RELAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICA

INDICE

1. PREMESSA 1

1.1 DESCRIZIONE DELLO STUDIO 11.2 CONTENUTI DELLA RELAZIONE IDRAULICA 2

2. ANALISI IDROLOGICA PER LA DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PIENA 3

2.1 METODOLOGIE DI CALCOLO DELLE PORTATE DI PIENA 42.1.1 Metodi diretti.....................................................................................................................................................42.1.2 Metodi indiretti..................................................................................................................................................62.1.3 Metodi empirici................................................................................................................................................11

2.2 CONFRONTO TRA I RISULTATI OTTENUTI CON I VARI METODI 122.2.1 Metodi diretti...................................................................................................................................................122.2.2 Metodi indiretti:...............................................................................................................................................132.2.3 Metodi empirici:..............................................................................................................................................13

2.3 IL TEMPO DI CORRIVAZIONE 132.4 IL TEMPO DI RITORNO 13

3. DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO E RISULTATI DELLO STUDIO IDROLOGICO..............14

4. ANALISI IDRAULICA DELL’ALVEO E DELLE AREE DI ALLAGAMENTO 15

4.1 CALCOLO DI MOTO UNIFORME 154.2 CALCOLO DI MOTO PERMANENTE 164.3 INDIVIDUAZIONE DELLE AREE A PERICOLOSITÀ IDRAULICA 19

5. RISULTATI DELLO STUDIO IDRAULICO 20

5.1 STATO ATTUALE (SCENARIO ANTE OPERAM) 205.1.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici................................................................................23

5.2 STATO DI PROGETTO (SCENARIO POST OPERAM) 245.2.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici................................................................................25

6. ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI IN ALVEO E NELLE AREE DI ALLAGAMENTO 27

6.1 INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO 276.2 CARATTERISTICHE OROGRAFICHE, IDROLOGICHE E CARATTERIZZAZIONE GEOPEDOLOGICA 276.3 ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI 27

6.3.1 Analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento...................................................................286.3.2 Analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni dei manufatti......................................................................28

7. VERIFICA PRESCRIZIONI DEL P.A.I. 29

8. APPENDICE 31

II

III

1. PREMESSA

1.1 Descrizione dello studio

Il presente Studio Idrologico e Idraulico, redatto ai sensi degli artt. 8 comma 2 e

24 delle Norme di Attuazione del Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico della

Regione Autonoma della Sardegna (approvato con Deliberazione n. 54/33 assunta dalla

Giunta Regionale in data 30.12.2004, resa esecutiva in forza del Decreto dell’Assessore

ai Lavori Pubblici in data 21 Febbraio 2005, n. 3 , ed aggiornato con Decreto del

Presidente della Regione Sardegna n. 35 del 21.3.2008), è finalizzato all'analisi

idrologica e idraulica dell'area interessata dagli interventi previsti nel Progetto

denominato 'Lavori sostitutivi al Progetto di completamento - Interventi in area P.A.I.

per la mitigazione del rischio idraulico e idrogeologico nei Comuni di Loiri Porto San

Paolo e Padru '.

Le opere previste ricadono in aree perimetrate dal PAI a pericolosità

idraulica con livello molto elevato Hi4 come illustrato nell'Allegato 5.1 'Carta delle

aree di pericolosità idraulica P.A.I.' del presente Studio. In particolare il sito del Rio Sa

Traina è un tronco critico nel Piano Stralcio di Bacino per l’Assetto Idrogeologico

(aggiornato con Decreto del Presidente della Regione Sardegna n. 35 del 21.3.2008),

con sezione B4TC032, nell'ambito del sub-bacino Liscia.

Come riportato nella Relazione tecnico illustrativa (Allegato 1), il tratto del Rio

Sa Traina è stato già oggetto di un intervento di sistemazione idraulica i cui lavori, già

collaudati, sono stati ultimati nel mese di giugno 2010.

L'evento alluvionale verificatosi in data 18/11/2013, che ha colpito

particolarmente la Gallura, ha provocato ingenti danni al canale appena realizzato

determinando la rovina di due ordini di gabbioni su tre per un tratto complessivo di

circa 85 m su un totale di 200 m che erano stati oggetto di intervento.

Le opere previste nel presente progetto si pongono l'obiettivo di ripristinare

condizioni di deflusso ordinarie lungo il tratto di alveo danneggiato dalla piena dello

scorso novembre e, in particolare, consisteranno nelle seguenti lavorazioni:

ripristino della gabbionata dissestata nel tratto di canale dirimpetto alle abitazioni

esistenti;

1

rincalzamento del gabbione di fondazione e del fondo alveo con il materiale

derivante dal trasporto solido depositatosi nel tratto a valle dell’alveo;

demolizione del gabbione indisturbato sulla destra idraulica nel tratto finale della

sistemazione eseguita;

realizzazione di 15 m di gabbionata e risagomatura della sezione naturale

dell’alveo per circa 90 m di canale mantenendo la larghezza determinatasi a

seguito della piena;

regolarizzazione del fondo alveo nel tratto oggetto di sistemazione.

