AU 2 relazione idrologica · 2012-09-24 · Dott. Ing. Junior. MICHELE EMILI Dott. Ing. DAVIDE...

E’ vietata la riproduzione anche parziale, la concessione a terzi, la diffusione del presente elaborato, se non dietro nostra espresso autorizzazione scritta. Ogni violazione sarà perseguita a norma di legge.

REGIONE MARCHE

PROVINCIA ASCOLI PICENO

COMUNE ASCOLI PICENO

AUTORIZZAZIONE UNICA

CENTRALE IDROELETTRICA “BRECCIAROLO”

Impianto per la produzione di energia elettrica con derivazione di acqua in

sponda destra del fiume Tronto, nel comune di Ascoli Piceno.

RELAZIONE IDROGEOLOGICA

ED IDRAULICA

AU 2

Progettista e Collaboratori

Dott. Ing. ALBERTO ROMAGNOLI

Dott. Ing. ALBERTO DONINI

Dott. Ing. Junior. MICHELE EMILI

Dott. Ing. DAVIDE NATALONI

Dott. Geol. STEFANO BOCCAROSSA

Dott. Agr. SAMUELE MENCARONI

Proponenti:

ENERGY SEEKERS s.r.l. Via Arceviese n.22, 60010 OSTRA (AN)

Tel.:071 7988047 Fax: 0712509971

mail: [email protected] PEC: [email protected]

N. Stato Data Descrizione

01 Emesso 17 aprile 2012 Emissione per progetto preliminare

02 Emesso 26 giugno 2012 Emissione per progetto definitivo

03 Emesso 25 luglio 2012 Emissione per autorizzazione unica

IMPIANTO IDROELETTRICO su fiume Tronto località “BRECCIAROLO” – Ascoli Piceno

Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l.

RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 2

Indice

1. Premessa .................................................................................................................................3

2. Idrologia .................................................................................................................................4

2.1 Descrizione del bacino ............................................................................................................4

2.2 Analisi del PAI (piano di assetto idrogeologico della regione marche) .....................................7

2.3 Calcolo della portata di piena con Tr =50 - 100 - 200 anni ..................................................... 11

2.4 Calcolo della portata di piena con metodo cinematico ............................................................ 16

2.5 Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse ................................................................. 18

2.6 Studio idrologico delle portate derivabili ............................................................................... 21

2.6.1 Metodo di calcolo della curva di durata delle portate.............................................................. 21

3. Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV) .............................................................. 23

3.1 Applicazione del metodo di calcolo ....................................................................................... 23

4. Considerazioni conclusive ..................................................................................................... 32




1. Premessa

La società Energy Seekers s.r.l. prevede la realizzazione di una derivazione di acqua

fluviale dal fiume Tronto con la costruzione di una centrale mini-idroelettrica nel territorio

comunale di Ascoli Piceno, precisamente in località Brecciarolo.

A tal fine sono state descritte le caratteristiche idrogeologiche della zona e sono stati

elaborati i dati idrologici per determinare i parametri idraulici sul Fiume Tronto.

Il sito si trova a circa 250m a valle del ponte della Strada Statale n.236, in sponda destra

orografica del fiume Tronto, in prossimità di una traversa in calcestruzzo armato utilizzata per

la regimazione della portata.

Cartograficamente l’area è individuabile sulla Carta Tecnica Regionale 1:10.000 alle

sezioni 326120 e 326160 e sulla cartografia IGM alla tavoletta 133 III° al 25.000.

A livello catastale, l’opera impegna, temporaneamente o permanentemente le particelle n.

36, 37, 42, 43, 64, 87, 88, 89, 90, 98, 453, 454, 455, 457, 458, 561, 462, 463, 540, 893, 905,

944, 956, 1036, 1039, 1206, 1207 del foglio 81 del comune di Ascoli Piceno.

Il sito di interesse è classificato secondo il PRG - zona 10 - zona verde vincolato B.

(art.93NTA).

Le coordinate Gauss Boaga delle opere sono le seguenti:

opera di presa: Long. 13° 38' 17,03'' – Lat. 42° 50' 50,40''

restituzione: Long. 13° 38' 50,69'' – Lat. 42° 51' 00,26''.




2. Idrologia

2.1 Descrizione del bacino

Il fiume Tronto nasce in provincia di L'Aquila sul versante Sud-Ovest dei monti della Laga

e, più precisamente, tra i monti Laghetta e Carduto, a 2270 metri s.l.m. Dopo un percorso di

93 Km sfocia nel mare Adriatico a Nord dell'abitato di Martinsicuro (TE), segnando il confine

tra le regioni Marche ed Abruzzo. Il suo bacino idrografico si estende rispettivamente nelle

regioni Lazio, Abruzzo e Marche a ricoprire un'area complessiva di circa 1192 Kmq. Durante

il decorso verso il mare Adriatico riceve numerosi affluenti,fra i quali ricordiamo: Fluvione (a

53,5 Km dalla sorgente), Chiaro (a 62Km), Bretta (a 67 Km), Chifente (a 73,3 Km), Lama (a

75,5 Km), Morrice(a 78,2 Km), Fiobbo (a 83,2 Km), S. Mauro (a 84 Km), tutti provenienti

dalla sinistra idrografica; Castellano (a 61,5 Km), Tarrapone (a 66Km), Marino (a 69,1 Km),

provengono invece dalla destra idrografica.

