attraverso la seguente relazione:
CN III =23⋅CN II
100 .13⋅CN II
Dal valore del CN derivato dai calcoli sopra descritti si desume un coefficiente di
assorbimento che varia, per il bacino oggetto di studio, da 0,53 a 0,62.
Per considerare condizioni più cautelative, si è imposto un valore di CN tale che
il coefficiente di assorbimento assuma un valore minimo di 0,70 per l'evento di
pioggia critica con tempo di ritorno di 500 anni.
Il coefficiente di laminazione c è stata assunto pari a 1, corrispondente al
modello cinematico.
La durata critica c a cui si fa riferimento è stata ottenuta dalla somma del tempo
di corrivazione tc e del tempo di formazione del ruscellamento superficiale tf:
c= tc+ tf
Per il calcolo del tempo di corrivazione tc sono stati confrontati i valori ottenuti
dall’applicazione delle formule di Ventura, Viparelli, Giandotti, Pasini, Soil
9
Conservation Service, VAPI Sardegna e Kirpich riportate di seguito, scegliendo il
valore più attendibile per ogni bacino a seconda delle sue caratteristiche.:
Formula di Ventura: t c=0. 1272 Ai m
12
Formula di Giandotti: t c=4 A1 . 5L
0 . 8H m− H s
Seconda formula di Pasini: t c=0 . 108 A⋅L
13
im
Formula di Viparelli: t c=L
3 .6⋅V
Formula Soil Conservation Servicet c=
100 L0 .81000CN −9
0 .7
1900 ibacino
Formula VAPI t c=0. 212 A0. 231 H m
i asta 0 . 289
Formula di Kirpich: T c=0. 000325 L
0 . 77
iasta 0. 77
dove:
- A (km2 ) è l’area del bacino
- tc (ore): è il tempo di corrivazione eccetto che nella formula SCS (min)
- iasta è la pendenza media dell’asta principale
- ibacino è la pendenza media del bacino (nella formula SCS è espressa in %)
- L (km) è la lunghezza dell’asta principale eccetto che nella fomrula SCS (ft)
- Hm (m s.l.m.) è la quota media del bacino
10
- Hs (m s.l.m.) è la quota della sezione di chiusura
- V (m/s) velocità media di scorrimento pari a 1 m/s
Per valutare tf si è fatto riferimento alla formulazione:
t f =I a
i τ c ,r
dove:
Ia= 0.2 S
S=254⋅100CN
−1
La determinazione della portata è avvenuta mediante un procedimento iterativo,
data la dipendenza del tempo di formazione del ruscellamento superficiale dall’intensità
di pioggia i (c,r).
2.1.3 Metodi empirici
I metodi empirici si basano generalmente sull’osservazione dei soli dati di portata
al colmo in siti diversi e cercano di individuare correlazioni con caratteristiche
geomorfologiche dei bacini, permettendo di ottenere modelli regressivi che forniscono
la portata al colmo o il contributo unitario per km2 .
Per la Sardegna è stata ricavata la curva inviluppo dei massimi di piena che
permette di ricavare il valore del contributo unitario di piena, q, secondo le espressioni
aggiornate al 1969:
q = 207 A -0.6 m3/s km2 per 21 km2 < A < 1000 km2
q = 45.8 A -0.106 m3/s km2 per A < 21 km2
La portata di piena al colmo (Sirchia - Fassò) risulta pertanto pari a:
Qp= S⋅q m3/s
con Ψ coefficiente variabile secondo le valutazioni espresse dagli Autori per le
diverse zone idrografiche in cui è stato diviso il territorio regionale relativamente a tale
metodo di calcolo.
11
Il metodo del Sirchia non tiene conto dei tempi di ritorno, per cui al fine di poter
confrontare i valori di portata così determinati con quelli derivanti dall’applicazione
degli altri metodi precedentemente descritti che, com’è noto, sono parametrizzati dal
valore del tempo di ritorno, si è sostituito il coefficiente con il prodotto di due
parametri Pa e Ps , dipendenti il primo dalla superficie del bacino, il secondo dal tempo
di ritorno e dalla zona idrografica zi. Il bacino oggetto del presente studio appartiene
alla Zi=6, denominato Liscia-Padrongiano e vari.
2.2 Confronto tra i risultati ottenuti con i vari metodi
Al bacino oggetto di questo studio sono stati applicati tutti i metodi descritti nel
paragrafo precedente e indicati nelle Linee Guida del P.A.I.
La metodologia di lavoro segue integralmente quanto riportato nelle linee guida
sopra citate. I risultati ottenuti per diversi tempi di ritorno, richiesti dalla normativa di
riferimento (50, 100, 200, 500 anni), sono contenuti nella Tabella 1 riportata
nell’Appendice alla presente relazione.