I valori di portata utilizzati per il dimensionamento delle opere sopra elencate e

per il presente studio idraulico sono quelli che derivano dall'analisi idrologica riportata

nel paragrafo '2' della presente relazione.

Nel presente Studio Idrologico e Idraulico si dimostra la coerenza con le finalità

indicate nell’articolo 23, comma 6, e nell’articolo 24 delle norme di attuazione del

P.A.I. e si dimostra in particolare che l’intervento, sottoposto all’approvazione degli

Enti competenti, è stato progettato rispettando il vincolo di non aumentare il livello di

pericolosità e di rischio esistente – fatto salvo quello eventuale intrinsecamente

connesso all’intervento ammissibile – e di non precludere la possibilità di eliminare o

ridurre le condizioni di pericolosità e rischio residue.

1.2 Contenuti della Relazione Idraulica

Il presente Studio Idrologico e Idraulico contiene:

– l’analisi idrologica finalizzata alla definizione della piena di riferimento, la cui

stima è stata condotta per i tempi di ritorno relativi al livello di pericolosità

dell’area interessata dall’intervento indicati nel P.A.I.;

– l’analisi idraulica dell'asta fluviale e delle aree di allagamento comprese tra

due sezioni caratterizzate da condizioni al contorno definibili sia allo stato attuale

che a opere realizzate (si fa riferimento rispettivamente agli Allegati 5.2, 5.3, oltre

che ai risultati dei calcoli idraulici riportati negli Allegati 2.1 e 2.2 del presente

studio);

– l’analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento;

– l’analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni nei manufatti.

2

Per quanto attiene le metodologie di analisi idrologica e idraulica sono stati

applicati gli stessi criteri indicati nelle Linee Guida del P.A.I..

Lo studio è corredato, oltre che dalla presente relazione, anche da:

– risultati delle elaborazioni numeriche (tabelle) e documentazione grafica

(profili idraulici e sezioni) atti ad identificare le caratteristiche del moto

permanente e i livelli di piena sia allo stato attuale (scenario ante-operam)

(Allegato 2.1) che a opere realizzate (scenario post-operam) (Allegato 2.2);

– elaborati grafici di dettaglio con i relativi dati georeferenziati: carta della

pericolosità idraulica del PAI vigente (Allegato 5.1), dello stato attuale a seguito

del presente studio di dettaglio (Allegato 5.2) e dello scenario post-operam

(Allegato 5.3).

Conformemente alle disposizioni delle Linee Guida del P.A.I., le valutazioni

probabilistiche delle portate di piena sono state condotte con riferimento ai tempi di

ritorno di 50, 100, 200 e 500 anni.

2. ANALISI IDROLOGICA PER LA DETERMINAZIONE DELLA PORTATA

DI PIENA

Il bacino idrografico oggetto del presente studio, localizzato nel territorio del

Comune di Padru, è compreso nel Foglio 462, sezioni I e IV, della cartografia in scala

1:25.000 dell’I.G.M. e nei fogli 462020 e 462030 della cartografia C.T.R. in scala

1:10.000.

Lo studio idrologico costituisce la base per le verifiche idrauliche, sia di stato

attuale che post operam, effettuate in regime di moto permanente, che hanno condotto

alla definizione dei profili di corrente e, da questi, alla redazione delle carte delle aree di

pericolosità idraulica.

Come indicato nelle Linee Guida del Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico le

portate di massima piena sono state calcolate per i tempi di ritorno di 50, 100, 200 e 500

anni. La delimitazione del bacino idrografico oggetto di studio e la relativa sezione di

chiusura sono indicati nell'Allegato 3 del presente Studio.

3

2.1 Metodologie di calcolo delle portate di piena

Le metodologie di calcolo delle portate di massima piena utilizzate nel presente

Studio rispettano i contenuti delle Linee Guida del Piano Stralcio per l'Assetto

Idrogeologico della Regione Autonoma della Sardegna.

Nel caso della Sardegna, la consistenza dei dati di portata disponibili e la necessità

di stimarne i valori in sezioni non osservate, implica la valutazione delle portate di piena

ad assegnata frequenza mediante il confronto critico dei risultati ottenuti dalle

metodologie indirette, dai metodi empirici ed eventualmente con i dati osservati,

qualora disponibili.

