Relazione idraulica Riotorto - provincia.livorno.it idraulica... · contenute, il presente studio...

ELABORATO:

RELAZIONE IDRAULICO-IDROLOGICA

OGGETTO: interventi per la realizzazione di un impianto fotovoltaico in Loc. Riotorto nel Comune di Piombino (LI)

PROPONENTE: F.M. Solare srl

Il Tecnico Incaricato e Coordinatore Gruppo Lavoro

Luca GARDONE geologo

Contributo specialistico per la modellazione idraulica

Silvia Cipriani ingegnere

Contributo specialistico per rilievi topografici

Emilio Belcari geometra

Progetto per la realizzazione di un impianto fotovoltaico – loc. Riotorto Comune Piombino Relazione di idrologico-idraulica

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Sommario

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

2. Quadro di riferimento programmatico..................................................................... 4

2.1 Il Piano di Assetto Idrogeologico ............................................................................. 4

2.2 Il Piano Strutturale del Comune di Piombino ......................................................... 7

3. Quadro di riferimento progettuale .......................................................................... 11

4. Rilievo topografico di dettaglio ...................... Errore. Il segnalibro non è definito.

5. Studio idraulico a supporto del Piano Strutturale della Val di Cornia (studio Prof.

Pagliara).................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.

6. Studio idraulico a supporto del progetto di realizzazione di impianto fotovoltaico

.................................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.

6.1 Bacino idrografico Fosso Rio Torto................ Errore. Il segnalibro non è definito.

6.2 Analisi idrologica.............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.

6.3 Modello idraulico di moto vario.................... Errore. Il segnalibro non è definito.

6.4 Celle di esondazione ...................................... Errore. Il segnalibro non è definito.

6.5 Condizioni di simulazione ............................... Errore. Il segnalibro non è definito.

6.6 Risultati delle verifiche idrauliche.................. Errore. Il segnalibro non è definito.

7. Considerazioni sul reticolo minore delle fosse campestriErrore. Il segnalibro non è

definito.

7. Conclusioni ......................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.

Allegato 1 verifiche idrauliche Q200 anni

Allegato 2 Rilievo topografico


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1. Premessa

Il presente studio è stato redatto su incarico della Società F.M. Solare srl per

definire il livello di pericolosità idraulica dell’area posta in località Riotorto nel

Comune di Piombino. Su tale area, precisamente identificata con le particelle n°

132-22 del Foglio n° 35 del nuovo catasto terreni del Comune di Piombino, viene

proposta la realizzazione di un impianto fotovoltaico (FV) di potenza pari a 2096,64

kWp.

La relazione è rivolta a fornire un compendio normativo ed un’analisi quantitativa

dei livelli di pericolosità idraulica in termini di quote del livello idrometrico previsto

per eventi di assegnata probabilità di accadimento. Tali livelli sono stati desunti a

partire dagli studi realizzati a supporto degli strumenti di pianificazione comunale e

sovra comunale.

A tal fine sono stati acquisiti ed analizzati i risultati della modellazione idraulica

implementata nella redazione del Piano strutturale del Comune di Piombino,

sviluppati dal Prof. Pagliara, riferita in particolare all’intero bacino del Fiume Cornia

con relativi tributari.

Nel presente lavoro inoltre viene fornito un approfondito quadro di riferimento

normativo e pianificatorio, che ha concorso alla definizione di pericolosità

idraulica nell’area di interesse a partire sia dagli elaborati del Piano di Assetto

Idrogeologico redatto dall’Autorità di Bacino Toscana Costa che, a livello di

dettaglio, dagli strumenti per il governo del territorio comunale.

In ragione infine della disciplina normativa vigente e delle prescrizioni in essa

contenute, il presente studio ha sviluppato uno studio idrologico-idraulico di

dettaglio, volto a perfezionare il quadro conoscitivo pertinente i bacini del fosso

Rio Torto e Corniaccia che interessano direttamente l’area di previsto intervento.

Tale studio ha messo a punto, sulla base di un rilievo plano altimetrico di dettaglio,

verifiche idrauliche sulla base dei criteri indicati dall’Autorità di Bacino Toscana

Costa, che hanno richiesto in particolare la predisposizione di una simulazione, sui

fossi Rio Torto e Corniaccia, atta a verificare il battente idrico, distribuito

nell’areale, in concomitanza di un evento di piena con tempo di ritorno

duecentennale.


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2. Quadro di riferimento programmatico

2.1 Il Piano di Assetto Idrogeologico

Il Piano per l'assetto idrogeologico (PAI) del bacino Toscana Costa è stato redatto,

adottato e approvato ai sensi dell'art. 17 comma 6-ter della legge 18 maggio

1989, n. 183, quale piano stralcio del piano di bacino. Esso ha valore di piano

territoriale di settore e integra gli strumenti di governo del territorio. Il piano di

Assetto Idrogeologico del Bacino Toscana Costa è stato adottato per ciò che

concerneva le misure di salvaguardia con delibera G.R. N.831 del 23 luglio 2001,

successivamente la delibera G.R. N.1330 del 20 dicembre 2004 adottava

totalmente il Piano di Assetto Idrogeologico che con atto di delibera del Consiglio

