PROGETTO ESECUTIVO PER LA REALIZZAZIONE DEGLI … · DMV invernale è stabilito dal PGUAP pari a...

BETTI & VIALLI

PROVINCIA AUTONOMA DI TRENTO

COMUNI DI PEJO E OSSANA

PROGETTO ESECUTIVO PER LA REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI

IDROELETTRICI DI MASO CASTRA E CUSIANO E.R.1.1

RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA

IMPIANTO DI MASO CASTRA VASCA DI CARICO IMPIANTO DI CUSIANO

TRENTO, Marzo 2013 IL PROGETTISTA dott. ing. Vittorino Betti

Relazione Tecnica MasoCastra – Progetto esecutivo per realizzazione degli impianti idroelettrici di Maso Castra e Cusiano

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INDICE

INDICE ................................................................................................................................................ 1

1 PREMESSA ................................................................................................................................. 4

2 SCHEMA IDRAULICO MASO CASTRA ................................................................................ 6

3 OROGRAFIA .............................................................................................................................. 7

3.1 Sistema idrografico ................................................................................................................ 7

4 BILANCIO IDROLOGICO......................................................................................................... 9

4.1 Analisi idrologica ................................................................................................................. 10

4.2 Determinazione della scala di deflusso ................................................................................ 10

4.3 Analisi dei risultati ............................................................................................................... 12

4.4 Portata di rispetto e portata residua ...................................................................................... 20

5 DESCRIZIONE DELLE OPERE CIVILI IMPIANTO DI MASO CASTRA .......................... 23

5.1 OPERA DI PRESA DELL'IMPIANTO DI MASO CASTRA ............................................ 23

5.1.1 Bocca di presa e camera sghiaiatrice ............................................................................... 25

5.1.2 Scala di rimonta ............................................................................................................... 26

5.1.3 Vasca dissabbiatrice ......................................................................................................... 27

5.1.4 Canale di scarico .............................................................................................................. 30

5.2 CANALE A PELO LIBERO IMPIANTO DI MASO CASTRA ........................................ 30

5.3 VASCA DI CARICO E CAMERA DI MANOVRA DELL'IMPIANTO DI MASO

CASTRA .......................................................................................................................................... 31

5.4 CONDOTTA FORZATA DELL'IMPIANTO DI MASO CASTRA .................................. 35

5.5 EDIFICIO CENTRALE MASO CASTRA ......................................................................... 38

5.5.1 Centrale per alloggiamento macchinari ........................................................................... 38

5.5.2 Descrizione impiantistica ................................................................................................. 39

5.5.3 Sistemi di controllo a distanza ......................................................................................... 41

5.5.4 Consegna dell’energia ...................................................................................................... 41

6 OPERA DI PRESA IMPIANTO DI CUSIANO ....................................................................... 42

6.1 Scarico della vasca di presa di Cusiano ............................................................................... 43

7 MOVIMENTI TERRA .............................................................................................................. 44


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8 VIABILITA' DI SERVIZIO MASO CASTRA ......................................................................... 45

9 PROGRAMMA DI MONITORAGGIO DELL'ECOSISTEMA FLUVIALE .......................... 45

10 PIANO ESECUZIONE LAVORO ............................................................................................ 46

11 ANALISI COSTI DI COSTRUZIONE ..................................................................................... 46


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pagina 4

1 PREMESSA

Il presente progetto di variante al sistema di impianti in cascata già autorizzati per annullare il

fenomeno dell’hydropeaking sull’asta del torrente Noce dallo scarico della centrale di Cogolo Pont

alla confluenza con il torente Vermigliana è il risultato di una serie di analisi e sollecitazioni

avanzate dalla Comunità di Valle della Val di Sole, legate sostanzialmente ad un possibile uso

turistico/sportivo delle acque scaricate dal sistema idraulico.

La presente relazione tecnico illustrativa si riferisce ad una proposta progettuale di variante

all’impianto di Cusiano (C/14076), già oggetto di concessione a derivare dallo scarico della centrale

di Maso Castra; l’impianto è già stato iscritto nei Registri del GSE fra gli impianti ammessi ad

incentivi.

Durante la visita di ordinanza, alcuni soggetti del Comune di Ossana si sono presentati con la

richiesta di poter utilizzare lo scarico della centrale di Cusiano per la realizzazione di un campo di

gara per canoe e kayak, simile a quello realizzato come pista per le olimpiadi di Londra 2012. La

proposta di poter utilizzare le acque in portata consistente e comunque regolabile senza oneri di

pompaggio appariva ai proponenti allettante sotto diversi punti di vista.

Si segnala per completezza di informazione che non esistono piste analoghe a livello nazionale, se

non una sulla Dora Baltea, realizzata nella fascia golenale dell’affluente del Po; la conoscenza

ormai consolidata del Torrente Noce come area di pratica delle attività sportive in ambito fluviale

verrebbe naturalmente integrata dall’offerta di cui sopra. Da ultimo, lo sviluppo costante dell’attività

di sport fluviali a livello europeo (ma si spera anche a livello nazionale) può essere di ulteriore

stimolo per lo sviluppo dell’attività turistica all’interno delle valli del Noce. Palesando una sostanziale

condivisione di quanto sopra, la Comunità di Valle della Val di Sole, tramite l’assessore competente,

si è fatta parte diligente nei confronti della società Alto Noce Srl, chiedendo sostanzialmente un

approfondimento ed una possibile condivisione dell’iniziativa proposta da parte di Alto Noce Srl.

La società Alto Noce Srl, partecipata in quota di maggioranza dai Comuni di Peio e di Ossana, in un

proprio CdA ha ribadito l’interesse per la proposta avanzata già valutata favorevolmente in sede di

visita di istruttoria, rendendosi disponibile a valutare, congiuntamente ai richiedenti, una soluzione

che potesse favorirli, nel rispetto dei seguenti vincoli:

- La produzione dell’impianto di Cusiano deve assolutamente rimanere mediamente invariata;

- Le tempistiche di realizzazione dell’impianto non devono subire alcun ritardo;

- I terreni già acquisiti per la realizzazione dell’edificio centrale dovranno essere acquistati, al

prezzo di acquisto praticato da Alto Noce Srl, dal soggetto incaricato di realizzare l’impianto

di cui sopra;

- I proprietari dei fondi interessati dalla realizzazione nella nuova localizzazione dell’edificio

centrale dovranno essere favorevoli alla cessione dei terreni alle condizioni già praticate per

quelli acquisiti da Alto Noce Srl.


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Sulla base di queste considerazioni e dei vincoli posti, è stata sviluppata la presente soluzione

progettuale che, se accettata, risulta in grado di soddisfare le diverse istanze. In particolare lo

spostamento dell’edificio centrale con una riduzione del salto di circa 4 m dovrebbe essere

compensato da una riduzione del DMV invernale dai 1800 l/s previsti dal disciplinare in concessione

a 1200 l/s circa. Questa riduzione consente di mantenere praticamente invariata la potenza

nominale di concessione e conseguentemente il valore della produzione attesa. Si segnala che il

DMV invernale è stabilito dal PGUAP pari a circa 600 l/s e che, comunque, durante la stagione

invernale, il valore del DMV richiesto dal titolo concessorio non appare normalmente presente in

alveo. Il valore proposto risulta essere pari a 2 volte il Deflusso Minimo Vitale stabilito dal PGUAP

per i mesi invernali; la stessa proporzione viene proposta per i mesi estivi, assecondando la

modulazione prevista dal PGUAP, stabilendo il valore del rilascio minimo pari a 1800 l/s durante i

mesi da maggio a ottobre compresi. E' evidente che, in caso di accettazione di tale proposta, il

valore del DMV invernale dovrebbe essere fisso ed invariabile, non essendo la mancata produzione

concernente la riduzione del salto compensabile in modo diverso; pur tuttavia, lo stesso disciplinare

di concessione prevede una rimodulazione del DMV sulla base di un monitoraggio ambientale, la

proposta operativa del quale è giacente presso i competenti Servizi Provinciali in attesa di

validazione.

Le acque turbinate dalla nuova centrale dovranno di necessità essere scaricate nel torrente Noce,

circa 200 m a monte della confluenza con il torrente Vermigliana; questo aspetto costituisce un

elemento di natura ambientale che i competenti servizi dovranno valutare ed eventualmente

validare nella sua fattibilità. La necessità di questo accorgimento è dovuta sostanzialmente alla

volontà di garantire la modularità delle portate sulla pista di kayak; la portata immessa sulla pista

verrà gestita tramite una paratoia appositamente realizzata e le eventuali acque in esubero

potranno essere scaricate direttamente nel torrente Noce senza interessare la pista stessa.

L’incremento di volume derivato, attuato per compensare le perdite di salto disponibile, interessa

ovviamente anche il soprastante impianto di Maso Castra, che pertanto è stato modificato nella

quota della vasca di carico (dissipando artificialmente circa 3 m di salto) e nella quota dell’edificio

centrale, in modo da garantire il rispetto dei 3 MW imposti dal PEAP.

Rimane ancora da definire con apposita convenzione con la Comunità di Valle della Val di Sole

l’acquisto dei terreni già acquisiti per la realizzazione dell’edificio centrale e le modalità di gestione

del sistema di alimentazione della futura pista di Kayak/canoe, che per ovvie ragioni di sicurezza

non potrà che essere gestito da Alto Noce Srl.

Di seguito si riporta la descrizione relativa al solo impianto di Maso Castra ed alla vasca di

carico dell’impianto di Cusiano.


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2 SCHEMA IDRAULICO MASO CASTRA

L’impianto di Maso Castra preleverà le acque intercettando il canale di scarico della centrale di

Cogolo a quota 1.008,00 m s.l.m. (quota di prelievo in alveo) e le restituirà alla centrale di Maso

Castra subito a valle del Rio di Celentino a quota 1.027,65 m s.l.m.(quota piano di calpestio), con

un salto nominale di concessione pari a 77.68 m.

Il canale a pelo libero, dimensionato per una portata massima di 9,6 mc/s, sarà costituito da una

struttura in calcestruzzo di larghezza interna pari a 3,00 m e altezza interna di 1,25 m, pendenza

pari al 0,5% e lunghezza di 295,71 m. Il canale collega l'opera di presa alla vasca di carico,

caratterizzata da una quota del pelo libero pari a 1.104,45 m slmm.

La condotta forzata, diametro DN 2200 mm e lunghezza pari a 1.274,75 m, consente il

trasferimento dell'acqua dalla vasca di carico all’edificio centrale, posto ad una quota del piano di

ingresso pari a 1.027,65 m slmm che ospiterà tre turbine Francis ad asse verticale.

Lo scarico della portata turbinata viene indirizzato verso la camera di carico dell'edificio di Cusiano

e in alternativa verso il torrente Noce immediatamente a valle dell’edificio centrale (quota

restituzione 1.010,17 m s.l.m.m.) mediante un canale di scarico completamente interrato.