2.2.1 Metodi diretti
Come già detto per i bacini di piccole dimensioni, come quello oggetto del
presente studio, tali metodi forniscono valori eccessivamente elevati di portata al colmo,
risultati non attendibili in quanto non sono verificate le condizioni di applicabilità delle
formule.
Metodo lognormale
I risultati di tale metodo risultano significativi se è rispettata la condizione:
S⋅H m5⋅109 S : superficie del bacino [m2]
Il bacino oggetto del presente studio non rientra nei limiti di applicabilità di
questo metodo.
Metodo TCEV
I risultati di tale del metodo risultano significativi se è rispettata la condizione:
S> 60 km2 S : superficie del bacino [km2]
12
Il bacino in oggetto ha una superficie inferiore al limite minimo di applicabilità di
questo metodo.
2.2.2 Metodi indiretti:
Per i bacini di estensione limitata, quali quello oggetto di studio, i risultati più
attendibili sono quelli ottenuti dalle curve di possibilità pluviometrica interpretate dalla
distribuzioni probabilistiche TCEV.
2.2.3 Metodi empirici:
Il metodo empirico del Sirchia modificato ha fornito, per il bacino in studio, valori
di portata al colmo di gran lunga superiori rispetto a quelli determinati con le altre
metodologie. Per questo, i valori forniti da tale metodo, apparendo sovrastimati, non
sono stati considerati.
2.3 Il tempo di corrivazione
Si è condotta un’analisi dei risultati ottenuti con le diverse formule basandosi sulle
condizioni di applicabilità di ciascuna di esse, secondo quanto riportato in letteratura.
Per il bacino in studio sono apparsi più attendibili i risultati forniti dalla formula
del Soil Conservation Service in relazione alle caratteristiche orografiche del bacino
stesso ed in quanto costituiscono valori più cautelativi.
2.4 Il tempo di ritorno
I tempi di ritorno considerati nel presente studio per la determinazione delle
portate di massima piena, sono quelli indicati nel P.A.I. (50, 100, 200 e 500 anni) e
associati ai diversi livelli di esondazione del corso d’acqua. In relazione a tali tempi di
ritorno possono essere individuate, infatti, le aree di pericolosità idraulica originate dalle
eventuali esondazioni.
Nel presente Studio, gli elaborati relativi a tale informazioni sono le Carte della
pericolosità idraulica (Allegato 5.2 per lo scenario di stato attuale e Allegato 5.3 per lo
13
scenario post operam) redatte attraverso l'utilizzo della base cartografica in scala
1:2.000.
3. DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO E RISULTATI DELLO
STUDIO IDROLOGICO
Il bacino idrografico del Rio Sa Traina è compreso nel Foglio 462, sezioni I e IV,
della cartografia in scala 1:25.000 dell’I.G.M. e nei fogli 462020 e 462030 della
cartografia C.T.R. in scala 1:10.000 (si veda la Delimitazione del bacino idrografico
nell'Allegato 3 del presente Studio). L’area del bacino, denominato bacino 'A', sotteso
dalla sezione posta nel punto di coordinate N=4512942, E=1544451, è pari a 3,12 km2
mentre la lunghezza e la pendenza media dell’asta principale sono pari rispettivamente a
L=4,33 km e im=5,72 %.
La pendenza media dell’asta principale è stata determinata con la formula di
Fornari.
Le caratteristiche morfometriche del bacino e i valori delle portate di piena
determinati attraverso lo studio idrologico sono riportati nella Tabella 1 allegata in
appendice alla presente relazione.
Sinteticamente, nella tabella seguente, si riportano le portate di massima piena con
tempo di ritorno di 50, 100, 200 e 500 anni:
BACINO
PORTATE
Tr = 50 anni;
PORTATE
Tr = 100 anni
PORTATE
Tr = 200 anni
PORTATE
Tr = 500 anni
TEMPO DI
CORRIVAZIONE Tc
[m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [ore]
A 39,99 46,82 53,71 63,07 0,46
14
4. ANALISI IDRAULICA DELL’ALVEO E DELLE AREE DI ALLAGAMENTO
Il calcolo dei livelli idrici critici è stato effettuato con l’applicazione delle formule
che individuano i profili di moto permanente e di moto uniforme corrispondenti alle
portate determinate attraverso lo studio idrologico.
Lo studio idraulico analizza sia lo stato attuale che lo scenario post operam in cui
si considerano realizzate le opere previste nel presente progetto.
Le verifiche idrauliche si riferiscono a condizioni di moto permanente, ossia a un
canale reale, caratterizzato da una sequenza di tratti di lunghezza finita e di
caratteristiche idrauliche, sezione, scabrezza e pendenza, liberamente e gradualmente
variabili.