Regionale N.13 del 25 gennaio 2005 ne approvava i contenuti. Nella

documentazione a corredo del PAI, sono presenti elaborati cartografici che

definiscono il livello di pericolosità idraulica del territorio a livello di dettaglio

suddivisi in tavole in scala 1:10.000. Il criterio utilizzato per la definizione della

pericolosità idraulica del Progetto di PAI è stato quello geomorfologico e storico-

inventariale, integrato ove disponibili da studi idrologico- idraulici prodotti dagli

Enti Locali. In ragione di ciò sono state definite due classi principali di riferimento

corrispondenti a:

� Aree pericolosità idraulica molto elevata (P.I.ME):

a) aree individuate sulla base di criteri geomorfologici, storici ed inventariali, e

perimetrate ai sensi del D.L. 180/1998 con pericolosità analoga;

b) aree che sulla base di idonei studi idrologici - idraulici sono risultate soggette ad

esondazioni per eventi con tempo di ritorno Tr20-30 anni; nonché aree lungo i corsi

d’acqua, a rischio di perdite di vite umane, lesioni gravi alle persone, danni gravi

agli edifici, alle infrastrutture ed al patrimonio ambientale, distruzione di attività

socio-economiche, per rottura arginale, nei tratti arginati che non garantiscono il


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contenimento con adeguato franco di sicurezza di portate con tempo di ritorno Tr

200 anni.

� Aree pericolosità idraulica elevata (P.I.E.):

a) aree individuate sulla base di criteri geomorfologici, storici ed inventariali, e

perimetrate ai sensi del D.L. 180/1998 con pericolosità analoga;

b) aree che sulla base di idonei studi idrologici- idraulici risultano soggette ad

esondazioni per eventi con tempo di ritorno compreso tra 20-30 e 200 anni.

Nell’ambito di tali contesti territoriali, le Norme Tecniche Attuative riportano articoli

che delineano le condizioni di fattibilità e sostenibilità rispetto ad interventi proposti

o previsti in tali areali.

Nella fattispecie, l’analisi documentale riferita specificatamente alla tavola 34

delle Carte della Tutela del Territorio, indicano che il sito previsto per lo sviluppo del

progetto fotovoltaico proposto dalla Società F.M. Solare srl, ricade in pericolosità

elevata (P.I.E.). In ragione di ciò la normativa di piano, poc’anzi richiamata,

sancisce all’art. 6, ed in particolare ai seguenti commi:

Comma 2: Tali aree potranno essere oggetto di atti di pianificazione territoriali per

previsioni edificatorie non diversamente localizzabili, subordinando l'attuazione

delle stesse alla preventiva o contestuale esecuzione di interventi di messa in

sicurezza per eventi con tempo di ritorno di 200 anni.

Gli interventi, definiti sulla base di idonei studi idrologici e idraulici, tenendo anche

conto del reticolo di acque superficiali di riferimento del presente P.A.I., non

devono aumentare il livello di rischio in altre aree con riferimento anche agli effetti

dell’eventuale incremento dei picchi di piena a valle.

3. Gli studi di cui al comma 2 devono attenersi ai criteri definiti dal Bacino, il quale

si esprime sulla coerenza degli stessi con gli obiettivi e gli indirizzi del PAI e dei

propri atti di pianificazione e, ove positivamente valutati, costituiscono

implementazione del quadro conoscitivo del presente Piano.

La messa in sicurezza rispetto ad eventi con tempo di ritorno di 200 anni potrà

essere conseguita anche tramite adeguati sistemi di autosicurezza, nel rispetto

delle seguenti condizioni:


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- dimostrazioni dell’assenza o dell’eliminazione di pericolo per le persone e i beni;

- dimostrazione che l’intervento non determina aumento delle pericolosità a

monte e a valle

Della sussistenza delle condizioni di cui sopra deve essere dato atto nel

procedimento amministrativo relativo al titolo abilitativo all’attività edilizia

(concessione, autorizzazione, dichiarazione di inizio attività).

Figura a - Perimetrazione aree con pericolosità idraulica (scala 1:10.00 PAI)

Comma 10. Nelle aree P.I.E. sono consentiti, oltre agli interventi di cui ai commi 10

e 11 dell’art. 5:

a) gli interventi sul patrimonio edilizio esistente che possono pervenire ad un

riassetto complessivo degli organismi edilizi esistenti e degli spazi urbani ad essi

appartenenti, alle seguenti condizioni:

� dimostrazione di assenza o di eliminazione di pericolo per le persone e i beni,

anche tramite sistemi di autosicurezza;


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� dimostrazione che l’intervento non determina aumento delle pericolosità a

monte e a valle.

b) le opere che non siano qualificabili come volumi edilizi, purché realizzati con

criteri di sicurezza idraulica e senza aumento di rischio in altre aree.