Figura 1: Caratteristiche tecniche dell'impianto di Maso Castra


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3 OROGRAFIA

Il bacino idrografico del Torrente Noce occupa la parte nord-occidentale del Trentino, con una

superficie di 1.375 kmq, di cui 75 ricadono nella provincia di Bolzano. Si estende dai ghiacciai della

Presanella e del Cevedale, posti a quote superiori ai 3.500 m s.l.m.m., fino alla confluenza del

Torrente Noce con il fiume Adige a quota 198 m s.l.m.m.. È formato da due valli principali, la Val di

Non e la Val di Sole.

Il Torrente Noce trae origine da due distinti corsi d’acqua: il Noce di Val del Monte, che nasce dal

Corno dei Tre Signori (3395 m slmm) e il Noce di Val de La Mare (o Noce Bianco) che scende dal

versante meridionale del Monte Cevedale (3764 m s.l.m.m.). La confluenza fra i due rivi è

localizzata presso Cogolo; da qui il Noce percorre la Valle di Peio fino a Fucine, dove riceve in

sponda destra le acque del Torrente Vermigliana, che nasce dal passo Tonale (1884 m s.l.m.m.).

A valle della confluenza con la Vermigliana il Noce assume carattere prevalentemente fluviale e

attraversa la Valle di Sole, con andamento da W-SW verso E-NE, fino al ponte di Mostizzolo, dove

va ad alimentare il lago artificiale di S. Giustina. Qui si apre ampia la Valle di Non, che il torrente

percorre volgendo verso sud, nascosto in profonde forre modellate dalla forza dell’acqua, fino alla

gola in località Rocchetta. A valle di essa il Noce entra nella Val d’Adige, formando sul lato sinistro

della stessa una vasta piana alluvionale, che percorre prima in direzione NW-SE e poi da N a S,

fino allo sbocco nel fiume Adige, a sud di Zambana.

La lunghezza del Torrente Noce dalla confluenza fra i due rami presso Cogolo fino alla foce

nell’Adige è di circa 61 km, con un dislivello di 975 m, che corrisponde ad una pendenza media del

6.2%. Caratteristica di questo bacino, oltre ai tipici laghetti alpini ed alle numerose cascate sono gli

invasi artificiali realizzati soprattutto per scopi idroelettrici. Oltre al già citato lago di Santa Giustina,

sono presenti i bacini di Pian Palù, del Careser e di Mollaro e varie opere di prese secondarie su rivi

minori.

Per quanto riguarda gli impianti di progetto si sottolinea come l’estensione superficiale del

sottobacino chiuso in corrispondenza dell’opera di presa di Maso Castra è pari a 152.17 kmq

mentre quella relativa allo scarico dell’opera di captazione di Cusiano è di 166.86 kmq.

3.1 Sistema idrografico

Il corso del Torrente Noce ha una lunghezza di circa 79.5 km, con pendenze parziali del 7.2 %

lungo la Val di Peio tra Cogolo e Fucine, dell’8 % circa da Fucine a Dimaro, del 1.2 % da Dimaro a

Mostizzolo e del 3.7 % tra la diga di Santa Giustina e la confluenza con il fiume Adige.

La parte più montana del bacino è caratterizzata da un sistema idrografico elementare. I corsi

d’acqua che solcano i versanti delle valli presentano carattere torrentizio molto accentuato, con aste

di modesto sviluppo in lunghezza e forte pendenza. Le acque di questi rivi sono convogliate nei due

torrenti che danno origine al Noce. Il Noce Bianco o Noce di Peio ha origine nella testata della Val


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de la Mare a 2.500 m di quota, presso il confine con la Provincia di Bolzano. Esso forma il bacino

artificiale del Careser, quindi percorre la valle in direzione nord-sud con una pendenza di circa il

10.8 %. Il Noce di Val del Monte nasce dai ghiacciai del Corno dei Tre Signori a 2.700 m di quota,

presso lo spartiacque con il bacino dell’Adda. Esso percorre la Val del Monte da ovest ad est con

pendenza superiore al 10 % e alimenta il bacino artificiale di Pian Palù. A valle della confluenza fra i

due rami il Noce riceve in destra idrografica le acque della Vermigliana, che scende dal Passo del

Tonale, e del Torrente Meledrio, che scende da Campo Carlo Magno. Il principale affluente di

sinistra è il Torrente Rabbies che proviene dalla Val di Rabbi. Dopo la gola di Mostizzolo il Noce

entra in Val di Non, dove forma il lago di Santa Giustina, il più grande bacino artificiale del Trentino,

sia come estensione (4 kmq) che come capacità (172 milioni di m3).

Nel bacino del Noce, come in molte altre regioni alpine, sono presenti numerosi laghi di piccola

estensione, fra cui i laghi della Val di Peio (Lagostel, Lago delle Marmotte, Lago Nero, Lago Lungo,

Laghetto della Lama). Dal lago delle Malghette ha origine il Torrente Meledrio.

I ghiacciai presenti, alcuni anche di notevole estensione, sono concentrati soprattutto nell’area del

Gruppo Ortles-Cevedale (ghiacciai di Valpiana, del Vioz, del Careser, della Mare, Vedretta Rossa) e

Adamello-Presanella (ghiacciaio Presena), mentre nel Gruppo del Brenta sono praticamente

assenti. Essi coprono una superficie complessiva di circa 1770 ettari.

Il Torrente Noce è in concessione all’Associazione Sportiva Pescatori Solandri che gestisce anche

le altre acque della Val di Sole e delle valli laterali. Nonostante le buone caratteristiche del corso

d’acqua (alveo quasi del tutto naturale, portata abbondante, profonde buche, corrente forte e grossi

massi), la popolazione ittica spontanea risulta fortemente penalizzata in quanto risente

maggiormente, rispetto ai tratti a valle, degli sbalzi giornalieri di portata causati dalla centrale

idroelettrica HDE di Cogolo. Tutto il tratto in esame fa parte della zona di pesca la cui popolazione

ittica è composta da trota fario con la presenza di trota marmorata ed ibridi. Il Torrente Noce in

prossimità dell’abitato di Cogolo e tutte le acque minori del fondovalle, sorgenti, parecchi rivi, ma

anche tratti dei torrenti principali, sono stati vincolati a "bandita di pesca" ed in esse è vietata la

pesca. Queste zone, create per permettere l’accrescimento naturale del pesce, servono per

catturarvi i riproduttori da impiegare presso l’incubatoio ma soprattutto per prelevare materiale da

ripopolamento da trasferire in zone aperte alla pesca.


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4 BILANCIO IDROLOGICO

La presenza dei bacini artificiali del Careser e di Pian Palù influenza notevolmente il regime

idrologico del Noce fin dalla testa del bacino. Le oscillazioni della portata defluente in alveo, nel

tratto a valle dl punto di immissione della centrale HDE di Cogolo, sono estremamente pronunciate

in conseguenza dell’utilizzo particolare delle dighe della val di Peio. Esse rappresentano invasi di

modulazione, producono cioè energia elettrica solamente nelle ore del giorno in cui la richiesta

dell’utenza è maggiore. Nell’ipotesi che la centrale di Cogolo Pont turbini dalle 8 alle 14 di tutti i

giorni feriali, in queste ore sarà rilasciata in alveo una portata di circa 11 m3/s, un valore molto

superiore rispetto alla quantità d’acqua che transita nell’alveo per i contributi dell’interbacino a valle

delle dighe.

figura 2: andamento delle portate del Noce all’altezza di Celledizzo per due giorni feriali tipici

Le figure mostrano come i picchi di portata dovuti agli scarichi della centrale di Cogolo vadano a

sommarsi alla portata media naturale (calcolata sulla base dei contributi medi dell’interbacino)

rappresentando un aumento che va dal 278% del mese di luglio al 1700% del mese di gennaio. In

maniera più generale si può affermare che le portate del Noce a valle di Cogolo sono soggette a

repentine e consistenti variazioni di un ordine di grandezza che possono durare per alcune ore e

verificarsi per una o due volte all’interno di un giorno. La presenza dei bacini di accumulo riduce

notevolmente le oscillazioni di portata seguite da eventi meteorici, per cui anche le portate di

morbida e di piena che si registrano nei due rami del Noce della val di Peio sono di norma inferiori a

quelli che si dovessero calcolare con metodologie razionali o statistiche, che di norma considerano

una risposta “naturale” del bacino.

Gennaio

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0.00 6.00 12.00 18.00 0.00 6.00 12.00 18.00 0.00

t [ore]

Q [

m3/s

]

Luglio

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0.00 6.00 12.00 18.00 0.00 6.00 12.00 18.00 0.00

t [ore]

Q [

m3/s

]


pagina 10

4.1 Analisi idrologica

Per determinare l'entità di portata derivabile dal Torrente Noce è di fondamentale importanza

conoscere la quantità di acqua che è mediamente presente in alveo. Le valutazioni da fare per il

dimensionamento dell'impianto fanno riferimento ad un'analisi delle portate medie annue e mensili.

La stima di questi valori è stata ottenuta sfruttando i tiranti idrici misurati in corrispondenza della

stazione di Cogolo, gestita dal Servizio Dighe della Provincia Autonoma di Trento. La stazione di

misura, che si colloca presso il ponte di Cogolo, si compone essenzialmente di un idrometro ad

ultrasuoni che rileva il tirante idrico presente nel Torrente Noce ad intervalli di tempo prefissati. Nel

caso in esame i dati utilizzati nell’analisi sono quelli registrati dal sensore con scansione temporale

oraria nel periodo di tempo compreso fra il 2005 e il 2011.

Sebbene presso la stazione di Cogolo il Servizio Dighe della Provincia Autonoma di Trento abbia

già realizzato una propria scala di deflusso per la determinazione delle portate transitanti nel corso

d’acqua, analizzando misure occasionali eseguite sui volumi scaricati dalla centrale HDE di Cogolo

Pont, si sono riscontrate diverse incongruenze con la portata effettivamente presente in alveo.

Nel periodo di tempo compreso fra il 01/01/2009 e il 1/7/2011, sono pertanto eseguite nuove

campagne integrative di misure di portata, con il metodo della concentrazione salina, in

corrispondenza sia dello scarico della centrale HDE che presso la stazione di misura idrometrica

della PAT, cercando di ottenere una scala di deflusso che meglio approssimasse i dati di portata,

rispetto a quella messa a disposizione dall’Ufficio Dighe.

Sfruttando la relazione tirante-portata così ottenuta ed i valori di tirante misurati in corrispondenza

della stazione di Cogolo è stato possibile ricavare le portate orarie a partire dal 2 agosto 2005, con

le quali è stata effettuata l' intera analisi idrologica.