Inoltre, per consentire la definizione, per ogni tratto di differente sezione e/o
pendenza, della tipologia di alveo a debole o a forte pendenza, sono stati calcolati i
livelli di moto uniforme del canale considerato “indisturbato”.
4.1 Calcolo di moto uniforme
Il calcolo dei livelli idrici nei diversi tronchi dell’alveo che fornisce dei valori di
riferimento per il tracciamento dei profili liquidi di moto permanente, è stato effettuato
con l’applicazione della formula per la determinazione dell’altezza di moto uniforme
applicata alla portata posta alla base dei calcoli idraulici.
Tratto per tratto, per ogni variazione delle condizioni geometriche delle sezioni
(forma, pendenza del fondo, materiale ecc.) è stata calcolata l’altezza di moto uniforme
che permette di determinare le condizioni al contorno per la corrente in quei tratti.
I calcoli sono stati successivamente condotti in regime di moto permanente, come
descritto in dettaglio nei paragrafi successivi, per determinare effettivamente
l’andamento qualitativo dei profili della corrente.
Per il calcolo del tirante di moto uniforme, è stata utilizzata la formula di
Manning-Gauckler-Strickler:
(1) Q=A⋅k⋅R23⋅i
12
dove:
15
- A è l’area della sezione bagnata;
- R = A/C è il raggio idraulico con C, contorno bagnato;
- i è la pendenza dell’alveo;
- k è il coefficiente di scabrezza.
Il coefficiente k ( m13 s−1
) decresce all’aumentare della scabrezza.
Nei calcoli effettuati sul Rio Sa Traina sono stati assunti i seguenti valori di
scabrezza:
sezioni con sponde in gabbioni: 40
sezioni con sponde in terra: 35 - 38
4.2 Calcolo di moto permanente
I calcoli di moto permanente consentono di ricostruire l’andamento dei profili
idrici della corrente in ogni sezione trasversale di un corso d’acqua, a patto che si
conoscano le informazioni sulla geometria e sulle caratteristiche idrauliche dell'alveo
(sezione, scabrezza, pendenza e andamento planimetrico).
Sono state quindi determinate:
- sagome delle sezioni trasversali e relative dimensioni geometriche;
- caratteristiche tipologiche dei manufatti presenti o in progetto;
- pendenza longitudinale del fondo.
Il profilo di moto permanente è descritto da un’equazione differenziale, che scritta
in termini finiti è la seguente:
Δs=Δe
i− λm (2)
dove:
- s è la lunghezza del generico tronco di corrente fra i cui estremi il tirante
varia di h;
16
- e è l’energia specifica della corrente rispetto al fondo in una sezione di
profondità h e velocità media V ed è pari a
e=h+V 2
2⋅g
- e è la differenza di energia specifica fra le sezioni estreme dello stesso
tronco;
- i è la pendenza dell’alveo,
- m è la cadente media lungo il tronco, assunta approssimativamente pari alla
media aritmetica delle due cadenti calcolate nelle sezioni estreme.
Nel caso di alveo prismatico, nel quale A, C ed R sono funzioni del solo tirante h,
l’integrazione della (2) si esegue assegnando successivi incrementi h al tirante e
calcolando di conseguenza le lunghezze s dei tronchi lungo i quali tali incrementi si
verificano.
Per corsi d’acqua naturali l’integrazione della (2) risulta più difficoltosa in quanto,
sezione per sezione, risulta indispensabile tener conto della variazione contemporanea
di più parametri (variazioni di forma, variazioni di pendenza del fondo, variazioni di
scabrezza ecc.).
In questi casi, si è costretti a ricorrere a delle ipotesi semplificative che
permettano comunque l’applicazione della (2) quali, ad esempio, l’assumere per l’alveo
una sezione costante e regolare, oppure il considerare la pendenza di calcolo pari a
quella media dell’alveo in studio e così via. È chiaro che l’introduzione di tali
semplificazioni comporta una approssimazione dei risultati, i quali si discostano dalla
soluzione reale del problema (comunque difficilmente raggiungibile, visto l’elevato
numero delle variabili in gioco) tanto quanto più alto è il numero delle approssimazioni
introdotte.
In queste condizioni, l’utilizzo dell’elaboratore e di un apposito software risulta
indispensabile perché, un modello matematico opportunamente strutturato consente di
simulare in modo più accurato il regime idraulico, permettendo di considerare un
elevato numero di variabili fra tutte quelle coinvolte nel problema. I risultati, perciò, in
linea di massima, dovrebbero essere maggiormente rispondenti al fenomeno reale.