La tipologia fluviale del Tronto presenta caratteristiche variabili mano a mano che si

procede verso valle; come è sovente riscontrabile nella gran parte dei fiumi della zona

appenninica, il primo tratto del fiume, subito dopo le sorgenti, scorre in senso longitudinale

alla catena montuosa, per poi disporsi perpendicolarmente ad essa. Il tronco medio superiore,

che si estende fino alla periferia Ovest di Ascoli Piceno, è caratterizzato da pochi e piccoli

insediamenti urbani ed industriali, ad esclusione degli opifici dediti alla lavorazione di marmi

e travertini posti nel territorio di Acquasanta Terme. Il secondo tratto, che va da Ascoli Piceno

alla foce, è caratterizzato da importanti insediamenti urbani e da una diffusa attività

industriale; il fiume diventa, in tale tratto, il recapito dei numerosi scarichi di origine cloacale

ed industriale, subendo come conseguenza diretta un progressivo deterioramento nella qualità

delle sue acque. A conferma di ciò si può citare il fenomeno di enorme sviluppo algale che si

verifica sul letto del fiume, in coincidenza dei mesi più caldi e dei più bassi regimi di portata.

La portata del Tronto viene spesso alterata a causa delle consistenti derivazioni a scopo

idroelettrico operate durante il suo percorso. Una prima derivazione si rileva a monte di

Amatrice, dove il Tronto viene fatto confluire, insieme al torrente Trontino, nel bacino

artificiale di Scandorella, che alimenta l'omonima centrale; dopo un percorso di 500 metri tale

derivazione si riversa nuovamente nel Tronto. A monte di Arquata, le acque vengono di

nuovo captate e condotte per circa 13 Km alla centrale di Venamartello. Di qui si riversano

ancora nel Tronto originando il bacino di Colombara; dopo poco vengono ricaptate per



alimentare la centrale di Capodiponte. Le acque di scarico della centrale vengono riversate

ancora nel Tronto e subito dopo, assieme a quelle del torrente Fluvione, vengono ricondottate

per circa 6 Km per alimentare la centrale di Ascoli Porta Romana.

La portata media del Tronto a 28 Km dalla foce (Brecciarolo) è di 17,18 mc/sec.

Figura 1 Bacino idrografico fiume Tronto

Il progetto prevede l’utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune

di Ascoli Piceno, circa 250 metri più a valle del ponte stradale (SP236) che collega la Via

Salaria Inferiore SP235 al Viale del Commercio. Nel sito oggetto di intervento esiste già una

briglia realizzata per la regolazione del deflusso del fiume.

La sezione di chiusura di interesse, in corrispondenza della quale è stata progettata la

derivazione per l’impianto idroelettrico in oggetto, sottende un bacino idrografico di 972

Kmq. (vedi fig. 1.2)



Figura 2 Sezione di chiusura del bacino idrografico



2.2 Analisi del PAI (Piano di Assetto Idrogeologico)

Secondo il PAI delle Marche, l’area di interesse risulta ricadere all’interno della fascia di

territorio inondabile assimilabile a piene con tempo di ritorno Tr fino a 100 anni, in un’area

classificata come – Aree inondabili a rischio elevato.

Le Norme di Attuazione relativo al Piano consento per le aree della fascia inondabile (art.

11, comma h):

“2. Nelle aree di cui al precedente comma 1) sono consentiti, nel rispetto delle specifiche

norme tecniche vigenti:…

h) realizzazione ed ampliamento di infrastrutture tecnologiche o viarie, pubbliche o di

interesse pubblico, nonché delle relative strutture accessorie; tali opere, di cui il soggetto

attuatore dà comunque preventiva comunicazione all’Autorità di bacino contestualmente alla

richiesta del parere previsto nella presente lettera, sono condizionate ad uno studio da parte del

soggetto attuatore in cui siano valutate eventuali soluzioni alternative e la compatibilità con la

pericolosità delle aree, anche attraverso la previsione di misure compensative, previo parere

vincolante della Autorità idraulica competente che nelle more di specifica direttiva da parte

dell’Autorità può sottoporre alla stessa l’istanza”

Lo stesso articolo prevede le seguenti prescrizioni per la realizzazione dell’opera:

“... Tutti gli interventi consentiti dal presente articolo, salva diversa specificazione, sono

accompagnati da una verifica tecnica volta a dimostrare la compatibilità tra l’intervento, le

condizioni di dissesto e il livello di rischio dichiarato. Tale verifica redatta e firmata da uno o

più tecnici abilitati deve essere allegata al progetto di intervento e valutata dall’ente

competente nell’ambito del rilascio di provvedimenti abilitativi. Le costruzioni consentite dal

presente articolo dovranno avere, di norma, il piano terra ad una quota superiore a un metro

dal piano di campagna; sono inoltre vietati piani interrati e destinazioni abitative al piano

terra.