4.2 Determinazione della scala di deflusso

La determinazione della nuova scala di deflusso relativa al Torrente Noce è stata effettuata a partire

dai risultati di una serie di campagne di misura di portata svolte con il metodo della diluizione. Il

metodo chimico della diluizione si basa sull’ipotesi che un tracciante immesso in un corso d’acqua

conservi la sua massa lungo il tratto di alveo compreso tra il punto d’iniezione e quello di

campionamento. L’immissione istantanea in alveo di una quantità nota di tracciante solubile in

acqua (Cloruro di Sodio, NaCl) determina la rapida diluizione della sostanza ed una conseguente

variazione della sua concentrazione nel torrente, rilevabile con un conduttivimetro. Con questa

tecnica si giunge per integrazione al valore della portata del corso d’acqua attraverso la seguente

relazione (Shudler et al., 2003):


pagina 11

2

0

02

t

t

dtCC

MQ

M è la quantità di tracciante iniettato [kg];

Q è la portata transitante nel torrente [l/s];

C2 è la concentrazione del tracciante nell’acqua del torrente, a valle

del punto di iniezione, al passaggio della nuvola con elevate

concentrazioni di tracciante al tempo t [g/l];

Co è la concentrazione di base del tracciante nell’acqua del torrente,

misurata prima dell’iniezione, al tempo to [g/l].

Le campagne di misura integrative sono state effettuate in diversi periodi nel corso dell’anno, al fine

di cogliere la variabilità temporale delle portate e riuscire così a costruire una scala di deflusso

accurata. I punti di misura sono localizzati in prossimità dello scarico della centrale HDE ed in

corrispondenza della stazione di misura della PAT, posta a Cogolo.

Da un punto di vista operativo, l’iniezione è stata realizzata in maniera istantanea, circa 50 m a

monte dei due punti di misura, diluendo in sito una quantità di tracciante nota preventivamente

pesata. La scelta della distanza di campionamento è stata effettuata in modo tale da garantire la

completa miscelazione fra soluto immesso e solvente, evitando in questo modo errori grossolani nel

calcolo della portata. La valutazione della concentrazione naturale del tracciante nel corso d’acqua

è stata realizzata, per ogni campagna di misura, in diversi punti dell’alveo al fine di ottenere valori

indisturbati, la cui media rappresenta il riferimento assunto.

La relazione analitica che meglio approssima le coppie di punti misurate presso le stazioni di

campionamento rispetta la canonica legge di potenza:

bhaQ

h è il tirante idrico che si instaura nella sezione di misura [m];

Q è la portata transitante nel torrente [mc/s];

a è un coefficiente pari a 17,77 che viene stimato mediante la tecnica dei minimi quadrati;

b è un coefficiente pari a 2,107 che viene stimato mediante la tecnica dei minimi quadrati.

figura 3: scala di deflusso – Torrente Noce

y = 17.778x2.1077

0

5

10

15

20

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Q[mc/s]

h[m]

SCALA DI DEFLUSSO


pagina 12

4.3 Analisi dei risultati

La scala di deflusso così determinata ha consentito di associare ad ogni tirante registrato dalla

stazione di Cogolo un valore di portata defluente: confrontando questi valori con quelli ricavati dalla

scala di deflusso fornita dal Servizio Dighe della PAT, è possibile osservare che i due tiranti si

equivalgono quando i valori di portata sono modesti, mentre si scostano maggiormente quando le

portate sono al di sopra dei 4-5 mc/s. I nuovi valori però trovano buona conferma se si analizzano i

quantitativi di acqua rilasciati dallo scarico della centrale esistente di Cogolo: la portata ottenuta con

la nuova scala di deflusso risulta essere in linea con i valori misurati sullo scarico, con l’aggiunta

della portata transitante in alveo. Tale coincidenza non si verifica applicando la scala di deflusso

tarata dal Servizio Dighe che, come sopra accennato, sottostima i valori di portata superiori a 4-5

mc/s.

Una volta determinata la scala di deflusso, pur con le incertezze legate alla stabilità della stessa, si

è ricavato il valore di portata applicando alla curva sopraccitata il tirante misurato: sono così state

costruite la curva di durata (Figura 4) e quella di frequenza delle portate (Figura 5), valutate su

valore medio orario su scansione di 50 l/s. Tali curve rappresentano il regime idraulico del Torrente

Noce valutato su periodo agosto 2005-ottobre 2011.

La determinazione dei valori di portata media, transitanti nel Torrente Noce, è stata realizzata a

partire dalle curve di durata calcolate a livello mensile, sempre con scansione oraria. Nelle figure

che seguono (da Figura 6 a Figura 17) si riportano le curve mensili delle durate delle portate in

alveo: oltre ai valori di portata ricavati mediante la nuova scala di deflusso vengono indicati con una

linea rossa ed una gialla i limiti inferiori e quelli superiori oltre i quali non l'acqua non viene turbinata.

Il limite inferiore è legato al rilascio del DMV mentre quello superiore coincide con la portata

massima turbinabile dall'impianto. Per il deflusso minimo vitale viene considerato un valore

differente per il periodo estivo (maggio-ottobre) da quello per il periodo invernale (novembre-aprile).

Nel primo caso il valore assunto è pari a 1.8 mc/s mentre per i mesi invernali il valore risulta essere

pari a 1.5 mc/s. La portata di progetto dell'impianto è invece stata assunta pari a 9.6 mc/s.


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Figura 4: Curva di durata annua

Figura 5: curva di frequenza annua

020406080

100120140160180200220240260280300320340360

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

Portate torrente Noce: 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0

10

20

30

40

50

60

00

.5 11

.5 22

.5 33

.5 44

.5 55

.5 66

.5 77

.5 88

.5 99

.5 10

10

.5 11

11

.5 12

12

.5 13

13

.5 14

14

.5 15

15

.5 16

16

.5 17

17

.5 18

18

.5 19

19

.5 20

20

.5 21

21

.5 22

22

.5 23

23

.5 24

24

.5 25

25

.5 26

26

.5 27

27

.5 28

28

.5 29

29

.5 30

Fre

q.a

nn

ual

e [

-]

Q[mc/s]

Frequenze - Portate medie orarie fra 2 ago 2005 e il 16 ott 2011


pagina 14

Figura 6: curva di frequenza – mesi di gennaio 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 7: curva di frequenza – mesi di febbraio 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE GENNAIO

CURVA PORTATE

limite sx

limite dx

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE FEBBRAIO


pagina 15

Figura 8: curva di frequenza – mesi di marzo 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 9: curva di frequenza – mesi di aprile 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE MARZO

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE APRILE


pagina 16

Figura 10: curva di frequenza – mesi di maggio 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 11: curva di frequenza – mesi di giugno 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE MAGGIO

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE GIUGNO


pagina 17

Figura 12: curva di frequenza – mesi di luglio 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 13: curva di frequenza – mesi di agosto 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE LUGLIO

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE AGOSTO

CURVA PORTATE

limite sx

limite dx


pagina 18

Figura 14: curva di frequenza – mesi di settembre 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 15: curva di frequenza – mesi di ottobre 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE SETTEMBRE

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE OTTOBRE


pagina 19

Figura 16: curva di frequenza – mesi di novembre 2 ago 2005 - 16 ott 2011

Figura 17: curva di frequenza – mesi di dicembre 2 ago 2005 - 16 ott 2011

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE NOVEMBRE

0123456789

1011121314151617181920212223242526272829303132

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

N°

gio

rni [

gg]

Q [mc/s]

CURVA PORTATE DICEMBRE

CURVA PORTATE

limite sx

limite dx


pagina 20

Integrando le curve mensili di durata delle portate sono stati ricavati i rispettivi valori di portata in

alveo (Tabella 1) in corrispondenza della stazione di misura di Cogolo presso il ponte sul Noce.

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC

3350 3819 3797 3915 6917 9822 9842 7426 6400 4933 3903 2871

Tabella 1: portata naturale media mensile (l/s) transitante nel Torrente Noce presso la stazione di Cogolo

Pont (PAT)

I risultati così ottenuti sono stati mantenuti costanti fino alla sezione di captazione delle acque

dell’impianto di Maso Castra, localizzata a valle rispetto alla sezione di misura. La scelta,

prudenzialmente conservativa, è stata dettata dal modesto valore di superficie dell’interbacino, pari

a circa 7,5 kmq, che, se considerato, avrebbe portato ad un incremento delle portate mensili pari

all’1,7%.

4.4 Portata di rispetto e portata residua

Il bacino del Torrente Noce è caratterizzato da una portata specifica per il deflusso minimo variabile

stagionalmente secondo quanto riportato in Tabella 2. La scelta di estendere i DMV unitari relativi

alla parte alta del torrente (di natura glaciale) anche a quella bassa oggetto della presente

derivazione (di natura nivale-pluviale) è risultata maggiormente conservativa ai fini della tutela

dell’ecosistema acquatico.

Il Deflusso Minimo Vitale (nei pressi della sezione di presa dell’impianto in oggetto) è stato quindi

calcolato moltiplicando il valore del DMV unitario per la superficie sottesa del bacino fino alla

sezione di interesse (152,17 kmq). Al fine di mantenere inalterato il rapporto fra la situazione

invernale e quella estiva, la portata di rispetto media mensile è stata valutata come il doppio del

DMV di bacino relativo ai corrispondenti mesi.

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC

DMV unitario

(l/ s kmq) 4,0 4,0 4,0 4,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 4,0 4,0

DMV di bacino

(l/s) 608,68 608,68 608,68 608,68 913,02 913,02 913,02 913,02 913,02 913,02 608,68 608,68

Portata di

rispetto (l/s) 1500 1500 1500 1500 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1500 1500

Tabella 2: DMV unitario (l/skmq), di bacino (l/s), e portata di rispetto (l/s) medi mensili relativi al tratto in

esame

Fissati i valori di portata di rispetto e di portata massima derivabile (pari a 9.600 l/s), le curve di

durata mensile sono state integrate, calcolando gli effettivi deflussi da derivare. I contributi così

ottenuti risultano modulati a seconda della stagione e dell’apporto idrico medio del torrente (Tabella

3).


pagina 21

MESE PORTATA

NATURALE DMV

PORTATA DI RISPETTO

PORTATA DERIVATA

PORTATA RESIDUA

GENNAIO 3350 608,68 1500 1979 1372

FEBBRAIO 3819 608,68 1500 2469 1351

MARZO 3797 608,68 1500 2437 1360

APRILE 3915 608,68 1500 2533 1382

MAGGIO 6917 913,02 1800 4725 2192

GIUGNO 9822 913,02 1800 7468 2354

LUGLIO 9842 913,02 1800 7469 2373

AGOSTO 7426 913,02 1800 5550 1876

SETTEMBRE 6400 913,02 1800 4585 1815

OTTOBRE 4933 913,02 1800 3164 1769

NOVEMBRE 3903 608,68 1500 2349 1554

DICEMBRE 2871 608,68 1500 1445 1427

Tabella 3: valori di portata media mensile (l/s) relativi all’impianto di progetto

Tutte le considerazione effettuate finora coinvolgono solo valori medi di portata: non deve pertanto

allarmare se a prima vista, durante i mesi invernali, non viene garantito il valore medio del rilascio

superiore al DMV. Tale valore infatti dipende dal monte ore (sensibilmente inferiore al numero delle

ore mensili) del possibile rilascio ed essendo la portata defluente in alveo normalmente inferiore al

valore del DMV previsto, la sua incidenza a livello medio comporta una riduzione del valor medio di

rilascio che risulta pertanto inferiore all'effettivo valore della portata rilasciata.