17
Una volta eseguito il calcolo, il risultato fornito dal modello è stato sottoposto ad
un’analisi critica atta a verificarne la rispondenza rispetto alle basi teoriche del
problema.
Questo è stato il procedimento adottato nel presente studio nel quale la
determinazione dei profili di moto permanente per il corso d'acqua in oggetto è
avvenuta utilizzando un modello idrodinamico per lo studio della corrente.
I dati di ingresso, occorrenti per il tracciamento dei profili di moto permanente (e
richiesti dal modello utilizzato) sono essenzialmente:
- forma e dimensioni delle sezioni idrauliche dei corsi d’acqua;
- forma e dimensioni delle sezioni idrauliche dei manufatti in progetto;
- scabrezza dell’alveo e dei manufatti;
- pendenze dei vari tronchi;
- portate;
- condizioni al contorno di monte e di valle.
La verifica idraulica è stata condotta lungo dei tratti di alveo estesi
sufficientemente a monte e a valle delle opere in progetto. In tutti i tratti considerati, si è
preliminarmente provveduto a determinare la forma delle sezioni idrauliche dei corsi
d’acqua.
Per far questo, sono state fissate un certo numero di sezioni ritenute significative
e, per ciascuna di esse è stata determinata la relativa morfologia. Infine, sono state
determinate le pendenze nei diversi tratti di alveo.
Sono state fissate, successivamente, le dimensioni dei manufatti di
attraversamento assegnando, in tal modo, la relativa sezione idraulica.
Le portate di calcolo sono quelle determinate attraverso l'analisi idrologica
descritta nel paragrafo 2 della presente relazione, per i tempi di ritorno di 50, 100, 200 e
500 anni, conformemente a quanto indicato dalle Linee Guida del P.A.I.
Disponendo dei dati sopra elencati, è stato possibile determinare i profili della
corrente in regime di moto permanente, le altezze dei battenti idrici all’interno delle
sezioni e valutare l'efficacia degli interventi proposti.
18
4.3 Individuazione delle aree a pericolosità idraulica
L’analisi idrologica ha permesso di determinare i valori delle portate al colmo del
tratto del Rio Sa Traina oggetto di studio. Conseguentemente, attraverso l'indagine
idraulica, è stato possibile, dapprima, calcolare i livelli idrici nei singoli tratti di alveo e,
successivamente, verificare se gli stessi fossero contenuti o meno all’interno delle
sezioni di deflusso. Sono state così considerate come allagabili tutte le porzioni di
territorio limitrofe al corso d’acqua le cui quote del piano di campagna risultavano
minori di quelle del pelo libero della corrente nelle sezioni considerate. Al variare del
tempo di ritorno, viene individuata un’area potenzialmente a rischio, denominata, ai
sensi della Normativa, secondo la seguente classificazione:
- AREA Hi4: Ad alta probabilità di inondazione se allagata con portata con
tempo di ritorno minore o uguale a 50 anni;
- AREA Hi3: Ad alta probabilità di inondazione se allagata con portata con
tempo di ritorno minore o uguale a 100 anni;
- AREA Hi2: A moderata probabilità di inondazione se allagata con portata
con tempo di ritorno minore o uguale a 200 anni;
- AREA Hi1: A bassa probabilità di inondazione se allagata con portata con
tempo di ritorno minore o uguale a 500 anni.
La pericolosità idraulica per il tronco fluviale analizzato è riportata nelle
cartografie allegate (Allegato 5.2 per lo scenario di stato attuale e Allegato 5.3 per lo
scenario post operam).
Il tracciamento effettivo delle aree di pericolosità (Hi) è stato effettuato su base
cartografica in scala 1:2.000.
19
5. RISULTATI DELLO STUDIO IDRAULICO
5.1 Stato attuale (scenario ante operam)
Lo studio idraulico ha preso in esame prioritariamente lo stato attuale, cioè lo
scenario antecedente la realizzazione delle opere in progetto.
L'evento alluvionale verificatosi il 18 novembre 2013 ha provocato serissimi
danni sul tratto di canale che era stato da poco sistemato, determinando la rovina di due
ordini di gabbioni su tre per un tratto complessivo di circa 85 m su un totale di 200 m
che erano stati oggetto di intervento. Pertanto, allo stato attuale, alcuni tratti del Rio Sa
Traina oggetto di studio hanno la sezione idraulica parzialmente ostruita dal materiale
trasportato dalla piena e dal pietrame proveniente dai gabbioni danneggiati, come si
evince dalle foto riportate di seguito.
Foto 1) Tratto iniziale dell’intervento sul rio Sa Traina: sono evidenti i danni
subiti dall’alveo
20
Foto 2) Tratto iniziale dell’intervento sul rio Sa Traina ripreso da monte verso valle: si nota il
rivestimento in materassi del fondo che ha mantenuto la sua conformazione.