2.1.1 Metodi diretti

I metodi di stima regionali appresso descritti sono quelli riportati nella

pubblicazione “Valutazione delle piene in Sardegna” (Cao, Piga, Salis, Sechi, novembre

1991). Essi mirano a determinare la portata di piena di un bacino prescindendo

dall’informazione pluviometrica della regione in cui il bacino è ubicato (nelle

espressioni analitiche dei metodi non compare né l’altezza della precipitazione né la sua

intensità), ma determinando la distribuzione probabilistica della portata al colmo tramite

l’elaborazione statistica dei dati idrometrici rilevati su bacini ritenuti

morfometricamente omogenei.

Il primo fra i due metodi diretti utilizzati nel presente studio fu introdotto dal

Lazzari nel 1967 e fa riferimento alla distribuzione log-normale delle portate di piena.

La portata al colmo viene determinata con due diverse formulazioni che

permettono di differenziare la risposta agli afflussi meteorici dei bacini della Sardegna,

distinti fra ‘occidentali’ e ‘orientali’:

Log Q(T) = 0.3583·z(T) + 0.956·Log (A·zm) - 8.731 bacini occidentali

Log Q(T) = 0.4413·z(T) + 0.746·Log (A·zm) - 6.257 bacini orientali

dove:

- Q(T): portata di piena corrispondente al tempo di ritorno T;

- z(T): frattile della normale standardizzata relativo al tempo di ritorno T;

4

- A: superficie del bacino in km2;

- zm: quota media del bacino in metri sul livello del mare.

La seconda metodologia, più recente, fa riferimento, per il calcolo della portata al

colmo, alla distribuzione TCEV, esprimendo la probabilità di non superamento

attraverso la somma di due distribuzioni esponenziali secondo la relazione:

P x≤ X =exp⋅−λ1 e

−xϑ 1 −λ 2 e

−xϑ 2 (1)

caratterizzata dai quattro parametri

I due termini della distribuzione rappresentano le due distribuzioni di probabilità

nelle quali si può ritenere scomponibile la distribuzione di probabilità dei massimi

annuali di piena.

Una prima distribuzione, con parametri e , è quella che caratterizza i valori

più frequenti della portata di massima piena annuale mentre la seconda distribuzione,

con parametri e , caratterizza la componente eccezionale della portata di massima

piena annuale.

La stima dei parametri è stata desunta dall’analisi regionale condotta sui dati di

portata massima annuale previa trasformazione delle variabili della distribuzione

secondo le relazioni appresso riportate:

z=x

ϑ 1− ln λ1=

x−ε1

ϑ 1(variabile ridotta)

con: ε1 =ϑ 1 ln λ1

ϑ =ϑ 2

ϑ 1;

λ=

λ 2

λ 1

1ϑ

.

In base all’analisi regionale, l’intero territorio della Sardegna risulta suddiviso in

due zone idrologicamente omogenee nelle quali i parametri valgono rispettivamente:

5

ln 1) = -1.1954 + 0.9235 ln (S) ; 1 = 6.286 bacini occidentali

ln 1) = 0.9982 + 0.6452 ln (S) ; 1 = 4.571 bacini orientali

dove S rappresenta la superficie del bacino espressa in kmq, mentre

λ = 0.3938 e ϑ = 5.8866 per tutto il territorio regionale

Per quanto concerne il campo di applicazione di questa metodologia, si rileva che

essa deriva dall’analisi di serie storiche relative alle stazioni che sottendono bacini di

estensione superiore a circa 60 km2. Di conseguenza essa fornisce risultati soddisfacenti

se applicata a bacini di non piccole dimensioni.

2.1.2 Metodi indiretti

La poca disponibilità di osservazioni storiche di portata, sulle quali si basano i

metodi diretti, fa si che non si possa prescindere dall’uso di procedure indirette per la

valutazione della portata di piena. Tali metodologie stimano la portata al colmo a partire

dalla precipitazione nell’ipotesi che la frequenza di accadimento di quest’ultima

caratterizzi quella della portata stessa.

L’andamento dell’intensità (ovvero dell’altezza) della precipitazione in relazione

alla durata dell’evento di pioggia, viene descritta mediante relazioni analitiche che

prendono il nome di curve di possibilità pluviometrica o climatica.

Il metodo utilizzato nel presente studio determina le curve di possibilità

pluviometrica mediante l’uso della distribuzione probabilistica TCEV.

Metodo TCEV

Recenti studi condotti sul territorio regionale mostrano che il modello

probabilistico TCEV ben interpreta le caratteristiche di frequenza delle serie storiche

delle precipitazioni della Sardegna. Per tale motivo il modello TCEV è stato adottato

per la determinazione delle curve di possibilità pluviometrica.