In figura 18 sono indicati i valori medi di portata naturale, derivata, DMV e portata di rispetto; si noti

come la forma geometrica degli idrogrammi rimanga sostanzialmente invariata rispetto a quella

naturale, a conferma di un adeguato rispetto del regime idraulico naturale del corso d’acqua.

figura 18: diagramma idrologico naturale e modificato

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Portata naturale

Portata di rispetto

Portata derivata

Portata residua


pagina 22

Operando in maniera analoga su valori annuali è inoltre possibile determinare il valore di portata

media mensile presente in alveo; il valore che si ottiene è pari a 3,947 mc/s.


pagina 23

5 DESCRIZIONE DELLE OPERE CIVILI IMPIANTO DI MASO CASTRA

L’impianto di Maso Castra risulta costituito dalle seguenti opere:

a) Opera di presa che si compone di:

bocca di presa e camera sghiaiatrice;

vscala di rimonta;

vasca dissabbiatrice;

canale di scarico.

b) Canale a pelo libero di lunghezza pari a circa 296 metri, larghezza interna 3,00 metri e

altezza interna 1,25 metri;

c) Vasca di carico e camera di manovra;

d) Condotta forzata di lunghezza pari a circa 1274,75 metri e diametro nominale di 2200 mm;

e) Edificio centrale:

Centrale per alloggiamento macchinari.

f) Viabilità di servizio ed allacciamento linea elettrica.

5.1 OPERA DI PRESA DELL'IMPIANTO DI MASO CASTRA

L’opera di presa ha lo scopo di convogliare l’acqua proveniente dallo scarico della centrale

esistente di Cogolo Pont verso l’imbocco della condotta forzata. Ciò avviene per il primo tratto

mediante un canale largo 5 m e alto 1,10 m con deflusso in pressione, in maniera da convogliare

9600 l/s di acqua alla quota di 1.106,25 m slmm. Da qui, proseguendo in moto a pelo libero l’acqua

viene portata al dissabbiatore e al canale a pelo libero. All’occorrenza è anche prevista la possibilità

di derivare la stessa quantità di acqua dal fiume grazie all’inserimento di una paratoia disposta

trasversalmente al corso d’acqua, con altezza pari ad 1.40 m e larghezza di 9.35 m e situata ad una

quota di 1.108,00 m s.l.m. Questa sarà in grado di far defluire la portata di funzionamento

dell’impianto attraverso una bocca laterale di larghezza complessiva pari a 9 m, sopraelevata di 25

cm rispetto al fondo alveo per evitare che depositi di ghiaia impediscano il deflusso dell’acqua. La

paratoia permette di controllare l’altezza del tirante idrico nell’alveo in prossimità della bocca in

maniera da governare il carico idraulico in prossimità della bocca, che è l’elemento chiave per

determinare l’entità della derivazione. In Figura 19 si riporta uno schema indicativo della paratoia

utilizzata. al fine di esemplificarne l'utilizzo.

L’acqua prelevata dal torrente, depurata del materiale con dimensioni superiori a 5 cm grazie

all'azione di un'opportuna griglia con maglia di 5 cm, viene condotta dapprima in una camera

sghiaiatrice per far sedimentare il materiale più sgrossolano e successivamente in una vasca

dissabbiatrice necessaria per il deposito di quello più fine. Alla fine del dissabbiatore è inoltre

presente un defogliatore caratterizzato da una griglia a maglia fine, necessaria a trattenere il


pagina 24

materiale in sospensione non filtrato in precedenza ed impedire che qualche pesce vada a finire nel

dissabbiatore e nella vasca di carico.

Figura 19: schema della paratoia a ventola

E’ importante sottolineare che la derivazione di acqua dal torrente viene realizzata garantendo in

ogni caso la presenza in alveo di un quantitativo di acqua decisamente superiore rispetto al DMV

fissato nel “Piano Generale di Utilizzazione delle Acque Pubbliche” della Provincia di Trento.

Nel caso in esame il quantitativo di acqua che viene garantito in alveo risulta essere pari a 1.500 l/s

nei mesi compresi fra novembre e aprile e 1.800 l/s nei restanti mesi dell'anno. Tale aliquota idrica

viene fatta transitare attraverso un piccolo alveo alternativo, posto lateralmente alla paratoia. In tal

modo viene messa a disposizione dei pesci una via alternativa che collega il tratto a monte con

quello a valle della paratoia così da conservare la continuità dell’ecosistema fluviale del tratto di

alveo del torrente Noce interessato dalla presenza dell’opera di presa.


pagina 25

5.1.1 Bocca di presa e camera sghiaiatrice

La bocca di presa per la derivazione dell’acqua è stata dimensionata ipotizzando di essere in un

caso di stramazzo rigurgitato, per descrivere il comportamento del quale è stata utilizzata la

seguente legge:

hhghhhhghhBQ 1112 23

22

Questa equazione è stata risolta accoppiandola all’espressione che tiene conto della perdita di

carico dovuta alla presenza della griglia:

sin)2/(2

2

12

23

4

hhBg

Q

b

sKh

dove:

Q rappresenta la portata derivata verso le turbine, posta pari a 9.600 l/s;

B rappresenta la larghezza utile della bocca ed è pari a 7.5 m. Questo valore è stato

ottenuto fissando una larghezza di 9 m, alla quale è stato sottratto lo spazio occupato

dall’ossatura della griglia;

g vale 9.81 m/s2 e rappresenta l’effetto della forza di gravità;

μ è un coefficiente che per traverse in soglia larga vale 0.85;

h2 vale 0.61 m e rappresenta l’altezza dell’acqua rispetto alla bocca, all’interno della vasca

sghiaiatrice;

Δh rappresenta le perdite legate alla presenza della griglia;

s vale 0.01m e rappresenta lo spessore delle barre che formano la griglia;

b è stato posto pari a 0.05 m e rappresenta la larghezza della maglia della griglia;

α vale 80° ed è l’angolo di cui sono inclinate le barre della griglia;

h1 rappresenta infine la perdita di carico che si ha nel passaggio attraverso la bocca.

Essendo noti tutti gli altri dati, il valore di h1 può essere ricavato e risulta pari a 0.24 m.

Si fa notare che il conto è stato realizzato con una portata di acqua che è quella di funzionamento a

regime dell’impianto.

La vasca sghiaiatrice è la prima camera attraverso la quale l’acqua prelevata dal fiume si trova a

transitare. Lo scopo del manufatto è quello di operare una sedimentazione del materiale ghiaioso

che può avvenire se la velocità dell’acqua non è molto elevata. Affinché questo avvenga la vasca

ha una larghezza di 7.90 m ed un tirante superiore ad 1.40 m.

Tale vasca può essere vuotata dell’acqua per consentire una periodica pulizia, grazie alla presenza

di due palancole di dimensioni L4700xH1300 poste all’imbocco della camera che possono essere


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abbassate impedendo l’ingresso di acqua dal torrente, e una di dimensioni L1100xH900, collocata

nella parte terminale della vasca, che permette di scaricare nel torrente l’acqua e il materiale

ghiaioso accumulatosi, attraverso un opportuno canale di scarico.

Per favorire le operazioni di pulizia il fondo della vasca è leggermente inclinato verso l’imbocco del

canale di scarico, così da costituire un invito per il deflusso dell’acqua.

Nella paratoia collocata all’ingresso del canale di scarico è anche stato praticato un foro di 0.14 m di

diametro attraverso il quale defluiscono costantemente 50 l/s così da garantire un’eventuale via di

fuga per i pesci che, superando la prima griglia, vengono a trovarsi nella vasca sghiaiatrice.

La formula utilizzata per il dimensionamento del foro è la seguente:

hgSCQ c 2

dove:

Q è stata posta pari a 50 l/s;

Cc è un coefficiente di contrazione che vale 0,611;

g vale 9,81 m/s2;

H è il carico idraulico che vale 1.40 m.

Si ricava così la superficie del foro S, e da qui il diametro, che risulta pari a 0.14 cm.

Il passaggio d'acqua dalla camera sghiaiatrice alla vasca dissabbiatrice è regolato da uno

stramazzo rigurgitato, il cui dimensionamento è stato effettuato ricorrendo alla stessa relazione

utilizzata per la bocca di presa dal torrente. In questo caso sono stati assunti i seguenti valori:

Q = 9.600 l/s

B = 5.40 m

g = 9.81 m/s2

μ = 0.85

h2 = 0.83 m

Il valore del tirante nel dissabbiatore h1, calcolato dal dente, è pari a 0.23 m e quindi il pelo libero

nella vasca sghiaiatrice si trova ad una quota di 1108.88 m slmm

5.1.2 Scala di rimonta

La migrazione della fauna ittica viene ostacolata dalla presenza dell’opera di presa di Maso Castra

che rompe la continuità del flusso idrico all’interno del Torrente Noce. Per superare questo

problema è stato realizzato un canale parallelo al corso d’acqua che consente il transito di pesci,

bypassando di fatto l’opera di presa. Questa “scala di risalita per la fauna ittica” connette

idraulicamente il minibacino di calma di monte con quello di valle garantendo il transito della portata

di rispetto (1800 l/s), mediante l’istituzione di un sistema a vasche successive. Il canale ha origine


pagina 27

presso la curva presente subito a monte dell’area di presa e termina a valle della paratoia mobile

trasversale al corso d’acqua.

Il dislivello tra i minibacini è superato per mezzo di sei minivasche create da soglie di fondo rivestite

in massi.

La creazione delle vasche permette di dissipare l’energia cinetica del corso d’acqua e di costituire

zone di riposo per le popolazioni ittiche del Noce. La larghezza della rampa pesci è pari a 5 metri, è

stata dimensionata in modo tale da risultare maggiore di un terzo della larghezza di progetto

dell’alveo del Noce e presenta sponde inclinate di 45° rivestite con massi a secco per garantire

l’adeguata sicurezza idraulica. Si garantisce l’adeguato flusso idrico in entrata alla scala di risalita

con una soglia di altezza pari a 0,5 metri posta sul fondo dell’alveo del Torrente Noce subito a valle

della paratoia in acciaio presente con dimensioni 3,00 x 1,00 metri che regola l’afflusso in ingresso

alla rampa di risalita. In corrispondenza della paratoia vi è la soglia che regola l’entrata di acqua nel

canale dall’alveo principale ad una quota di 1108,98 m s.l.m. Tali vasche hanno un volume

superiore a 15 volte la portata di rispetto e profondità pari a 0,5 metri. La pendenza del fondo

all’interno di ciascuna delle vasche è nulla. Il tirante di acqua è quindi controllato dalle soglie

presenti al termine di ogni vasca e può essere calcolato con la formula dello stramazzo rigurgitato

già citata nel paragrafo precedente.

Rispetto al caso precedente, poichè non è prevista alcuna griglia, le perdite Δh saranno nulle e la

seconda equazione non verrà utilizzata.

Gli stramazzi hanno larghezza pari a 3 m e saranno sempre sommersi di almeno 0.20 m mentre il

salto dei peli liberi tra una vaschetta e l'altra sarà compreso tra gli 0.1 e i 0.2 m.

