A.01 - Relazione tecnica...

SINNI ENERGIA S.r.l. – Via Siris, 36 – 85033 EPISCOPIA (PZ) Progetto di un impianto idroelettrico a salto concentrato denominato “La Citta” in agro del Comune di Rivello

(PZ)

A.01 - Relazione tecnica generale Pagina 1

INDICEINDICEINDICEINDICE 1.0 PREMESSA E INQUADRAMENTO DELL'INTERVENTO .................................................................................................... 3

2.0 VERIFICA DEI VINCOLI ................................................................................................................................................................... 5

3.0 DESCRIZIONE DEL BACINO IMBRIFERO E BILANCIO IDROLOGICO ...................................................................... 10

4 LITOLOGIA ED USO DEL SUOLO .................................................................................................................................................. 11

5.0 I DATI IDROLOGICI ........................................................................................................................................................................ 13

5.1 PRECIPITAZIONI ....................................................................................................................................................................... 13

5.2 VALUTAZIONE DEI DEFLUSSI ANNUALI, CURVA DI DURATA E MEDIE MENSILI ...................................... 16

7.0 – Il DMV ............................................................................................................................................................................................... 19

8.0 DETERMINAZIONE DELLA PORTATA AL COLMO DI PIENA ...................................................................................... 19

8.1 Il Modello Probabilistico TCEV ........................................................................................................................................... 19

8.2 Applicazione del Metodo VAPI al Bacino del Noce..................................................................................................... 20

9.0 PORTATE UTILI, POTENZE IMPIANTO E PRODUZIONE .............................................................................................. 22

9.1 Le portate da derivare per l'impianto .............................................................................................................................. 22

9.2 Giorni di utilizzo dell’impianto ........................................................................................................................................... 22

9.3 Il salto utile .................................................................................................................................................................................. 22

9.4 Potenza di Concessione .......................................................................................................................................................... 22

9.5 Potenza Efficace ......................................................................................................................................................................... 23

9.6 Energia Producibile.................................................................................................................................................................. 23

9.7 Ore Equivalenti di Funzionamento ................................................................................................................................... 23

9.8 Bilancio Idrico: volumi d’acqua derivati ......................................................................................................................... 23

10.0 DESCRIZIONE DELLE OPERE DA REALIZZARE ............................................................................................................. 26

10.1 Ripristino della briglia ......................................................................................................................................................... 26

10.2 Il sistema di presa .................................................................................................................................................................. 27

10.3 L’impianto di produzione ................................................................................................................................................... 28

10.4 Il canale di restituzione ....................................................................................................................................................... 28

10.5 Locale quadri, cabina e controllo .................................................................................................................................... 29

10.7 Opere di allacciamento alla rete elettrica .................................................................................................................... 30

11.0 MOVIMENTI DI TERRA, OPERE DI RIPRISTINO E ACCESSI ..................................................................................... 31

11.1 Movimenti terra ...................................................................................................................................................................... 31

11.2 Opere di mitigazione e di ripristino ambientale ...................................................................................................... 31

11.2.1 Scogliera in massi ciclopici ............................................................................................................................................. 31

11.3 Accessi ......................................................................................................................................................................................... 32

12.0 Cronoprogramma dei lavori ................................................................................................................................................... 32

13.0 Piano di gestione e manutenzione ....................................................................................................................................... 33

14.0 Piano di dismissione................................................................................................................................................................... 34


(PZ)


14.1 Interventi di Dismissione dell’opera al termine della concessione di esercizio ........................................ 34

14.2 Tipologia di materiali – smaltimento e recupero ..................................................................................................... 34

14.4 Modalità di intervento ......................................................................................................................................................... 35

14.4.1 Opera di presa ................................................................................................................................................................ 35

14.4.2 Impianto di produzione .............................................................................................................................................. 35

14.4.3 Manufatto per gli impianti tecnologici e Cabina di consegna dell’energia .......................................... 35

14.5 Stima dei costi di dismissione e delle misure di reinserimento e recupero ambientale ........................ 36

15.0 Piano economico finanziario .................................................................................................................................................. 37

16.0 ELENCO ELABORATI .................................................................................................................................................................. 38

PREMESSA ................................................................................................................................................................................................ 43

1.0 LO STUDIO IDRAULICO .......................................................................................................................................................... 44

2.0 ATTIVITÀ SVOLTE NEL PRESENTE STUDIO ................................................................................................................... 44

3.0 PORTATE DI CALCOLO ........................................................................................................................................................... 45

4.0 MODELLAZIONE IDRAULICA .............................................................................................................................................. 45

4.1 CODICE DI CALCOLO HEC-RAS - IPOTESI DI BASE E LIMITAZIONI DEL CODICE HEC-RAS ................... 45

4.1.1 RISULTANZE DELLA CAMPAGNA DI RILIEVI CARTOGRAFICI E TOPOGRAFICI ................................. 45

4.1.2 GEOMETRIA DELLA SEZIONE TRASVERSALE .................................................................................................... 45

4.2 COEFFICIENTI PER IL CALCOLO DELLE PERDITE DI ENERGIA .......................................................................... 46

4.2.1 VALORI DEL COEFFICIENTE DI SCABREZZA ...................................................................................................... 49

4.3 CONDIZIONI AL CONTORNO .......................................................................................................................................... 49

4.4 EQUAZIONI DI BASE PER IL CALCOLO DEL PROFILO DI CORRENTE (STEADY FLOW) ........................... 49

4.4.1 VALUTAZIONE DELLE PERDITE DI ENERGIA .................................................................................................... 50

4.4.2 PROCEDURA DI CALCOLO ........................................................................................................................................... 50

4.4.3 DETERMINAZIONE DELL’ALTEZZA DI STATO CRITICO ................................................................................ 51

5.0 VERIFICA IDRAULICA – CONFRONTO TRA LE DELIMITAZIONI DELLE AREE DI PERTINENZA FLUVIALE ............................................................................................................................................................................................. 52

5.1 VERIFICA IDRAULICA – STATO DI FATTO .................................................................................................................... 52

5.3 TABELLA RIEPILOGATIVA DEI PARAMETRI IDRAULICI RELATIVI ALLE SIMULAZIONI EFFETTUATE .................................................................................................................................................................................................................. 57

5.4 Verifica idraulica – Stato di progetto................................................................................................................................ 58

5.5 Tabella riepilogativa dei parametri idraulici relativi alle simulazioni effettuate ........................................ 63

6.0 CONCLUSIONI ............................................................................................................................................................................. 64

CALCOLO IDRAULICO DELLA BRIGLIA .................................................................................................................................. 68

BACINO RIVESTITO IN RILEVATO CON CONTROBRIGLIA ............................................................................................ 69


(PZ)


1.0 PREMESSA E INQUADRAMENTO DELL'INTERVENTO La presente relazione tecnica e idrologica è parte integrante del progetto per la realizzazione di un impianto idroelettrico con Potenza di Concessione superiore a 100 kW e interessante un salto concentrato, senza sottensione di alveo, sul Fiume Noce. La derivazione delle acque pubbliche superficiali, le opere di presa, l’impianto di produzione e la restituzione, ricadono interamente nel territorio del Comune di RIVELLO (PZ).

Fig. 1.1 - Foto aerea dell'area.

Lo scopo del progetto è, pertanto, la realizzazione di un piccolo impianto idroelettrico per la produzione di energia da fonti rinnovabili con derivazione di acque pubbliche superficiali dal Fiume Noce. Il bacino imbrifero sotteso all'opera di presa ha un'estensione pari a 125,65 kmq e le opere da realizzare sono ubicate alle quota di circa 233,15 m s.l.m. Il quantitativo d'acqua necessario al funzionamento dell'impianto è stato valutato in:

• 3.764 l/s di derivazione media;

• 6.000 l/s di derivazione massima. Il volume derivato annuo presunto è pari a circa 97.575.788 mc di acqua, integralmente restituiti senza sottensione d’alveo con un salto netto disponibile pari a 4,55 m.

Le coordinate riferite al punto di presa e al punto di restituzione, sono le seguenti:

Coordinate Opere di Presa

Riferite al centro della gaveta

Gauss Boaga N Fuso 33 4.435.277,70

Gauss Boaga E Fuso 33 2.585.554,11

UTM (ED50) N Fuso 33 4.435.463,20

UTM (ED50) E Fuso 33 565.613,11

GEOGRAFICHE (ED50) Lat 40,0661621

GEOGRAFICHE (ED50) Long 15,76953

UTM (WGS84) N Fuso 33 4.435.270,6723

UTM (WGS84) E Fuso 33 565.548,4847

GEOGRAFICHE (WGS84) Lat 40,06516

GEOGRAFICHE (WGS84) Long 15,7687016

Tab. 1.1 - Coordinate del punto di presa

Impianto idroelettrico


(PZ)


La figura seguente riporta, su carta IGM, il punto di prelievo e quello di restituzione; per una migliore risoluzione si rimanda agli elaborati grafici di progetto.

Fig. 1.2 – Stralcio della corografia dell’area di ubicazione dell’impianto

L’impianto idroelettrico in progetto è posizionato in destra idraulica del Fiume Noce, a tergo di una briglia esistente, alla quota di 233,15 m s.l.m. (quota gaveta briglia) con scarico e restituzione a valle, nello stesso alveo, senza sottensione di alveo già utilizzata dall’Ente Irrigazione di Puglia e Basilicata negli anni ‘60. Il progetto prevede la realizzazione di un impianto mini idroelettrico della tipologia cosiddetta “a salto concentrato” sfruttando una briglia esistente sul Fiume Noce in località La Citta nel comune di Rivello. Tale tipologia di impianto rappresenta la soluzione a minore impatto in quanto non comporta sottensione dell’alveo e quindi annulla l’impatto principale che gli impianti idroelettrici solitamente comportano sull’ecosistema, ossia la riduzione delle portate defluenti in alveo per tratti più o meno lunghi del corso d’acqua.

Impianto idroelettrico


(PZ)


2.0 VERIFICA DEI VINCOLI Sono stati condotti, preliminarmente, accertamenti in merito ai vincoli ambientali cui è sottoposta l'area oggetto di intervento. In particolare:

� L'area in oggetto NON È ricompresa nel Perimetro di aree naturali protette, aree ZPS e in aree IBA "Important Bird Areas" come mostrato dalla figura seguente.

Fig. 2.1 – Fonte: GeoPortale Nazionale - Parchi Nazionali, Important Bird Areas: con pallino rosso l'area di

ubicazione dell'intervento.

� L'area in oggetto NON È ricompresa in aree SIC e ZPS della Rete Natura 2000 così come nel Parco Nazionale dell’Appennino Lucano, come mostrato dalla figura seguente.

Fig. 2.2 - Fonte: GeoPortale Nazionale: con pallino rosso l'area di ubicazione dell'intervento.

� L’area in oggetto È ricompresa all’interno del Piano Paesistico di area vasta dei Comuni di Trecchina-Rivello-Maratea, come mostrato dalla figura seguente. In particolare


(PZ)


Fig. 2.3 - Fonte: Regione Basilicata - Dip. Ambiente - Piani paesistici: con pallino rosso l'area di ubicazione

dell'intervento.

� L'area in oggetto NON interferisce con titoli minerari vigenti, come da verifica effettuata sul sito dell'UNMIG, come mostrato dalla figura seguente.

Fig. 2.5 - Fonte: UNMIG – Indicazione del poligono per la verifica di non interferenza con titoli minerari.

La verifica è stata effettuata per i punti di ubicazione delle strutture e delle linee elettriche di collegamento riportati nel seguente elenco di coordinate geografiche in formato WGS84.

A

B

C D


(PZ)


Numero vertice Latitudine Nord Longitudine Est

A 40,071043 15,761541

B 40,070084 15,777616

C 40,059417 15,778125

D 40,058958 15,763950

� L'area in oggetto NON ricade in aree con presenza di litologie contenenti amianto.

� L'area in oggetto È ricompresa all’interno della zona I del Vincolo idrogeologico ai sensi del R.D. 3267/1923.

Fig. 2.6 - Vincolo per scopi idrogeologici ai sensi del R.D. n.3267/1923 per l‘area di interesse del Comune di Rivello (PZ). Le opere sono interne al perimetro del vincolo così come si evince dalla posizione del pallino rosso che indentifica la briglia di presa.

Fig. 2.7 - Vincolo per scopi idrogeologici ai sensi del R.D. n.3267/1923 per il territorio del Comune di Rivello

(PZ): legenda.


(PZ)


Le aree occupate dalle opere di progetto, ricadono in zona identificata come area agricola Zona

E – Zona Agricola del P.R.G. del Comune di Rivello (PZ) e in destra idraulica del Fiume Noce.

Fig. 2.8- Stralcio del P.R.G. del Comune di Rivello (PZ)

Si è investigato sulla presenza di aree a rischio frane e rischio idraulico, nella zona strettamente interessata all'intervento di progetto. La zona di intervento non è interessata da aree in frana o a rischio frane, né a rischio idraulico. L'immagine seguente mostra l'ubicazione delle aree a rischio frane, la successiva quelle a rischio idraulico.

Fig. 2.8- Aree a Rischio Frana: nel cerchio in rosso l'area di interesse del progetto.


(PZ)


Fig. 2.9– Mappa del Rischio Idraulico: nel cerchio in rosso l'area di interesse del progetto.