La portata di piena è espressa dalla ben nota Formula Razionale, come prodotto

tra l’intensità di precipitazione i, di assegnata durata d e periodo di ritorno TR, il

coefficiente di assorbimento , la superficie del bacino A e il coefficiente di

laminazione ():

6

Q=i [τ,T R ,r τ,A ]⋅Ψ ⋅A⋅ε τ

dove con si è indicato il valore di durata critica, mentre r(,A), rappresenta il

fattore di ragguaglio della precipitazione all’area del bacino, espresso in funzione della

durata e della superficie del bacino A.

L’intensità di precipitazione i τ,T r che determina la massima portata di piena

(intensità critica), è ottenuta dalla curva di possibilità pluviometrica che, com’è noto,

esprime la legge di variazione dei massimi annuali di pioggia in funzione della durata

della precipitazione d ad assegnata frequenza di accadimento o periodo di ritorno Tr.

Tale curva è riportata dalla letteratura tecnica come:

h T =a⋅d n

La metodologia si basa sull’inferenza statistica del modello TCEV della variabile

aleatoria adimensionale

h ' d =h d h d

che rappresenta il massimo annuale di pioggia di assegnata durata d, normalizzato

rispetto alla media h .

L’equazione della curva di possibilità pluviometrica normalizzata diventa, in tal

modo, per ciascun tempo di ritorno T,

h 'T =a⋅d n

nella quale i parametri della curva, a(T) ed n(T), vengono definiti per tre

Sottozone Omogenee (SZO) individuate in Sardegna, per durate minori e maggiori di 1

ora e per tempi di ritorno superiori ai 10 anni, secondo le espressioni riportate nella

Tabella seguente:

SZODurata <= 1 ora Durata >= 1 ora

Sottozona 1 a= 0 . 464201 . 0376⋅Log T a= 0 . 464201 . 0376⋅Log T

n=−0. 184880. 22960⋅Log T −3. 3216⋅10−2⋅Log 2

T n=−1 . 0469⋅10−2−7 . 8505⋅10−3

⋅Log T

Sottozona 2 a= 0 . 437971 . 0890⋅Log T a= 0 . 437971 . 0890⋅Log T

n=−0. 187220 . 24862⋅Log T −3. 36305⋅10−2⋅Log 2

T n=−6. 3887⋅10−3−4. 5420⋅10−3

⋅Log T

Sottozona 3 a= 0 . 409261 .1441⋅Log T a= 0 . 409261 .1441⋅Log T

n=−0. 190600 . 26448⋅Log T −3. 8969⋅10−2⋅Log 2

T n=−1 . 4929⋅10−27. 1973⋅10−3

⋅Log T

7

La pioggia media per diverse durate, detta anche pioggia indice, h d , è funzione

dalla pioggia media giornaliera h g , secondo l’espressione:

h d =hg

0 . 886∗24−0 . 4930. 476 Log h g ∗ d −0. 4930 . 476 Log h g

Il valore di h g è valutato in base alla sua distribuzione spaziale su tutto il

territorio regionale, stimandone un valore medio per ciascun bacino.

La pioggia lorda così ottenuta h d =h ' d ⋅h d è stata ragguagliata all’area

tramite il parametro r(A), secondo la formulazione utilizzata nel VAPI, che fa

riferimento al Flood Studies Report:

r = 1 – (0.0394 A0.354) d- (0.40-0.0208 ln(4.6-ln(A))) per A < 20 km2

r = 1 – (0.0394 A0.354) d- (0.40-0.00382 (4.6-ln(A ))2) per A > 20 km2

in cui d è la durata della precipitazione ed A è la superficie del bacino (espressa in

km2).

Per tener conto del volume di afflusso che si infiltra nel terreno e non contribuisce

al deflusso superficiale è stato introdotto il coefficiente di assorbimento , ricavato con

il metodo del SCS - Curve Number, il quale esprime la pioggia netta in funzione

dell’assorbimento del bacino S e dell’assorbimento iniziale Ia, entrambi stimabili una

volta noto per ogni bacino il valore del parametro di assorbimento CN.

I dati di partenza utilizzati per il calcolo di quest’ultimo parametro sono stati

quelli presenti nello studio IFRAS, realizzato dalla Regione Sardegna, nel quale tutto il

territorio regionale risulta diviso in una maglia di quadrati di 400 metri per lato. Per

ciascun vertice, individuato da coordinate UTM, sono state prese in considerazione le

seguenti informazioni:

quota;

pendenza media;

uso suolo;

grado di copertura.