All'interno delle vasche la velocità risulta sempre inferiore al metro al secondo per cui la scala di

rimonta potrà essere risalita con notevole facilità dai pesci. In corrispondenza di ogni soglia si

prevede l’inserimento di deflettori costituiti da massi ciclopici posti alternativamente sulle pareti del

canale di risalita e che come accennato in precedenza, fissano la larghezza delle soglie a 3 metri.

In questo modo si favorisce lo spostamento ed il rimescolamento del flusso di corrente cosi da

garantire alle specie presenti un migliore habitat il più simile possibile a quello naturale.

L’acqua infine verrà reimmessa nell'alveo originario immediatamente a valle della paratoia mobile

dell’opera di presa di Maso Castra mediante uno stramazzo posto a quota 1.107,80 m slmm che

restituirà l'acqua nella vasca di dissipazione della presa di Maso Castra. Questa verrà realizzata a

valle della paratoia con una soglia di fondo trasversale al Torrente Noce che garantirà la costante

presenza d’acqua al suo interno. In questo modo sarà garantita la continuità nel torrente Noce.

5.1.3 Vasca dissabbiatrice

L’acqua proveniente dal fiume e quella proveniente dallo scarico della centrale di Cogolo Pont

verranno convogliate fino alla quota di 1.106,20 m slmm dove ha inizio il dissabbiatore. Il flusso nel


pagina 28

dissabbiatore deve risultare sufficientemente lento da garantire la sedimentazione di granuli aventi

diametro superiore a 0.35 mm, al fine di preservare i macchinari dai danni dovuti all'usura dei

materiali.

La vasca costituente il dissabbiatore è stata suddivisa in otto canali attraverso i quali transita una

portata di 1,20 m3/s caduno. Questi hanno una larghezza pari a 1.70 m e una profondità tale da

contenere un tirante idrico medio di 2,7 m. Sul fondo dei canali è presente una canaletta larga 0,3 m

con una pendenza del 1 %, che ha lo scopo di raccogliere le particelle e convogliarle verso il canale

di scarico del dissabbiatore. In questo modo viene facilitata la pulizia delle vasche, quando

necessaria.

Per determinare la lunghezza del dissabbiatore necessaria affinché si abbia la sedimentazione delle

particelle, è stata calcolata la velocità di caduta delle particelle in acqua ferma con la relazione di

Stokes (valida per numero di Reynolds di grano inferiori a 2 ):

18

2dW s

dove

s = peso specifico del solido, pari a 2650 Kg/m3;

= peso specifico dell’acqua, pari a 1000 Kg/m3;

d0 = diametro minimo della particella, pari a 0.00035 m,

µ = viscosità dinamica dell'acqua, pari a 0.001 Ns/m2.

Si ricava quindi un valore di 0.0822 m/s. Partendo da questo dato, il calcolo è stato effettuato in

maniera iterativa calcolando dapprima il numero di Reynolds e quindi la nuova velocità di

sedimentazione dell'acqua con la formula (valida per 2<Re<500):

875.13

)(Re 0

6.0 dW s

Prima di procedere col passo successivo la velocità di sedimentazione è stata ridotta al seguente

valore (correzione valida per W<0.5):

HuWv 3.27.5/0

dove:

u = velocità dell'acqua;

H = tirante idrico nel dissabbiatore.

In questo modo è stato calcolato nuovamente Reynolds. Il procedimento è stato ripetuto fino a

giungere a convergenza.

Una volta ottenuta la velocità di sedimentazione definitiva, la lunghezza minima della vasca si

ottiene dalla seguente relazione:


pagina 29

mv

HuL 43,36

0

La lunghezza totale della vasca è quindi stata assunta pari a 40,10 m, arrotondando per sicurezza.

Al termine del dissabbiatore è presente uno stramazzo di larghezza utile pari a 14,80 m, destinato a

consentire il passaggio dell’acqua dalla vasca del dissabbiatore ad una vaschetta che precede il

canale a pelo libero. In condizioni di regime alla massima portata, il funzionamento è quello di uno

stramazzo rigurgitato in quanto il tirante idrico presente nella vaschetta si trova ad una quota di

1108.54 m slmm e risulta maggiore dell’altezza del petto dello stramazzo. Per il calcolo delle perdite

è stata utilizzata la relazione dello stramazzo rigurgitato già usata nel caso precedente relativo al

passaggio dallo sghiaiatore al dissabbiatore, con i seguenti valori:

Q = 9,60 mc/s

B = 14,80 m

g = 9,81 m/s2

μ = 0,85

h2= 1,07 m

Il valore della perdita di carico h1 che ne risulta è pari a 0,03 m e quindi il pelo libero nei canali del

dissabbiatore si trova ad una quota di 1108,57 m slmm. Ogni coppia di canali del dissabbiatore è

munita di cinque sfioratori laterali da 3,80 metri ciascuno per convogliare eventuali portate in

eccesso nel canale di scarico e per assorbire eventuali onde di sovrapressione che si possono

generare in seguito ad una brusca chiusura della condotta forzata. Questi manufatti si collocano ad

una quota di 1108, 69 m slmm, poco al di sopra della quota del pelo libero. Con la formula dello

stramazzo in parete grossa) si osserva che, nel caso in cui debbano essere scaricati 9,6 m/s, il

tirante necessario sopra gli stramazzi vale 0,45 m.

Per garantire la possibilità di vuotare tutti i canali del dissabbiatore ed effettuarne la pulizia, per ogni

coppia di canne è prevista una paratoia da 3700x800m che può essere aperta in caso di necessità

e che consente di far defluire acqua e sedimenti verso il canale di scarico.

Il transito della portata dalla vasca dissabbiatrice al canale di adduzione a pelo libero è ostacolato

dalla presenza di un defogliatore costituito da una griglia con maglia di 10 mm. Per il calcolo dei

tiranti si è fatto riferimento alla relazione precedentemente illustrata per la valutazione delle perdite

di carico dovute ad una griglia, con i seguenti parametri:

Q = 9.600 l/s;

B è la larghezza utile pari a 2,50 m, ottenuta decurtando dalla larghezza di 3 m lo spazio

occupato dall’ossatura della griglia;

g vale 9,81 m/s2 e rappresenta l’effetto della forza di gravità;

μ = 0.85;


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h2 = 0,96 m;

s = 0.0025m;

b = 0,01 m;

α = 80°;

Il valore delle perdite di carico legate alla presenza della griglia (Δh) viene valutato in 25 cm e quindi

la quota del tirante all'imbocco del canale di adduzione a pelo libero vale 1108, 29 m slmm.

5.1.4 Canale di scarico

Il canale di scarico ha lo scopo di restituire eventuale acqua prelevata in eccesso dal torrente Noce,

e raccogliere l'acqua proveniente dagli sfioratori predisposti nel dissabbiatore nel caso di oscillazioni

del pelo libero dovute all'avviamento e alla chiusura della condotta. Attraverso il canale di scarico

sarà possibile vuotare anche l'opera per le operazioni periodiche di pulizia.

Dopo aver raccolto l'acqua dagli sfioratori il canale diventa a sezione rettangolare, con larghezza di

2.50 m ed altezza di 1.50 m in modo da consentire anche l’ingresso ad un operaio, qualora fosse

necessario accedervi per svolgere operazioni di pulizia. La sua pendenza è pari a 0.5 % con

un’estensione di 78,25 m circa; ha inizio ad una quota di 1.106,60 m slmm, raccoglie l’acqua degli

scarichi del dissabbiatore ad una quota di 1.105,29 m slmm e la restituisce al torrente ad una quota

di 1.104,90 m slmm. Utilizzando le formule di moto uniforme si osserva che questo canale è in

grado di restituire in alveo una portata pari a quella di progetto (9.600 l/s) con un tirante pari di 1,00

m.

5.2 CANALE A PELO LIBERO IMPIANTO DI MASO CASTRA

All’uscita dalla vasca dissabbiatrice, dopo aver attraversato la griglia del defogliatore, un canale a

pelo libero convoglia la portata di progetto verso la zona della vasca di carico. Questo accorgimento

è necessario poichè nel tratto a valle del dissabbiatore sarebbe stato problematico disporre una

condotta con diametro 2200 in quanto verranno attraversati dei versanti con notevole pendenza e

irregolarità. I'utilizzo di un canale in calcestruzzo posato in opera permetterà invece di seguire

meglio l'andamento e le acclività dei pendii riducendo notevolmente i problemi di stabilità. Il canale

avrà origine a quota 1.107,41 m slmm e terminerà a quota 1.105,88 m slmm con uno sviluppo di

295,71 m. Il canale avrà una dimensione interna di 1.25x3.00 m e una pendenza del 0.5%.

Utilizzando la formula di moto uniforme è possibile determinare l'altezza del pelo libero nel canale:

5.03/2

fhs iRAkQ

con:

= pendenza del canale, pari a 0.005;

= coefficiente di scabrezza di Strickler, scelto cautelativamente pari a 70 m1/3/s;

= area occupata dall’acqua del canale ;


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= raggio idraulico della sezione del canale

Q= 9,6 mc/s

Esprimendo l'area e il raggio idraulico in funzione della larghezza del canale e del tirante è possibile

quest'ultimo: il valore che si ottiene è pari a 0.94 m con una velocità di 3,5 m/s.

Il canale oltrepassa un’area agricola nel primo tratto, per circa 60 m, attraversa in subalveo il

Torrente Drignana ed infine intercetta un versante che lo porta nei pressi della strada provinciale

per Comasine. Superata la viabilità esistente, il canale attraversa un’area improduttiva per un tratto

di 80 m circa fino alla zona della vasca di carico.

Al fine di evitare interferenze con il ponte presente sulla S.P. n. 87 dir. Comasine, nei pressi del

ristorante “Il Mulino”, il canale a pelo libero è stato spostato verso monte fra le progressive Km

0+180 e Km 0+240: in questo modo non verrà minimamente interessata la spalla del ponte

esistente e ne verrà garantita la completa integrità e stabilità.

L’avvicinamento del canale alla scarpata di monte comporterà invece l’adozione di un’opportuna

opera di sostegno allo scavo fra le progressive Km 0+195 e Km 0+220, così come evidenziato e

puntualmente previsto nella Tav. E.A.4.1 – Maso Castra: sezioni canale: da sez. 1 a sez. 31.

5.3 VASCA DI CARICO E CAMERA DI MANOVRA DELL'IMPIANTO DI MASO

CASTRA

La vasca di carico, situata immediatamente a valle del dissabbiatore, ha la funzione di accumulare

la quantità d'acqua necessaria per far fronte all'avviamento della condotta forzata e garantire un

regolare funzionamento di attacco e stacco del regolatore di livello al quale è asservita la manovra

delle macchine in centrale.

La sommergenza da garantire al di sopra del cielo della tubazione di partenza è data dalla relazione

mDVs 02,254,0 max

Con:

= velocità massima all’interno della condotta forzata considerando la massima portata

derivata dalla condotta pari a 2,53 m/s;

= diametro della condotta, pari a 2200 mm;

= sommergenza.