Figura 3 - Carta del dissesto e delle aree esondabili - PAI




Il progetto dell’ impianto idroelettrico in oggetto prevede la risistemazione degli elementi

idraulici preesistenti attualmente in condizioni di degrado tali da non consentirne il corretto

funzionamento.

L’ intervento proposto, inoltre,

- non produce effetti negativi sulle situazioni di pericolosità idraulica e di rischio

idraulico ovvero sui beni naturali esistenti nelle aree perimetrate dal PAI;

- b) mantiene l'efficienza delle opere idrauliche e non produce ostacoli al libero deflusso

delle acque;

- c) non produce alterazioni significative a carico della naturalità degli alvei, della

biodiversità degli ecosistemi fluviali, dei valori paesaggistici;

- d) è progettato nel rispetto degli indirizzi, criteri e metodi per la realizzazione di

interventi sui corsi d’acqua della Regione Marche.

Al fine di minimizzare anche i rischi residui, l’impianto idroelettrico ha le seguenti

caratteristiche:

- l'opera non ha ripercussioni sulla qualità delle acque utilizzate poiché non ne modifica

le caratteristiche chimico fisiche;

- viene assicurato l'equilibrio del bacino idrico perché viene garantito il rilascio di una

adeguato deflusso di minimo vitale;

- non riduce la disponibilità idrica del bacino poiché tutta la portata prelevata viene

restituita in alveo;

- non ha influenza sulla capacità di ravvenamento della falda;

- non interferisce con le destinazioni d'uso della risorsa pubblica.

Sono state inoltre valutate eventuali soluzioni alternative.

Il posizionamento dell’opera di presa è subordinato alla presenza della briglia fluviale, che

permette l’utilizzo della paratoia mobile; questa consentirà di avere un tiranti idrico tale da

consentire il deflusso della risorsa idrica all’opera di presa in condizioni di normale portata;

qualora il pelo libero naturale superasse un livello definito limite (es. in occasione delle piene

o in occasione di portata significative), un sistema automatico permette di ritrarre

completamente la paratoia mobile riportandola al livello naturale e consentendo il deflusso

completo della portata con il passaggio del detrito solido.

Per quanto riguarda la definizione del tracciato del canale ed il posizionamento della

centrale di produzione, questi sono stati progettati tenendo in considerazione del minimo




utilizzo di suolo ma avendo un salto adeguato al corretto sfruttamento della risorsa a

disposizione con un investimento accettabile. Le soluzioni adottate consento inoltre di non

interferire con il naturale andamento del fiume, garantendo in ogni momento il deflusso

minimo vitale ed al contempo il passaggio del detrito solido.

Per quanto riguarda la compatibilità tra l’intervento, le condizioni di dissesto ed il livello di

rischio dichiarato, occorre verificare la sicurezza degli impianti e degli addetti ai lavori delle

opere sottoposte al rischio di esondazione.

La compatibilità dell'intervento risulta dalle seguenti considerazioni:

- in caso di piena, le opere civili (vasche e canali in terra) non subiscono danni derivanti

dalla completa sommersione;

- le turbine ed i generatori installati nella centrale sono progettati per lavorare

completamente immersi in acqua;

- i quadretti locali di comando delle centraline oleodinamiche di movimentazione delle

paratoie di macchina, sgrigliatrici e di rotazione delle pale delle turbine, saranno

installate in apposito locale presso la centrale di produzione ad una quota tale da

preservarli dall'immersione in caso di piena;

- i quadri elettrici di comando, controllo e consegna saranno installati ad una certa

distanza dalla sponda del fiume, in un locale prefabbricato posizionato in prossimità

della piazzola di accesso all’area

- La posizione della centrale di produzione e del locale prefabbricato per i quadri elettrici

di comando e controllo è in zona priva di rischio esondazione, ma entrambi verranno

realizzati con i quadri e le apparecchiature elettriche poste almeno 1 metro al di sopra

della massima piena bicentenaria.

- la centrale sarà gestita con automatismi e tramite telecontrollo, per cui le strutture

saranno normalmente NON presidiate dal personale;

- tutti i locali dell’impianto rimarranno prevalentemente chiusi e non saranno accessibili

al personale non addetto;

- l'entità delle strutture, in prevalenza realizzate sotto terra o senza discostarsi

sensibilmente dal profilo attuale del terreno, è tale da non creare ostacolo al deflusso

della corrente né da comportare una riduzione del volume d'invaso dell'area di

espansione.




In conclusione l’opera in progetto non contrasta con le norme attuative perchè:

- si tratta di una tipologia di opera consentita dal PAI ;

- è compatibile con le norme e le prescrizioni dettate dal PAI;

- è previsto un miglioramento delle opere di regimentazione delle portate fluviali

(riparazione della briglia, pulizia dell’alveo e delle sponde) e quindi risultano

compatibili anche con i lavori idraulici, ancora non conclusi, del progetto

“Riduzione dei livelli di rischio e di pericolosità idraulica nella zona industriale di

Marino del Tronto”(Autorità di Bacino Interregionale del Tronto).