(PZ)


3.0 DESCRIZIONE DEL BACINO IMBRIFERO E BILANCIO IDROLOGICO Il Noce, è un fiume a corso perenne del versante tirrenico della Basilicata che scorre anche per un breve tratto sul confine con la Calabria. Lungo circa 50 km, nasce dal Monte Sirino a circa 2.000 metri di quota. Con andamento prevalente verso sud sfiora i centri di Lagonegro e Rivello allargando poi notevolmente il suo fondovalle nei pressi di Lauria grazie al contributo da sinistra di svariati corsi d'acqua tutti provenienti dal Monte Sirino, tra i quali i torrenti Bitonto, Prodino Grande, Senieturo, Carroso e il fiume Torbido. Giunto presso il centro di Parruta il fiume scorre più incassato con sembianze di fiumara fungendo da confine tra Basilicata e Calabria, nei pressi della località San Sago del comune di Tortora (Italia) riceve le acque del torrente di Pizzinno, per poi sfociare dopo qualche km presso la Piana di Castrocucco nel Tirreno in territorio del comune di Tortora, dopo aver ricevuto le acque della "Fiumarella di Tortora" suo ultimo affluente. Il fiume ha regime spiccatamente torrentizio con notevolissime variazioni di portata (specialmente durante la stagione piovosa quando è frequentemente in piena). Nonostante ciò ha portata perenne, prossima ai 2 m cubi al secondo anche in estate. Il bacino del Fiume Noce ricade in un area ricca di afflussi meteorici che si attestano intorno ai valori compresi nel range 1600-2000 mm/anno. L’area è certamente una delle più umide del territorio della regione Basilicata. Per fornire una corretta descrizione delle caratteristiche idrauliche dell’area è indispensabile conoscere il bacino drenante a monte dell’area di studio che nel presente caso è posta lungo l’asta principale del fiume Noce in corrispondenza della curva di livello 700m. Il bacino del fiume Noce è stato analizzato mediante un modello digitale del terreno alla risoluzione di 20 m in ambiente GIS. Il bacino è stato analizzato attraverso il programma JGRASS utilizzando una Horton Machine di GRASS. Partendo dal Digital Elevation Model (DEM) si è condotta una analisi topografica necessaria per definire il sistema idrologico. Il primo passo è quello di realizzare la “flowdirection” del bacino, cioè realizzare una matrice in cui ad ogni pixel sia assegnato un valore che indichi la direzione di drenaggio o di moto che avrà la particella d’acqua caduta in quel punto. Definite le direzioni del flusso, l'area di drenaggio corrispondente ad ogni punto (in unità di celle) è calcolabile con la funzione “flowaccumulation”. La flowaccumulation viene definita contando il numero di celle localizzate in controcorrente ad ogni cella (la cella stessa non è inclusa) e, se si moltiplica tale valore per l'area della cella, esso uguaglia l'area di drenaggio. Da tale informazione in cascata è possibile dedurre il reticolo idrografico del bacino assegnando un valore della flowaccumulation che rappresenta la soglia per la formazione del reticolo idrografico. Le elaborazioni svolte sono state verificate mediante una delineazione grafica manuale svolta su cartografia 1:25000 dell’area del bacino confermando i risultati ottenuti mediante il processamento del modello digitale DEM. Qui di seguito sono riportati i risultati delle elaborazioni fatte per derivare le principali caratteristiche del sottobacino oggetto di studio.

Area [km2]

Perimetro [km]

Pendenza media

[%]

Quota minima

[m s.l.m.]

Quota massima [m s.l.m.]

Quota media

[m s.l.m.]

Lunghezza massima

[km] 125,65 52,49 32,71 233,00 1997,37 770 27,55

Tabella 1. Caratteristiche principali del bacino analizzato: area sottesa, perimetro, pendenza media del bacino, variazioni di quota a lunghezza del percorso idrologico più lungo.

Il bacino presenta quote variabili tra i 233 fino a 2000 m s.l.m.


(PZ)


4 LITOLOGIA ED USO DEL SUOLO Le caratteristiche litologiche della Regione Basilicata sono state mappate in uno studio relativamente recente prodotto nell’ambito delle attività del DIFA e CNR-GNDC da Spilotro et al. (1998). Da tale studio si evince che l’area di intervento è costituita in larga parte dalla formazioni litologica denominata Complesso Liguride (si veda Figura 4.1). Il bacino idrografico invece presenta numerose formazioni litologiche con la presenza di un’importante frazione del bacino (circa il 30%) costituita da Depositi Carbonatici in grado di assorbire grandi quantitativi di acqua che sono poi modulati nel tempo fornendo una risposta idrologica modulata nel tempo. Questi elementi insieme a quelli riportati nella relazione idrologica rappresentano una delle motivazioni che giustificano la scelta operata nel selezionare l’area in oggetto per la realizzazione di un impianto idroelettrico. Una sintesi delle caratteristiche litologiche dell’area è riportata nella tabella seguente.

Formazione Area (mq) Area Percentuale (%)

Alluvioni 2.721.427 1%

Calcari con Selce 20.053.934 9%

Complesso Liguride 49.672.402 22%

Complesso degli Argilloscisti Varicolori 5.778.652 3%

Depositi Carbonatici di Piattaforma "Interna" 69.680.076 30%

Detrito; detrito di falda; conoidi; sedimenti fluv 14.649.251 6%

Formazione degli Scisti Silicei 17.227.051 7%

Formazione del Galestrino 26.906.208 12%

Formazione di Monte Facito 15.973.688 7%

Formazione di Monte Sierio (Flysch Marnoso Arenace 7.243.715 3%

Tabella 4.1. Formazioni litologiche caratteristiche del bacino idrologico a monte della sezione di prelievo.

La tessitura dei suoli si presenta prevalentemente come moderatamente fine nell’area di intervento, ma il bacino è caratterizzato da rilevanti porzioni a granulometria media e grossolana che giustificano la grande capacità di assorbimento dei suoli dell’area a monte della sezione in questione. Tali informazioni sono state dedotte mediante la carta pedologica regionale del 2007 (http://www.regione.basilicata.it/dipagricoltura/). L’area si presenta eterogenea anche dal punto di vista della copertura vegetale con significative aree ricoperte da boschi. Le opere previste attraversano aree agricole.


(PZ)


Figura 4.1. Mappa della litologia relativa all’area di studio con inquadramento dell’area di intervento.


(PZ)


Figura 4.2 Mappa della pedologia relativa all’area di studio con inquadramento dell’area di intervento.

5.0 I DATI IDROLOGICI 5.1 PRECIPITAZIONI Al fine di comprendere l’evoluzione delle precipitazioni sull’area in oggetto, sono state analizzate le serie storiche delle precipitazioni registrate alle stazioni pluviometriche presenti sull’area: Aquafredda, Centrale di Castrocucco, Lagonegro, Lauria Inferiore, Maratea, Rivello, Tortora, Trecchina. La Figura 5.1 mostra le medie annuali di pioggia calcolate su intervalli si dieci anni a partire dal 1920 fino 1979. Il grafico evidenzia che sull’area le piogge non presentano trend significativi e il segnale si presenta abbastanza stabile nel tempo. Questo implica che è lecito assumere un comportamento di tipo stazionario per le precipitazioni medie annuali.


(PZ)


Figura 5.1 Afflussi medi annuali calcolati su intervalli di 10 anni a partire dal 1920 fino al 1979.

É fondamentale determinare l’afflusso annuale sull’area del bacino drenato dalla sezione di interesse. Per il calcolo sono state utilizzate le medie annuali di pioggia registrate alle stazioni considerate nel periodo 1951-57 in Tabella 5.1.

Registrazioni Anni effettivi di funzionamento

media (mm/anno) Stazione Inizio Fine

Aquafredda 1922 1992 62 1256 C.le Castrcucco 2002 2006 4 1675 Lagonegro 1921 2006 75 1847 Lauria Inferiore 1921 2001 69 1655 Maratea 1921 2006 73 1352 Rivello 1921 1987 57 2138 Tortora 2005 2006 0 - Trecchina 1921 2006 71 1997

Tabella 5.1 Valori di pioggia annuale delle stazioni pluviometriche ricadenti nell’area (periodo di

osservazione 1951-1987).

I valori di precipitazione media annuale sono stati utilizzati per definire la mappa della piovosità media annuale sull’area oggetto di interesse mediante tecniche di interpolazione (kriging). La distribuzione spaziale ottenuta è riportata nella Figura 5.2. In base alla posizione geografica del bacino ed alle informazioni pluviometriche disponibili è desumere dunque l’afflusso medio sull’area del bacino in esame che si attesta su 1800 mm/anno. Questo valore di piovosità così elevato è legato alle caratteristiche pluviometriche delle stazioni di Trecchina e Rivello che sono baricentriche rispetto al bacino selezionato.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

MED_20_29 MED_30_39 MED_40_49 MED_50_59 MED_60_69 MED_70_79

Pio

gg

ia [

mm

/an

no

]LAGONEGRO

RIVELLO

TRECCHINA

LAURIA


(PZ)


Figura 5.2 Mappa della piovosità media annuale stimata sull’area a monte della derivazione

Bacino

No-data

km


(PZ)


5.2 VALUTAZIONE DEI DEFLUSSI ANNUALI, CURVA DI DURATA E MEDIE MENSILI

Il contributo idrico, in termini di deflusso medio annuo, che i singoli bacini sono in grado di fornire è stato valutato utilizzando una relazione aggiornata tra afflussi medi annui e relativi deflussi

�� = −28,2 + 11,98 ∙ log (��) dove Am (mm) è l’afflusso medio sul bacino idrografico, Dm (mm) è il deflusso generato. La precedente espressione è stata definita attraverso l’analisi dei dati disponibili in Basilicata ottenendo un coefficiente di correlazione lineare R2=0.95. Il valore dei deflussi di magra può essere dedotto secondo la relazione empirica trovata da (Rossi, 1987). I deflussi della stagione secca, nel seguito indicati con d, risultano anch'essi molto variabili da un anno all'altro ed il loro valore medio dm tende, in generale, ad essere fortemente correlato con il valore medio annuo Dm, osservato ovviamente nella stessa sezione del corso d'acqua. Il legame correlativo è generalmente assunto come (Rossi, 1987)

dm = b×Dmα [0.1] dove b=0.014 e α=1.419 per i bacini in esame. Sulla base delle registrazioni degli afflussi giornalieri registrati è stato possibile valutare il deflusso annuale ed il deflusso minimo annuale secondo la formulazione proposta da Rossi (1987). I risultati di tali elaborazioni sono riportati in Tabella 5.2.1.

Area [kmq]

Affusso Annuo [mm]

Deflusso annuale

[mm/anno]

Deflussi [mc/s]

Coefficiente deflusso

dm [mm]

Deflusso minimo annuale [mc/sec]

125,65 1800,0 1259 5,016 0.699 350.83 1.83 Tabella 5.2.1. Deflussi medi durante l’anno e durante la stagione secca calcolati mediante la formula empiriche di Claps et al. (1998).

Questa analisi dimostra che il bacino considerato contribuisce ai deflussi con una portata pari a circa a 5,016mc/s. Sulla base di tali considerazioni sono state dedotti i valori di riferimento delle portate medie mensili e della curva di durata relativamente al bacino in oggetto dedotte attraverso la normalizzazione dei valori medi di portata e delle portate alle differenti durate registrate sul bacino del Fiume Noce alla stazione idrometrica del Noce alla Calda. I risultati sono riportati in forma grafica e numerica: il grafico della curva di durata è riportato in 5.2.1, mentre uno specchietto riepilogativo delle portate stimate a diverse durate è riportato in Tabella 5.2.2.

Si riportano le portate stimate a diverse durate, le portate stimate medie mensili ed il grafico della curva di durata.


(PZ)


PORTATA [mc/s]

Q10 20,597 Q30 12,256 Q60 8,172 Q90 6,144 Q120 4,849 Q150 3,917 Q180 3,196 Q210 2,610 Q240 2,115 Q270 1,679 Q300 1,279 Q330 0,884 Q360 0,387

Tabella 5.2.2: Valori di portata a durata significativa

Analogamente si è proceduto per la stima delle portate medie mensili

PORTATA [mc/s]

Gennaio 6,797 Febbraio 8,453 Marzo 10,852 Aprile 10,737 Maggio 5,340 Giugno 3,113 Luglio 2,056 Agosto 1,485

Settembre 1,571 Ottobre 1,028

Novembre 8,738 Dicembre 6,968

Tabella 5.2.3: Valori di portata medi mensili per il bacino in oggetto


(PZ)


Figura 5.2.1: Curva di durata alla sezione di chiusura dell’impianto idroelettrico

-5.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Port

ata

[mc/

s]

Giorni dell'anno

Curva di durata delle portate

Portata Lorda Portata Media Portata minima Curva di utilizzazione


(PZ)


7.0 – Il DMV Il valore del deflusso minimo vitale non viene considerato trattandosi di un impianto a salto concentrato senza sottensione di alveo.

8.0 DETERMINAZIONE DELLA PORTATA AL COLMO DI PIENA La valutazione statistica della massima portata di piena viene qui affrontata in conformità ad una procedura di analisi regionale, denominata VAPI (VAlutazione delle PIene), impostata su tutto il territorio nazionale dal Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche (GNDCI) del CNR. Scopo della procedura VAPI è la costruzione delle curve di distribuzione di probabilità F(x) dei massimi annui delle portate al colmo di piena (X) in ogni sito della regione indagata. Per stimare i parametri della distribuzione TCEV [Rossi et al., 1984], si procede ad un’analisi regionale delle massime portate al colmo, analisi che si rende necessaria essenzialmente per massimizzare il numero dei dati usati per la stima dei parametri con maggiore variabilità statistica.

8.1 Il Modello Probabilistico TCEV Il modello a doppia componente denominato TCEV ipotizza che i massimi annuali delle portate al colmo di piena non provengano tutti dalla stessa popolazione ma da due popolazioni distinte legate a differenti fenomeni meteorologici. Tale ipotesi è peraltro giustificata dalla presenza in quasi tutte le serie storiche delle portate al colmo di uno o più valori (outliers) nettamente maggiori degli altri al punto da sembrare non provenienti dalla stessa popolazione dei rimanenti dati. La funzione di probabilità cumulata (CDF dall’acronimo inglese Cumulative Distribution Function) del modello TCEV può essere espressa nella forma:

F (x) = exp - exp -x - exp -x x 0X 11

22

Λ Θ Λ Θ

≥

La funzione ha quattro parametri, �1, Θ1, �2 e Θ2. I parametri contraddistinti dal pedice 1 sono relativi agli eventi più frequenti (componente base) mentre quelli con pedice 2 si riferiscono ad eventi più gravosi e rari (componente straordinaria). Ognuna delle due componenti è, a tutti gli effetti, una legge di Gumbel.

