Relazione Idrologica Idraulicamaps1.ldpgis.it/colle/sites/maps1.ldpgis.it.colle/...Colle Val...

Verifica capacità di drenaggio di fosso campestre in località Borgatello – Colle Val d’Elsa RELAZIONE TECNICA

1/24

COMUNE DI COLLE VAL D’ELSA PROVINCIA DI SIENA

PIANO ATTUATIVO “BORGATELLO”

VERIFICA DELLA CAPACITÀ DI DRENAGGIO DEL FOSSO CAMPESTRE ADIACENTE AL CONFINE NORD DELLA NUOVA LOTTIZZAZIONE

Località Borgatello – Colle Val d’Elsa

RELAZIONE TECNICA CALCOLI IDROLOGICI‐IDRAULICI

1 AGOSTO 2014


2/22

INDICE

1. PREMESSA.........................................................................................................................5

2. QUADRO CONOSCITIVO.....................................................................................................5

3. STIMA DELLE PORTATE DI VERIFICA...................................................................................7

4. VERIFICA IDRAULICA........................................................................................................11

4.1 MODELLAZIONE IDRAULICA .....................................................................................................11

4.2 RISULTATI DELLA MODELLAZIONE..............................................................................................12

4.3 MITIGAZIONE DEL RISCHIO ......................................................................................................13

APPENDICE A .........................................................................................................................14

APPENDICE B .........................................................................................................................15

APPENDICE C..........................................................................................................................19


3/22

INDICE DELLE FIGURE

FIGURA 2.1 – ESTRATTO CARTOGRAFIA CTR 1:10.000 N°286140. .................................................6

FIGURA 2.2 – INQUADRAMENTO SU OFC 1:10.000. .......................................................................6

FIGURA 2.2 – TOMBATURA IN TUBAZIONE Φ700 IN CLS................................................................7

FIGURA 3.1 – INTERPOLAZIONE DELLE PORTATE DI ALTO..............................................................8

FIGURA 4.1 – PLANIMETRIA DELLE SEZIONI UTILIZZATE NELLA MODELLAZIONE. .......................11


4/22

INDICE DELLE TABELLE

TABELLA 2.1 – PARAMETRI CARATTERISTICI DEL BACINO. .............................................................7

TABELLA 3.1 – BACINI DISPONIBILI IN ALTO. ..................................................................................8

TABELLA 3.2 – COEFFICIENTE DI DEFLUSSO SECONDO G. BENINI (“SISTEMAZIONI IDRAULICO

FORESTALI” – 1990). .................................................................................................................9

TABELLA 3.3 – STIMA DEL TEMPO DI CORRIVAZIONE...................................................................10

TABELLA 3.3 – RISULTATI OTTENUTI MEDIANTE LA FORMULA DI TURAZZA................................11

TABELLA 3.3 – TABELLA SINOTTICA RELATIVA ALLA STIMA DELLE PORTATE. ..............................11

TABELLA 4.1 –RISULTATI PRINCIPALI DELLA MODELLAZIONE IDRAULICA....................................12


5/22

1. PREMESSA

Il presente studio è redatto facendo seguito alla comunicazione dell’Ufficio del Genio

Civile di Area Vasta Grosseto‐Siena, protocollo n°A00GRT/ /N.60.30, pervenuta al Comune di

Colle Val d’Elsa in data 29/05/2014, protocollata al n°0007848, con oggetto “(DPGR53R/11) –

Piano Attuativo Borgatello pratica 265. Richiesta integrazioni.”

In tale comunicazione si evidenzia che: “La pratica depositata in data 10/04/14 con

numero 265, è stata esaminata ed è emersa la necessità di chiedere chiarimenti in merito alle

eventuali problematiche di insufficienza di drenaggio. Inoltre se necessari dovranno essere

definiti gli accorgimenti prescrittivi o gli eventuali interventi di regimazione idraulica. Tali

aspetti dovranno essere considerati nella definizione della fattibilità idraulica.”

Il drenaggio al quale si fa riferimento nella comunicazione è individuato in un fosso

campestre che in corrispondenza dell’angolo nord‐est della nuova area oggetto di futura

edificazione si immette in una tombatura che sottoattraversa l’attuale edificato di “Borgatello”.