2.3 Calcolo della portata di piena con Tr =50 - 100 - 200 anni

Il calcolo della portata di piena è stato eseguito a partire da un’analisi statistica delle

precipitazioni di massima intensità e durata oraria registrate dalla stazione pluviografica

Ascoli Piceno, su di un campione di 21 anni (1980-2010) riportati negli Annali Idrologici del

Sistema Idrografico e Mareografico Nazionale (S.I.M.N.) – Parte I – Tab.III.

Il metodo statistico utilizzato per il calcolo dell’equazione di possibilità pluviometrica è

quello di Gumbel.

Il calcolo della portata di piena Qmax relativa al bacino idrografico della sezione di

interesse è stato realizzato applicando il metodo cinematico o razionale con la formula di

Giandotti per il calcolo del tempo di corrivazione tc .

Calcolo dell’equazione pluviometrica con metodo di Gumbel

Il metodo di Gumbel, detto anche doppio esponenziale, permette di descrivere con la

seguente equazione statistica gli eventi estremi di data durata che costituiscono una serie di

elementi fra loro indipendenti:

X (Tr ) = X + F ⋅ Sx

Dove:

X(Tr)= è l’evento relativo al tempo di ritorno Tr, nel nostro caso l’altezza di pioggia h(Tr);

X = è il valore medio degli eventi considerati, cioè m(t) al tempo di ritorno considerato;

SX = è lo scarto quadratico medio, s(t);

F è un valore definito fattore di frequenza.

Il fattore di frequenza adottato in questo caso è quello della distribuzione doppio

esponenziale di Gumbel definito per mezzo della variabile ridotta Y(Tr) funzione del tempo di

ritorno dell’evento piovoso che si sta indagando:

;)(

N

Nr

S

YTYF

−=

−−−=

r

r

rT

TTY

1lnln)(

Della variabile ridotta vengono ricavati la media, NY

, e lo scarto quadratico medio, SN, che

risultano funzione del solo numero di osservazioni effettuate N.




Nel caso pratico si parte dal ricavare per ogni serie di osservazioni delle massime

precipitazioni (h) di durata oraria (t = 1, 3, 6, 12, 24 ore) le grandezze statistiche

caratteristiche:

Media: X

n

ht i

==∑)(µ;

Scarto quadratico Medio: xi Snht =−−= ∑ )1/()()( 2

µσ

Riportando la formulazione di F e le grandezze Statistiche m(t) e s(t) nella descrizione

statistica di Gumbel si ottiene:

)()()(

)()(r

N

N

N

rTY

S

tY

S

ttTX

σσµ +−=

Dai parametri delle precipitazioni di durata t (m e s), della variabile ridotta (YN e S) e

fissati tempo di ritorno (Tr=50 – 100 - 200) e numero di osservazioni (N=30), si ricavano con

le seguenti equazioni i valori dei parametri “alpha”, a(t) e moda, u(t) caratteristici della

distribuzione di Gumbel:

NStt /)()( σα =

N

N

YS

tttu

)()()(

σµ −=

Applicando questo procedimento si ricavano una serie di coppie di valori di altezza h per la

durata t che si verificano dopo un tempo di ritorno Tr.

Riportando i punti su un piano bilogaritmico è possibile, col metodo dei minimi quadrati,

ricavare una retta interpolatrice della tendenza avente la seguente forma:

nath =

Non si riportano, per brevità di trattazione, le formule relative al metodo dei minimi

quadrati, ma l’operazione è facilmente eseguibile tramite foglio di calcolo tipo Excel che

contiene all’interno la suddetta funzione di calcolo della retta interpolatrice.




Si riportano i dati di precipitazione utilizzati per il calcolo:

Anno t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore

h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) h (mm)

2010 31,20 33,80 39,80 55,20 59,00

2009 26,20 26,40 40,00 42,80 58,60

2008 22,40 23,20 32,40 53,00 69,20

2007 29,40 62,40 101,40 130,80 135,40

2006 14,40 25,60 36,40 43,80 50,20

2005 16,40 27,00 28,60 35,80 48,00

2004 21,80 28,80 40,60 49,00 62,80

2003 35,00 40,40 40,80 41,40 46,80

2002 28,40 38,00 46,20 48,20 48,80

2001 43,20 46,60 46,60 46,60 65,20

2000 37,00 41,00 53,40 70,40 82,60

1999 25,20 49,60 57,60 57,60 104,20

1998 17,00 34,60 42,80 45,00 53,00

1997 22,40 40,20 45,20 45,40 49,80

1996 77,60 98,20 147,80 148,20 148,40

1995 42,60 57,00 57,20 60,60 64,20

1994 52,00 94,20 103,40 108,80 110,40

1993 35,00 50,20 56,20 56,20 59,60

1992 65,00 125,60 138,60 140,20 143,40

1991 58,60 61,00 61,00 61,00 61,00

1990 14,20 23,40 31,80 50,80 84,00

Tabella B.1: Dati delle precipitazioni



Il risultato dell’elaborazione numerica è il seguente:

Tabella B.2: Elaborazioni dati di pioggia



Riportando i dati in forma grafica si calcolano i parametri a e n. Le equazioni di possibilità

pluviometrica sono le seguenti:

Tempo di ritorno 50 anni

2257,0

)50( 082,87 thrT ==


2236,0

)100( 879,97 thrT ==


2218,0

)200( 64,108 thrT ==

Figura 3: Equazioni di possibilità pluviometrica




2.4 Calcolo della portata di piena con metodo cinematico

Il metodo cinematico o razionale o del ritardo di corrivazione è largamente utilizzato per il

calcolo della portata conseguente ad un data precipitazione che si verifichi su bacini scolanti

di relativamente limitata estensione.