Il valore teorico calcolato nelle condizioni di funzionamento dell’impianto, viene garantito con un

margine sufficiente a tutelarsi anche dalle perdite di carico aggiuntive dovute al restringimento della


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vena liquida all’imbocco della tubazione. Le perdite di carico possono essere stimate considerando

un coefficiente di perdita concentrato pari a 0.5. La perdita di carico risulta pertanto:

16,02

5.0 2

max

g

Vs

Il valore minimo teorico della sommergenza da garantire al cielo della tubazione affinché non si

formino vortici è pari alla somma dei valori precedentemente calcolati e risulta essere pari a 2,20 m.

Si può osservare che tale valore è garantito con un grande margine poichè si è reso necessario

approfondire la vasca per garantire un volume di acqua sufficientemente grande.

Il volume minimo da assegnare alla vasca, che peraltro non riveste funzioni di accumulo e

regolazione, è quello per il quale la condotta va a regime (nel tempo di avviamento t):

gh

LVTa

Con:

= lunghezza della condotta forzata, pari a 1274,75 m;

= velocità massima del flusso in condotta, pari a 2,53 m/s;

= salto lordo, pari a 77,68 m;

= accelerazione di gravità, pari a 9,.81 m/s2;

= tempo di avviamento, pari a 4,28 s.

Il tempo per il quale si hanno le condizioni di regime è pari a circa 3 volte il valore di ; risulta

pertanto necessario un valore minimo teorico pari a 103.27 mc, stimato dalla seguente relazione:

QTVol a3

La vasca di carico è realizzata in maniera tale da garantire con ampio margine il volume teorico

richiesto.

La vasca di carico è progettata su due livelli differenti di pari superficie 11,80x10,60 m: il primo

posto a quota 1.096,58 m slmm e il secondo a quota 1.093,58 m slmm: in questo modo al di sopra

della condotta insisteranno 6,61 m che risultano essere ampiamente sufficienti a rispettare i valori di

sommergenza teorici calcolati e illustrati in precedenza. Discorso analogo può essere fatto per i

volumi di acqua contenuti all’interno della vasca, utili per l’assorbimento del colpo d’ariete, che

risulteranno essere pari a circa 1653,56 mc.


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La camera inferiore sarà suddivisa con un muro che individuerà una porzione all’interno della quale

verranno sfiorati i volumi di acqua nel caso di colpi d’ariete. Il muro correrà per tutta la lunghezza

della vasca inferiore formando uno stramazzo di 11,80 m in grado di sfiorare l’intera portata di

progetto con un tirante di 0,61 m (stramazzo in parete grossa) e costituendo così un vano di

11,80x1,90 m. Da qui partirà un tubo con DN 1200 in grado di scaricare in alveo 9,6 mc/s; a questo

tubo si collegherà anche lo scarico di fondo della vasca.

Per la verifica idraulica del canale è stato fatto un bilancio di energia tra la sezione di imbocco e

quella di sbocco utilizzando la seguente formula:

distrimb EEAg

Qh

2

2

2

essendo

2

2

2 Ag

QE imbimb

perdite di imbocco

2

2

2 Ag

Q

RLE

h

distr

con:

A area utile nelle tubazioni;

hR raggio idraulico;

L lunghezza della tubazione;

coefficiente adimensionale di resistenza;

g costante gravitazionale che vale 9,81 m/s2;

imb coefficiente di imbocco che vale 0,5;

valvola coefficiente di di perdita per la presenza della valvola che vale 0,3;

Q portata di progetto pari a 9,6 mc/s;

h carico idraulico necessario per il deflusso di della portata massima.

Procedendo per iterazione si ricava che le perdite distribuite sono pari a 0,55 m e quelle di imbocco

1,84 mc/s con un carico idraulico h di 6,80 m per fare defluire 9,6 mc/s. Poichè il carico idraulico

massimo a disposizione è pari a 12,60 m (pelo libero vasca - quota scarico) la portata di 9,6 mc/s

potrà essere smaltita tranquillamente. Il fondo del vano di scarico sarà ribassato in maniera da

contenere sempre dell’acqua per assorbire l’energia dovuta al salto dell’acqua sfiorante.


pagina 34

Al fine di minimizzare gli effetti di reintroduzione del flusso idrico nel Torrente Noce, al termine del

canale di scarico è prevista un'opera di restituzione costituita da un selciatone in massi legati.

Al termine della vasca di carico è previsto l’imbocco della condotta di adduzione con annessa

camera valvole, di dimensioni sufficienti all’alloggiamento della palmola con valvola a farfalla e

sfiato e della saracinesca di chiusura dello scarico di fondo. Il vano richiesto all’installazione delle

valvole e relativo quadro di comando è pari a 8,75 m x 6,10 m. L’accesso dall’esterno avverrà

mediante un botola d’ispezione o grazie ad una botola quadrata con lato di 4 m che consentirà di

posizionare della valvola a farfalla che dovrà essere posta con lo scopo di proteggere la condotta.

Queste botole risulteranno essere l’unica porzione visibile della struttura dal momento che essa, a

lavoro finito, sarà completamente interrata.


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5.4 CONDOTTA FORZATA DELL'IMPIANTO DI MASO CASTRA

E’ costituita da una tubazione in PRFV della lunghezza pari a circa 1274.75 m e di diametro

nominale pari a 2200 mm.

Le perdite di carico distribuite lungo il tratto di condotta possono essere calcolate considerando il

moto assolutamente turbolento della corrente ricorrendo alla formula di Colebrook. Il risultato del

calcolo viene di seguito riportato, considerando una temperatura media dell'acqua pari a 12°C.

DN 2200 mm

Scabrezza assoluta tubazione [mm] 0.020

Portata massima della tubazione Q [l/s] 9.600

Numero di Reynolds Re [-] 4.45 106

Coefficiente di resistenza con formula di

Colebrook [-] 0.010

Lunghezza della condotta L [m] 1274.75

Cadente formula di Darcy J [-] 0.001

Cadente dimensionale J [m] 1.82

Tabella 4: Dati per il calcolo delle perdite di carico distribuite della tubazione, funzionante a portata massima

Le perdite di carico concentrate dovute all’imbocco ed allo sbocco della condotta sono state

valutate ricorrendo alla relazione riportata di seguito:

g

VE c

2

2

dove:

c è il coefficiente perdita, pari a 1,00 per lo sbocco e a 0,5 per l’imbocco;

V è la velocità della corrente, pari a 2,53 m/s.

Dalla relazione precedente si ottiene un valore di perdita di carico concentrata di imbocco pari a

0,16 m e di perdita di carico concentrata di sbocco pari a 0,33 m. Considerando inoltre una

maggiorazione del 10% dovuta alle altre perdite di carico concentrate, si ottiene un valore

complessivo di perdita di carico pari a 2.54m.

All’uscita della vasca di carico, a valle della strada provinciale che conduce a Comasine, la condotta

forzata intercetta un’area prativa di lunghezza pari a circa 100 m a ridosso di una spessina uniforme

di abete rosso, di origine artificiale. Successivamente la tubazione attraversa in subalveo il Rio

Malga Campo, mantenendone inalterate le condizioni di deflusso. Superato il corso d’acqua, la

tubazione interseca una stradina di campagna pavimentata e destinata anche a pista ciclabile per

poi posizionarsi parallelamente alla stessa, a fianco di un esistente muretto a secco che sostiene il


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versante di monte. Questa condizione si mantiene immutata per circa 940 m. All’interno di questo

tratto si sottolineano due situazioni critiche: la presenza di un movimento franoso quiescente fra le

sez. 64 e 89 identificato nella relazione geologica e un versante da attraversare particolarmente

ripido fra le sez. 105 e 108. In corrispondenza di questi due tratti è previsto il posizionamento di una

berlinese a sostegno dello scavo. Terminato l’affiancamento del muro di sostegno parallelo alla

strada ciclabile, la condotta si stacca percorrendo un tratto di versante fino all’intersezione con il Rio

di Celentino, che viene oltrepassato con un attraversamento in subalveo. Superato il corso d’acqua,

la condotta raggiunge l’edificio centrale, a monte del ponte di Forno di Novale.

Il tracciato della condotta è caratterizzato dalla totale assenza di curve planimetriche e di curve

altimetriche; le variazioni di tracciato verranno prevalentemente realizzate mediante tratti rettilinei ad

inviluppo circolare, utilizzando raggi di curvatura variabili da 38 a 344 m. Tale soluzione adottata

consente di ridurre al minimo le perdite di carico e fa venir meno la necessità di realizzazione di

blocchi di ancoraggio in corrispondenza di ogni cambio di direzione della condotta. Si sottolinea

inoltre come non siano previsti giunti di dilatazione, in quanto la tubazione interrata per almeno un

metro di profondità dalla generatrice superiore non risulta soggetta a gradienti di temperatura

significativi.

La condotta verrà posta in opera completamente interrata con materiale inerte vagliato e

preselezionato fino almeno a 15 cm sopra la generatrice superiore della tubazione.

Nei pressi dell'edificio centrale, in corrispondenza del diramatore, si renderà necessario invece un

blocco di ancoraggio di dimensioni 4,30x4,30x10 m in grado di assorbire la spinta idrodinamica

sulla porzione curva della condotta in acciaio.

Al fine di verificare la stabilità della condotta ai fenomeni di moto vario, è stato eseguito il calcolo dei

parametri di verifica. La velocità di propagazione della perturbazione nella condotta è data dalla

seguente relazione:

Con:

= modulo di comprimibilità cubica dell’acqua, pari a 2.03 109 N/m2;

= densità della condotta in PRFV, pari a 2.00 103 N/m2;

= diametro della condotta, pari a 2.2 m;

= modulo di elasticità della condotta in PRFV, pari a 1.20 1010 N/m2;

= spessore della condotta, pari a 53.2 mm;


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Con i valori sopra indicati si ricava un valore di celerità di propagazione pari a 356.29 m/s, che

risulta inferiore (e quindi cautelativo) rispetto a quello indicato dalla casa fornitrice (pari a 420 m/s).

Il ritmo della condotta (Tr) risulta così stimato:

Con:

= velocità di propagazione della perturbazione nella condotta, pari a 356.29 m/s;

= lunghezza della condotta, pari a 1284.75 m;

Considerando che la chiusura dell’organo di regolazione si completi in circa 35 sec (Tc >> Tr), la

sovrapressione massima si ricava dalla formula di Michaud come

Con:

= velocità del flusso nella condotta, pari a 2.37 m/s;

= lunghezza della condotta, pari a 1284.75 m;

= accelerazione di gravità, pari a 9.81 m/s2;

= tempo di chiusura dell’organo di regolazione.

La sovrapressione risulta dunque essere pari al 22% circa del salto lordo disponibile.

Lo spessore della tubazione minimo è fornito dalla relazione di Mariotte:

Con:

= pressione massima statica in condotta (considerando anche il contributo

dovuto al colpo d’ariete), pari a 9.92 · 105 Pa;

= raggio esterno della condotta, pari a 2.253 m;

= coefficiente di sicurezza, pari a 0.5;

= resistenza unitaria a snervamento, pari a 140 · 106 Pa;

= spessore minimo della condotta

Sostituendo i valori sopra menzionati, si ottiene uno spessore minimo pari a 3.2 cm; la condotta

esistente dello spessore di 5.32 cm risulta pertanto idonea a sopportare la pressione interna.