La portata utilizzata nella verifica, corrispondenti al tempo di ritorno di 200 anni, è stata

ricavata mediante il metodo razionale, utilizzando i dati derivati dalla nuova regionalizzazione

delle precipitazioni, di cui al DGRT 1133/2012, presentati nel Marzo del corrente anno.

La modellazione idraulica è stata effettuata mediante il software HEC‐RAS 4.1.0.

Le sezioni idrauliche necessarie alla verifica sono state ricavate da apposito rilievo

2. QUADRO CONOSCITIVO

Il fosso campestre oggetto di verifica è individuato in Figura 2.1.

Esso non ricade all’interno del Reticolo di Gestione di cui alla LR n°79/2012, né è censito

con un toponimo proprio. La sua funzione è unicamente il drenaggio delle scoline di campo che

in esso recapitano, essendo la vocazione dell’area del bacino quasi interamente agricola (Figura

2.2). In prossimità dell’area della nuova lottizzazione il fosso affluisce in una tombatura

realizzata in tubazione circolare il cls di diametro 70 cm (Figura 2.3), che sottoattraversa l’intero

esistente edificato “Borgatello”. Allo sbocco di tale tombatura le acque vengono recapitate in

un fosso campestre esistente, che termina nel Botro San Severo.

Le caratteristiche del bacino, dedotte dalle CTR in scala 1:10.000 (n°286140) ed 1:2.000

(n°15J61) disponibili, sono riportate in Tabella 2.1.

La zona interessata dalla lottizzazione non ricade in alcuna area perimetrata ai fini del

rischio idraulico.


6/22

Figura 2.1 – Estratto cartografia CTR 1:10.000 n°286140.

Figura 2.2 – Inquadramento su OFC 1:10.000.


7/22

Figura 2.3 – Tombatura in tubazione Φ700 in cls.

Ab ‐ superficie del bacino [km²] 0.202

zsc ‐ quota sezione di chiusura [m s.l.m.] 248.5

zmed_b ‐ quota media bacino [m s.l.m.] 250.5

zmax_a ‐ quota massima asta principale [m s.l.m.] 251.2

zmax_b ‐ quota massima bacino [m s.l.m.] 252.1

La ‐ lunghezza asta principale [km] 0.510

imed_a ‐ pendenza media asta principale [m/m] 0.005

Parametri caratteristici del bacino

Tabella 2.1 – Parametri caratteristici del bacino.

3. STIMA DELLE PORTATE DI VERIFICA

La stima della portata di verifica, relativa al solo tempo di ritorno di 200 anni, è stata

affrontata mediante due diverse metodologie ed ha portato a tre diversi valori, dei quali è stato

scelto il mediano, come meglio specificato nel seguito

Estrapolazione da AlTo

La prima metodologia è consistita nel ricavare la portata di verifica dall’applicativo AlTo

rilasciato dalla Regione Toscana, relativo alla regionalizzazione delle portate di piena.

Poiché il fosso oggetto di verifica non ricade nel reticolo a base di AlTo, si sono dapprima

determinate le portate duecentennali per bacini di varie superfici ricadenti nel raggio di 5 km

dall’area oggetto di studio. (Tabella 3.1).


8/22

Si è quindi proceduto all’interpolazione bi‐logaritmica delle coppie di valori

Superifici_bacini‐Portate, ottenendo p una curva interpolante (Figura 3.1), dalla quale,

inserendo il valore della superficie del bacino di interesse (Tabella 2.1), si è ricavato un primo

valore di portata duecentennale, pari a 7,89 m3/s.

Codice Nome S Q200

AlTo [km2] [m3/s]

64196 FOCI E I FOSCI 0.320 10.9963072 VALLI RONCONI 0.880 10.1065261 DEGLI STRULLI 1.056 21.3164568 CONIO DEL 0.480 17.9365270 DEGLI STRULLI 4.400 45.2362963 SCARNA 8.272 71.84

Tabella 3.1 – Bacini disponibili in AlTo.

Stima portata mediante AlTo ‐ Tr = 200 [a]

1

10

100

0.1 1 10

Superficie Bacino [km2]

Portata [m

3 /s]

Bacini AlTo

Bacino Fosso Campestre

Figura 3.1 – Interpolazione delle portate di AlTo.