Foto 3) Sponda destra: sifonamento del gabbione in destra idraulica
21
Foto 4) Tratto a valle: danni subiti dai gabbioni su entrambe le sponde
A seguito di recenti ricognizioni compiute all’interno dell’alveo, si è rilevato che
il dissesto dei due ordini di gabbioni superiori è avvenuto per circa una decina di metri
di alveo tra le sezioni 4 e 5 (si veda la Planimetria dell'Intervento – Allegato 4), dove la
piena ha provocato il dilavamento per circa un metro di profondità del materiale
naturale che costituiva il fondo alveo fino a scoprire la roccia viva. Il tratto iniziale del
canale, protetto al fondo con materassi metallici riempiti in pietrame, è rimasto intatto,
così come il primo ordine di gabbioni in fondazione, tranne un piccolo tratto dove è
avvenuto un sifonamento laterale sul lato destro idraulico a causa dello straordinario
apporto di acque dal bacino limitrofo.
Le cause del dissesto sono da imputare alla spinta che i gabbioni hanno subito
dall’acqua e dal terreno saturo a tergo della sponda per via dello scorrimento dell’acqua
fuori dalla sede dell’alveo.
Più a valle l’altra zona di dissesto, estesa oltre i 60 m lineari a partire dalla sezione
6, ha visto la rovina dei due ordini di gabbioni superiori per le stesse cause sopra
indicate, ulteriormente favorite anche in questo tratto da apporti laterali di ruscellamento
dei terreni privati confinanti con l’alveo.
Anche nel tratto appena descritto il gabbione di fondazione non è stato scalzato
dalla piena, pur essendo avvenuto un totale stravolgimento del fondo naturale
22
dell’alveo. Si evidenzia che in questo tratto la piena ha ampliato la sezione naturale
dell’alveo fino a 14/15 m di larghezza rispetto ai 5/6 m della sezione originale.
Per l'analisi idraulica dello stato attuale è stata eseguita una simulazione di moto
permanente di un tratto del Rio Sa Traina per una lunghezza di circa 375 m compreso
tra le sezioni di calcolo 1 e 22 (si veda la Planimetria dell'intervento riportata
nell'Allegato 4 del presente studio).
Le portate considerate nella simulazione di moto permanente sono quelle
corrispondenti ai tempi di ritorno di 50 anni, 100 anni, 200 anni e 500 anni calcolate
nell'analisi idrologica descritta nei paragrafi 2 e 3 (si veda anche la Tabella contenuta
nell'Appendice allegata alla presente relazione e l'Allegato 3 Delimitazione dei bacini
idrografici) e sono sintetizzate nella tabella sottostante:
BACINOPORTATE
Tr = 50 anni;
PORTATE
Tr = 100 anni
PORTATE
Tr = 200 anni
PORTATE
Tr = 500 anni
[m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s]
A 39,99 46,82 53,71 63,07
Come condizione al contorno si è assunto il raggiungimento del livello idrico di
moto uniforme (corrente indisturbata) sia a monte che a valle.
5.1.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici
La simulazione di moto permanente ha evidenziato che l’andamento qualitativo
dei profili liquidi per le portate relative ai diversi tempi di ritorno è, in linea di massima,
il medesimo, differendo unicamente per i livelli idrici nelle diverse sezioni e per l’entità
delle perturbazioni del pelo libero in prossimità dei cambi di sezione e di pendenza del
fondo alveo.
La portata di piena defluisce in regime di corrente veloce per quasi tutta la lunghezza
del tratto oggetto di studio. Fanno eccezione i tratti in corrispondenza di brusche
variazioni della livelletta dovute a depositi creati dall'evento alluvionale del novembre
2013, nei quali la diminuzione della pendenza del fondo alveo e la riduzione della
sezione idraulica provocano la formazione di un risalto e il passaggio del regime della23
corrente da veloce a lenta, con l'innalzamento dei livelli idrici e l'esondazione del corso
d'acqua. Oltre a tali tratti, anche il manufatto di attraversamento esistente tra le sezioni
19 e 20 induce la formazione di un profilo idrico di rigurgito (corrente lenta ritardata)
che si estende verso monte provocando l'innalzamento dei livelli idrici e l'allagamento
delle aree limitrofe.
Per i risultati del calcolo idraulico relativi a tutti i tempi di ritorno considerati si
rimanda all'Allegato 2.1 del presente studio.