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5.5 EDIFICIO CENTRALE MASO CASTRA

5.5.1 Centrale per alloggiamento macchinari

Il nuovo edificio centrale è localizzato in sinistra orografica del Torrente Noce, poco a valle del Rio

di Celentino. La struttura è prevista completamente interrata e verrà realizzata parzialmente

incassata nel versante cercando il miglior compromesso tra profondità degli scavi necessari per la

realizzazione e i riporti per il ricoprimento dell’edificio. Il posizionamento è stato fatto tenendo

comunque conto della presenza del Rio di Celentino, dal quale si è mantenuta una distanza

superiore a 15 m.

L’edificio è costituito da tre comparti differenti:

- Locale turbine;

- Vasca di scarico;

- Locali trasformatori, misure e locale di consegna.

Il locale turbine si trova alla quota di 1.027,65 m slmm ed è quello che occupa il maggior volume in

quanto al suo interno saranno disposte le tre turbine Francis dell’impianto e le valvole di bypass che

serviranno per garantire il funzionamento della centrale di Cusiano. La larghezza sarà pari a 16,90

m mentre la lunghezza sarà di 31,00 m per una superficie interna di 456,00 mq. L’altezza del locale

sarà pari a 7 m e sarà sufficiente a contenere le macchine, permettendo il loro posizionamento

corretto mediante l’utilizzo di un carroponte che correrà longitudinalmente all’edificio. Nel locale

verranno anche disposti i quadri elettrici necessari per il funzionamento dell’impianto. L’areazione

sarà garantita grazie alla presenza di quattro bocche di lupo mentre l’accesso avverrà attraverso un

portone d’ingresso di dimensioni 4,00x4,50 m. Il portone metterà in comunicazione l’interno di

questa porzione di edificio con un piazzale antistante delle dimensioni di 5,50x9,20 m ricavato

grazie alla realizzazione di due alari di protezione. Questo sarà raggiungibile mediante una rampa

di accesso che lo collegherà alla strada esistente. La rampa si svilupperà per 44 m circa, con una

pendenza del 18%.

Al di sotto del locale turbine verrà realizzata la vasca di scarico. Qui le macchine scaricheranno

l’acqua turbinata al di sotto del pelo libero della vasca con dei diffusori. A regime il livello si attesterà

a 1026,77 m slmm determinando il salto di 77,68 m indicato nello schema idraulico. L’energia

prodotta dall’impianto sarà legata quindi a questo pelo libero. Le dimensioni della vasca in progetto

sono 7,50x30,20 m e sono tali da dissipare l’acqua scaricata dalle turbine. L’altezza è pari a 6 m

con il fondo collocato ad una quota di 1021,15 m slmm.

Il terzo blocco è costituito dai locali trasformatori, misure e consegna ed è collocato al di sotto del

piazzale antistante il portone di accesso del locale turbine, ad una quota del pavimento di 1019,22

m slmm. Il blocco è composto da un corridoio che consente un accesso indipendente ai vari locali.

Entrando è possibile trovare sulla sinistra tre comparti, uno per ogni trasformatore, dalle dimensioni


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di 4,05 x 2,40 m l’uno a cui è possibile accedere attraversando delle porte tagliafuoco. Sulla destra

si trova invece il locale set (2,50x5,20 m) ed il locale misure (2,50x2,20 m). L’accesso a questo

blocco è garantito tramite una rampa con lunghezza di poco superiore a 21 m e pendenza di circa

4,3%. Come accennato in precedenza l'intera struttura verrà ricoperta di terreno e rimarranno visibili

solamente i portoni di accesso e gli alari protettivi adiacenti ad essa, che in ogni caso verranno

interamente rivestiti in pietra così da integrarsi al meglio nell'ambiente circostante. A questo scopo i

riporti verranno sagomati in maniera dolce e sinuosa e resi il più naturale possibile con delle

piantumazioni erbacee e di arbusti.

Adiacente alla vasca di scarico verrà inoltre realizzata la vasca di carico dell'impianto di Cusiano.

Queste saranno collegate tra loro mediante quattro stramazzi a quota 1.025,95 m slmm, di

larghezza pari a 4 metri e ciascuno in modo da limitare le perdite di carico nel transito tra le due

vasche.

Il loro dimensionamento è stato fatto con la formula dello stramazzo non rigurgitato:

ghLQ 22/3

con:

Q = portata transitante attraverso ciascuno stramazzo, posta pari a 9600 l/s.

B = larghezza utile della bocca, pari a 16 m.

g = accelerazione di gravità, pari a 9,81 m/s2;

μ = coefficiente che per traverse in soglia larga vale 0,383.

Si ricava un valore di tirante h rispetto al petto dello stramazzo che risulta essere pari a 0,50 m e

per questo motivo il pelo libero nella vasca di scarico dell'impianto di Maso Castra si attesterà alla

quota di 1026,77 m slmm.

La vasca per l'impianto di Cusiano sarà dotata a sua volta di una serie di stramazzi che

consentiranno di scaricare l'acqua direttamente verso il Torrente Noce.

Lo scarico della vasca dell'impianto di Cusiano verrà quindi utilizzato anche dall'impianto di Maso

Castra, in caso di necessità. Per la descrizione si rimanda al relativo paragrafo.

5.5.2 Descrizione impiantistica

Gli impianti tecnologici della centrale di generazione idroelettrica in oggetto sono composti da:

n.1 gruppo da 1600 kW all’albero di turbina, costituito da una turbina idraulica Francis ed un generatore trifase sincrono a 3000 V da 1600 kVA ai morsetti;

n.2 gruppi da 3100 kW all’albero di turbina, costituito da una turbina idraulica Francis ed un generatore trifase sincrono a 3000 V da 3000 kVA ai morsetti;

sistema di scarico sincrono costituito da tre by-pass muniti di valvole a fuso modulanti regolati dal livello della vasca di carico;


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n.1 trasformatore elevatore in olio ONAN, rapporto 3000/20000 V , potenza 1800 kVA

n.2 trasformatore elevatore in olio ONAN, rapporto 3000/20000 V , potenza 3400 kVA;

n.1 trasformatori servizi ausiliari in carta impregnata con resina, rapporto 20000/400 V , potenza 50 kVA;

quadri MT, BT ed automazione, apparecchiature e impianti elettrici MT e BT di centrale, impianto di messa a terra (con esclusione del dispersore principale di terra);

organi idraulici di centrale, di condotta forzata e di vasca di carico;

servizi ausiliari, alimentazione (inclusi i cavi) remota della vasca di carico, ecc;

sistemi di misurazione ( anche in alveo), supervisione, controllo, automazione e gestione degli impianti di centrale e vasca di carico;

Impianto elettrico civile (luce e fm)

impianti di antintrusione e antincendio.

La nuova centrale sarà dotata di tre gruppi aventi:

Gruppo 1 - Una turbina FRANCIS ad asse verticale

Tipo = FRANCIS con girante fissata a sbalzo sull’ albero del generatore

Hnetto = 76.30 m (salto lordo)

Qmax= 2100 l/s

Qminima = 500 l/s

PT1 = 1,61 MW (sull’ albero della turbina)

Rendimento in condizioni nominali non meno del 90,0 %

Velocità = 1000 rpm

Velocità di fuga = 1.800 rpm

Gruppo 2 - Una turbina FRANCIS ad asse verticale Tipo = FRANCIS con girante fissata a sbalzo sull’ albero del generatore


Qmax = 4100 l/s

Qminima = 900 l/s



Velocità = 750 rpm


Gruppo 3 - Una turbina FRANCIS ad asse verticale Tipo = FRANCIS con girante fissata a sbalzo sull’ albero del generatore


Qmax = 4100 l/s

Qminima = 900 l/s



Velocità = 750 rpm



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5.5.3 Sistemi di controllo a distanza

La centrale di Maso Castra sarà “non presidiata”: tutte le sequenze di avviamento, regolazione ed

arresto avverranno automaticamente tramite una tecnologia basata su logica programmabile. Gli

interventi per le normali manovre potranno così avvenire a distanza; sarà tuttavia necessaria la

presenza di personale reperibile preposto alla manutenzione dell’impianto.

5.5.4 Consegna dell’energia

A seguito di alcuni colloqui intercorsi con SET sembra esistere la volontà di realizzare un anello di

alimentazione per l’intera Val di Peio: in destra orografica i lavori di posa dei cavi sono in fase di

realizzazione mentre in sinistra orografica il tracciato della rete MT ricalcherà quello della condotta

forzata. Il collegamento alla rete MT di distribuzione gestita da SET da 20 kV avverrà sfruttando

l’attuale punto di immissione allacciato in corrispondenza dello stallo di scambio MT/AT a Fucine, in

zona industriale davanti alla concessionaria Bezzi srl.


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6 OPERA DI PRESA IMPIANTO DI CUSIANO

L'impianto di Cusiano raccoglie le acque scaricate dalle turbine dell'impianto di Maso Castra.

L'opera di presa pertanto è costituita unicamente dalla vasca di carico che si trova a ridosso di

quella in cui scaricano le turbine dell'impianto di Maso Castra. Le dimensioni dell'opera sono tali da

garantire i valori teorici di sommergenza e i volumi utili per l’assorbimento del colpo d’ariete.

La sommergenza da garantire al di sopra del cielo della tubazione di partenza è data dalla relazione

mDVs 19,254,0 max

Con:

= velocità massima all’interno della condotta forzata considerando la massima portata

derivata dalla condotta pari a 2,53 m/s;

= diametro della condotta, pari a 2200 mm;

= sommergenza.

Il valore teorico calcolato nelle condizioni di funzionamento dell’impianto, viene garantito con un

margine sufficiente a tutelarsi anche dalle perdite di carico aggiuntive dovute al restringimento della

vena liquida all’imbocco della tubazione. Le perdite di carico possono essere stimate considerando

un coefficiente di perdita concentrato pari a 0.5. La perdita di carico risulta pertanto:

16,02

5.0 2

max

g

Vs

Il valore minimo teorico della sommergenza da garantire al cielo della tubazione affinché non si

formino vortici è pari alla somma dei valori precedentemente calcolati e risulta essere pari a 2,19 m.

Si può osservare che tale valore è garantito con un grande margine poichè si è reso necessario

approfondire la vasca per garantire un volume di acqua sufficientemente grande.

Il volume minimo da assegnare alla vasca, che peraltro non riveste funzioni di accumulo e

regolazione, è quello per il quale la condotta va a regime (nel tempo di avviamento t):

gh

LVTa

Con:

= lunghezza della condotta forzata, pari a 2.501,48 m;

= velocità massima del flusso in condotta, pari a 2,53 m/s;

= salto lordo, pari a 76,45 m;


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= accelerazione di gravità, pari a 9,81 m/s2;

= tempo di avviamento, pari a 8,42 s.

Il tempo per il quale si hanno le condizioni di regime è pari a circa 3 volte il valore di ; risulta

pertanto necessario un valore minimo teorico pari a 242,60 mc, stimato dalla seguente relazione:

QTVol a3

La vasca di carico è realizzata in maniera tale da garantire con ampio margine il volume teorico

richiesto.