I parametri Λ1 e Λ2 esprimono, rispettivamente per le due componenti, il numero medio annuo

di eventi indipendenti superiori ad una soglia. I parametri Θ Θ1 e 2 esprimono invece la media di tali eventi. Spesso è utile fare riferimento, anziché alla X, alla variabile standardizzata

Y = X

- ln1

1ΘΛ

,

caratterizzata dalla CDF:

( )F (y) = exp - exp -y - exp -yY **

Λ Θ

nella quale risulta

Θ* =Θ2/Θ1

Λ* =Λ2/Λ1 1/Θ*


(PZ)


La prima espressione della CDF (1) può essere ulteriormente semplificata facendo riferimento alla variabile adimensionale:

X' = Xx

dove con x si è indicato il valore della piena indice (la media della variabile). La CDF di questa

nuova variabile X’ è la cosiddetta curva di crescita la quale dipende dai soli tre parametri Λ*, Θ*

e Λ1:

F (y) = exp - exp -x - exp -xY 1

1*

*Λ Θ Λ Λ Θ Θ

Θ

⋅ ⋅

−

1

1

1

*

( )

y

Tale curva risulta avere validità nell’ambito di sottozone omogenee, per cui rappresenta uno strumento di uso particolarmente comodo. Infatti, nell’ambito delle suddette sottozone, è

sufficiente determinare la media della variabile ( x ) per avere, a partire dalla FX’(x’), la distribuzione di probabilità finale

FX(x) = x FX’(x’).

8.2 Applicazione del Metodo VAPI al Bacino del Noce La portata al colmo di piena è definita attraverso la procedura VAPI descritta da Claps e Fiorentino [2001]. La portata al colmo di piena può calcolarsi attraverso gli studi idrologici presentati nello studio di sintesi VAPI-Basilicata e facendo riferimento agli areali omogenei individuati. Le analisi saranno eseguite con riferimento alla sezione caratteristica di prelievo con un’area drenata totale di 243,16kmq. In considerazione dello studio di sintesi VAPI-Basilicata è possibile ricostruire il valore atteso della portata al colmo di piena mediante la formula caratterizzante la portata indice

m(Q) = 5.98 A0.645

dove A rappresenta l’area di drenaggio del bacino idrografico.

Il fattore di crescita KT è invece determinato attraverso la seguente espressione valida per i Bacini Umidi della Basilicata (zona omogenea C)

LN(T) 0.5977+0.0565KT =

dove T rappresenta il periodo di ritorno.

Il metodo proposto nella metodologia VAPI consente di valutare, attraverso una procedura semplificata, l’entità di una piena con assegnato periodo di ritorno. Tale procedura è basata su uno studio di regionalizzazione svolto da Claps e Fiorentino [2001] basato sull’utilizzo della distribuzione TCEV per descrivere la distribuzione di probabilità dei massimi annuali.

L’espressione sintetica per il calcolo della portata al colmo di piena ad assegnato periodo di ritorno è

QT = KT m(Q)

Sulla base di questi elementi è possibile procedere ad una stima delle portate al colmo di piena per il bacino in esame in corrispondenza della sezione di prelievo dell’impianto idroelettrico dove è posizionato l’impianto di Turbinaggio (si veda la Tabella 8.1). Considerata inoltre l’importanza


(PZ)


dell’opera e il suo rilievo si ritiene opportuno di verificare l’opera per eventi eccezionali con periodo di ritorno di 500 anni.

T (anni) 10 30 100 200 500 KT 1.43 2.09 2.81 3.22 3.77

Q (mc/s) 193,57 282,28 379,50 435,47 509,46

Tabella 8.1. Portate al colmo di piena calcolate mediante il metodo VAPI riferite alla sezione del Fiume Sinni

in prossimità della sezione di chiusura in località La Citta

Assumendo di utilizzare un periodo di ritorno pari a 500 anni e considerato che la vita media di un opera quale è quella in progetto si aggira intorno agli 30 anni significa che stiamo assumendo che esiste una probabilità pari a 0,058 che nei 30 anni la struttura possa essere inondata. La pericolosità definisce le caratteristiche del fenomeno fisico rispetto all’intervallo temporale di osservazione. Essa è definita sulla base del tempo di ritorno oppure del rischio intrinseco, vale a dire la probabilità che x(Tr) venga superata una o più volte in N anni:

N

N TrTrxP

−−= 111)]([

dove N è il numero di anni di vita media della struttura, in questo caso.

Tr P [x(Tr)]

Vita media di un edificio [N]

10 0.958 30 0.638 100 0.260 200 0.140 500 0.058 30 1000 0.030

Tabella 8.3. Pericolosità assunta rispetto al periodo di ritorno dell’evento di piena.

Dove Tr= Periodo di ritorno;

P[x(Tr)]= Probabilità dell’evento a verificarsi;

N= Numero di anni di vita media dell’opera


(PZ)


9.0 PORTATE UTILI, POTENZE IMPIANTO E PRODUZIONE

Le considerazioni fatte ai precedenti paragrafi hanno fornito i dati di portata utili per l’impianto nel rispetto dei nuovi criteri per la valutazione del DMV.

9.1 Le portate da derivare per l'impianto

Le portate medie mensili: lorde e utili per l’impianto, da derivare e rilascio effettivo, sono riportate nella tabella seguente dove, alle diverse colonne, si riportano le portate lorde Q e derivabili Q’ ovvero le portate utili per l'impianto di progetto e il rilascio effettivo. I dati mostrano che il corso d'acqua in esame non presenta in alcun periodo portata nulla, nemmeno nei periodi estivi. Nei periodi in cui non è possibile effettuare alcuna derivazione, l'impianto sarà fermato per consentire il prioritario rilascio del deflusso minimo vitale e per consentire la normale manutenzione dell’impianto.

Mese Portata Lorda

Q Portata da derivare

Qd Rilascio Effettivo

Qr mc/s mc/s mc/s

Gennaio 6,797 6,000 6,797 Febbraio 8,453 6,000 8,453

Marzo 10,852 6,000 10,852 Aprile 10,737 6,000 10,737 Maggio 5,340 5,340 5,340 Giugno 3,113 3,113 3,113 Luglio 2,056 2,056 2,056 Agosto 1,485 1,485 1,485

Settembre 1,571 1,571 1,571 Ottobre 1,028 0 1,028

Novembre 8,738 6,000 8,738 Dicembre 6,968 6,000 6,968 MEDIA 5,566 4,115 5,566

Tabella 4.1: Valori delle portate su scala mensile

9.2 Giorni di utilizzo dell’impianto

I giorni di utilizzo dell’impianto sono quelli in cui le portate da derivare consentono un efficace “turbinaggio” definito da un sufficiente funzionamento del macchinario elettro-idraulico, ovvero del sistema turbina - generatore. Nel caso in esame i giorni utili per il funzionamento dell’impianto sono pari a 300 per complessive 7.200 ore.

9.3 Il salto utile

Il pelo libero in corrispondenza del bacino di accumulo a monte è posto a quota 105,90 m s.l.m. ed il pelo libero minimo allo scarico della centrale di produzione è posto a quota 101,80 m s.l.m. Il salto utile risultante è pari a:

∆Hg = 234,10 m – 229,55 m = 4,55 m

9.4 Potenza di Concessione

La potenza di concessione Pconc è espressa dalla seguente relazione:

�� = � ∙ 1! " #$%

$&�' ∙ ∆)* = � ∙ #�+, ∙ ∆)*

Dove: - g = Accelerazione di gravità;

- �� ∑ #$%$&� =Portata media negli n giorni utili di derivazione;

- ∆)* = Il salto utile risultante La potenza di concessione per l’impianto in esame è pari a:


(PZ)


Pconc = 167,97 kW

9.5 Potenza Efficace

La potenza dell’impianto ai morsetti dei generatori è data dalla seguente relazione:

Peff-i �kW� = g · Qdi · ∆Hg· ηc ·ηt · ηm Dove si è indicato con:

- Qdi = La portata derivabile nel giorno i-esimo; - ηc = Rendimento della condotta; - ηt = Rendimento della macchina idraulica; - ηm = Rendimento delle macchine elettriche; - ∆Hg = Il salto utile risultante.

Il prodotto dei tre distinti rendimenti, generalmente, viene inglobato in un unico fattore definito come rendimento complessivo dell’impianto e indicato con la lettera η:

η = ηc ·ηt · ηm

L’espressione di calcolo della potenza efficace assume quindi la forma seguente:

Peff-i �kW� = g · Qdi · ∆Hg· η

La massima potenza efficace per l’impianto corrisponde, ovviamente, alla massima portata derivabile giornaliera e vale:

Peff max = 216,85 kW

9.6 Energia Producibile

L’energia producibile dalla generica portata derivabile giornaliera Qdi si ottiene dal prodotto della potenza effettiva Peff-i moltiplicata per le ore di funzionamento giornaliere:

Epi �kW ∙ h� = Peff-i ∙ ∆/$&(�0+) = (g · Qdi · ∆Hg· η) ∙∆/$&(�0+) La somma dei singoli prodotti, estesa all’intera durata del periodo di derivazione, di durata pari a n giorni, fornisce il valore dell’energia totale producibile:

Eptot �kW ∙ h� = " 12$�

$&�

Nel caso in esame, l’energia producibile Ep [kW.h] nei complessivi 210 giorni di derivazione, ovvero per complessive 5.040 ore, è pari a:

Eptot = 979.618 kW h = 980MWh

9.7 Ore Equivalenti di Funzionamento

Le ore equivalenti di funzionamento risultano pari a: heq = Eptot/Peff max =

979.618/216,85 = 4.517 h > 2.500 h

9.8 Bilancio Idrico: volumi d’acqua derivati

Il periodo di funzionamento dell’impianto ha una durata pari a 300 giorni e per tale lasso di tempo si determinano i seguenti volumi d’acqua: a) Lordi, defluenti in alveo nei 365 giorni: VL365 = 114.537.183

b) Derivati nei 365 giorni di funzionamento: Vd365 = 97.575.788mc

Il bilancio idrico in merito ai volumi d’acqua derivati, nei giorni utili di funzionamento dell’impianto, pone:


(PZ)


3,�4536�45 = ∑ #7+0$89%9�45$&�∑ #6�0,9�45$&� = 0,8519 = 85,19%

Pertanto, i volumi d’acqua derivati e successivamente restituiti nell’ambito della stessa asta torrentizia interessata alle opere di derivazione, risultano pari al 85,19% dei volumi d’acqua lordi che attraversano la stessa sezione; di conseguenza, il 14,81% dei volumi d’acqua non è interessato alla derivazione in oggetto, ossia è rilasciato in alveo.


(PZ)


DATI REPORT ANALISI

Deflusso Minimo Vitale DMV= - [mc/s] Portata Lorda nei 365 gg (durata annuale) Qm 365= 4,189 [mc/s]

Superficie bacino imbrifero S= 125,65 [kmq] Portata Media da derivare nei 300 gg di deriv. Qdm= 3,764 [mc/s]

Portata di dimensionamento Qdim= 6,00 [mc/s] Potenza di concessione Pconc= 167,97 [kW]

Quota superiore di carico Hsup= 234,10 [m s.l.m.] Giorni complessivi di utilizzo Σgg= 300 [gg]

Quota di rilascio Hinf= 229,55 [m s.l.m.] Ore complessive di funzionamento Σh= 7.200 [h]

Salto utile risultante DHg= 4,55 [m] Energia producibile ΣEp= 979.618 [kWh]

Rendimento complessivo Imp. h= 0,81 [-] Volume d'acqua derivati nei 365 gg utili ΣV Qd1-365= 97.575.788 [mc]

Accelerazione di gravità g= 9,80665 [m/s2] Volume di acqua lordi su 365 gg ΣV QL1-365= 114.537.183 [mc]

Rapporto SVd/SV L365 ΣV der %= 85,19%

Mese

Portata Lorda

Minimo Deflusso

Vitale

Portata Derivabile

Portata da derivare

Rilascio effettivo

Potenza Impianto

Ore di funzionamento

Energia producibile

Volumi d'acqua derivati

Progr. Energia

Producibile

Progr. Volumi acqua derivati

[mc/s] [mc/s] [mc/s] [mc/s] [mc/s] [kW] [n] [kWh] [mc] [kWh] [mc]

10 20,597 - 20,597 6,000 20,597 216,85 240 52.045 5.184.000 52.045 5.184.000

30 12,256 - 12,256 6,000 12,256 216,85 480 104.090 10.368.000 156.135 15.552.000

60 8,172 - 8,172 6,000 8,172 216,85 720 156.135 15.552.000 312.270 31.104.000

90 6,144 - 6,144 6,000 6,144 216,85 720 156.135 15.552.000 468.406 46.656.000

120 4,849 - 4,849 4,849 4,849 175,24 720 126.173 12.567.591 594.579 59.223.591

150 3,917 - 3,917 3,917 3,917 141,57 720 101.933 10.153.183 696.512 69.376.775

180 3,196 - 3,196 3,196 3,196 115,51 720 83.169 8.284.111 779.681 77.660.885

210 2,610 - 2,610 2,610 2,610 94,34 720 67.925 6.765.772 847.606 84.426.657

240 2,115 - 2,115 2,115 2,115 76,45 720 55.045 5.482.764 902.651 89.909.421

270 1,679 - 1,679 1,679 1,679 60,67 720 43.686 4.351.364 946.337 94.260.786

300 1,279 - 1,279 1,279 1,279 46,22 720 33.281 3.315.002 979.618 97.575.788

330 0,884 - 0,884 0 0,884 0,00 720 0 0 979.618 97.575.788

360 0,387 - 0,387 0 0,387 0,00 720 0 0 979.618 97.575.788

MEDIA 4,189 MEDIA 3,764 0 7.200 979.618 97.575.788 979.618 97.575.788


(PZ)


10.0 DESCRIZIONE DELLE OPERE DA REALIZZARE Il presente progetto prevede la realizzazione di un impianto mini idroelettrico della tipologia cosiddetta “a salto concentrato” sfruttando una briglia esistente sul Fiume Noce in località La

Citta nel comune di Rivello. Tale tipologia di impianto rappresenta la soluzione a minore impatto in quanto non comporta sottensione dell’alveo e quindi annulla l’impatto principale che gli impianti idroelettrici solitamente comportano sull’ecosistema, ossia la riduzione delle portate defluenti in alveo per tratti più o meno lunghi del corso d’acqua. Le opere principali che costituiscono questo impianto idroelettrico ad acqua fluente sono:

- Ripristino della briglia esistente e rifacimento controbriglia esistente divelta con bacino di dissipazione;

- Il sistema di presa costituito da una paratoia mobile e dalla sistemazione del fondo alveo;

- L’edificio impianto di produzione contenente il macchinario elettro-meccanico. Nel seguito si descriveranno tali opere.