La carta di pericolosità idraulica ante operam redatta a seguito del presente studio
di dettaglio (Allegato 5.2) evidenzia che proprio i tratti nei quali l'evento alluvionale del
novembre 2013 ha creato danni alle sponde in gabbioni e depositi di detriti e di
pietrame, rappresentano attualmente i principali punti di criticità dove l'aumento dei
livelli idrici, causato dalla diminuzione di pendenza e dalla riduzione della sezione
idraulica disponibile, provoca esondazioni che interessano le aree circostanti. Da un
confronto di tale carta con quella delle aree di pericolosità idraulica P.A.I. vigente (vedi
l'Allegato 5.1 del presente studio) si nota comunque una considerevole riduzione delle
aree potenzialmente esondabili rispetto al PAI lungo il tratto che è stato oggetto di
sistemazione idraulica con i lavori ultimati nel giugno 2010.
5.2 Stato di progetto (scenario post operam)
Lo studio idraulico in questo scenario prende in esame i livelli idrici di moto
permanente successivamente alla realizzazione delle opere previste nel presente
progetto che consisteranno nelle seguenti lavorazioni (si veda la Planimetria
dell'intervento – Allegato 4):
- ripristino della gabbionata dissestata sul lato destro e sinistro per circa 10 m
nel tratto di canale dirimpetto alle abitazioni esistenti;
- rincalzamento del gabbione di fondazione e del fondo alveo con il materiale
derivante dal trasporto solido depositatosi nel tratto a valle dell’alveo;
- ripristino della gabbionata dissestata sul lato sinistro per circa 60 m nel tratto
di canale intermedio della sistemazione eseguita;
24
- demolizione del tratto di circa 30 m di gabbione indisturbato sulla destra
idraulica che attualmente si trova al centro dell'alveo formato dalla piena nel
tratto finale della sistemazione eseguita;
- realizzazione di 15 m di gabbionata e risagomatura della sponda naturale
dell’alveo in destra per circa 90 m di canale mantenendo la larghezza
determinatasi a seguito della piena.
- regolarizzazione del fondo alveo naturale nel tratto sistemato con i gabbioni.
Come illustrato per lo scenario di stato attuale, l'analisi idraulica ha preso in
esame un tratto del Rio Sa Traina per una lunghezza di circa 375 m compreso tra le
sezioni di calcolo 1 e 22 (si veda la Planimetria dell'intervento riportata nell'Allegato 4
del presente studio).
Le condizioni al contorno adottate per lo studio di moto permanente e le portate di
calcolo sono le stesse utilizzate nello studio dello scenario di stato attuale illustrato nei
paragrafi precedenti.
5.2.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici
Anche nello scenario post operam la simulazione di moto permanente ha
evidenziato che l’andamento qualitativo dei profili liquidi per le portate relative ai
diversi tempi di ritorno è, in linea di massima, il medesimo, differendo unicamente per i
livelli idrici nelle diverse sezioni e per l’entità delle perturbazioni del pelo libero in
prossimità del manufatto di attraversamento e dei cambi di sezione.
Lungo tutto il tratto oggetto di sistemazione, dalla sezione 1 alla sezione 15, la
portata di piena, per tutti i tempi di ritorno considerati, defluisce all'interno dell'alveo in
regime di corrente veloce. In particolare, se si prende in considerazione la portata di
piena con tempo di ritorno di duecento anni, questa defluisce lungo tale tratto con un
franco idraulico minimo di 40 cm. Proseguendo a valle, dalla sezione 16 alla 22, i
profili idrici di moto permanente sono molto simili a quelli che risultano dall'analisi di
stato attuale. Lungo tale tratto, la riduzione di sezione che si ha in corrispondenza del
25
manufatto di attraversamento tra le sezioni 20 e 21 e la diminuzione di pendenza del
fondo alveo a partire dalla sezione 16, provocano il transito della corrente da veloce a
lenta mediante la formazione di un risalto, e la formazione di un profilo di rigurgito
(corrente lenta ritardata) che si estende dal ponte verso monte, con l'innalzamento dei
livelli idrici e l'allagamento delle aree limitrofe.
Per i risultati del calcolo idraulico relativi a tutti i tempi di ritorno considerati si
rimanda all'Allegato 2.2 del presente studio.
Dal confronto delle carte di pericolosità idraulica (Allegati 5.2 per lo scenario
ante-operam e Allegato 5.3 per lo scenario post-operam) allegate al presente studio si
osserva che la realizzazione delle opere in progetto consente di eliminare le criticità
evidenziate nello scenario ante operam, in particolare in corrispondenza dei tratti
danneggiati dall'evento alluvionale del novembre 2013, e di ridurre, in termini di
estensione, le aree potenzialmente esondabili del Rio Sa Traina senza interferire
negativamente sui regimi idraulici a monte (il tipo di regime idrico che si instaura
nel tratto oggetto di intervento, regime di corrente veloce, non può influenzare i
profili idrici a monte) e a valle (a valle del tratto oggetto di intervento i livelli idrici
coincidono con quelli che si verificano nello stato attuale).