La vasca ha una larghezza di 9,20 m, una lunghezza di 17,95 m e una profondità di 11,11 m che

consentiranno di garantire una sommergenza di 7,79 m e un volume utile sopra la condotta di

1.231,05 mc. Il pelo libero si troverà alla quota di 1.025,70 m slmm mentre la condotta forzata in

partenza dalla vasca sarà a quota di 1.015,72 m slmm.

Vicino alla vasca di carico, alla progressiva 0+040 Km, sarà anche presente un pozzetto interrato

(9,00 x 7,00 m ed altezza 5,00 m) ove verrà posizionata la valvola a farfalla. Una botola di

4,10x4,10 m ne consentirà l'accesso e permetterà la sostituzione dei dispositivi in caso di necessità.

La vasca di carico sarà dotata di uno scarico di fondo che consentirà di vuotare la camera e di

effettuare operazioni di pulizia o di manutenzione qualora fossero necessarie.

6.1 Scarico della vasca di presa di Cusiano

La vasca di carico sarà dotata di uno sfioratore che consentirà di indirizzare l'acqua nel canale di

scarico. L'acqua sfiorerà nel caso in cui l'impianto di valle debba essere chiuso o in fase di

avviamento della condotta di Cusiano quando sarà necessario smorzare le oscillazioni del pelo

libero legate al colpo d'ariete.

Lo sfioratore si troverà alla quota di 1.025.75 m slmm. e sarà costituito da tre bocche di larghezza di

4,00 m ciascuna. Utilizzando la formula dello stramazzo in parete grossa è possibile verificare che

sarà in grado di smaltire l'intera portata di progetto pari a 9,60 mc/s con un tirante di 0,58 m.

Dallo sfioratore l'acqua entra nel canale di scarico. Questo è costituito da tre vaschette in serie che

consentiranno di abbassarsi di quota rapidamente fino a 1.014,08 m slmm. le vaschette sono fatte

in modo da dissipare l'energia che l'acqua acquisterà durante i salti e per questo sono previste con

una profondità di 2,00 m. Lo scarico si svilupperà poi all'interno di un canale con una pendenza

dell'1% per una lunghezza di circa 35 m che diventerà dello 0,5% negli ultimi 24 m circa. In questo

modo l'acqua verrà restituita con una velocità molto lenta al torrente Noce. Per ridurre ulteriormente

la velocità della corrente il canale sarà spezzato dalla presenza di due vaschette di dissipazione.

L'opera di restituzione sarà realizzata in massi legati e si troverà alla quota di 1.010,17 m slmm. Gli


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stramazzi delle vaschette avranno una larghezza di 4 m e riusciranno a smaltire la portata di 9,6

mc/s con un tirante di 1,15, valore stimato con la formula di stramazzo in parete grossa; per quanto

riguarda i tratti a canale, anche questi di larghezza pari a 4 m, utilizzando la formula di moto

uniforme, si ricava un tirante di 0,53 m laddove la pendenza è prevista dello 1 % e di 0,67m dove la

pendenza è pari allo 0,5%.

Oltre a diminuire la velocità di immissione in alveo e alla realizzazione di un'opera di restituzione in

massi, per ridurre gli impatti dell'acqua che verrà restituita al torrente Noce, è previsto l'inserimento

di una soglia stabilizzante che conterrà l'erosione del fondo.

7 MOVIMENTI TERRA

La realizzazione delle diverse opere civili che compongono gli impianti idroelettrici di Maso Castra e

Cusiano e la posa delle condotte forzate comporterà la movimentazione del terreno di risulta

proveniente dai relativi scavi.

Di seguito si riporta uno schema riassuntivo relativo ai diversi volumi di scavo, differenziati per

impianto e per opera di provenienza.

VOLUME DI

SCAVO

(mc)

VOLUME DI

RIPORTO E

REINTEGRO

(mc)

AVANZO

MATERIALE (mc)

IMPIANTO DI CUSIANO

CONDOTTA FORZATA 38.154 47.868 - 9.714

EDIFICIO CENTRALE 4.813 2.525 + 2.288

VASCA DI PRESA 3.518 3.095 + 423

IMPIANTO DI MASO CASTRA

CONDOTTA FORZATA 22.024 17.178 + 4.846

CANALE DI ADDUZIONE A PELO LIBERO 5.718 3.977 + 1.741

VASCA DI CARICO 9.059 4.994 + 4.065

OPERA DI PRESA 17.282 6.640 + 10.640

EDIFICIO CENTRALE 4.813 5.517 - 704

Tabella 5: Volumi di scavo – riporto relativi agli impianti di Maso Castra e Cusiano

Il materiale di scavo che verrà impiegato per il successivo ritombamento delle strutture e delle

condotte, opportunamente selezionato e frazionato fra la porzione vegetale ed il substrato, verrà

trasportato in apposite aree localizzate in diversi punti lungo i tracciati delle due tubazioni, scelte in

base alla loro vicinanza, facilità di accesso e non intralcio per lo svolgimento dei lavori (vedi TAV.

E.A.20.1 – Planimetria di Cantierizzazione). In queste aree verranno trasportati circa 91.794 m3 di


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materiale di risulta di cui 53.488 m3 provenienti dagli scavi per l'impianto di Cusiano e i restanti

38.306 m3 per quelli di Maso Castra.

I restanti volumi non riutilizzati per il ritombamento verranno invece trasportati in un’apposita area di

deposito, localizzata lungo il tracciato della condotta dell’impianto superiore di Cogolo Pont in

località Planet. In questo sito verranno stoccati circa 13.585 m3 di materiale di scavo (proveniente

dall’impianto di Maso Castra e da quello di Cusiano) comprensivi dei volumi delle condotte e delle

diverse opere civili.

L’accesso alle aree di deposito avverrà sfruttando la viabilità esistente o quella appositamente

realizzata per raggiungere le opere di presa e gli edifici centrali degli impianti di progetto, in accordo

con il cronoprogramma dei lavori stabilito. In questo modo i primi volumi di terreno ad essere

stoccati saranno quelli provenienti dagli scavi di sbancamento per le opere civili ai quali seguiranno

quelli relativi agli scavi dovuti alla posa delle due condotte.

8 VIABILITA' DI SERVIZIO MASO CASTRA

Per raggiungere le opere dell'impianto descritte in precedenza verranno realizzate delle strade che

ne consentiranno l'accesso.

La strada di accesso all'opera di presa dell'impianto avrà una larghezza di 4 m e si svilupperà per

una lunghezza di circa 90 m. Dopo un primo breve tratto pianeggiante, la parte rimanente avrà una

pendenza del 17,9% e verrà realizzata con dei riporti che consentiranno di raggiungere la quota di

1110,43 m slmm, nei pressi della vasca dissabbiatrice.

La vasca di carico dell'impianto sarà raggiungibile sfruttando l'area prativa ad essa adiacente,

sufficientemente pianeggiante per consentire il transito di mezzi pesanti.

Per quanto riguarda l'edificio centrale, l'area turbine e l'area trasformatori si sottolinea come

l'accesso avvenga tramite rampe distinte in conglomerato bituminoso, la cui descrizione è già stata

effettuata nel paragrafo relativo all'edificio centrale.

9 PROGRAMMA DI MONITORAGGIO DELL'ECOSISTEMA FLUVIALE

Si faccia riferimento al "Piano di Monitoraggio Ambientale del Torrente Maso fra lo scarico della

centrale esistente HDE di Cogolo Pont e la confluenza con il Torrente Vermigliana" di data 29

agosto 2012 a firma del dott. ing. Vittorino Betti, già depositato presso l'Ufficio di Valutazione di

Impatto Ambientale.


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10 PIANO ESECUZIONE LAVORO

L'impianto non presenta particolari difficoltà di realizzazione, ad eccezione del punto segnalato

precedentemente.

Infatti, lungo tutto il suo sviluppo, la condotta è facilmente accessibile con mezzi meccanici di tipo

speciale e le aree di imposta di centrale ed opera di presa risultano ubicate in aree facilmente

accessibili con normali mezzi d’opera d’alta quota.

Ipotizzando il completamento dell'iter amministrativo entro il 2013, l'opera potrebbe essere realizzata

nel corso del 2014-2015 e la centrale entrare in produzione nel luglio 2015.

L'impianto è previsto completamente automatizzato, in modo da garantire il funzionamento in

condizioni di costante sicurezza anche in assenza di personale di servizio.

La gestione della centralina sarà comunque affidata a personale altamente specializzato.

La manutenzione delle opere civili richiederà un impegno saltuario, circoscritto ad alcune giornate

lavorative all'anno.

Sulla base delle indicazioni fornite dal costruttore, si dovrà attuare un piano di manutenzione

ordinaria dei gruppi motori, utilizzando del personale che probabilmente dovrà essere reperito presso

la ditta fornitrice; sono presumibili dei limitati periodi di fermo macchina.

11 ANALISI COSTI DI COSTRUZIONE

I costi di costruzione, riportati nel computo metrico estimativo allegato al progetto, ammontano a €.

13.208.700,00.= circa, così ripartiti:

1) lavori a base d'asta per costruzione presa

vasca di carico e posa €. 4.215.572,71.=

2) lavori di costruzione dell'edificio centrale

e della vasca di carico di Cusiano €. 1.486.066,92.=

3) gruppi generatori, quadri e turbine €. 3.150.000,00.=

4) acquisto tubazioni in PRFV €. 1.100.000,00.=

5) acquisto terreni e servitù €. 100.000,00.=

6) imprevisti €. 330.000,00.=

7) spese tecniche €. 300.000,00.=


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8) oneri fiscali (21% di 1+2+3+4+6+11) €. 2.209.544,32.=

9) C.N.P.A.I.A. (4% voce 7) €. 12.000,00.=

10) oneri fiscali (21% di 7+9) €. 65.520,00.=

11) allacciamento rete SET €. 240.000,00.=

12) arrotondamento €. -3,95.=

Totale costi €. 13.208.700,00.=

Le sole opere civili ammontano a circa € 6.801.639,63.= per un’incidenza percentuale pari a circa il

68 % del costo complessivo dell’impianto.

La resa annua dell’iniziativa, stabilendo un prezzo base dell’energia pari a 0,090 €/Kwh, risulta

essere pari a circa €. 1.845.000,00.= annuo; a tale valore deve essere aggiunto la valutazione

derivante dai certificati verdi, che almeno per i primi venticinque anni, comporta un ulteriore resa

pari a circa €. 800.000,00.=, per un ricavato annuo variabile da €. 2.645.000,00.= a €. 1.845.000,00.=

annui lordi.

Nel merito della redditività dell’iniziativa, il costo base dell’energia calcolato su 30 anni risulta

essere pari a circa €/Kwh 0,057; il tempo di ritorno dell’investimento risulta fissato in 7 anni, mentre

il T.I.R. risulta pari al 17,72%, con rapporto Van/investimento pari a 1,80 e rapporto costi benefici

attualizzato pari a 2,01.

Trento, marzo 2013 dott. ing. Vittorino Betti

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