In breve il metodo parte dalla considerazione che la massima portata alla sezione

considerata si raggiunga nel momento in cui giungono i contributi di tutte le parti che

formano il bacino. Il tempo necessario perché il contributo della parte di bacino

idraulicamente più lontana raggiunga la sezione è definito tempo o ritardo di corrivazione tc.

La conclusione raggiunta dal metodo cinematico è che considerando varie durate di

precipitazione, quella che produce la massima portata di deflusso è la precipitazione di durata

pari allo stesso tempo tc.

Una volta definito il valore di tc in ore la portata massima in mc/sec è ricavabile dalla

seguente formula:

c

ShQ

τϕ

3600

106

max =

dove:

⋅ f = coefficiente di deflusso del bacino;

⋅ S = l’estensione in kmq;

⋅ h = l’altezza di pioggia in m calcolata tramite l’equazione di possibilità

pluviometrica per il t = tc.

Il parametro che risente maggiormente di variabilità è il coefficiente di deflusso, poiché

dipende non solo dalle caratteristiche intrinseche del bacino (geologia, pedologia,

vegetazione, morfologia, ecc.) ma anche dalla stagione in cui si verifica l’evento e dal grado

di imbibimento del suolo a causa di precedenti precipitazioni o particolari condizioni

stagionali di falda.

Un aiuto nella definizione del parametro si ricava dal valore di permeabilità media del

bacino del Tronto pari al 39% riportato dagli Annali Idrologici. Considerando anche la

bassissima probabilità che una pioggia di intensità critica possa essere estesa all’intero bacino

e l’elevata capacità di invaso del reticolo idrografico del fiume, si può cautelativamente

assumere un valore del coefficiente di deflusso istantaneo pari a f = 0,40




Il tempo di corrivazione in ore si è determinato con la formula di Giandotti (1933):

;)(8,0

5,14

ZH

LSc

−

+=τ

avendo considerato:

⋅ L = lunghezza dell’asta principale in km;

⋅ H = altitudine media del bacino imbrifero sotteso in m s.l.m.;

⋅ Z = la quota della sezione considerata in m s.l.m.;

⋅ S = l’estensione del bacino in kmq.

Posto che le caratteristiche del bacino considerato sono le seguenti:

⋅ L = 69 Km

⋅ Hm = 1280 m s.l.m.

⋅ Z = 83 m s.l.m.

⋅ S = 972 kmq

Si ricava:

;24,812118,0

695,19724=

⋅+=cτ

Di conseguenza l’altezza di pioggia corrispondente in mm è:

mmhrT 19,140)50( =

=

mmhrT 85,156)100( =

=

mmhrT 44,173)200( =

=

Applicando tutti i dati precedentemente calcolati alla formula per il calcolo della portata

massima si ottiene, in mc/s:


smcQTr

/76,1836)50max( ==


smcQ Tr /99,2054)100max( ==


smcQTr

/38,2272)200max( ==




2.5 Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse

Il livello di piena si può stimare in termini bidimensionali in base alla relazione Q = S x v,

dove con Q si è definita la portata in mc/s, con S la sezione bagnata in mq e con v la velocità

di deflusso in m/s.

Se si considera cautelativamente una velocità di deflusso della portata di piena pari a v =

2,5 m/s, la sezione liquida richiesta dal moto del fluido sarà pari a


27.7345,2

76,1836mS ==


26.8265,2

99,2054mS ==


28.9085,2

38,2272mS ==

Per la stima dei livelli idraulici è stata presa in considerazione la sezione fluviale in

corrispondenza della centrale di produzione:



Figura 4: Area di progetto

Per la piena bicentenaria, si è considerata una sezione liquida di 908,8mq, senza

considerare le zone golenali, che corrisponde ad una quota per il livello di piena bicentenaria

pari a 90,8m s.l.m.

Nel tratto di fiume attorno alla sezione corrispondente alla briglia esistente, il corso del

Tronto può essere considerato mediamente costante come forma e come caratteristiche

idrauliche (scabrezza delle superfici, presenza di vegetazione, ecc.); questa risulta essere la

sezione di più interesse per il calcolo del livello di massima piena con un tempo di ritorno di

200 anni. Va sottolineato che la presenza della paratoia mobile non influenzerà negativamente

sul deflusso delle piene, in quanto questa viene automaticamente abbassata fino a raggiungere

il livello attuale, ogniqualvolta si verifichino portate che superino i livelli stabiliti.