26
6. ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI IN ALVEO E NELLE AREE DI
ALLAGAMENTO
6.1 Inquadramento geomorfologico
Il quadro geomorfologico è estremamente vincolato alla strutturazione tettonica.
L’abitato di Padru è situato al margine Nord Occidentale di un bacino in tramontano
compreso fra i due massicci montuosi: quello di Monte Nieddu ad Est (P.ta
Casteddacciu, 928 m e P.ta Magiore, 970 m) e M.te Sa Pianedda a SW, coincidente con
una depressione tettonica terziaria a carattere transtensivo ad andamento N60° (Faglia
Tavolara). Tale bacino è solcato dal corso montano del Riu Castagna-riu Lerno, ovvero
i principali rami meridionali del Padrogiano, qui denominato Riu Mannu.
6.2 Caratteristiche orografiche, idrologiche e caratterizzazione geopedologica
Il fondovalle è sede di un acquifero di una certa rilevanza per quel che riguarda il
contesto locale, ospitante una falda libera con portate di 0,1 – 0,6 l/s. Tale complesso
idrogeologico può manifestare la sua inerzia idrogeologica per infiltrazione, solo in
basso morfologico e non certo sui versanti. Le pendenze che si riscontrano lungo di essi
sono sempre molto elevate, soprattutto quelle in sx idrografica.
Padru si colloca appunto ai piedi di una delle situazioni di maggiore acclività
media, fra il 20% e il 30%. Un tale contesto è di per se favorevole allo sviluppo di
fenomenologie di piena, repentine, per bassi tempi di corrivazione, ed estremamente
intense.
6.3 Analisi dei processi erosivi
Il fenomeno erosivo si esplica attraverso il distacco e il trasporto di materiale
esercitato dall’azione dell’acqua. Alla scala dell’intero bacino idrografico i fenomeni
erosivi sono per lo più legati all’azione diffusa delle acque dilavanti.
Nel caso del corso d'acqua oggetto del presente studio le azioni erosive si
potrebbero esplicare in corrispondenza di bruschi cambiamenti di sezioni o di scabrezza,
27
in uscita da manufatti di attraversamento stradale con sezione idraulica differente
rispetto a quella dell'alveo a cielo aperto.
6.3.1 Analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento
L’analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento è legata alla
capacità erosiva della corrente d’acqua canalizzata ed è regolata dall’interazione tra la
massa d’acqua (definita da altezza della corrente, trasporto solido, natura, durata e
frequenza della corrente, ecc...) e il terreno (definito da natura litologica, morfologia e
pendenza dell’alveo, pendenze delle sponde, copertura vegetale, ecc…).
Fenomeni erosivi potrebbero riscontrarsi in alveo in corrispondenza di bruschi
cambiamenti della sezione, in prossimità dei manufatti di attraversamento stradale, o di
forti modifiche della pendenza del fondo.
Per quanto concerne i possibili fenomeni erosivi nelle aree soggette ad
allagamenti per esondazione delle piene da argini o sponde naturali, si potrebbero
riscontrare fenomeni differenti a seconda delle tipologie dei terreni interessati:
nel caso in cui l'esondazione interessi aree naturali fortemente vegetate con alto
fusto, arbusti e suolo vegetato i fenomeni di erosione potrebbero essere molto limitati, e
concentrati solo nelle vie preferenziali di ruscellamento superficiale;
se le aree soggette ad allagamento sono prive di copertura vegetale o campi
coltivati o dediti al pascolo, i possibili fenomeni erosivi, saranno proporzionali alla
assenza di copertura vegetale e alla pendenza nonché ai valori di velocità delle acque di
dilavamento.
6.3.2 Analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni dei manufatti
Lungo il tratto oggetto di intervento particolare cautela dovrà essere adottata nel
modificare la livelletta del fondo, in modo da rispettare comunque la pendenza di
equilibrio o in ogni caso, adottare soluzioni che non determinino nuove zone di erosione
e/o deposito, ma bensì realizzando quelle che minimizzino gli attuali fenomeni.
Interventi di manutenzione periodici, in particolare prima di ogni stagione
piovosa e a seguito di eventi di piena che potrebbero determinare deposito di materiale,
28
potrebbero essere sufficienti a mantenere libera l'intera sezione idraulica disponibile ed
evitare possibili cause di rigurgiti e innalzamenti dei livelli idrici.
I punti singolari costituiti dai tratti di raccordo tra diverse tipologie di sezione
saranno adeguatamente sagomati in modo da determinare una gradualità nella
variazione della sezione idraulica e minimizzare possibili perturbazioni delle correnti di
deflusso.