10.1 Ripristino della briglia Per l’impianto idroelettrico in oggetto verrà utilizzata una briglia esistente opportunamente ripristinata. L’altezza della gaveta non verrà modificata in quanto l’elemento superiore che servirà per l’alloggiamento del meccanismo di funzionamento della paratoia mobile sarà ricavato ripristinando i primi 20cm della gaveta esistente e in parte è una soletta che regge il perno su cui ruotano i pannelli. Il salto utile per l’impianto si calcola dalla quota del pelo libero a paratoia sollevata e in esercizio.

Figura 10.1: Particolare paratoia mobile abbassata Figura 10.2: Particolare paratoia mobile in esercizio

La paratoia sarà costituita da 4 pannelli di dimensione 2,50x0,95m e da un pannello sagomato in corrispondenza del muro d’argine esistente. I pannelli ruoteranno su un perno collocato nel corpo della briglia ad una distanza tale che nella posizione di chiusura non fuoriesce dalla gaveta e in esercizio raggiunge l’altezza, con un’inclinazione di 40°, dell’ala della briglia da un lato e dalla metà dell’altra. La controbriglia esistente è completamente divelta probabilmente nella posizione attuale non si riesce a dissipare completamente l’energia del rigurgito provocato dalla briglia causandone il deterioramento. Per tale motivo si ripristinerà la controbriglia e si realizzerà altresì un bacino di dissipazione rivestito lungo circa 32m con altezza variabile del fondo da 0,00m in corrispondenza dello spiccato della fondazione della briglia a -0,82m dalla testa della controbriglia.


(PZ)


Figura 10.3: Particolare pannelli paratoia mobile

10.2 Il sistema di presa Al fine di ottimizzare la produzione si propone l’installazione di una paratoia mobile, che aumenti il salto utile in condizioni di deflusso ordinario quindi durante l’esercizio e che si abbassi automaticamente in caso di portata di piena, restituendo la sezione idraulica attuale. La paratoia è dotata di un sistema meccanico regolabile, che ne provoca l’abbassamento automatico al superamento di un determinato livello di portata e anche in caso di interruzione di corrente. La sezione di deflusso in caso di fermo impianto è equivalente a quella attuale. La paratoia mobile è realizzata con pannelli in acciaio azionati da pistoni. La paratoia durante il funzionamento dell’impianto avrà un’altezza pari all’ala della briglia e configurerà le condizione per formare un bacino che alimenta direttamente l’impianto. L’alveo sarà modellato secondo piani inclinati per convogliare l’acqua da turbinare nel macchinario elettro-idraulico. Dalla figura allegata si evincono i piani le cui inclinazioni favoriranno l’immissione dell’acqua nel canale di presa. Negli elaborati rappresentativi dell’impianto sono riportate le quote di progetto della sistemazione dell’alveo, vedi figura seguente. La conformazione del fondo darà luogo ad un piccolo bacino che convoglierà le acque direttamente in un canale protetto da griglia collegato al macchinario elettroidraulico.

Figura 10.4 Particolare del canale di presa protetto da griglia


(PZ)


Figura 10.5 Particolare della sistemazione della pianta coperture

10.3 L’impianto di produzione La turbina è allocata in un manufatto costruito a tergo della briglia in corrispondenza dell’ala senza interessare la gaveta. Il manufatto è completamente interrato. L’imbocco della tubazione di collegamento alla turbina è protetto da una griglia metallica atta a trattenere il materiale grossolano trasportato mentre per consentire le normali operazioni di manutenzione dell’impianto o in occasione di eventi di piena verrà installata una paratoia mobile per interrompere il flusso sarà. Il manufatto ha forma rettangolare di dimensioni interne in pianta di 6,90x7,60m smussata nell’angolo dove è ubicata la scala di risalita dell’ittiofauna. Il manufatto è profondo 10,60m ed è più basso dell’estradosso della fondazione della briglia di circa 5,40m. È accessibile tramite una botola sulla copertura ed è diviso in scomparti dove si collocano rispettivamente:

• Il generatore;

• La turbina Kaplan da 6,00mc/s;

• Il tubo aspiratore/diffusore che ha la funzione di scaricare la portata turbinata in alveo, di recuperare del salto esistente tra la turbina e il pelo libero di valle e recuperare dell’energia cinetica della corrente nello scarico evitando infine fenomeni di cavitazione.

10.4 Il canale di restituzione La restituzione avviene immediatamente a valle della briglia, ricreando la situazione attuale dal punto di vista della continuità fluviale. L’intero manufatto relativo alla restituzione viene collocato a valle della briglia esistente, in sponda destra. Il manufatto idraulico sarà completamente interrato e posto nell’attuale volume di ingombro della sponda, pertanto non vi è alcuna alterazione alla sezione idraulica di deflusso. Lo scarico dell’acqua turbinata verrà realizzato con un piano inclinato limitato da una controbriglia, per prevenire un eventuale sifonamento La sistemazione del fondo in corrispondenza delle restituzione consentirà di tenere questo settore costantemente in presenza di acqua.


(PZ)


Figura 10.5: Particolare setto canale di restituzione – Vista frontale

10.5 Locale quadri, cabina e controllo In prossimità delle opere in alveo, sempre in sponda destra viene collocato un manufatto delle dimensioni 7,80x7,80 metri in pianta, alto 3,30m alla gronda, contenente i quadri di gestione e controllo dell’impianto, il trasformatore BT/MT, il locale consegna ENEL e il contatore. Il locale è realizzato in rispetto delle linee guida ENEL (DG 2061). La collocazione separata dalla turbina si rende necessaria per tenere l’edificio al di fuori delle dinamiche fluviali. Rispetto al fabbricato standard saranno installati portoni stagni, per garantire impermeabilizzazione del vano vista la vicinanza col corso d’acqua.


(PZ)


Figura 10.7 Pianta del locale consegna

10.7 Opere di allacciamento alla rete elettrica Per quello che attiene la progettazione, i criteri guida a base delle scelte progettuali sono stati quelli di:

• Favorire l’accesso degli operatori alle opere;

L’impianto idroelettrico verrà collegato alla rete elettrica tramite nuova connessione da realizzare in derivazione da linea in MT esistente.


(PZ)


11.0 MOVIMENTI DI TERRA, OPERE DI RIPRISTINO E ACCESSI 11.1 Movimenti terra I movimenti di terra, in relazione a ciascuna opera, sono riepilogati nella seguente tabella che evidenzia anche il bilancio complessivo tra le operazioni di scavo e quelle dei rinterri, rinfianchi e riempimenti.

OPERA DA REALIZZARE SCAVI

[mc]

RINTERRI

[mc]

ESUBERO

[mc] CANALE DI PRESA E SISTEMAZIONE ALVEO 800 200 600 CANALE DI RESTITUZIONE 450 100 350 VANO TURBINA 580 288 292 LOCALE CONSEGNA 152 41 111

BILANCIO +1.982 -629 +1.353 Tab. 11.1 - Scavi, rinterri e bilancio delle terre per la realizzazione delle opere.

Il materiale di scavo utilizzato per rinterri, riempimenti e rinfianchi, è solo quello proveniente direttamente dagli scavi in sito, non essendovi frammiste altre frazioni merceologiche identificabili come rifiuti. I lavori di movimento terra saranno eseguiti avendo cura e rispetto della salvaguardia ambientale con certezza sul materiale utilizzato e con un miglioramento della percezione paesaggistica. Sarà garantito un elevato livello di tutela ambientale, nel rispetto delle norme, delle acque superficiali e sotterranee, della flora, della fauna e degli habitat. Il materiale di risulta sarà conferito a discarica autorizzata. L'accertamento che le terre e rocce da scavo non provengano da siti contaminati, sarà svolto a cura e spese della committenza e verificato dalle autorità competenti nell'ambito delle procedure previste.

11.2 Opere di mitigazione e di ripristino ambientale A completamento dei lavori di costruzione, saranno eseguiti gli interventi di ripristino ambientale allo scopo di ristabilire nell’area gli equilibri naturali preesistenti, permettendo la ripresa della normale attività di utilizzo del territorio. Le tipologie di ripristino adottate prevedono l’esclusivo utilizzo di materiali naturali e consistono, principalmente, in quelle di seguito descritte.

Sistemazioni generali di linea Consistono nella riprofilatura dell’area interessata dai lavori, ricostituendo la morfologia originaria del terreno. Nella fase di rinterro è utilizzato dapprima il terreno con elevata percentuale di scheletro e successivamente il suolo agrario accantonato, ricco di humus.

Opere di difesa idraulica Hanno la funzione di regimare il corso d’acqua al fine di evitare fenomeni di erosione spondale e di fondo. Esse, in generale, possono suddividersi in opere longitudinali ed opere trasversali. Le opere longitudinali che hanno andamento parallelo alle sponde dei corsi d’acqua sono realizzate per il contenimento dei terreni e per la difesa spondale.

11.2.1 Scogliera in massi ciclopici Nel progetto si prevede la realizzazione di opere longitudinali, caratterizzate da: - Sistemazione s scogliera per la parte a monte e valle della briglia in destra e sinistra idraulica interessata dall’impianto di produzione. - Sistemazione a verde dell’area in destra idraulica a valle del vecchio fabbricato dell’Ente Irrigazione attualmente in stato di degrado dal punto di vista paesaggistico.


(PZ)


11.3 Accessi

L’accesso al locale consegna e all’impianto di produzione sarà quello esistente pertanto verrà utilizzato sia nella fase di cantiere che in quella di esercizio. L’area oggetto di intervento, nel complesso, è raggiungibile attraverso accessi carrabili, ovvero percorribili dagli usuali mezzi di cantiere. L’area è antropizzata e subisce la presenza dell’uomo che si manifesta attraverso la coltivazione di aree idonee la cui attività è connessa alla possibilità di accesso ai mezzi agricoli, capaci di un carico anche notevole. Per l’accesso all’impianto di produzione sia per la fase di cantiere che durante l’esercizio dell’impianto verrà realizzata una pista di sterrata, dalla strada esistente, in sinistra idraulica, che correrà parallelamente al Fiume Noce; non attraversa aree a rischio ma comunque sarà garantita la continua manutenzione, oltre ad un monitoraggio visivo al fine di accertarne l’integrità per tutta la durata dei lavori.

12.0 Cronoprogramma dei lavori Si riporta una stima delle tempistiche di esecuzione dei lavori necessari alla messa in funzione dell’impianto. Dato il limitato volume delle opere da realizzare, la concentrazione in un’area ridotta e la facile accessibilità del sito, la realizzazione dell’impianto può essere ultimata nel giro di 4 mesi.

Si riporta una schematizzazione dei tempi necessari per la realizzazione delle diverse opere.

CRONOPROGRAMMA

MESE

1 2 3 4 INIZIO LAVORI

Mobilitazione e installazione cantiere 20gg

Approvvigionamento materiali 30gg

OPERE IN ALVEO

Formazione accesso e installazione cantiere 10gg

Briglia: deviazione provvisoria Fiume 30gg

Ripristino briglia 30gg

Installazione paratoia mobile 20gg

Impianto di produzione 40gg

Impianti 20gg

LOCALE CONSEGNA UTENTE

Locale consegna utente 20gg

Posa cavidotto e/o elettrodotto 20gg

Finiture collaudi 20gg

FINE LAVORI


(PZ)


13.0 Piano di gestione e manutenzione L’impianto idroelettrico è gestito senza necessità di presidio fisso di personale. Il telecontrollo e i sistemi di diagnostica automatica delle anomalie permettono la gestione in sicurezza di tutte le situazioni. In caso di anomalie gravi che comportino l’arresto automatico dell’impianto è tuttavia necessario che del personale qualificato si rechi immediatamente per un controllo sul posto del corretto stato delle infrastrutture e dei componenti dell’impianto prima della riattivazione dei macchinari. Per questo è prevista la presenza sul territorio di una persona, che sarà attentamente selezionata per le adeguate competenze tecniche, reperibile 24 ore su 24 per tutto l’anno.