Le prime due informazioni sono state impiegate per la valutazione della pendenza

e dell’altezza media del bacino.

8

Per poter utilizzare i dati IFRAS si è costruito un reticolo a maglie quadrate da

sovrapporre a ciascun bacino idrografico in modo tale da evidenziare le coordinate

UTM dei punti appartenenti alle superfici sottese dalle sezioni di interesse. E’ stato così

possibile calcolare l’altezza e la pendenza media del bacino attraverso la media

aritmetica, rispettivamente, dei valori di quota e pendenza media dei punti del reticolo

in UTM.

L’informazione relativa all’uso suolo e al grado di copertura è stata utilizzata

invece, per la valutazione del parametro di assorbimento CN. I valori del CN, che

teoricamente possono variare tra zero (assenza di deflusso superficiale) e 100 (assenza

di perdite per infiltrazione), si ricavano dalle tabelle del Soil Conservation Service in

funzione principalmente dell’uso del suolo e della capacità di infiltrazione di

quest’ultimo.

I valori del parametro CN forniti nelle tabelle si riferiscono a condizioni medie di

umidità del terreno all’inizio della precipitazione. Assumendo delle condizioni

prudenziali, giustificate dalla natura dei suoli, i valori ricavati dalle tabelle sono stati

riportati alla terza classe, definita come quella a potenziale di scorrimento superficiale

massimo, attraverso la seguente relazione:

CN III =23⋅CN II

100 .13⋅CN II

Dal valore del CN derivato dai calcoli sopra descritti si desume un coefficiente di

assorbimento che varia, per il bacino oggetto di studio, da 0,53 a 0,62.

Per considerare condizioni più cautelative, si è imposto un valore di CN tale che

il coefficiente di assorbimento assuma un valore minimo di 0,70 per l'evento di

pioggia critica con tempo di ritorno di 500 anni.

Il coefficiente di laminazione c è stata assunto pari a 1, corrispondente al

modello cinematico.

La durata critica c a cui si fa riferimento è stata ottenuta dalla somma del tempo

di corrivazione tc e del tempo di formazione del ruscellamento superficiale tf:

c= tc+ tf

Per il calcolo del tempo di corrivazione tc sono stati confrontati i valori ottenuti

dall’applicazione delle formule di Ventura, Viparelli, Giandotti, Pasini, Soil

9

Conservation Service, VAPI Sardegna e Kirpich riportate di seguito, scegliendo il

valore più attendibile per ogni bacino a seconda delle sue caratteristiche.:

Formula di Ventura: t c=0. 1272 Ai m

12

Formula di Giandotti: t c=4 A1 . 5L

0 . 8H m− H s

Seconda formula di Pasini: t c=0 . 108 A⋅L

13

im

Formula di Viparelli: t c=L

3 .6⋅V

Formula Soil Conservation Servicet c=

100 L0 .81000CN −9

0 .7

1900 ibacino

Formula VAPI t c=0. 212 A0. 231 H m

i asta 0 . 289

Formula di Kirpich: T c=0. 000325 L

0 . 77

iasta 0. 77

dove:

- A (km2 ) è l’area del bacino

- tc (ore): è il tempo di corrivazione eccetto che nella formula SCS (min)

- iasta è la pendenza media dell’asta principale

- ibacino è la pendenza media del bacino (nella formula SCS è espressa in %)

- L (km) è la lunghezza dell’asta principale eccetto che nella fomrula SCS (ft)

- Hm (m s.l.m.) è la quota media del bacino

10

- Hs (m s.l.m.) è la quota della sezione di chiusura

- V (m/s) velocità media di scorrimento pari a 1 m/s

Per valutare tf si è fatto riferimento alla formulazione:

t f =I a

i τ c ,r

dove:

Ia= 0.2 S

S=254⋅100CN

−1

La determinazione della portata è avvenuta mediante un procedimento iterativo,

data la dipendenza del tempo di formazione del ruscellamento superficiale dall’intensità

di pioggia i (c,r).

2.1.3 Metodi empirici

I metodi empirici si basano generalmente sull’osservazione dei soli dati di portata

al colmo in siti diversi e cercano di individuare correlazioni con caratteristiche

geomorfologiche dei bacini, permettendo di ottenere modelli regressivi che forniscono

la portata al colmo o il contributo unitario per km2 .

Per la Sardegna è stata ricavata la curva inviluppo dei massimi di piena che

permette di ricavare il valore del contributo unitario di piena, q, secondo le espressioni

aggiornate al 1969:

q = 207 A -0.6 m3/s km2 per 21 km2 < A < 1000 km2

q = 45.8 A -0.106 m3/s km2 per A < 21 km2

La portata di piena al colmo (Sirchia - Fassò) risulta pertanto pari a:

Qp= S⋅q m3/s

con Ψ coefficiente variabile secondo le valutazioni espresse dagli Autori per le

diverse zone idrografiche in cui è stato diviso il territorio regionale relativamente a tale

metodo di calcolo.