Il valore ricavato è puramente di stima, ma è lecito pensare che l’errore rispetto al

comportamento reale sia dell’ordine delle decine di centimetri.

Prevedendo una escursione massima rispetto al valore stimato di 0,7 m. si può considerare

una quota del pelo libero nel punto di interesse non superiore a 91,5 m. s.l.m.

La centrale quindi sarà realizzata in modo da avere il piano fuori terra con pavimento a

quota superiore rispetto al livello di massima piena con tempo di ritorno di 200 anni, in modo

da evitare qualsiasi danno alle apparecchiature elettriche che saranno posizionate in loco.


Figura 3.4: Sezione del Tronto in corrispondenza della briglia esistente con livello della massima piena con Tr= -200 anni


2.6 Studio idrologico delle portate derivabili

Lo studio delle portate disponibili è di grande importanza perché permette di determinare la

portata massima da derivare e di dimensionare in modo adeguato l’impianto elettrico.

La caratteristica del deflusso fluviale estremamente importante ai nostri scopi è la “curva di

durata delle portate” (FDC – flow duration curve).

La durata di una portata è definita come la frazione di anno, solitamente giorni, in cui si

hanno portate uguali o maggiori di tale portata nella sezione considerata. La curva di durata è

dunque rappresentata su un piano cartesiano avente come ascissa la durata, in giorni, è come

ordinata la portata corrispondente; il suo andamento è naturalmente decrescente all’aumentare della

durata.

Avendo a disposizione i dati di portata giornaliera relativi ad un intero anno, il calcolo della

curva di durata risulta di relativa facilità; in caso contrario, esistono doversi studi che propongono

vari metodi di calcolo per la regionalizzazione delle portate.

Occorre tuttavia considerare che il potenziale idrico a disposizione è inferiore di quello

rappresentato dalla curva delle durate, stante il vincolo di rilascio al fiume nella sezione di

derivazione di una quantità d’acqua pari al Deflusso Minimo Vitale.

Ai nostri fini è importante dunque determinare la Curva di Utilizzazione, ovvero la Curva di

Durata della portata realmente derivabile, con i valori di portata decurtati di una quantità d’acqua

pari al DMV.

Nei pressi della sezione di chiusura del bacino del fiume Tronto considerato, non sono

ubicate stazioni di rilevamento per la misurazione delle portate nel fiume; sono però presenti dati

idrologici di un periodo di 5 anni, della stazione di “Brecciarolo”, circa 1 km a monte della sezione

considerata. Questi dati sono sufficienti per caratterizzare la portata nel tratto di interesse, in

considerazione del fatto che si riferiscono agli anni 2010 – 2009 – 2008 – 2007 - 2006

2.6.1 Metodo di calcolo della curva di durata delle portate

Per calcolare la curva di durata delle portate, si è utilizzato un campione di dati di 5 anni (2010-

2006) relativi alla stazione “Brecciarolo” sita a circa 1 km a monte della derivazione.


Figura 3.5_Curva di durata delle portate relativa ad un periodo di osservazione di 5 anni, rapportato ad un anno; in ascissa si trova la percentuale di giorni in cui si verificano le portate in un anno tipo

0

5

10

15

20

25

30

35

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

Curva disponibilità portate periodo di 5 anni


3. Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV)

3.1 Applicazione del metodo di calcolo

Il progetto prevede l’utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune di

Ascoli Piceno circa 100 metri più a valle del ponte stradale che collega la Via Salaria Inferiore

SP235 e la Strada della Bonifica. Nel sito oggetto di intervento esiste già una briglia realizzata per la

regolazione del deflusso del fiume.

Il progetto prevede l’utilizzo di un dislivello di 5,2 metri tra quota 85,27 e 79,77 m s.l.m., con lo

scopo di produrre energia elettrica da cedere totalmente al gestore della rete.

Per la valutazione della portata istantanea derivabile dal Fiume Tronto alla sezione di interesse

risulta indispensabile la preliminare valutazione della portata di deflusso minimo vitale del corso

d’acqua, definita come “il deflusso che, in un corso d’acqua, deve essere presente a valle delle

captazioni idriche al fine di mantenere vitali le condizioni di funzionalità e di qualità degli

ecosistemi interessati”, ovvero la portata minima del fiume in grado di garantire la conservazione

dell’ecosistema e la sopravvivenza certa delle specie che lo definiscono, con particolare riferimento

alla fauna e alla flora ivi esistente.

Per il calcolo del DMV specifico per la sezione di interesse della derivazione in questione, si

è fatto riferimento alla formula proposta dal PIANO DI TUTELA DELLE ACQUE (PTA),

sezione D, Allegato I, II, approvato con D.A.A.L.R. N°145 DEL 26/01/2012.

Principale scopo delle attività svolte dal gruppo di lavoro suddetto era quello di ottenere una

formulazione che potesse migliorare l’indicazione, fino ad allora assai generica per l’intero territorio

Marchigiano, di un DMV pari a 2 l/s per Kmq. Il metodo proposto tiene invece conto di diversi

fattori fisici ed ambientali (precipitazioni, altitudine, stato ecologico del corso d’acqua, valore

naturalistico, geomorfologia dell’alveo..).