2.2 Il Piano Strutturale del Comune di Piombino

Il piano strutturale è stato approvato dal Comune di Piombino con Delibera C.C.

n° 52 del 09/05/2007. In materia di rischio idraulico, gli elaborati contenuti nel Piano

e riguardanti gli argomenti ed il contesto territoriale interessati dal progetto

proposto sono di seguito elencati:

- 03 Relazione Idraulico Idrologica

- Tav.4.10e - Inviluppo delle altezze d’acqua di esondazione del Fiume Cornia

per tempi di ritorno di 200 anni scenario A1B (Tr200 – A1B) (tavola in scala

1:20.000)

- Tav.4.10f - Inviluppo delle altezze d’acqua di esondazione del Fiume Cornia

per tempi di ritorno di 100 anni scenario A1 (Tr100 – A1) (tavola in scala

1:20.000)

- Tav.4.10g - Inviluppo delle altezze d’acqua di esondazione del Fiume Cornia

per tempi di ritorno di 30 anni scenario A1 (Tr30 – A1) (tavola in scala

1:20.000)

- Tav.4.10h - Esondazione del Fiume Cornia (Tr=200 anni). Pericolosità idraulica

(estratto dal PAI) (tavola in scala 1:30.000)

- Relazione geologica

- Carta della pericolosità Idraulica Tav.4.12 - P.1

- Norme Tecniche attuative

Nella fattispecie, l’analisi documentale riferita specificatamente ai documenti che

trattano gli aspetti di pericolosità e rischio idraulico, indicano che il sito prescelto

per lo sviluppo del progetto fotovoltaico proposto dalla Società F.M. Solare srl,

ricade in classe 4 - pericolosità elevata (P.I.E.) (Figura b); sulla scorta dello studio


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idraulico redatto a corredo dello strumento urbanistico dal Prof. Pagliara, il

medesimo contesto non risulta interessato da verifiche (Figura c).

In ragione di ciò la normativa di piano, poc’anzi richiamata, riporta all’art. 16 le

definizioni delle classi di pericolosità idraulica adottate; per quanto di nostra

pertinenza in Classe 4 Pericolosità elevata (P.I.E), sono ricomprese: “..aree di

fondovalle definite dal Piano di assetto idrogeologico del bacino regionale

Toscana Costa e integrate dal quadro conoscitivo del presente piano.” Per

quanto attiene le condizioni di fattibilità degli interventi in aree caratterizzate da

simili problematiche, vale la disciplina sancita dall’art. 22 che in particolare

riferisce:

1. Nelle aree appartenenti alla Classe 4 – Aree a pericolosità idraulica elevata,

individuate e perimetrate come tali dalle tavole contrassegnate con 4.12 del

presente piano, valgono le disposizioni di cui all’articolo 17, nonché all’articolo 19

ed all’articolo 20, ove non trattino argomenti specificamente disciplinati dai

successivi commi del presente articolo.

2. Nelle aree appartenenti alla Classe 4 – Aree a pericolosità idraulica elevata,

individuate e perimetrate come tali dalle tavole contrassegnate con 4.12 del

presente piano, valgono le disposizioni di cui all’articolo 6 delle norme del Piano di

assetto idrogeologico del bacino Toscana Costa.


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Figura b - Perimetrazione aree con pericolosità idraulica – estratto da Tav.4.12 - P.1 Piano Strutturale Comune Piombino

Al riguardo ci pare opportuno richiamare il contenuto dell’art. 20, che in

particolare subordina la fattibilità dell’intervento proposto alle condizioni elencate

ai comma 2 e 3 che recitano:

3. La fattibilità dei progetti di realizzazione di infrastrutture, edificazioni,

trasformazioni morfologiche, deve essere subordinata alla contestuale

dimostrazione dell’assenza di rischio calcolata su un tempo di ritorno di 200 anni

e/o a seguito di rilievi plano-altimetrici di dettaglio.

4. La messa in sicurezza rispetto a eventi di inondazione con tempo di ritorno di 200

anni può essere conseguita anche tramite adeguati sistemi di autosicurezza, alle

seguenti condizioni:

− dimostrazione dell’assenza o dell’eliminazione del pericolo per persone e beni;


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− dimostrazione che l’intervento di trasformazione non determina aumento delle

pericolosità a monte o a valle;

− estensione dell’intervento limitata all’area sottostante agli edifici oggetto di

trasformazione.

Tale disciplina risulta peraltro coerente con quanto disposto dalle NTA dell’Adb

Toscana Costa all’art.6.

Figura c -Perimetrazione aree con pericolosità idraulica – estratta da PAI Tav.4.10h Piano Strutturale Comune Piombino

Come ultimo riferimento in termini cronologici, ma non certo per scarsa rilevanza

regolamentare, è utile rafforzare il giudizio di compatibilità rispetto a quanto

proposto, facendo riferimento ai contenuti di una recente Delibera del C.C. n°44

del 28/05/2008 che ha per oggetto la variante normativa al vigente S.U. in

materia di installazione di impianti per la produzione di energia da fonti rinnovabili.


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All’art. 29 infatti si afferma che: “Nelle aree a rischio idraulico così come

individuate negli elaborati cartografici e normativi vigenti la realizzazione dei

suddetti impianti dovrà prevedere uno studio idrologico-idraulico di fattibilità che

stabilisca eventuali opere e interventi necessari per la messa in sicurezza. Per gli

impianti fotovoltaici è prescritta la trasparenza ”idraulica.” La redazione di questo

studio e le verifiche idrauliche sviluppate, rispondono pienamente ai requisiti citati

e poc’anzi richiamati, sostanziando la fattibilità e la piena coerenza di quanto

proposto.