11

Il metodo del Sirchia non tiene conto dei tempi di ritorno, per cui al fine di poter

confrontare i valori di portata così determinati con quelli derivanti dall’applicazione

degli altri metodi precedentemente descritti che, com’è noto, sono parametrizzati dal

valore del tempo di ritorno, si è sostituito il coefficiente con il prodotto di due

parametri Pa e Ps , dipendenti il primo dalla superficie del bacino, il secondo dal tempo

di ritorno e dalla zona idrografica zi. Il bacino oggetto del presente studio appartiene

alla Zi=6, denominato Liscia-Padrongiano e vari.

2.2 Confronto tra i risultati ottenuti con i vari metodi

Al bacino oggetto di questo studio sono stati applicati tutti i metodi descritti nel

paragrafo precedente e indicati nelle Linee Guida del P.A.I.

La metodologia di lavoro segue integralmente quanto riportato nelle linee guida

sopra citate. I risultati ottenuti per diversi tempi di ritorno, richiesti dalla normativa di

riferimento (50, 100, 200, 500 anni), sono contenuti nella Tabella 1 riportata

nell’Appendice alla presente relazione.

2.2.1 Metodi diretti

Come già detto per i bacini di piccole dimensioni, come quello oggetto del

presente studio, tali metodi forniscono valori eccessivamente elevati di portata al colmo,

risultati non attendibili in quanto non sono verificate le condizioni di applicabilità delle

formule.

Metodo lognormale

I risultati di tale metodo risultano significativi se è rispettata la condizione:

S⋅H m5⋅109 S : superficie del bacino [m2]

Il bacino oggetto del presente studio non rientra nei limiti di applicabilità di

questo metodo.

Metodo TCEV

I risultati di tale del metodo risultano significativi se è rispettata la condizione:

S> 60 km2 S : superficie del bacino [km2]

12

Il bacino in oggetto ha una superficie inferiore al limite minimo di applicabilità di

questo metodo.

2.2.2 Metodi indiretti:

Per i bacini di estensione limitata, quali quello oggetto di studio, i risultati più

attendibili sono quelli ottenuti dalle curve di possibilità pluviometrica interpretate dalla

distribuzioni probabilistiche TCEV.

2.2.3 Metodi empirici:

Il metodo empirico del Sirchia modificato ha fornito, per il bacino in studio, valori

di portata al colmo di gran lunga superiori rispetto a quelli determinati con le altre

metodologie. Per questo, i valori forniti da tale metodo, apparendo sovrastimati, non

sono stati considerati.

2.3 Il tempo di corrivazione

Si è condotta un’analisi dei risultati ottenuti con le diverse formule basandosi sulle

condizioni di applicabilità di ciascuna di esse, secondo quanto riportato in letteratura.

Per il bacino in studio sono apparsi più attendibili i risultati forniti dalla formula

del Soil Conservation Service in relazione alle caratteristiche orografiche del bacino

stesso ed in quanto costituiscono valori più cautelativi.

2.4 Il tempo di ritorno

I tempi di ritorno considerati nel presente studio per la determinazione delle

portate di massima piena, sono quelli indicati nel P.A.I. (50, 100, 200 e 500 anni) e

associati ai diversi livelli di esondazione del corso d’acqua. In relazione a tali tempi di

ritorno possono essere individuate, infatti, le aree di pericolosità idraulica originate dalle

eventuali esondazioni.

Nel presente Studio, gli elaborati relativi a tale informazioni sono le Carte della

pericolosità idraulica (Allegato 5.2 per lo scenario di stato attuale e Allegato 5.3 per lo

13

scenario post operam) redatte attraverso l'utilizzo della base cartografica in scala

1:2.000.

3. DESCRIZIONE DEL BACINO IDROGRAFICO E RISULTATI DELLO

STUDIO IDROLOGICO

Il bacino idrografico del Rio Sa Traina è compreso nel Foglio 462, sezioni I e IV,

della cartografia in scala 1:25.000 dell’I.G.M. e nei fogli 462020 e 462030 della

cartografia C.T.R. in scala 1:10.000 (si veda la Delimitazione del bacino idrografico

nell'Allegato 3 del presente Studio). L’area del bacino, denominato bacino 'A', sotteso

dalla sezione posta nel punto di coordinate N=4512942, E=1544451, è pari a 3,12 km2

mentre la lunghezza e la pendenza media dell’asta principale sono pari rispettivamente a

L=4,33 km e im=5,72 %.