7. VERIFICA PRESCRIZIONI DEL P.A.I.
Il presente Studio ha per oggetto un tratto del Rio Sa Traina nel territorio del
Comune di Padru ed è redatto ai sensi dell'art. 8 c. 2 delle Norme di Attuazione del
P.A.I.
Lo Studio in oggetto è redatto nel rispetto dell'art. 24 delle Norme di Attuazione
del P.A.I. Sulla base dei valori delle portate di massima piena calcolate con i tempi di
ritorno indicati nelle Linee Guida del P.A.I. è stato analizzato il regime idraulico in
moto permanente sia nello scenario di stato attuale che dopo la realizzazione delle opere
in progetto.
Nell'Allegato 5.2 sono contenute le aree a pericolosità idraulica in scala 1:1.000
redatte a seguito del presente studio di dettaglio, relative allo stato attuale nel quale si
tiene conto dei danni causati all'alveo dall'evento alluvionale verificatosi nel novembre
del 2013.
La carta di pericolosità del PAI vigente (rif. Allegato 5.1) pertanto illustra una
situazione ormai obsoleta e non più corrispondente alla situazione attuale.
L'Allegato 5.3 illustra le aree a pericolosità idraulica per lo scenario post operam
che comprende le opere di sistemazione idraulica previste nel presente progetto.
Attraverso la comparazione della carta di pericolosità idraulica redatta per lo
scenario di stato attuale con lo studio di dettaglio (All.5.2) e per quello successivo alla
realizzazione delle opere in progetto (All.5.3) si evince una riduzione dell'estensione
delle aree potenzialmente esondabili.
La realizzazione delle opere in progetto consente di eliminare le criticità
idrauliche nei punti in cui l'evento alluvionale del novembre 2013 ha causato il crollo di
tratti della sponda in gabbioni e di ridurre, in termini di estensione, le aree
potenzialmente esondabili senza interferire negativamente sui regimi idraulici a monte e
a valle delle stesse. Inoltre gli interventi di sistemazione idraulica che si propone di29
realizzare non aumentano il pericolo idraulico con nuovi ostacoli al normale deflusso
delle acque, né riducono la capacità di invaso delle aree interessate, anzi viene
incrementata la sezione di deflusso, come dimostrano gli allegati al presente studio
(profili e sezioni con i livelli idrici – rif. Allegati 2.1 e 2.2).
30
8. APPENDICE
31
Risultati dello Studio Idrologico:
Tabelle
TABELLA 1 CANALE SA TRAINA - BACINO 'A'
CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE
BACINO ASTA FLUVIALE PARAMETRI
AREA LUNGHEZZA PENDENZA S
(Kmq) (Km) (mm)
3,12 140 332,68 0,3008 4,332 0,05718 94,5 14,783 85 3
TEMPI DI CORRIVAZIONE ALTEZZE DI PIOGGIA(ore) Ψ TCEV
0,463 T. RITORNO
1,221 (anni) (ore) (ore) (mm) (mm)
1,076 50 0,0409 0,5039 0,638 36,4651 23,2508
0,802 100 0,0364 0,4994 0,665 40,5475 26,9804
Ventura 0,940 200 0,0329 0,4959 0,689 44,5956 30,7292
V A P I 3,377 500 0,0291 0,4921 0,716 50,0158 35,8100
0,617
VALORE STIMATO 0,463
(*) tempo di formazione del deflusso superficiale
0
PORTATE DI PIENA
TEMPI DI RITORNO (anni): 50 100 200 500
LIMITI DI VALIDITA'
LOG NORMALE 23,74 31,31 40,34 54,85 (mc/s) S*Hm= 1,0E+09 (deve essere > 5E+09)
T C E V 69,99 85,13 100,21 120,11 (mc/s) S= 3,12 (deve essere > 60Kmq)
METODI INDIRETTI
T C E V 39,99 46,82 53,71 63,07 (mc/s)
PORTATA DI VERIFICA 39,99 46,82 53,71 63,07 (mc/s)
ALTEZZA CHIUSURA
ALTEZZA MEDIA
PENDENZA MEDIA
CN * ( III categ.)
T C E V hg media
T C E V sotto zona
(m s.l.m.) (m s.l.m.)
Soil conserv Tf (*) Tc+Tf (**) h(Tc+Tf) hn
Giandotti
Pasini
Viparelli
Kirpich
(**) durata di pioggia critica somma dei tempi di corrivazione e di formazione del deflusso sup.
METODI DIRETTI ( analisi regionale)
* valore di CN aumentato fino ad ottenere il minimo di 0,70 su Tr 500 anni