3. Quadro di riferimento progettuale

L’intervento consiste nella realizzazione di un impianto fotovoltaico che avrà una

potenza pari 2096,64 kWp e sarà realizzato mediante l’impiego di un certo

numero di moduli FV alloggiati su apposite strutture fisse, in carpenteria metallica,

ancorate al terreno tramite apposite fondazioni a vite che potranno raggiungere

una profondità massima di m.2,1.

L’installazione interesserà circa 3.5 ettari. In questa sede ci limiteremo alla

descrizione delle strutture di supporto dei pannelli che direttamente si

interfacciano e trasmettono il carico di esercizio al terreno.

Strutture metalliche. Le strutture di sostegno saranno realizzate in acciaio zincato

(od alternativamente in alluminio), progettate e dimensionate per resistere alla

trazione ed alla torsione meccanica indotte dagli agenti atmosferici, in totale

rispetto delle norme vigenti in materia di carichi vento e neve su strutture in

carpenteria metallica. Lo sviluppo laterale massimo delle strutture sarà pari a

105m; l'inclinazione prevista del piano dei moduli è 30° e l'altezza massima

raggiunta sarà di 2,91m con un'altezza minima dal piano di campagna del filo dei

moduli fotovoltaici installati di 0,71m, e ciò garantisce la messa in sicurezza dei

pannelli e dei collegamenti elettrici relativi,rispetto al battente che interessa l’area,

per il cui calcolo si rimanda al capitolo 6 della presente relazione. La struttura


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descritta precedentemente risponderà alle caratteristiche rilevabili dalla relazione

tecnica strutturale e dagli elaborati di progetto.

Le strutture di sostegno ai pannelli hanno resistenze compatibili con gli eventuali

tiranti idrici risultanti da eventi di piena.

Figura d - Particolare realizzativo struttura portante pannelli fotovoltaici

Basamento. Le strutture sopra descritte saranno ancorate al terreno mediante

delle apposite fondazioni a vite alle quali sono fissate mediante flange

predisposte. Le viti permettono una rapida e sicura installazione nel rispetto dei

valori di tenuta del terreno, in particolare alla trazione, senza occupare superficie

per plinti o basamenti in cemento, garantendo un facile e totale ripristino dello

stato dei luoghi in caso di dismissione dell'impianto a fine vita. La profondità di

infissione delle viti dipende dalla resistenza puntuale del terreno, misurata


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attraverso apposite prove penetrometriche e di estrazione mediante

dinamometro. In generale verranno impiegate viti di lunghezza pari a 210 cm.

4. Rilievo topografico di dettaglio

Nel rispetto delle condizioni di fattibilità dell’intervento individuate ai commi 2 e 3

dell’art. 20, (“…..dimostrazione dell’assenza di rischio calcolata su un tempo di

ritorno di 200 anni e/o a seguito di rilievi plano-altimetrici di dettaglio….” ,

“…dimostrazione che l’intervento di trasformazione non determina aumento delle

pericolosità a monte o a valle…”, e “estensione dell’intervento limitata all’area

sottostante agli edifici oggetto di trasformazione”) e di quanto disposto nell’art. 6

delle NTA dell’Autorità di Bacino Toscana Costa, è stato predisposto un rilievo

topografico di dettaglio sulla base del quale si è provveduto all’elaborazione di

una verifica idraulica sul Fosso Rio Torto e sul Fosso Corniaccia nei tratti adiacenti

all’area oggetto di intervento.


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Figura 1 – Vista aerea dell’area d’interesse


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Figura 2 – Rilievo topografico realizzato; in rosso le sezioni trasversali rilevate e l’area interessata dall’installazione dei pannelli fotovoltaici, nella quale sono stati battuti molti punti per descrivere in modo corretto l’informazione altimetrica

Nel complesso il rilievo topografico di dettaglio ha descritto un tratto di circa 1.500

metri sul Fosso Rio Torto, dalla strada Stazione di Vignale n° 21 fino alla confluenza

con il Corniaccia con restituzione di 9 sezioni trasversali, utilizzate successivamente

nella verifica idraulica e di circa 2.300 metri sul Fosso Corniaccia, di cui 1300 metri

dalla strada S.P.20 fino alla confluenza con il Rio Torto e 1.000 metri a valle della

confluenza fino alla strada vecchia Aurelia, con restituzione di 12 sezioni trasversali

(ubicazione delle sezioni riportata in Figura 2); oltre che la geometria della sezione

è stato descritto il piano campagna circostante e sono stati battuti i ponti e gli

attraversamenti presenti sul corso d’acqua, in modo da descrivere


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completamente ogni struttura idraulica presente e ricostruire in modo fedele la

geometria da inserire nel modello di calcolo idraulico. Sulla base del rilievo

topografico di dettaglio, dei punti quotati e curve di livello della CTR in scala 1:

10.000 è stato realizzato il modello tridimensionale del terreno (TIN).