Formula di Turazza – Metodo Razionale


9/22

La seconda metodologia è consistita nello stimare al portata di verifica mediante la

Formula di Turazza:

ct

ShCQ ⋅⋅= 277,0 (3.1)

Dove:

Q = portata, espressa in [m3/s];

C = coefficiente di deflusso, adimensionale;

h = altezza di pioggia di verifica, espressa in [mm];

S = superficie del bacino, espressa in [km2];

tc = tempo di corrivazione, espresso in [h].

Essendo l’area del bacino a vocazione agricola per la quasi totalità, considerando un

terreno di medio impasto, il coefficiente di deflusso C può essere assunto pari a 0,6 (Tabella

3.2).

Tabella 3.2 – Coefficiente di deflusso secondo G. Benini (“Sistemazioni idraulico forestali” – 1990).

Per quanto riguarda il tempo di corrivazione tc, esso è stato ricavato a partire dai dati

caratteristici del bacino, di cui alla Tabella 2.1, utilizzando dapprima la sola formula di Pezzoli,

valida per piccoli bacini; quindi utilizzando anche le formule di Kirpich e di Ogrosky_Mockus e

mediandone i risultati con quanto ottenuto dalla formula di Pezzoli, ottenendo per i due diversi

scenari tc= 0,39 [h] e tc=0,30 [h] (Tabella 3.3).

Formula di Pezzoli amed

ac i

Lt

_

055,0= (3.2)


10/22

Formula di Kirpich ( )

( ) 385,0max_

155,1

95,0scb

ac zz

Lt−

= (3.3)

Formula di Ogrosky‐Mokus ( )

( ) 38,0max_

15,1

914,0scb

ac zz

Lt−

= (3.4)

tc[h]

Pezzoli 0.386Kirpich 0.288

Ogrosky‐Mockus 0.259

tc[h]

n°1 ‐ Pezzoli 0.386n°2 ‐ Media Pezzoli Kirpich Ogrosky‐Mockus 0.311

Formula

Scenario

Tabella 3.3 – Stima del tempo di corrivazione.

L’altezza di pioggia duecentennale di verifica h è stata ricavata utilizzando i parametri a ed

n della nuova regionalizzazione delle altezze di pioggia in Toscana, pubblicata nel Marzo del

corrente anno, che comprende i dati di pioggia registrati dalle stazioni pluviometriche fino al

2012 (si veda la pagina internet dedicata, reperibile all’indirizzo web:

http://www.regione.toscana.it/enti‐e‐associazioni/ambiente/difesa‐del‐suolo).

La formulazione utilizzata è:

200200

nctah ⋅= (3.5)

Dove:

a200= intensità specifica di pioggia per Tr=200[a], espressa in [mm/h];

n200= esponente per Tr=200[a], adimensionale.

I risultati relativi ad altezze di pioggia e portate relative ai due scenari sono riportati in

Tabella 3.4.

In Tabella 3.5 è riportato un quadro riassuntivo delle portate derivate con le metodologie

e gli scenari prima descritti.

Come portata da utilizzare nella verifica idraulica è stata considerata la mediane delle tre,

assumendo quindi Qver=5,41 [m3/s].


11/22

Tr a200 n200 tc h S C Q

[anni] [mm/h] [‐] [h] [mm] [km2] [‐] [m3/s]n°1 ‐ Pezzoli 200 70.697 0.295 0.311 50.07 0.202 0.6 5.41

n°2 ‐ Media Pezzoli Kirpich Ogrosky‐Mockus 200 70.697 0.295 0.386 53.35 0.202 0.6 4.65

Scenario

Tabella 3.4 – Risultati ottenuti mediante la Formula di Turazza.

Q

[m3/s]AlTo n.d. 7.89

Turazza n°1 ‐ Pezzoli 5.41Turazza n°2 ‐ Media Pezzoli Kirpich Ogrosky‐Mockus 4.65

ScenarioMetodologia

Tabella 3.5 – Tabella sinottica relativa alla stima delle portate.

4. VERIFICA IDRAULICA

La verifica idraulica è stata eseguita in moto permanente utilizzando il software HEC‐RAS

4.1.0 (River Analysis System sviluppato da Hydrologic Engineering Center).

Figura 4.1 – Planimetria delle sezioni utilizzate nella modellazione. 4.1 Modellazione idraulica

La modellazione del fosso campestre è stata eseguita mediante 5 sezioni ricavate da


12/22

apposito rilievo, distribuite su di una lunghezza complessiva del tratto analizzati di circa 280

metri (Figura 4.1).