La pendenza media dell’asta principale è stata determinata con la formula di

Fornari.

Le caratteristiche morfometriche del bacino e i valori delle portate di piena

determinati attraverso lo studio idrologico sono riportati nella Tabella 1 allegata in

appendice alla presente relazione.

Sinteticamente, nella tabella seguente, si riportano le portate di massima piena con

tempo di ritorno di 50, 100, 200 e 500 anni:

BACINO

PORTATE

Tr = 50 anni;

PORTATE

Tr = 100 anni

PORTATE

Tr = 200 anni

PORTATE

Tr = 500 anni

TEMPO DI

CORRIVAZIONE Tc

[m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [ore]

A 39,99 46,82 53,71 63,07 0,46

14

4. ANALISI IDRAULICA DELL’ALVEO E DELLE AREE DI ALLAGAMENTO

Il calcolo dei livelli idrici critici è stato effettuato con l’applicazione delle formule

che individuano i profili di moto permanente e di moto uniforme corrispondenti alle

portate determinate attraverso lo studio idrologico.

Lo studio idraulico analizza sia lo stato attuale che lo scenario post operam in cui

si considerano realizzate le opere previste nel presente progetto.

Le verifiche idrauliche si riferiscono a condizioni di moto permanente, ossia a un

canale reale, caratterizzato da una sequenza di tratti di lunghezza finita e di

caratteristiche idrauliche, sezione, scabrezza e pendenza, liberamente e gradualmente

variabili.

Inoltre, per consentire la definizione, per ogni tratto di differente sezione e/o

pendenza, della tipologia di alveo a debole o a forte pendenza, sono stati calcolati i

livelli di moto uniforme del canale considerato “indisturbato”.

4.1 Calcolo di moto uniforme

Il calcolo dei livelli idrici nei diversi tronchi dell’alveo che fornisce dei valori di

riferimento per il tracciamento dei profili liquidi di moto permanente, è stato effettuato

con l’applicazione della formula per la determinazione dell’altezza di moto uniforme

applicata alla portata posta alla base dei calcoli idraulici.

Tratto per tratto, per ogni variazione delle condizioni geometriche delle sezioni

(forma, pendenza del fondo, materiale ecc.) è stata calcolata l’altezza di moto uniforme

che permette di determinare le condizioni al contorno per la corrente in quei tratti.

I calcoli sono stati successivamente condotti in regime di moto permanente, come

descritto in dettaglio nei paragrafi successivi, per determinare effettivamente

l’andamento qualitativo dei profili della corrente.

Per il calcolo del tirante di moto uniforme, è stata utilizzata la formula di

Manning-Gauckler-Strickler:

(1) Q=A⋅k⋅R23⋅i

12

dove:

15

- A è l’area della sezione bagnata;

- R = A/C è il raggio idraulico con C, contorno bagnato;

- i è la pendenza dell’alveo;

- k è il coefficiente di scabrezza.

Il coefficiente k ( m13 s−1

) decresce all’aumentare della scabrezza.

Nei calcoli effettuati sul Rio Sa Traina sono stati assunti i seguenti valori di

scabrezza:

sezioni con sponde in gabbioni: 40

sezioni con sponde in terra: 35 - 38

4.2 Calcolo di moto permanente

I calcoli di moto permanente consentono di ricostruire l’andamento dei profili

idrici della corrente in ogni sezione trasversale di un corso d’acqua, a patto che si

conoscano le informazioni sulla geometria e sulle caratteristiche idrauliche dell'alveo

(sezione, scabrezza, pendenza e andamento planimetrico).

Sono state quindi determinate:

- sagome delle sezioni trasversali e relative dimensioni geometriche;

- caratteristiche tipologiche dei manufatti presenti o in progetto;

- pendenza longitudinale del fondo.

Il profilo di moto permanente è descritto da un’equazione differenziale, che scritta

in termini finiti è la seguente:

Δs=Δe

i− λm (2)

dove:

- s è la lunghezza del generico tronco di corrente fra i cui estremi il tirante

varia di h;

16

- e è l’energia specifica della corrente rispetto al fondo in una sezione di

profondità h e velocità media V ed è pari a

e=h+V 2

2⋅g

- e è la differenza di energia specifica fra le sezioni estreme dello stesso

tronco;

- i è la pendenza dell’alveo,

- m è la cadente media lungo il tronco, assunta approssimativamente pari alla

media aritmetica delle due cadenti calcolate nelle sezioni estreme.