Figura 3 – Modello TIN realizzato per l’area in studio

5. Studio idraulico a supporto del Piano Strutturale della Val di Cornia (studio Prof.

Pagliara)


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L’area oggetto di intervento può risultare interessata dal funzionamento idraulico

di due corsi d’acqua: il fosso Rio Torto che si trova a nord rispetto all’area, e il fosso

Corniaccia che invece lo delimita verso ovest.

Dall’analisi dello studio idraulico di supporto al “Piano Strutturale della Val di

Cornia - Comuni di Campiglia M.ma, Piombino, Suvereto, emerge che la verifica

idraulica del fosso Rio Torto è stata condotta utilizzando un modello di moto

unidimensionale permanente con diverse portate associate a vari tempi di ritorno

(Tr= 20, 30, 100 e 200 anni).

La simulazione idraulica del Fosso Rio Torto ha preso in considerazione

complessivamente 9 sezioni (di cui 5 ricavate in automatico da un’interpolazione

effettuata dal programma), con la determinazione del profilo liquido nel tratto fra

la confluenza con il Fosso Corniaccia e il ponte sulla SP20 Cafaggio Casalippi

Riotorto Stazione di Vignale (N 21).

Del Fosso Corniaccia sono riportati solamente i dati relativi alla caratterizzazione

del bacino idrografico e la stima delle portate per vari tempi di ritorno.

6. Studio idraulico a supporto del progetto di realizzazione di impianto fotovoltaico

6.1 Bacino idrografico Fosso Rio Torto

Ai fini della verifica idraulica il bacino del Fosso Rio Torto è stato chiuso in

corrispondenza della strada Stazione di Vignale N° 21; a tale sezione di chiusura

l’area complessiva del bacino idrografico è pari a 11.33 Km2.

Per il Fosso Corniaccia è stato considerato un bacino idraulico chiuso alla

confluenza con il Fosso Rio Torto con un’estensione di 20,84 k m2 .


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Figura 4 – Bacini idrografici del Fosso Rio Torto alla sezione di chiusura posta alla confluenza con il fosso Corniaccia ( S =11.33 Km2) e del Fosso Corniaccia alla confluenza con il fosso Rio Torto (S= 20.84 km2) Il Fosso Rio Torto si configura come un colatore di acque basse, con un bacino di

raccolta prevalentemente pianeggiante e con uso del suolo agricolo; nel tratto

d’interesse non sono presenti affluenti significativi ed il reticolo idrografico non

risulta particolarmente ramificato.

La lunghezza dell’asta principale, dall’origine alla sezione di chiusura considerata,

è pari a 2.2 Km.


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6.2 Analisi idrologica

La portata di riferimento con cui è stata eseguita la verifica idraulica è stata

ottenuta mediante ragguaglio areale a partire da quella riportata nello studio

“Piano Strutturale d’area della Val di Cornia - Comuni di Campiglia Marittima,

Piombino, Suvereto - Relazione idrologico-idraulica” (prof. Ing. Stefano Pagliara,

Marzo 2006). Nello studio citato, il bacino del Fosso Rio Torto è stato considerato

nella sua interezza (confluenza con il Fosso Corniaccia), ed ha le seguenti

caratteristiche fisiografiche:

Superficie del bacino

(kmq)

Pendenza

media Curve Number

11.70 13.95% 73

Tabella 1 –Caratteristiche fisiografiche del bacino del Fosso Rio Torto, considerato nella

sua interezza

Lo studio Pagliara riporta i valori di portata in corrispondenza della sezione di

chiusura posta alla confluenza per vari tempi di ritorno, come riportato nella

tabella sottostante.

Superficie

(km2)

Q200

(mc/sec)

q200 (m3/sec

kmq)

Q100(mc/sec) q100 (m3/sec

kmq)

11.70 96.30 8.23 79.75 6.81

Tabella 2 –Analisi idrologica del Fosso Rio Torto riportata nello studio Pagliara

Tramite semplice ragguaglio areale, a partire da questi dati, è stata ricavata la

portata con tempo di ritorno duecentennale alla sezione di chiusura posta in

corrispondenza della strada Stazione di Vignale n° 21, considerata come sezione

di chiusura di interesse del tratto sottoposto a verifica idraulica.

In particolare, per una superficie di 11,33 kmq sono stati ricavati i seguenti valori di

picco:


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1) Q100 = 77.15 mc/sec S = 11,33kmq (sezione chiusura strada stazione di

Vignale 21)

2) Q200 = 93.24 mc/sec S = 11,33 kmq (sezione chiusura strada stazione di

Vignale 21)

quindi, è stato stimato un valore di picco di portata duecentennale Q200 = 93.24

m3/sec: per le verifiche idrauliche è stato utilizzato il corrispondente idrogramma di

piena.

Per quanto riguarda il Fosso Corniaccia lo studio Pagliara riporta solamente il

valore delle portate associate ai vari tempi di ritorno per varie sezioni di chiusura: a

monte della Via vecchia Aurelia , a valle della stessa, in cui si somma il contributo

del Rio Torto e infine allo sbocco in mare.