La formula di calcolo del DMV è costituita da una componente idrologica, calcolabile con la

formula parametrica o, in alternativa, con la formula razionale, con una ulteriore specificazione per i

bacini montani, e da una componente morfologico - ambientale:

dove:

DMV = deflusso minimo vitale complessivo, espresso in l/s;

maidr CDMVDMV ⋅=




mondmvidr BHPSGqDMV ⋅⋅⋅⋅⋅=

TGPNEC mIFFma ⋅⋅⋅= ),max(

DMVidr = componente idrologica del DMV, calcolata con la formula parametrica definita come

segue:

Cma = componente morfologica-ambientale, intesa come fattore moltiplicativo della

componente idrologica, definita come segue

I fattori inclusi nella formula della componente idrologica sono i seguenti:

• Q d,m,v = rilascio specifico = 1,6 l/s x kmq.

Stabilisce una portata minima di riferimento proporzionale alla

superficie del bacino sottesa alla sezione del corpo idrico nel quale si

calcola il DMV.

• G = Fattore geografico

Stabilito in corrispondenza delle sezioni fluviali dotate di stazioni

idrometrografiche SIMN in modo tale che il prodotto dei fattori della

componente idrologica (Q d,m,v x G x S x P x A) della formula risultasse pari

all’incirca al 10 % della portata media annua del corso d’acqua.

I valori indicati per i principali corsi d’acqua sono i seguenti:

Trattandosi del Fiume Tronto, il fattore assume valore 1.




• S = Superficie imbrifera espressa in Kmq del bacino idrografico sotteso alla

sezione di derivazione = 972 Kmq

• P= Parametro di precipitazione media

Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella:

Per la stima delle precipitazioni medie annue si utilizzeranno i dati ufficiali e le serie storiche,

pubblicati sugli Annali Idrologici, delle stazioni pluviometriche del SIMN e dei Centri Funzionali

Regionali, relative al periodo 1950-1989, ricadenti all’interno o in posizione limitrofa al bacino

idrografico sotteso dalla sezione di interesse e distribuite in maniera rappresentativa rispetto alla

variazione altimetrica della superficie imbrifera. Tali dati di precipitazione sono riportati nella

pubblicazione “Campo medio della precipitazione annuale e stagionale sulle Marche per il periodo

1950-2000” del Centro Funzionale della Protezione Civile della Regione Marche e dell’Osservatorio

Geofisico sperimentale di Macerata.

Il dato di precipitazione media annua relativo alla località Brecciarolo nel comune di Ascoli

Piceno dove è ubicata la nostra sezione di derivazione risulta essere di circa 1060 mm, come si

desume dalla seguente carta relativa alla Regione Marche nel periodo 1950-1989v.

Essendo l’altezza media del bacino pari a 877 m s.l.m., dalla precedente tabella si è ricavata la

precipitazione media annua, da cui:




il valore del fattore P associato sarà dunque di 1060/1000=1,06.

• H = Parametro di Altitudine media

Rappresenta l’altitudine media, in metri sul livello del mare, nel bacino idrografico sotteso

dal punto in cui si calcola il DMV.

Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella:

L’altitudine media del bacino nella zona di nostro interesse risulta pari a 877 m s.l.m., come

riportato sugli Annali Idrografici relativi alla Stazione di Brecciarolo, ubicata circa nel sito

dell’impianto.

Il valore del parametro H risulta quindi pari a 1,23

• Bmon = 1.0, fattore moltiplicativo per tratti di corsi d’acqua a regime di flusso

perenne evidenziati in Tav. 1-D.5 sotto la denominazione “Reticolo Idrografico Principale per il

DMV” e situati all’interno del “Limite Fascia Carbonatica Montana A”, assunto uguale a:

- 2,0 per i soli tratti montani dei Fiumi Potenza, Scarsito, Chienti (rami di Gelagna e di Pieve

Torina), Fornace, Fiastrone, Tenna, Aso, Tronto, nonché dei loro tributari evidenziati;

- 1,0 per i restanti tratti fluviali.

I fattori inclusi nella formula della componente morfologica-ambientale Cma, intesa come fattore

moltiplicativo della componente idrologica sono:




E =, Parametro dello stato ecologico dei corsi d’acqua identificato dall’indice SECA,

che combina due indicatori:

• LIM (Livello di Inquinamento da Macrodescrittori) che fornisce un’indicazione

sullo stato trofico e microbiologico della matrice acquosa del corpo idrico prendendo in

considerazione 8 macrodescrittori, vale a dire una serie di parametri tipici delle attività umane e che

sono indici di inquinamento organico (ossigeno, azoto, fosforo..)

• IBE (Indice Biotico Esteso) che descrive lo stato biologico prendendo in esame le

comunità dei macroinvertebrati bentonici che vivono, almeno una parte del loro ciclo biologico, a

contatto con i substrati di un corso d’acqua.