Operazioni continuative Tipologia di personale

Sorveglianza e reperibilità Personale qualificato

Operazioni periodiche in caso di eventi meteorici intensi o anomalie

Controllo e dispositivi di presa Personale non qualificato

Controllo e scale di risalita Personale non qualificato

Controllo livello di interrimento briglia ed eventuale rimozione del materiale

Personale non qualificato

Verifica anomalie organi elettromeccanici Personale qualificato

Operazioni con cadenza annuale

Ingrassaggio paratoie Personale qualificato

Ingrassaggio elettromeccanica Personale qualificato

Pulizia piste d’accesso e giardinaggi Personale non qualificato

Operazioni con cadenza biennale

Controllo e ritocchi delle verniciature Personale qualificato

Ricambio lubrificanti Personale qualificato

Operazioni con cadenza quinquennale

Controllo intonaci, coperture, impermeabilizzazioni, serramenti

Personale qualificato

Revisione componenti elettrici Personale altamente specializzato

Revisione e aggiornamento software Personale altamente specializzato

Revisione organi meccanici Personale altamente specializzato


(PZ)


14.0 Piano di dismissione Si riportano le indicazioni necessarie per la definizione delle modalità e tipologia di dismissione delle opere che costituiscono l’impianto idroelettrico a salto concentrato sul Fiume Sinni, nonché le modalità di smaltimento del materiale utilizzato al termine della concessione per l’esercizio dell’impianto. Le valutazioni sono state condotte ipotizzando che, al termine della durata della concessione (30 anni), le componenti devolvibili delle opere dismesse e non smantellate costituenti l’impianto possano essere acquisite dal Demanio Idrico in condizioni di perfetta funzionalità e sicurezza. Nel caso in cui l’Autorità Competente ritenesse di far acquisire al Demanio Idrico le opere, senza che venga nuovamente garantita la funzionalità dell’impianto si è previsto, ove ciò sia compatibile, il mantenimento dei manufatti con possibile finalità di pubblica utilità, quali ad esempio il presidio idrogeologico. L’analisi e la progettazione degli interventi di dismissione e delle misure di reinserimento e di recupero ambientale fanno riferimento alle opportunità di riutilizzo e riconversione delle opere oltre ad una analisi costi/benefici degli interventi di demolizione. Di seguito è riportata una valutazione, suddivisa per porzione d’opera devolvibile costituente l’impianto degli interventi previsti per la dismissione, ripristino, reinserimento e recupero ambientale dello stato dei luoghi, sulla base della previsione dello stato di consistenza delle strutture allo scadere della durata della concessione, considerando, pertanto, una vita utile dell’impianto di 30 anni.

14.1 Interventi di Dismissione dell’opera al termine della concessione di esercizio Le scelte progettuali di base, finalizzate alla realizzazione delle principali opere (Impianto di produzione), favoriscono indubbiamente anche le operazioni di dismissione e di ripristino al termine della durata di concessione dell’impianto: si prevede innanzitutto che vengano smantellati gli impianti tecnologici presenti all’interno della centrale opere in sotterraneo, mentre, per quanto riguarda le opere e manufatti “visibili”, una loro riconversione “funzionale” nonché una mitigazione dei luoghi. In particolare si prevede che:

• Le opere impiantistiche vengano completamente smantellate e totalmente rimosse;

• Le opere idrauliche interrate (valvole, condotta forzata, saracinesche, paratoie) e le opere civili e di accesso, ove queste non determinano rischi ovvero effetti negativi sul territorio e/o sulle infrastrutture presenti, vengano messe in sicurezza e definitivamente rese inaccessibili, qualora non destinate ad altro uso o funzione;

• Per la cabina di consegna dell’energia prodotta, in accordo con Enel, si prevede la cessione completa del volume tecnico.

14.2 Tipologia di materiali – smaltimento e recupero Di seguito si riporta la descrizione dei materiali che si prevede di smaltire in occasione della dismissione dell’impianto al termine della durata della concessione di esercizio dell’impianto, nonché il relativo codice C.E.R. (Catalogo Europeo dei Rifiuti) costituito da una sequenza numerica composta da sei cifre riunite in coppie, volte ad identificare un rifiuto, di norma, in base al processo produttivo da cui è stato originato. I codici, in tutto 839, divisi in “pericolosi” e “non pericolosi”, sono inseriti all’interno dell’Elenco dei rifiuti istituito dall’Unione Europea con la Decisione 2000/532/CE.

Cod. C.E.R. Descrizione 17 04 05 Parti strutturali in ferro e acciaio

17 04 05 Recinzioni in metallo plastificato, paletti di sostegno in acciaio, cancelli sia carrabili che pedonali

17 09 04 Opere in cls in opera

17 09 04 Calcestruzzo prefabbricato


(PZ)


17 04 11 Linee elettriche di collegamento dei componenti

16 02 16 Macchinari ed attrezzature elettromeccaniche

17 09 04 Materiale inerte per la formazione dei piani di posa

Tabella 2 – Elenco materiale che si prevede di smaltire e relativi codici C.E.R. (catalogo Europeo dei Rifiuti)

In accordo con quanto sopra riportato, i materiali di risulta delle opere di dismissione dell’impianto, indicati nella Tabella 2, sono da considerarsi per la maggior parte riciclabili come materia prima, quando non utilizzabili come semilavorati. Lo smaltimento a discarica sarà necessario esclusivamente per quegli elementi degradati dall’usura del funzionamento e/o per quelle parti di opere idrauliche e civili le Autorità competenti riterranno indispensabile smantellare.

14.4 Modalità di intervento In primo luogo si provvederà al distacco di tutto l’impianto dalla rete elettrica di trasmissione nazionale; questa operazione sarà compiuta in coordinamento con l’ente gestore della rete elettrica (ENEL). Di seguito si procederà all’eliminazione di tutte le parti riutilizzabili, le quali verranno allontanate dai siti di progetto e collocati in magazzino. Si procederà poi alla demolizione e al conferimento in discarica di tutte quelle parti non riutilizzabili, secondo quanto dettagliato nei capitoli seguenti. Tutte le operazioni avverranno tramite operai specializzati e saranno sviluppate nel rispetto delle normative al momento vigenti in materia di sicurezza dei lavoratori. Al termine delle operazioni di dismissione, si procederà dunque con l’attuazione delle misure di recupero ambientale delle aree di progetto.

14.4.1 Opera di presa In merito alla dismissione e al ripristino dell’opera di presa si prevede la completa rimozione della paratoia mobile e il ripristino della briglia, il coronamento della briglia sarà quindi riportato alle condizioni attuali prevedendo.

14.4.2 Impianto di produzione L’impianto di produzione, a meno di ulteriori accordi con le amministrazioni locali, sarà mantenuto, previo riempimento e intasamento del volume interno dopo aver eliminato la componente elettromeccanica (Paratoie, ecc.) e la griglia di ispezione al piano campagna e le scale in ferro per l’accesso alle opere. Il canale di scarico verrà sigillati con calcestruzzo e reso impermeabile, l’intervento così proposto non altererà la funzionalità del muro come opera di protezione spondale. Per quanto riguarda le opere elettromeccaniche e di controllo si prevede la completa rimozione.

14.4.3 Manufatto per gli impianti tecnologici e Cabina di consegna dell’energia Per quanto riguarda la cabina di consegna dell’energia, si prevede di mantenere comunque la struttura interrata ed eventualmente di cedere i vani rimanenti ad ENEL, previo accordo tra le parti. Quali unici interventi di dismissione si prevedono:

• La rimozione del trasformatore e di tutta l’impiantistica connessa;

• La rimozione di tutte le apparecchiature di controllo, dei quadri elettrici, ecc..


(PZ)


14.5 Stima dei costi di dismissione e delle misure di reinserimento e recupero ambientale Di seguito è riportata una stima sommaria, suddivisa per porzione d’opera devolvibile costituente l’impianto degli interventi previsti per la dismissione, ripristino, reinserimento e recupero ambientale dello stato dei luoghi, sulla base della previsione dello stato di consistenza delle strutture allo scadere della durata della concessione, considerando, pertanto, una vita utile dell’impianto di 30 anni.

OPERA DI PRESA E DERIVAZIONE € Rimozione paratoia mobile e griglia Rifacimento coronamento briglia Chiusura luce di collegamento con sistema impianto di produzione Riempimento impianto di produzione con materiale di scavo Smantellamento opere elettromeccaniche, di tutta l’impiantistica connessa, delle apparecchiature di controllo e dei quadri elettrici

Rimozione e smaltimenti griglie di ispezione e scale in ferro Chiusura canale di derivazione/diffusore Riempimento del canale di scarico

TOTALE 10.500,30


(PZ)


15.0 Piano economico finanziario STIMA DI MASSIMA DEL COSTO DELL'OPERA a.1) OPERE CIVILI: Impianto di produzione, locale consegna € 120.000,00

a.2) OPERE ELETTROMECCANICHE € 500.000,00 a.3) OPERE IDRAULICHE 120.000,00 a.3) OPERE ELETTRICHE € 50.000,00

TOTALE COSTO DELLE OPERE [C T O] € 790.000,00 PIANO FINANZIARIO

Al costo delle opere precedentemente preventivato occorre aggiungere: b.1) IMPREVISTI VARI - sondaggi - ecc. # Pari a circa il 1% € 10.000,00 b.2) ACQUISIZIONE AREE ED INDENNIZZI € 5.000,00 b.3) SPESE DI ISTRUTTORIA PER CONCESSIONE € 2.500,00

� Pubblicazione fogli ufficiali € 2.000,00 � Bolli ecc. € 150,00 � Tassa di registro, Registrazione del disciplinare di

concessione pari al 0,5% sul cumulo dei canoni € 361,30

� Tassa di concessione governativa ai sensi del D.P.R. 26.10.72 n°641 e successive modificazioni € 100,00

b.4) SPESE TECNICHE € 200.000,00

TOTALE ONERI VARI [O V] € 220.111,30

COSTO TOTALE DELL' IMPIANTO [C T O+O V]: € 1.010.111,30 C T I

COSTO DI ESERCIZIO ANNUO 1) Personale 0,6% € 6.464,71 2) Manutenzione 0,5% € 5.050,56 3) Canone demaniale Kw 167,97 14,34 € 2.408,69 4) Imposta regionale Kw 167,97 0,35 € 58,79 5) Sovraccanone B.I.M. e Comuni Rivieraschi:

167,97 28,60 € 4.803,94

6) Spese di Gestione 0,1% € 1.010,11 7) Quota annuale per dismissione (€ 5.000 a 30 anni al 2%)

€ 246,50

TOTALE PARZIALE COSTO ESERCIZIO € 100.992,16 CPE 8) Finanziamento con P.F. al tasso fisso in 20 anni del [%]

5,00 € 62.563,80

TOTALE ONERI FINANZIARI € 62.563,80 COSTO TOTALE DELL' ESERCIZIO € 82.360,60 CTE Energia annua prodotta : kWh 979.618 EP COSTO MARGINALE Per i primi 20 anni di esercizio dell'impianto il costo marginale del kWh sarà: CTE/EP = 0,0841

dal 21° anno in poi il costo marginale del kWh sarà: CPE/EP = 0,0202


(PZ)


16.0 ELENCO ELABORATI A.01 RELAZIONE TECNICA GENERALE A.02 RELAZIONE GEOLOGICA A.03 RELAZIONE PAESAGGISTICA A.04 RELAZIONE PER LA FASE DI SCREENING – Titolo III, art. 13, L.R. 14.12.1998 n. 47 D.01 COROGRAFIA D.02 PLANIMETRIA GENERALE IMPIANTO SU CARTA A CURVE DI LIVELLO D.03 PLANIMETRIA GENERALE IMPIANTO SU BASE CATASTALE D.04 PLANIMETRIA GENERALE SU AEROFOTO D.05 STRUMENTI URBANISTICI VIGENTI – P.A.I. BASILICATA PIANO STRALCIO DELLE AREE DI VERSANTE D.06 STRUMENTI URBANISTICI VIGENTI – P.A.I. BASILICATA PIANO STRALCIO DELLE FASCE FLUVIALI D.07 PLANIMETRIA GENERALE IMPIANTO SU P.T.A.V. DI MARATEA – TRECCHINA E RIVELLO D.08 IMPIANTO DI PRODUZIONE – PIANTE D.09 IMPIANTO DI PRODUZIONE – PLANIMETRIA QUOTATA E SEZIONI SUL TERRENO D.10 IMPIANTO DI PRODUZIONE – PIANTE E SEZIONI STRUTTURALI D.11 CABINA CONSEGNA UTENTE– PLANIMETRIA QUOTATA E SEZIONI SUL TERRENO D.12 CABINA CONSEGNA UTENTE - PIANTE E SEZIONI STRUTTURALI D.13 DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA D.14 PLANIMETRIA DELLE OPERE DI MITIGAZIONE AMBIENTALE


(PZ)


ALLEGATO 1

-STUDIO IDRAULICO PER LA VALUTAZIONE DEGLI EFFETTI DELLA PARATOIA SUL RISCHIO IDRAULICO-


(PZ)



(PZ)


IndiceIndiceIndiceIndice

PREMESSA ......................................................................................................................................................................... 43

1.0 LO STUDIO IDRAULICO .................................................................................................................................... 44

2.0 ATTIVITÀ SVOLTE NEL PRESENTE STUDIO ........................................................................................... 44

3.0 PORTATE DI PIENA ........................................................................................................................................... 45

4.0 MODELLAZIONE IDRAULICA......................................................................................................................... 45

4.1 CODICE DI CALCOLO HEC-RAS - IPOTESI DI BASE E LIMITAZIONI DEL CODICE HEC-RAS 45

4.1.1 RISULTANZE DELLA CAMPAGNA DI RILIEVI CARTOGRAFICI E TOPOGRAFICI ............. 45

4.1.2 GEOMETRIA DELLA SEZIONE TRASVERSALE ............................................................................... 45

4.2 COEFFICIENTI PER IL CALCOLO DELLE PERDITE DI ENERGIA ..................................................... 46

4.2.1 VALORI DEL COEFFICIENTE DI SCABREZZA ................................................................................. 49

4.3 CONDIZIONI AL CONTORNO ..................................................................................................................... 49

4.4 EQUAZIONI DI BASE PER IL CALCOLO DEL PROFILO DI CORRENTE (STEADY FLOW)....... 49

4.4.1 VALUTAZIONE DELLE PERDITE DI ENERGIA ............................................................................... 50

4.4.2 PROCEDURA DI CALCOLO ...................................................................................................................... 50

4.4.3 DETERMINAZIONE DELL’ALTEZZA DI STATO CRITICO ........................................................... 51

5.0 VERIFICA IDRAULICA – CONFRONTO TRA LE DELIMITAZIONI DELLE AREE DI PERTINENZA FLUVIALE ......................................................................................................................................... 52

5.1 VERIFICA IDRAULICA – STATO DI FATTO ............................................................................................... 52

5.2 Sezioni e Risultati della verifica idraulica allo stato attuale ............................................................. 53

5.3 TABELLA RIEPILOGATIVA DEI PARAMETRI IDRAULICI RELATIVI ALLE SIMULAZIONI EFFETTUATE ............................................................................................................................................................... 57

5.4 Verifica idraulica – Stato di progetto .......................................................................................................... 58

5.5 Tabella riepilogativa dei parametri idraulici relativi alle simulazioni effettuate .................... 63

5.6 Tabella riepilogativa dei parametri idraulici relativi alle simulazioni effettuate ..... Errore. Il

segnalibro non è definito.