Superficie

(km2)

Q200

(mc/sec)

q200 (m3/sec

kmq)

Q100(mc/sec) q100 (m3/sec

kmq)

21.93 172.53 7.86 142.16 6.48

33.63 268.82 7.99 221.91 6.59

35.29 273.60 7.75 225.80 6.39

Tabella 3 –Analisi idrologica del Fosso Corniaccia riportata nello studio Pagliara

Tramite semplice ragguaglio areale, a partire da questi dati, è stata ricavata la

portata di picco con tempo di ritorno duecentennale alla sezione di chiusura

posta in corrispondenza della confluenza con il fosso Rio Torto, nonostante che la

modellazione idraulica del fosso Corniaccia inizia a monte, ovvero in

corrispondenza della strada S.P.20.

In particolare, per una superficie di 20,84 kmq sono stati ricavati i valori di picco:

1) Q100 = 135.04 mc/sec S = 20,84 kmq (sezione chiusura strada S.P. 20)

2) Q200 = 163.80 mc/sec S = 20,84 kmq (sezione chiusura strada S.P. 20)


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quindi, è stato stimato un valore di picco di portata duecentennale Q200 = 163.80

m3/sec: per le verifiche idrauliche è stato utilizzato il corrispondente idrogramma di

piena

6.3 Modello idraulico di moto vario

Per la verifica idraulica è stato considerato un modello di moto non-stazionario

(moto vario), utilizzando il software Hec-Ras 4.0, sviluppato dall’Hydrologic

Engineering Center che consente di determinare l’andamento del pelo libero

della corrente utilizzando una procedura numerica basata sul metodo iterativo

dello “standard step method”.

Il modello di moto vario risolve il problema dell'individuazione del livello idrico della

corrente in un’assegnata sezione trasversale mediante la risoluzione, in modo

iterativo, del sistema di equazioni secondo De Saint Venant alle derivate parziali:

( )

=

+∂∂⋅⋅+

∂⋅∂+

∂∂

=−∂∂+

∂∂+

∂∂

motodiquantitàdellaoneconservazidiEquazioneSx

zAg

x

QV

t

Q

massadellacontinuitàdiEquazioneqx

Q

t

S

t

A

F

L

0

0

essendo:

A l'area della sezione bagnata;

t il tempo;

� S il volume d'acqua accumulato in parti di sezione non attive per il deflusso;

� Q la portata;

� x la distanza lungo il canale;

� qL l'afflusso laterale per unità di distanza;

� V la velocità;

� g l'accelerazione di gravità;

� z l'altezza del pelo libero;


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� SF le perdite per attrito.

Assumendo la gradualità spazio-temporale del fenomeno, la perdita di carico

effettivo può essere stimata con un’equazione analoga a quella adottata per il

moto uniforme:

RCg

UUJ

2⋅⋅

=

Dove, oltre ai simboli già noti, R è il raggio idraulico e C il coefficiente di resistenza

esprimibile nella forma:

g

RKC s

6/1⋅=

con Ks [m 1/3 s-1] coefficiente dimensionale di Gauckler-Strickler. Per includere nel

modello gli effetti dissipativi indotti da variazione di sezione, quali allargamenti e

restringimenti, si valutano le perdite di carico effettivo addizionali DH mediante la

formula:

)/(2

22

Ag

QH αξ∆=∆

Dove α è il coefficiente di ragguaglio dell’energia cinetica e ξ può assumere valori

compresi fra 0.1 e 0.8 maggiori nel caso di allargamento e minori nel caso di

restringimento. Per la risoluzione del sistema di equazioni è necessario conoscere le

condizioni al contorno di ciascun tratto sia a monte che a valle: la condizione di

valle può essere costituita da un idrogramma di livelli idrometrici, o da un legame

portate-deflussi sotto forma di scala di deflusso, oppure assumendo la pendenza

della cadente piezometrica pari alla pendenza del fondo alveo.


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A monte invece è necessario imporre una condizione sulla portata in ingresso

attraverso un idrogramma di piena, ricavato sulla base dell’analisi idrologica

descritta in precedenza.

Dal momento che l’area oggetto di intervento non è adiacente ai due canali, è

stato calcolato il volume di esondazione che interessa tutta l’area che dai corsi

d’acqua si estende fino a quella oggetto di intervento, fino cioè a ricomprenderla.

Si riporta di seguito i confini della cella considerata.

Figura 5 –Definizione della cella interessata dall’esondazione

6.5 Condizioni di simulazione

Riassumendo, per la simulazione idraulica è stato utilizzato un modello di moto

vario, che simuli la propagazione dell’onda di piena all’interno dei due canali. La


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simulazione è stata effettuata affiancando la modellistica non stazionaria

monodimensionale che risolve la determinazione del pelo libero nell’alveo inciso,

a una cella laterale che funziona da accumulo.

La condizione al contorno di monte è rappresentata dagli idrogrammi di piena

desunti dallo studio idrologico-idraulico del prof. Pagliara.

Figura 6 – Idrogramma duecentennale Rio Torto


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Figura 7 – Idrogramma duecentennale Fosso Corniaccia

Le sezioni trasversali a cui si è fatto riferimento per la verifica idraulica sul Fosso Rio

Torto e sul Fosso Corniaccia sono codificate con un numero progressivo da valle

verso monte, come riportato nel fascicolo allegato

Le scabrezze (secondo Manning) sono state poste pari a 0.0350 per l’alveo inciso

e 0.065 per il piano campagna. I coefficiente di contrazione/espansione sono stati

presi pari a 0.1 e 0.3 in caso di sezioni gradualmente variate, 0.3 e 0.5 in caso di

presenza di ponti, attraversamenti o brusche variazioni di sezioni trasversali.