La determinazione del SECA viene effettuata considerando il risultato peggiore tra il dato

relativo ai Macrodescrittori e quello relativo all’IBE.

Si è assunto lo stato ecologico (SECA) sufficiente, in base ai dati di rilevamento della stazione

seguente di monitoraggio:

Da cui si desume che la classe dello stato ecologico è 3.

In base alla tabella seguente

E=1.2




Max (N, PIFF) tale espressione indica che nella formula sarà applicato il massimo tra i

valori del parametro N, naturalità, e del parametro PIFF, correlato all'indice di

funzionalità fluviale, calcolati distintamente.

Nel tratto fluviale considerato si è proceduto a calcolare distintamente entrambi i parametri N e PIFF

e nella formula verrà utilizzato solo quello tra i due parametri che assumerà il valore più elevato.

I parametri N e PIFF da considerare sono quelli più elevati del tratto fluviale interessato:

• N = Parametro di Naturalità

L’opera in progetto è contigua aree urbanizzate, pertanto si assume N= 1

• IFF = Indice di Funzionalità Fluviale

Esso per definizione è valutato in relazione allo stato complessivo dell’ambiente fluviale e

della sua funzionalità, intesa come risultato della sinergia e dell’integrazione di una serie di fattori

biotici ed abiotici presenti nell’ecosistema acquatico ed in quello terrestre ad esso collegato.

L'analisi dell'integrità e funzionalità del fiume. Tronto è stata effettuata tramite l'utilizzo

dell'Indice Funzionale Fluviale (I.F.F.) che ha evidenziato la situazione illustrata in dettaglio nella

seguente tabella, riferita alla sezione fluviale della soglia esistente.




Punteggio medio 206 da cui si ha:

PIFF=1.0

Nella formula sarà applicato il massimo tra i valori dei due parametri N e IFF che nell caso

considerato è risultato pari a 1.0

• Gm = Parametro Geomorfologico

Il Parametro tiene conto delle caratteristiche geomorfologiche locali dell’alveo (i.e. perimetro

bagnato e raggio idraulico, rapporto lunghezza/profondità dell’alveo, pendenza e tipologia

morfologica dell’alveo, presenza di pools, permeabilità dei substrati..). La sua determinazione spetta

all’autorità competente al rilascio della concessione. In attesa assume un valore unitario.




• T = Modulazione temporale di portata

Parametro differenziato per ogni mese e per bacini idrografici, che permette di variare il DMV

base nei vari periodi dell’anno, in funzione della variabilità idrologica delle portate naturali. I fattori

da assegnare al parametro in ogni mese dell’anno, nei vari bacini idrografici, sono riportati nella

successiva tabella.

Quindi si assume per il parametro T:

T = 1.3 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)

T = 1.5 (febbraio, marzo)

T = 1.0 (luglio, agosto, settembre, ottobre)

Pertanto, essendo DMV = DMVidr*Cma

Dove:

DMVidr =2041 l/s

Cma = 1.56 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)

Cma =1.8 (febbraio, marzo)

Cma =1.2 (luglio, agosto, settembre, ottobre)

Da cui:

DMV = 3185 l/s (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)

DMV = 3675 l/s (febbraio, marzo)

DMV = 2450 l/s (luglio, agosto, settembre, ottobre)

Si è scelto come valore del DMV rilasciato per tutto l’anno 3,7 mc/s


Figura 4: Curva di utilizzazione della portata

0

5

10

15

20

25

30

35

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Curva utilizzazione periodo di 5 anni

IMPIANTO IDROELETTRICO “BRECCIAROLO” – Ascoli Piceno – Fiume Tronto

Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l. e FREE ENERGY s.n.c.

RELAZIONE IDROLOGICA 32

4. Considerazioni conclusive

In base a considerazioni basati sulla curva di utilizzazione della portata e facendo una

valutazione sui costi-benefici derivanti dalla produzione di energia elettrica, si è scelto come

valore di portata massimo derivabile 12mc/s, disponibile per circa 65 giorni all’anno.

Considerando una durata annua della derivazione pari a 265 giorni all’anno, si ottiene un

volume derivato pari a circa 100.245.600 mc all’anno.

Nella tabella seguente sono riportati i dati di portata derivabile mensile ed annua.

Durata (%)

Durata (gg/anno)

Portata (mc/sec) DMV

Portata

disponibile (mc/sec)

5 18 15,7 3,7 12

10 36 15,7 3,7 12

15 54 15,7 3,7 12

20 73 15,2 3,7 11,5

25 91 12,7 3,7 9

30 109 11,7 3,7 8

35 127 10,45 3,7 6,75

40 146 9,45 3,7 5,75

45 164 8,2 3,7 4,5

50 182 7,2 3,7 3,5

55 200 6,2 3,7 2,5

60 219 5,5 3,7 1,8

65 237 4,95 3,7 1,25

70 255 4,45 3,7 0,75

75 273 3,7 3,7 0

80 292 3,7 3,7 0

85 310 3,7 3,7 0

90 328 3,7 3,7 0

95 346 3,7 3,7 0

100 365 3,7 3,7 0

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