6.0 CONCLUSIONI ...................................................................................................................................................... 64


(PZ)



(PZ)


PREMESSA

I risultati presentati nel presente studio si riferiscono ai risultati delle analisi svolte nell’ambito della valutazione degli effetti che il funzionamento dell’impianto idroelettrico (paratoia sollevata) ha sul rischio idraulico, nel tratto interessato del Fiume nel territorio del Comune di Rivello, tramite modellazioni idrauliche monodimensionali. Le valutazioni fatte nel presente studio sono relative agli effetti prodotti dal sistema di presa costituito da una paratoia mobile e dalla sistemazione del fondo alveo. Per l’impianto idroelettrico in oggetto verrà utilizzata una briglia esistente opportunamente ripristinata e rinforzata. L’altezza della gaveta non verrà modificata in quanto l’elemento superiore che servirà per l’alloggiamento del meccanismo di funzionamento della paratoia mobile sarà ricavato ripristinando i primi 20cm della gaveta esistente e in parte è una soletta che regge il perno su cui ruotano i pannelli. Il salto utile per l’impianto si calcola dalla quota del pelo libero a paratoia sollevata e in esercizio.

Figura 1: Particolare paratoia mobile abbassata Figura 2: Particolare paratoia mobile in esercizio

La paratoia sarà costituita da 4 pannelli di dimensione 2,50x0,95m e da un pannello sagomato in corrispondenza del muro d’argine esistente. I pannelli ruoteranno su un perno collocato nel manufatto di rinforzo ad una distanza tale che nella posizione di chiusura non fuoriesce dalla gaveta e in esercizio raggiunge l’altezza, con un’inclinazione di 40°, dell’ala della briglia.

Figura 3: Particolare pannelli paratoia mobile

Al fine di ottimizzare la produzione si propone l’installazione di una paratoia mobile, che aumenti il salto utile in condizioni di deflusso ordinario quindi durante l’esercizio e che si abbassi automaticamente in caso di portata di piena, restituendo la sezione idraulica attuale. La paratoia è dotata di un sistema meccanico regolabile, che ne provoca l’abbassamento


(PZ)


automatico al superamento di un determinato livello di portata e anche in caso di interruzione di corrente. La sezione di deflusso in caso di fermo impianto è equivalente a quella attuale. La paratoia mobile è realizzata con pannelli in acciaio azionati da pistoni. La paratoia durante il funzionamento dell’impianto avrà un’altezza pari all’ala della briglia e configurerà le condizione per formare un bacino che alimenta direttamente l’impianto. L’alveo sarà modellato secondo piani inclinati per convogliare l’acqua da turbinare nel macchinario elettro-idraulico. L’intervento ricade all’interno delle aree di pertinenza fluviale e per tale motivo si è condotto lo studio idraulico per valutare gli effetti che l’opera ha sulle dinamiche fluviali e per dimostrare la compatibilità con le condizioni di rischio idraulico gravanti sull’area.

1.0 LO STUDIO IDRAULICO Lo Studio idraulico è consistito nell’individuazione delle attuali criticità del tratto di studio e gli effetti prodotti dall’esercizio dell’impianto sulle fasce di pertinenza fluviale. L’analisi è effettuata considerando la portata di piena con tempo di ritorno 30, 200 e 500 anni calcolata alla sezione di chiusura in corrispondenza dell’impianto con un’area del bacino scolante pari a 125,65kmq. La verifica idraulica è stata condotta tra le sezioni note dell’Autorità di Bacino di Basilicata: SZ 028, SZ 029, SZ 029M, SZ 029AM riportando opportunamente tutte le opere d’arte presenti e facendo alcune interpolazioni. Di seguito si riportano

Foto. 1: Foto della briglia di presa dalla strada esistente

2.0 ATTIVITÀ SVOLTE NEL PRESENTE STUDIO

Nella presente relazione sarò affrontato lo studio per valutare la variabilità che le fasce di pertinenza fluviale, nel tratto interessato dall’intervento sul Fiume Noce, possono avere in relazione al funzionamento dell’impianto idroelettrico; nei paragrafi successivi sono descritte le attività sviluppate, ed in particolare:

• La definizione della geometria d’alveo; • Lo studio idraulico sviluppato per le aree di interesse mediante l’applicazione del

modello idraulico HEC-RAS, con riferimento alle portate poste a base dei calcoli; • La delimitazione delle fasce di pertinenza fluviale.

Tali risultati sono inoltre riportati graficamente all’interno della relazione come: � Planimetria con indicazione della Fasce fluviali di nuova determinazione; � Sezioni di verifica idraulica.


(PZ)


3.0 PORTATE DI CALCOLO

La verifica verrà condotta per il massimo valore di portata transitabile dell’analisi idrologica in quanto i valori corrispondenti alle portate al colmo di piena per i vari periodi di ritorno non sono rappresentativi per l’effetto della paratoia poiché in tali circostanze l’impianto idroelettrico sarà fermo. Dopo aver individuato il massimo valore di portata corrispondente alla Q10=20,597mc/s nelle sezioni idrologiche di calcolo del sistema idrografico del Fiume Noce, ai fini delle successive valutazioni idrauliche, si è provveduto a determinare le caratteristiche della corrente nell’ipotesi di moto permanente.

4.0 MODELLAZIONE IDRAULICA

La modellazione idraulica dei fenomeni di propagazione delle piene in alveo è stata effettuata con riferimento ad uno schema di moto permanente monodimensionale gradualmente variato. Le simulazioni sono state condotte con l’ausilio del codice di calcolo HEC RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System).

4.1 CODICE DI CALCOLO HEC-RAS - IPOTESI DI BASE E LIMITAZIONI DEL CODICE HEC-RAS

In virtù delle equazioni poste alla base del codice di calcolo, con specifico riferimento alla sussistenza della condizione di moto permanente, il codice di calcolo HEC-RAS si basa sulla validità delle seguenti ipotesi:

1. La portata è costante nel tempo nei vari tratti di alveo (steady flow); 2. Il moto della corrente idrica è monodimensionale; 3. L’alveo ha una pendenza sufficientemente piccola da poter ritenere che i tiranti idrici

siano misurabili secondo una direzione verticale, piuttosto che ortogonalmente alla linea di fondo;

4. La corrente è gradualmente variata. Ovviamente, l’ipotesi di moto permanente preclude la possibilità di considerare idrogrammi variabili nel tempo sia in termini di input che come output del codice di calcolo. Tale circostanza risulta comunque cautelativa ai fini della valutazione e della delimitazione delle aree soggette a fenomeni di allagamento. L’ipotesi di corrente idrica gradualmente varia, oltre che monodimensionale, limita la possibilità di analizzare fenomeni idraulici in cui queste ipotesi perdono di validità. Ad esempio, in corrispondenza di brusche variazioni planimetriche della linea d’asse del canale/alveo, possono instaurarsi sensibili valori di sovralzo della superficie libera che dovranno essere opportunamente sommati ai valori dei tiranti idrici valutati dal codice di calcolo.

4.1.1 RISULTANZE DELLA CAMPAGNA DI RILIEVI CARTOGRAFICI E TOPOGRAFICI

Nel tratto di interesse sono state prese in considerazione 10 sezioni topografiche, per un tratto di circa 1.200m, utilizzate dall’Autorità di Bacino della Basilicata per la determinazione delle fasce di pertinenza fluviale in particolare le sezioni di riferimento sono SZ 028, SZ 029, SZ 029M, SZ 029AM.

4.1.2 GEOMETRIA DELLA SEZIONE TRASVERSALE

Le sezioni trasversali vengono definite per tutta la lunghezza dell’alveo e dove si presentano variazioni di portata, pendenza, forma e scabrezza. La distanza tra una sezione e la successiva dipende dalla grandezza e dall’uniformità della sezione trasversale, dalla pendenza del canale, da eventuali manufatti, dalla presenza di curve e qualsiasi singolarità che possa far variare le caratteristiche del moto. In generale, quanto più la sezione del canale è uniforme e la pendenza dello stesso è piccola, tanto minore è il numero di sezioni necessarie.


(PZ)


Le tre sezioni rilevate si trovano in posizione iniziale, mediana e finale rispetto al promontorio che si vuole aggirare. Ogni sezione trasversale è individuata tramite le etichette River, Reach e River Station; all’ultima etichetta corrisponde un numero che è crescente, da valle verso monte. La forma della sezione è determinata per punti, che sono individuati con due coordinate station ed elevation. La station è la distanza del punto considerato rispetto al primo punto di sinistra della sezione; la elevation è la quota rispetto ad un piano di riferimento. E’ possibile parlare di “sinistra idraulica” poiché, nel considerare le coordinate, l’osservatore, convenzionalmente, guarda la sezione rivolto verso valle. Nella procedura di calcolo per la determinazione delle caratteristiche idrauliche della corrente è necessario, ovviamente, determinare l’area della sezione idrica A, il perimetro bagnato P, il raggio idraulico R e la larghezza B della sezione in corrispondenza di un assegnato valore del tirante idrico. E’ qui necessario ricordare che la numerazione utilizzata dal codice di calcolo HEC-RAS procede da valle verso monte e quindi nel verso contrario a quello delle sezioni dei rilievi.

4.2 COEFFICIENTI PER IL CALCOLO DELLE PERDITE DI ENERGIA

I coefficienti necessari per il calcolo delle perdite di energia sono, principalmente, due: uno relativo alle perdite per effetto delle forze resistenti al moto ed uno relativo alle perdite per espansione o contrazione della corrente. Le perdite di carico dovute alla scabrezza superficiale sono calcolate con la formula di Manning – Gauckler e Strickler; quindi bisogna individuare il coefficiente n di Manning. La scelta del coefficiente di scabrezza è fondamentale per avere un profilo calcolato in maniera accurata. Il valore di n è variabile e dipende da vari fattori come: la scabrezza delle pareti; la presenza di vegetazione; le irregolarità della sezione; ecc. Le perdite per espansione o contrazione della corrente sono calcolate come aliquota della differenza di altezza cinetica tra due sezioni successive. Per il calcolo delle perdite di energia, tra due sezioni, si fa riferimento ad opportuni valori di coefficienti. I valori da assumere per detti coefficienti dipendono dal tipo di corrente e dalle variazioni, che si verificano lungo il canale, della sezione trasversale. Il valore massimo che può essere assunto per i coefficienti in esame è 1.


(PZ)


Tab. 2: Valori del coefficiente di Manning


(PZ)


4.2.1 VALORI DEL COEFFICIENTE DI SCABREZZA

Dai sopralluoghi in situ è emerso che il fondo del fiume è caratterizzato ciottoli e massi mentre le sponde sono caratterizzate, nel tratto in esame, dal versante roccioso del promontorio ricoperto da vegetazione, con presenza di arbusti. In definitiva sono stati adottati:

• Per l’alveo un coefficiente di Manning n pari a 0,040 m-1/3s corrispondente ad un coefficiente di Strickler pari a 25 m-1/3s-1;

• Per le aree latistanti il fiume un coefficiente di Manning pari 0,050 m-1/3s corrispondente ad un coefficiente di Strickler pari a 20 m-1/3s per tener conto della presenza di materiale di grossa pezzatura.

4.3 CONDIZIONI AL CONTORNO

Le condizioni al contorno sono fondamentali per risolvere il problema del calcolo del profilo del pelo libero. Le correnti lente necessitano di una condizione al contorno nell’ultima sezione di valle; mentre, quelle veloci, nella prima sezione di monte. Se la corrente è mista, le condizioni al contorno devono essere imposte sia a monte che a valle. Ci sono quattro tipi di condizioni al contorno:

• Tirante idrico assegnato: per utilizzare questa condizione al contorno, si dovrà immettere un’altezza idrica nota per ogni profilo che si vuole determinare, e cioè per ogni valore di portata assegnato;

• Altezza di stato critico: quando si ricorre a questo tipo di condizione, il programma calcola l’altezza di stato critico, per ogni profilo che si vuole determinare, e pone tale altezza come condizione al contorno;

• Altezza di moto uniforme: per questo tipo di condizione si dovrà inserire il valore della pendenza, della linea dell’energia, con la quale si vuole calcolare l’altezza di moto uniforme. Utilizzando la formula di Manning – Gauckler e Strickler viene calcolata tale l’altezza che viene considerata come condizione al contorno;

• Scala di deflusso: quando viene selezionata tale condizione, si immetteranno, in una tabella, i valori dell’altezza e la corrispondente portata.