6.6 Risultati delle verifiche idrauliche

Le simulazioni effettuate sul Fosso Rio Torto e sul fosso Corniaccia mettono in

evidenza l’insufficienza idraulica delle sezioni di entrambi i corsi d’acqua per

portate con tempo di ritorno duecentennale.

Le elaborazioni effettuate hanno portato alla stima del volume complessivo di

esondazione dall’alveo del Fosso Corniaccia e del Fosso Rio Torto sul piano


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campagna, che interessa l’area in oggetto: tale valore è pari a 47.610 mc; e

determina, per un evento con tempo di ritorno duecentennale, un battente

medio, uniformemente distribuito, pari a 12 cm, all’interno dell’area di

esondazione individuata, la cui estensione è pari a 400.020 mq.

In allegato vengono riportati i risultati della verifica idraulica realizzata sul Fosso Rio

Torto e sul Fosso Corniaccia nei tratti considerati.

7. Considerazioni sul reticolo minore delle fosse campestri

Il rilievo topografico di dettaglio ha interessato anche la descrizione dell’attuale

reticolo idraulico minore a cui è affidato lo scolo dei campi, che ha

un’organizzazione nord-est sud-ovest, e si raccoglie nella fossa che corre lungo il

limite inferiore della proprietà, così come schematicamente descritto dalla figura

13; all’interno dell’area oggetto di intervento il rilievo ha messo in evidenza una

leggera baulatura del terreno, propria delle attività agricola.


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Figura 8 – Schema del organizzazione idraulica delle fosse di scolo

L’intervento non comporterà modifiche all’attuale organizzazione della rete

scolante: saranno mantenute le attuali fosse all’interno e ai confini est e sud della

proprietà.

Saranno comunque svolte le operazioni di manutenzione straordinaria del reticolo

scolante, laddove necessario, in modo da garantire all’intero sistema una sezione

omogenea nei vari tratti e da conferire la corretta pendenza di scolo, così come

indicata nello schema sopra riportato.

A

B

C

D


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Le fosse campestri caratterizzate da una sezione trapezia, che in alcuni tratti è

quasi scomparsa, hanno una capacità di invaso che varia nei singoli tratti a causa

del riempimento; se ne riporta la stima della capacità di autoinvaso nei vari tratti:

Tratto Lunghezza tratto (m)

Area utile media (mq) Capacità di invaso (mc)

A 230 0,305 70,15

B 230 0,09 20,70

C 240 0,265 63,60

D 150 0,615 92,25

TOTALE 246,70

Tabella 4 –Capacità di autoinvaso delle fosse campestri in stato attuale

Allo stato attuale la capacità di invaso complessiva calcolata è di circa 246,70

mc; pur non modificando l’assetto della rete scolante, si prevede di intervenire

sulla geometria della sezione idraulica nei vari tratti con operazioni di risagomatura

e ripulitura per ripristinare la capacità di scolo delle fosse e definire una sezione

omogenea pari a 0,48 mq.

Pertanto, a seguito di queste operazioni, complessivamente le fosse di progetto

sono dimensionate in modo da poter invasare per l’intero sviluppo circa 408 mc,

con un incremento della capacità di autoinvaso di circa il 39%.

7.1 Stima dei volumi di compenso o invarianza idraulica

Per quanto riguarda la variazione di capacità di infiltrazione dei terreni dovuti alla

realizzazione di infrastrutture si stima che le superfici occupate dalle strutture di

servizio siano circa pari a 140 mq, quantità non significativa rispetto alla superficie

complessiva del lotto.

Sulla base dell’analisi delle curve di possibilità pluviometrica riportate nello studio

del Prof. Pagliara si ricavano i seguenti valori di precipitazione, funzione della

durata di pioggia e del tempo di ritorno.


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Tempo di ritorno Durata pioggia 1

ora

Durata pioggia 3

ore

Tr 30 anni 49.4 mm 77.11 mm

Tr 100 anni 62.36 mm 100.51 mm

Tr 200 anni 71.15 mm 116.95 mm

Tabella 5 – Valori di precipitazione pluviometrica in funzione del tempo di ritorno e della

durata di pioggia

Considerando l’evento piovoso più gravoso (tempo di ritorno duecentennale,

durata di pioggia pari a tre ore), si determinerebbe un incremento dei deflussi

superficiali dovuti alla non infiltrazione delle acque meteoriche dell’ordine di circa

16 mc, a cui si aggiungono i 17 mc dovuti alla occupazione di aree interessate da

un battente di 12 cm: questo valore complessivo di 33 mc è ampiamente

compensato dall’incremento delle capacità di autoinvaso delle fosse campestri.

7. Conclusioni

Il presente studio è stato redatto su incarico della Società F.M. Solare srl per

definire il livello di pericolosità idraulica dell’area posta in località Riotorto nel

Comune di Piombino, in cui viene proposta la realizzazione di un impianto

fotovoltaico (FV) di potenza pari a 2096,64 kWp.