La prima sezione di monte (Sezione 5) è stata rilevata a circa 100 metri a monte dal

perimetro ovest della nuova lottizzazione. Proseguendo da monte verso valle, le sezioni 4 e 3

delimitano la lottizzazione, mentre le sezioni 2 ed 1 delimitano il tratto tombato.

Le caratteristiche del fosso campestre si presentano mediamente uniformi, sia per quanto

riguarda la geometria delle sezioni sia per la pendenza del fondo (0,005 [m/m]) che per la

scabrezza, per la quale è stato assunto un coefficiente di Gauckler–Strickler pari a 30 [m1/3/s]

per tutto il perimetro bagnato.

Per quanto riguarda il tratto tombato, essendo esso realizzato in tubazione di cls, è stato

assunto un coefficiente di Gauckler–Strickler pari a 77 [m1/3/s]. La pendenza media del tratto è

pari a 0,023 [m/m].

La simulazione idraulica è stata effettuata in corrente mista per la quale sono state

considerate come condizioni al contorno il moto uniforme sia per la sezione di monte che per

quella di valle, con pendenze motrici pari alle pendenze medie del fondo.

4.2 Risultati della modellazione

In Tabella 4.1 sono riportati i principali risultati della modellazione idraulica. Limitando

l’analisi di tali dati all’intorno della lottizzazione, delimitata dalle sezioni 3 e 4, si evince che la

stessa è interessata dalle acque, che vi transitano con un battente massimo di circa 12

centimetri (sezione 3, quota campagna 248,60 [m s.l.m.], quota pelo libero 248,720 [m s.l.m.]) e

con velocità sono del tutto trascurabili (0,08 [m/s]).

SezioneCodice HEC‐

RASPortata Totale

Portata Campagna Sponda Sx

Portata Fosso

Portata Campagna Sponda Dx

Quota Thalweg

Pelo LiberoLinea Energia

Profondità Acqua

Pendenza Linea Energia

Velocità N° Froude

[‐] [‐] [m³/s] [m³/s] [m³/s] [m³/s] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m s.l.m.] [m] [m/m] [m/s] [‐]5 50 5.41 1.33 2.75 1.33 245 246.57 246.87 1.57 0.02261 2.5 0.644 40 5.41 0.66 1.09 3.65 247.6 248.68 248.72 1.08 0.01239 1.44 0.443 30 5.41 5 0.05 0.36 247.6 248.72 248.72 1.12 0.00003 0.08 0.032 20 5.41 5.14 0.27 ‐‐ 247.93 248.76 248.77 0.83 0.00326 0.65 0.26

Tombatura 15 5.41 2.25 0.91 2.25 ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐1 10 5.41 5.08 0.33 ‐‐ 248.46 249.27 249.28 0.81 0.00527 0.82 0.34

Tabella 4.1 –Risultati principali della modellazione idraulica.

In generale la presenza del tombino e dell’esistente edificato “Borgatello”, insieme alle

ridotte dimensioni del fosso campestre, creano un ostacolo al deflusso delle acque, che si

espandono al di fuori delle sponde, interessando la campagna circostante.


13/22

Profilo e sezioni con i risultati della modellazione sono riportati rispettivamente in

Appendice A ed in Appendice B. In Appendice C sono riportate le sezioni con ingrandimento

sull’area del fosso campestre.

4.3 Mitigazione del rischio

Stante l’esiguità dell’interessamento da parte delle acque esondive del fosso campestre

dell’area della nuova lottizzazione, si ritiene sufficiente, ai fini della mitigazione del rischio

idraulico nei confronti le nuove edificazioni, il predisporre delle barriere di altezza congruente

con i risultati della modellazione, e comunque non inferiori ai 20 centimetri, poste dinnanzi agli

ingressi dei piani interrati.

Firenze, 1 Agosto 2014 Il Tecnico


14/24

APPENDICE A

Risultati HEC‐RAS – profilo


15/22

APPENDICE B

Risultati HEC‐RAS – sezioni


16/22


17/22


18/22


19/22

APPENDICE C

Risultati HEC‐RAS – particolari sezioni


20/22


21/22


22/22

Relazione Idrologica Idraulicamaps1.ldpgis.it/colle/sites/maps1.ldpgis.it.colle/...Colle Val...

Documents

Transcript of Relazione Idrologica Idraulicamaps1.ldpgis.it/colle/sites/maps1.ldpgis.it.colle/...Colle Val...