La condizione al contorno scelte sia a monte che a valle è quella corrispondente all’altezza di moto uniforme, in particolare:

• Condizione al contorno di monte: scala di deflusso in moto uniforme della corrente con una pendenza pari a quella media del ramo rilevato – 0.0432;

• Condizione al contorno di valle: scala di deflusso in moto uniforme della corrente con una pendenza pari a quella media del ramo rilevato – 0.0361.

4.4 EQUAZIONI DI BASE PER IL CALCOLO DEL PROFILO DI CORRENTE (STEADY FLOW)

Il profilo del pelo libero in condizioni di moto stazionario è calcolato, tra una sezione traversale e quella successiva, risolvendo l’equazione dell’energia, con una procedura iterativa. L’equazione dell’energia è la seguente:

Hg

VZY

g

VZY ∆+

⋅⋅

++=⋅⋅

++22

21

11

22

22

αα [5]

Dove: Y1, Y2 = altezza d’acqua nella sezione trasversale; Z1, Z2 = quota del fondo del canale, rispetto ad un generico piano orizzontale di riferimento; V1, V2 = velocità media di portata; α1, α2 = coefficienti di ragguaglio delle potenze cinetiche; g = accelerazione di gravità; he = perdita di energia. La somma di Z e Y, che rappresenta la quota del pelo libero rispetto ad un piano orizzontale di riferimento, viene indicata con il termine W.S. (Water Stage).


(PZ)


La perdita di energia (he) tra due sezioni trasversali è costituita da due aliquote: una dovuta all’attrito ed una dovuta all’espansione o contrazione della corrente. L’equazione della perdita di energia è la seguente:

g

V

g

VCSLH f ⋅

⋅−⋅⋅⋅+⋅=∆

22

211

222 αα

[6]

Dove: L = distanza tra le due sezioni; Sf = perdita di energia per unità di lunghezza, che può essere vista come la pendenza della linea rappresentativa delle perdite di energia per attrito; C = coefficiente per le perdite di espansione o contrazione.

4.4.1 VALUTAZIONE DELLE PERDITE DI ENERGIA

La perdita di energia per attrito è calcolata con la seguente formula:

ffe SLh ⋅= [7]

La cadente Sf è determinata con la formula di Manning.

fSLv ⋅=

n

SfRV

2

1

3

2

= [8]

I valori da assegnare al coefficiente n di scabrezza di Manning sono quelli individuati in funzione della natura delle pareti che costituiscono il canale. La perdita di energia, dovuta alla contrazione o espansione della corrente, è calcolata mediante la relazione:

g

V

g

VChce ⋅

⋅−⋅⋅⋅=

22

211

222 αα

[9]

Dove C= coefficiente di espansione o contrazione. Il programma presume che si verifichi una contrazione ogni qual volta la velocità nella sezione di valle è maggiore della velocità nella sezione di monte. Viceversa, quando la velocità nella sezione di monte è maggiore della velocità nella sezione di valle, il programma suppone che verifichi un’espansione.

4.4.2 PROCEDURA DI CALCOLO

Consideriamo due sezioni successive, denominate A e B. Supponiamo che nella sezione A il tirante sia noto. Per determinare il tirante idrico nella sezione B, il codice HEC-RAS risolve, in maniera iterativa, le equazioni (5) e (6), secondo la procedura indicata di seguito: 1. Si assume un valore dell’altezza idrica, W.S.B Assunto; 2. Note le caratteristiche del canale e della sezione, e nota la portata, si determina la velocità

media della corrente; 3. Si considera un valore del coefficiente di contrazione/espansione C, si calcola Sf e si risolve

la (6); 4. Dalla (5) si ricava l’altezza d’acqua ricercata, W.S.B Calcolato; 5. Si confrontano i valori dell’altezza idrica ipotizzata e quella calcolata. Se la differenza tra

detti valori non è inferiore alla tolleranza stabilita, si ripete la procedura, reiterando i quattro passi precedenti.

Il programma può eseguire un numero massimo di iterazioni per bilanciare l’equazione dell’energia. Generalmente, quando il programma non riesce a bilanciare l’equazione dell’energia per una sezione, ciò è causato dal numero ridotto di sezioni, o meglio, dal fatto che le sezioni trasversali sono troppo distanziate tra di loro.


(PZ)


Quando, per la sezione trasversale di calcolo, il procedimento iterativo determina il valore del tirante idrico compatibile con la tolleranza assegnata, il programma effettua un controllo per verificare che il tirante idrico determinato sia coerente con il valore locale della altezza di stato critico. Se tale controllo dà esito negativo, si assume, come altezza idrica della sezione, quella di stato critico, e di questo, se ne dà comunicazione con un messaggio di warning. Per un profilo di corrente lenta, un controllo preliminare, per determinare in maniera corretta le caratteristiche cinetiche della corrente, viene fatto sul numero di Froude Fr. Se Fr è maggiore di 0.94, allora si effettua un controllo del regime della corrente, calcolando, in maniera più accurata, l’altezza di stato critico, usando il metodo della minima energia specifica. Per un profilo di corrente veloce, l’altezza critica è calcolata automaticamente per tutte le sezioni di calcolo, in modo da consentire un confronto continuo tra il valore del tirante idrico calcolato e quello di stato critico in ciascuna sezione.

4.4.3 DETERMINAZIONE DELL’ALTEZZA DI STATO CRITICO

L’altezza di stato critico, per una generica sezione trasversale, è determinata se si verifica una delle seguenti condizioni: 1. La corrente idrica è veloce; 2. Il calcolo dell’altezza critica è richiesto dall’utente; 3. L’altezza critica è una condizione al contorno esterna in una sezione; 4. Il controllo del numero di Froude Fr, per un profilo di corrente lenta, indica che l’altezza critica deve essere determinata per verificare che il regime della corrente sia coerente con il valore del tirante idrico calcolato per via iterativa; 5. Il programma non può bilanciare l’equazione dell’energia con la tolleranza fissata, prima di raggiungere il massimo numero di iterazioni. L’energia totale, riferita ad una sezione trasversale, è data dalla seguente relazione:

g

VWSH

⋅⋅+=

2

2α [10]

Dove: H = energia totale, riferita ad un piano orizzontale; WS = quota del pelo libero, riferita ad un piano orizzontale;

g

V

⋅⋅

2

2α= altezza cinetica.

L’altezza di stato critico è l’altezza per la quale l’energia totale è minima, per un assegnato valore della portata. Detta altezza è determinata con una procedura iterativa, che consiste nel valutare, per ogni valore WS considerato, il corrispondente valore di H, tramite la (10), fino a quando si giunge al minimo valore di H.


(PZ)


5.0 VERIFICA IDRAULICA – CONFRONTO TRA LE DELIMITAZIONI DELLE AREE DI PERTINENZA FLUVIALE

Lo studio è consistito in un confronto tra i risultati della verifica idraulica condotta nella situazione attuale e quelli corrispondenti alla condizione di progetto con la paratoia dell’impianto sollevata per il normale esercizio dello stesso. Dalla restituzione del profilo di rigurgito e delle tabelle di output del codice di calcolo HEC-RAS, riportati in seguito, è stato individuato il valore dell’altitudine della superficie idrica (in m s.l.m.) per ognuno dei periodi di ritorno considerati.

5.1 VERIFICA IDRAULICA – STATO DI FATTO

Lo studio è stato condotto per un tratto di circa 200m tra le sezioni utilizzate dall’Autorità di Bacino per la determinazione delle fasce di pertinenza fluviale e sono state inserite opportunamente le opere d’arte presenti.

Fig. 5: Geometria per la verifica idraulica nel tratto di interesse del Fiume Noce allo stato ante operam

Di seguito si riportano le sezioni trasversali usate per la verifica idraulica con l’indicazione dei tiranti idrici per le diverse portate di calcolo.

Fig. 6: Profilo della corrente lungo il tratto del Fiume Noce ante operam corrispondente a Q10.

0 50 100 150 200228

230

232

234

236

rivello Plan: Plan 06 20/03/2017 Geom: Rivello_Attuale Flow: rivello_

Main Channel D istance (m )

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Right Levee

20 26 27.5

28 29 40 50

Noce Noce


(PZ)


Figura 7: Variazione della velocità per il tratto di studio ottenuta mediante simulazione numerica in corrispondenza della portata di progetto

Figura 8: Variazione del Numero di Froude lungo il tratto di studio ottenuta mediante simulazione numerica in corrispondenza della portata di progetto

5.2 Sezioni e Risultati della verifica idraulica allo stato attuale

Di seguito si riporta il dettaglio delle sezioni analizzate ai vari tempi di ritorno, è riportato il livello idrico ottenuto dalla simulazione numerica ed il valore del tirante allo stato critico per comprendere lo stato della corrente (veloce o lenta).

0 50 100 150 2000

1

2

3

4

5

6


Main Channel Distance (m )

Vel

Lef

t (m

/s),

Vel

Chn

l (m

/s),

Vel

Rig

ht (

m/s

)

Legend

Vel Chnl q10

Vel Right q10

Vel Left q10

Noce Noce

0 50 100 150 2000.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5



Fro

ude

# C

hl ,

Fro

ude

# X

S

Legend

Froude # Chl q10

Froude # XS q10

Noce Noce

Fr>1 Corrente veloce

Fr<1 Corrente lenta


(PZ)


Fig. 9: Sezione per la verifica idraulica – RS 50



10 20 30 40 50 60 70230

235

240

245

250

255

260

265


River = Noce Reach = Noce RS = 50

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

Crit q10

WS q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05

0 50 100 150 200 250230

235

240

245

250

255

260

265



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)




Fig. 14 Sezione per la verifica idraulica – RS 27.5

0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255


River = Noce Reach = Noce RS = 29 IS

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100225

230

235

240

245

250

255


River = Noce Reach = Noce RS = 27.5

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

Crit q10

WS q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)





0 20 40 60 80 100225

230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

Crit q10

WS q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

10 15 20 25 30 35 40 45 50228

229

230

231

232

233

234

235



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

10 15 20 25 30 35 40 45 50228

229

230

231

232

233

234

235



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)


5.3 TABELLA RIEPILOGATIVA DEI PARAMETRI IDRAULICI RELATIVI ALLE SIMULAZIONI EFFETTUATE

Nella seguente tabella sono riportati i parametri e le variabili idrauliche caratteristiche con riferimento ai periodi di ritorno adottati per la simulazione idraulica per ognuna delle sezioni idrauliche studiate. In particolare, l’altezza idrica della corrente è indicata con la sigla W.S. ed è espressa in m s.l.m. mentre la velocità media della corrente all’interno del canale è descritta con la sigla Vel Chnl.

HEC-RAS Plan: Plan 07 River: SINNI Reach: 1 Reach River Stat Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Elev E.G. Vel Chnl Flow Area Top Width Froude # (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m) NOCE 50 Q10 20.60 234.05 235.13 235.36 235.97 0.008633 4.04 5.10 6.93 1.50 NOCE 35 Q10 20.60 233.85 234.91 234.91 235.41 0.043253 3.12 6.61 6.74 1.01 NOCE 30 Q10 20.60 230.52 233.92 231.51 233.92 0.020579 0.43 53.41 21.94 0.08 0.000072 29 Inl Struct NOCE 28 Q10 20.60 230.52 231.51 231.51 231.82 0.018671 2.48 8.31 13.21 1.00 NOCE 27.5 Q10 20.60 229.27 229.88 230.29 231.32 0.118301 5.33 3.86 7.62 2.39 NOCE 26 Q10 20.60 228.52 229.51 229.65 230.11 0.030437 3.43 6.00 8.03 1.27 NOCE 20 Q10 20.60 228.35 229.50 229.04 229.58 0.003275 1.29 15.98 17.49 0.43 NOCE 15 Q10 20.60 228.35 228.95 228.95 229.23 0.020792 2.33 8.85 16.27 1.01


(PZ)


5.4 Verifica idraulica – Stato di progetto

La verifica allo stato di progetto è stata effettuata simulando il funzionamento dell’impianto con la paratoia sollevata modellando la briglia di presa come se fosse una soglia con quota di sfioro corrispondente alla quota dell’ala della briglia esistente. Di seguito si riporta lo stralcio della geometria utilizzata per la verifica con i relativi risultati e le sezioni trasversali utilizzate per la stessa.

Fig. 18: Geometria per la verifica idraulica nel tratto di interesse del Fiume Noce allo stato post operam

Fig. 19: Profilo della corrente lungo il tratto del Fiume Noce post operam corrispondente alla q10.

0 50 100 150 200228

230

232

234

236

rivello Plan: Plan 08 20/03/2017 Geom: Rivello_SF Flow: rivello_


Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Right Levee

20 26 27 28 29 40 50

Noce Noce


(PZ)


Fig. 20: Le velocità stimate mediante simulazione numerica in corrispondenza della q10

Figura 21: Variazione del Numero di Froude lungo il tratto di studio ottenuta mediante simulazione numerica in corrispondenza della portata di progetto


0 50 100 150 2000

1

2

3

4

5



Vel

Lef

t (m

/s),

Vel

Chn

l (m

/s),

Vel

Rig

ht (

m/s

)

Legend

Vel Chnl q10

Vel Right q10

Vel Left q10

Noce Noce

0 50 100 150 2000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6



Fro

ude

# C

hl ,

Fro

ude

# X

S

Legend

Froude # Chl q10

Froude # XS q10

Noce Noce

10 20 30 40 50 60 70230

235

240

245

250

255

260

265



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

Crit q10

WS q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05

Fr>1 Corrente veloce

Fr<1 Corrente lenta


(PZ)





0 50 100 150 200 250230

235

240

245

250

255

260

265



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)



Fig. 27: Sezione per la verifica idraulica – RS 27.5


0 20 40 60 80 100230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100225

230

235

240

245

250

255


River = Noce Reach = Noce RS = 27.5

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

0 20 40 60 80 100225

230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)





0 20 40 60 80 100225

230

235

240

245

250

255



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

10 15 20 25 30 35 40 45 50228

229

230

231

232

233

234

235



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Levee

Bank Sta

.05 .04 .05

10 15 20 25 30 35 40 45 50228

229

230

231

232

233

234

235



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG q10

WS q10

Crit q10

Ground

Bank Sta

.05 .04 .05


(PZ)


5.5 Tabella riepilogativa dei parametri idraulici relativi alle simulazioni effettuate

Nella seguente tabella sono riportati i parametri e le variabili idrauliche caratteristiche con riferimento ai periodi di ritorno adottati per la simulazione idraulica per ognuna delle sezioni idrauliche studiate. In particolare, l’altezza idrica della corrente è indicata con la sigla W.S. ed è espressa in m s.l.m. mentre la velocità media della corrente all’interno del canale è descritta con la sigla Vel Chnl.