L’obbiettivo è quello di fornire un compendio normativo ed un’analisi della

pericolosità idraulica al fine di stabilire la quota dei battenti associati a eventi di

assegnata probabilità di accadimento.

Preliminarmente sono stati acquisiti e analizzati gli studi esistenti realizzati a

supporto degli strumenti di pianificazione comunale e sovra comunale, a partire

dalla modellazione idraulica implementata nella redazione del Piano strutturale

del Comune di Piombino, sviluppati dal Prof. Pagliara, riferita in particolare al

bacino del Fiume Cornia.


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Nel presente lavoro inoltre viene fornito un approfondito quadro di riferimento

normativo e pianificatorio, che ha concorso alla definizione di pericolosità

idraulica nell’area di interesse a partire sia dagli elaborati del Piano di Assetto

Idrogeologico redatto dall’Autorità di Bacino Toscana Costa che, a livello di

dettaglio, dagli strumenti per il governo del territorio comunale.

Sulla base infine della disciplina normativa vigente e delle prescrizioni in essa

contenute, il presente studio ha sviluppato uno studio idrologico-idraulico di

dettaglio, volto a perfezionare il quadro conoscitivo pertinente i bacini del Fosso

Rio Torto e del Fosso Corniaccia nei tratti che interessano direttamente l’area di

previsto intervento.

Tale studio ha messo a punto, sulla base di un rilievo plano altimetrico di dettaglio,

verifiche idrauliche sulla base dei criteri indicati dall’Autorità di Bacino Toscana

Costa, che hanno richiesto in particolare la predisposizione di una simulazione, dei

due corsi d’acqua, Fosso Rio Torto e Fosso Corniaccia, atta a verificare il battente

idrico, distribuito nell’areale.

Le simulazioni sono state effettuate per un valore di portata relativo a un tempo di

ritorno duecentennale, nel rispetto delle normative vigenti, ricorrendo a un

modello idraulico di moto vario.

Il valore di picco della portata per entrambi i corsi d’acqua è stato calcolato in

riferimento ai valori di portata per unità di superficie individuati dallo studio del

Prof. Pagliara: per le simulazioni idrauliche sono stati utilizzati i corrispondenti

idrogrammi di piena .

La verifica ha dimostrato l’insufficienza idraulica delle sezioni nei confronti della

portata duecentennale sia del fosso Rio Torto che del Fosso Corniaccia in sinistra e

destra nei tratti oggetto di studio: per il Rio Torto nel tratto compreso fra via

Stazione Vignale n° 21 fino alla confluenza, per il Corniaccia dalla strada SP20 Fino

all’Aurelia.

La distanza tra i corsi d’acqua e l’area oggetto di intervento risulta pari ad almeno

200 metri lineari: il modello di moto fornisce il valore del volume di esondazione

che va interessare l’intera cella a cui limiti è posta l’area. Questo valore è stato


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diviso per la superficie complessiva della “cella di esondazione” in modo da

stimare il battente medio distribuito sull’intera area, e quindi anche sulla porzione

di intervento, provocato dalle esondazioni dei due corsi d’acqua per eventi con

tempi di ritorno duecentennale.

Il valore del battente che interessa l’area è pari a 0,12 metri.

Infine, nel rispetto della normativa vigente, l’intervento non comporterà modifiche

all’attuale organizzazione della rete scolante: saranno mantenute le attuali fosse

ai confini della proprietà, sia a est che a sud, e quelle con andamento

longitudinale all’interno dell’area.

Il rilievo di dettaglio ha fornito il quadro dell’attuale assetto del reticolo di scolo

all’interno dell’area. Questo ha permesso di stimare l’attuale capacità di

autoinvaso delle fosse.

Pur non modificando l’assetto della rete scolante, si prevede di intervenire sulla

geometria della sezione idraulica nei vari tratti con operazioni di risagomatura al

fine di ripristinare la capacità di scolo e ottenere una sezione omogenea nei vari

tratti.

Le fosse di progetto sono dimensionate in modo da garantire un incremento della

capacità di autoinvaso di circa il 39%.

Sono state infine fatte considerazioni in merito all’invarianza idraulica legata alle

capacità di infiltrazione dei terreni, a seguito della realizzazione delle infrastrutture

di servizio.

Si rileva che le superfici occupate, circa 140 mq, siano non significative rispetto

all’area complessiva del lotto oggetto di intervento.

Ad ogni modo, considerando l’evento piovoso più gravoso (tempo di ritorno

duecentennale, durata di pioggia pari a tre ore), si determinerebbe un

incremento dei deflussi superficiali dovuti alla non infiltrazione delle acque

meteoriche dell’ordine di circa 16 mc. Questo valore sommato ai 17 mc dovuti

alla compensazione dei volumi associati a un battente di 0,12 m all’interno

dell’area, determina un valore complessivo di 33 mc, ampiamente compensato

dall’incremento delle capacità di autoinvaso delle fosse campestri.


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Scandicci, aprile 2010

Dott. Ing. Silvia Cipriani Dott. Geol. Luca Gardone

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Allegato 1

Verifiche idrauliche Q200


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Allegato 2

Rilievo topografico

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