HEC-RAS Plan: Plan 07 River: SINNI Reach: 1 Reach River Stat Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Elev E.G. Vel Chnl Flow Area Top Width Froude # (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m) NOCE 50 Q10 20.60 234.05 235.13 235.36 235.97 0.043253 4.04 5.10 6.93 1.50 NOCE 35 Q10 20.60 233.85 234.91 234.91 235.41 0.020579 3.12 6.61 6.74 1.01 NOCE 30 Q10 20.60 230.52 233.92 231.51 233.92 0.000072 0.43 53.41 21.94 0.08 NOCE 29 Inl Struct NOCE 28 Q10 20.60 230.52 231.51 231.51 231.82 0.018671 2.48 8.31 13.21 1.00 NOCE 27.5 Q10 20.60 229.27 230.89 230.29 231.01 0.003231 1.50 13.71 11.81 0.45 NOCE 27 Inl Struct NOCE 26 Q10 20.60 228.52 229.65 229.65 230.07 0.018445 2.88 7.15 8.48 1.00 NOCE 20 Q10 20.60 228.35 229.42 228.88 229.48 0.001928 1.09 18.93 18.14 0.34 NOCE 15 Q10 20.60 228.35 228.95 228.95 229.23 0.020792 2.33 8.85 16.27 1.01


(PZ)


6.0 CONCLUSIONI

La valutazione della capacità di deflusso idrico è stata valutata ante e post operam in quanto il funzionamento della paratoia determina una variazione, seppure poco sensibile, delle condizioni di deflusso idraulico. Dai risultati si evince che la paratoia:

1. Non altera la funzionalità idraulica del Fiume; 2. Così progettata non rappresenta, in alcun modo, un ostacolo al libero deflusso delle

acque; 3. In occasione di eventi di piena la paratoia verrà abbassata e non altererà le condizioni di

normale deflusso. L’opera così come concepita non determina situazioni di criticità diverse da quelle esistenti. Durante l’esercizio dell’impianto idroelettrico in oggetto l’incremento del tirante che si verifica in corrispondenza della briglia non comporta un aggravio al normale deflusso delle acque e non rappresenta un ostacolo alle dinamiche fluviali. La presenza della paratoia per il funzionamento dell’impianto idroelettrico non determina condizioni pregiudizievoli sul rischio idraulico. L’incremento del tirante idrico che si determina nelle sezioni interessate, per la massima portata ordinaria, non raggiunge valori significativi e ciò non costituisce un fattore di aumento del rischio idraulico per l’area in cui verrà realizzato l’intervento né determina limitazioni al normale libero deflusso delle acque. La paratoia sollevata all’interno della sezione idraulica è tale da ritenersi ininfluente su un’eventuale perdita di funzionalità idraulica e non comporta nessun aggravio delle condizioni di rischio idraulico presenti sull’area.

Di seguito si riporta solo la tabella sintetica degli incrementi di tirante che si verificano per la portata transitante corrispondente alla q10=20,597 mc/s della curva di durata coerente con le normali portate defluenti che si verificano in questo tratto del Fiume Noce considerando che durante gli eventi di piena la paratoia dell’impianto idroelettrico sarà normalmente abbassata per motivi di sicurezza. Pertanto il confronto significativo tra i tiranti che si instaurano in corrispondenza della briglia di presa verrà fatto in quest’ultima situazione:

SIMULAZIONE PER Q10=39,497mc/s Stato attuale Stato di progetto Incremento

50 235.13 235.13 - 35 234.91 234.91 - 30 233.92 233.92 - 29 28 231.51 231.51 -

27.5 229.88 230.89 ∆h=+1.01m 27 26 229.51 229.65 ∆h=+0.1m40m 20 229.50 229.42 ∆h=- 15 228.95 228.95

Dal confronto dei risultati si evince che il funzionamento dell’impianto idroelettrico – paratoia sollevata – non determina condizioni pregiudizievoli sul rischio idraulico. L’aumento del tirante in corrispondenza della controbriglia non è altro che l’effetto stesso della controbriglia.


(PZ)



(PZ)


ALLEGATO

- VERIFICA IDRAULICA DELLA CONTROBRIGLIA DA RIPRISTINARE-


(PZ)



(PZ)


Premessa

La presente relazione è a supporto del progetto dell’impianto idroelettrico sul Fiume Noce in località La Citta che prevede un intervento di manutenzione straordinaria sulla briglia esistente per ripristinarne la funzionalità e al tempo stesso consentire il prelievo delle acque utili all’impianto in progetto. La verifica della controbriglia, in località “La Citta” è stata effettuata partendo da un valore della portata al colmo di piena con tempo di ritorno Tr=100anni Q30= 379,50mc/s e dai risultati delle indagini preliminari eseguite per le quali si ipotizza una fondazione di tipo diretto. Verifiche con valori di portata al colmo di piena corrispondenti a tempi di ritorno maggiori non sono state eseguite perché trattandosi di un intervento di manutenzione straordinaria e dovendo conservare le dimensioni originarie con valori di portata notevolmente maggiori la briglia sarebbe risultata completamente sommersa per cui le verifiche idrauliche avrebbero perso di significato. Allo stato attuale la briglia esistente sul Fiume Noce, in corrispondenza della quale verrà realizzata l'opera di presa dell'impianto in progetto, si presenta erosa nella parte centrale della gaveta. Le tipologie di danno che si possono verificare in corrispondenza di una briglia sono:

1. Scalzamento al piede; 2. Aggiramento delle spalle; 3. Sifonamento al fondo.

Nel caso in esame i danni legati all'aggiramento delle spalle sono da escludere mentre, come risulta visibile dalle foto allegate, risulta:

• L’erosione della parte centrale per azione dinamica delle acque e per dilavamento di parte del materiale di costruzione;

Tali danni possono essere stati determinati o da escavazioni provocate dalla lama d'acqua stramazzante dal coronamento che si spinge ad una profondità superiore di quella a cui è stato fissato il piano di fondazione della briglia o in seguito a moti di filtrazione che si innescano nel terreno su cui sono impostate le fondazioni a causa del dislivello tra i peli d'acqua che si stabiliscono a monte e valle dell'opera; in particolare il rischio di sifonamento è tanto maggiore quanto maggiori sono i gradienti idraulici con cui detti moti di filtrazione si svolgono. Per eliminare il rischio di scalzamento al piede si può fondare la briglia a quote più basse di quelle cui possono spingersi le massime escavazioni al piede a valle di essa o si può limitare la profondità a cui dette escavazioni possono giungere rivestendo il fondo dell'alveo con una platea che termina con una controbriglia oppure con materassi tipo Reno o massi che riducono l'azione erosiva della lama d'acqua. Per eliminare il rischio di sifonamento è necessario ridurre il gradiente idraulico aumentando il percorso che l'acqua deve compiere nel suo moto di filtrazione da monte a valle, per esempio ammorsando adeguatamente le fondazioni della briglia nei terreni di imposta costituiti da terreni flyschoidi e rivestendo per un buon tratto le due sponde, sia nella parte a monte che in quella di valle, e il fondo dell'alveo nella parte di valle. Dalle verifiche eseguite e riportate in seguito risulta che la briglia esistente non è verificata per il sifonamento pertanto la briglia in progetto verrà opportunamente fondata nel substrato stabile al fine di diminuire il gradiente idraulico.

CALCOLO IDRAULICO DELLA BRIGLIA

Lo schema di calcolo cui si farà riferimento per il calcolo idraulico della briglia è: 1. Bacino in rilevato rivestito con controbriglia


(PZ)


BACINO RIVESTITO IN RILEVATO CON CONTROBRIGLIA

Figura 3: Bacino in rilevato

Calcolo della quota di moto uniforme a valle (zuv) :

L’altezza di moto uniforme in questo caso è calcolata come nel caso di briglia con bacino non rivestito.

Calcolo dell’innalzamento del livello a valle(z2):

Anche in questo caso si utilizzano le stesse formule utilizzate al punto precedente.

Calcolo del livello dell’acqua a monte (z0) :

Anche in questo caso si utilizzano le stesse formule utilizzate al punto precedente.

Calcolo della quota di riattacco della vena (zv):

Le formule utilizzate anche in questo caso sono le stesse di quelle utilizzate al punto precedente. In questo caso però si dovrà avere l’accortezza di porre fb (profondità di escavazione pari a zero). Si otterrà quindi:

22.0Dfz gv ⋅=

Dove D è il numero di DROP ed è definito in questo caso:

3

2

gfg

qD

⋅=

Calcolo della quota dell’acqua a valle della briglia (z1)

Come nel punto precedente si utilizzano le stesse formule, ponendo fb pari a zero:

425.01 54.0 Dfz g ⋅⋅=

Dove D è ancora il numero di DROP definito al punto precedente.

Calcolo della lunghezza minima del bacino (Lbmin)

La lunghezza minima del bacino viene in questo caso calcolata come somma di due componenti:

121min LLL gbac +=

Dove :

Lg1 è la distanza tra il paramento di valle ed il punto di caduta della vena


(PZ)


L12 è la lunghezza del risalto idraulico

Queste ultime due lunghezze si calcolano come segue:

27.01 )(3.4 DffL bgg ⋅−⋅=

Con D numero di DROP, sempre calcolato ponendo fb pari a zero.

)(9.6 1212 zzL −⋅=

DATI GENERALI:

Quota di monte dell'asta 234.15[m] Quota di valle dell'asta 229.55 [m] Lunghezza dell'asta 60.00 [m] Larghezza della sezione d'alveo 20.00 [m] Diametro medio del materiale 0.17 [m] Diametro 90% 0.17 [m] Portata di progetto 379.50 [m³/s] n di Manning (scabrezza) 0.03 [-] Fattore di sicurezza a ribaltamento 1.00 [-] Fattore di sicurezza a scorrimento 1.00 [-] Fattore di sicurezza a Carico limite 1.00 [-] Fattore di sicurezza a Carico lim. orizzontale micropali 1.00 [-] Fattore di sicurezza a Carico lim. verticale micropali 1.00 [-]

GEOMETRIA BRIGLIA IN CALCESTRUZZO:

Larghezza coronamento 1.83 [m] Altezza coronamento 0.20 [m] Scarpa paramento valle 0.00 [m] Altezza briglia 3.20 [m] Altezza fondazione monte 2.00 [m] Altezza fondazione valle 2.00 [m] Larghezza taglione 0.00 [m] Scarpa taglione 0.00 [°] Larghezza totale fondazione 4.83 [m] Posizione briglia 1.50 [m] Base briglia 1.83 [m] Inclinazione profilo di monte 0.00 [°] Inclinazione paramento monte 0.00 [°]

GEOMETRIA GAVETA:

Larghezza 20.00 [m] Inclinazione scivoli 45.00 [°] Franco di sicurezza 0.00 [m]

BACINO DI DISSIPAZIONE:

Tipo bacino Bacino rivestito con controbrilia in rilevato (2) Altezza controbriglia 0.82 [m] Larghezza coronamento controbriglia 2.00 [m] Lunghezza gaveta controbriglia 20.00 [m] Lunghezza bacino 32.00 [m] Spessore bacino 0.45 [m] Profondità bacino 0.45 [m] Larghezza bacino 0.45 [m]


(PZ)


CALCOLO IDRAULICO:

Pendenza asta 7.667 [%] Pendenza di compensazione 0.419 [%] Numero di briglie 1 [-] Pendenza ricalcolata 2.333 [%] Altezza di moto uniforme a valle 1.078 [m] Altezza critica 2.048 [m] Altezza gaveta 2.985 [m] Livello idrico di monte 2.985 [m] Livello idrico di valle 0.390 [m] Profondità max di escavazione -3.75 [m] Distanza di max escavazione 4.64 [m] Incremento di livello a valle 2.063 [m] Lunghezza minima bacino 16.890 [m] Altezza minima controbriglia -- [m] Quota di riattacco della vena 1.481 [m]

Il predimensionamento della briglia con bacino rivestito e controbriglia è stata effettuata per il valore di portata corrispondente ad un tempo di ritorno di 10 anni, utile per stabilire che:

• La distanza di progetto tra briglia e controbriglia sia superiore alla distanza minima per l’evento con una portata corrispondente ad un tempo di ritorno di 10 anni;

• L’altezza della controbriglia sia tale da contenere l’intero risalto all’interno della “vasca” per l’evento con una portata corrispondente al deflusso medio giornaliero.

Il secondo aspetto, in particolare, impone la necessità di effettuare la verifica di erosione a valle del paramento della controbriglia mediante il calcolo della profondità massima di escavazione da parte della corrente al fine di dimensionare adeguatamente la profondità di tale paramento al di sotto del fondo alveo in modo da eliminare i rischi di scalzamento. La profondità del paramento della controbriglia al di sotto dell’alveo, pertanto, deve essere non inferiore a 4,00 m in modo da tenere conto di un franco di sicurezza.

A.01 - Relazione tecnica...

Documents

Transcript of A.01 - Relazione tecnica...