Nel caso di alveo prismatico, nel quale A, C ed R sono funzioni del solo tirante h,

l’integrazione della (2) si esegue assegnando successivi incrementi h al tirante e

calcolando di conseguenza le lunghezze s dei tronchi lungo i quali tali incrementi si

verificano.

Per corsi d’acqua naturali l’integrazione della (2) risulta più difficoltosa in quanto,

sezione per sezione, risulta indispensabile tener conto della variazione contemporanea

di più parametri (variazioni di forma, variazioni di pendenza del fondo, variazioni di

scabrezza ecc.).

In questi casi, si è costretti a ricorrere a delle ipotesi semplificative che

permettano comunque l’applicazione della (2) quali, ad esempio, l’assumere per l’alveo

una sezione costante e regolare, oppure il considerare la pendenza di calcolo pari a

quella media dell’alveo in studio e così via. È chiaro che l’introduzione di tali

semplificazioni comporta una approssimazione dei risultati, i quali si discostano dalla

soluzione reale del problema (comunque difficilmente raggiungibile, visto l’elevato

numero delle variabili in gioco) tanto quanto più alto è il numero delle approssimazioni

introdotte.

In queste condizioni, l’utilizzo dell’elaboratore e di un apposito software risulta

indispensabile perché, un modello matematico opportunamente strutturato consente di

simulare in modo più accurato il regime idraulico, permettendo di considerare un

elevato numero di variabili fra tutte quelle coinvolte nel problema. I risultati, perciò, in

linea di massima, dovrebbero essere maggiormente rispondenti al fenomeno reale.

17

Una volta eseguito il calcolo, il risultato fornito dal modello è stato sottoposto ad

un’analisi critica atta a verificarne la rispondenza rispetto alle basi teoriche del

problema.

Questo è stato il procedimento adottato nel presente studio nel quale la

determinazione dei profili di moto permanente per il corso d'acqua in oggetto è

avvenuta utilizzando un modello idrodinamico per lo studio della corrente.

I dati di ingresso, occorrenti per il tracciamento dei profili di moto permanente (e

richiesti dal modello utilizzato) sono essenzialmente:

- forma e dimensioni delle sezioni idrauliche dei corsi d’acqua;

- forma e dimensioni delle sezioni idrauliche dei manufatti in progetto;

- scabrezza dell’alveo e dei manufatti;

- pendenze dei vari tronchi;

- portate;

- condizioni al contorno di monte e di valle.

La verifica idraulica è stata condotta lungo dei tratti di alveo estesi

sufficientemente a monte e a valle delle opere in progetto. In tutti i tratti considerati, si è

preliminarmente provveduto a determinare la forma delle sezioni idrauliche dei corsi

d’acqua.

Per far questo, sono state fissate un certo numero di sezioni ritenute significative

e, per ciascuna di esse è stata determinata la relativa morfologia. Infine, sono state

determinate le pendenze nei diversi tratti di alveo.

Sono state fissate, successivamente, le dimensioni dei manufatti di

attraversamento assegnando, in tal modo, la relativa sezione idraulica.

Le portate di calcolo sono quelle determinate attraverso l'analisi idrologica

descritta nel paragrafo 2 della presente relazione, per i tempi di ritorno di 50, 100, 200 e

500 anni, conformemente a quanto indicato dalle Linee Guida del P.A.I.

Disponendo dei dati sopra elencati, è stato possibile determinare i profili della

corrente in regime di moto permanente, le altezze dei battenti idrici all’interno delle

sezioni e valutare l'efficacia degli interventi proposti.

18

4.3 Individuazione delle aree a pericolosità idraulica

L’analisi idrologica ha permesso di determinare i valori delle portate al colmo del

tratto del Rio Sa Traina oggetto di studio. Conseguentemente, attraverso l'indagine

idraulica, è stato possibile, dapprima, calcolare i livelli idrici nei singoli tratti di alveo e,

successivamente, verificare se gli stessi fossero contenuti o meno all’interno delle

sezioni di deflusso. Sono state così considerate come allagabili tutte le porzioni di

territorio limitrofe al corso d’acqua le cui quote del piano di campagna risultavano

minori di quelle del pelo libero della corrente nelle sezioni considerate. Al variare del

tempo di ritorno, viene individuata un’area potenzialmente a rischio, denominata, ai

sensi della Normativa, secondo la seguente classificazione:

- AREA Hi4: Ad alta probabilità di inondazione se allagata con portata con

tempo di ritorno minore o uguale a 50 anni;

- AREA Hi3: Ad alta probabilità di inondazione se allagata con portata con

tempo di ritorno minore o uguale a 100 anni;

- AREA Hi2: A moderata probabilità di inondazione se allagata con portata

con tempo di ritorno minore o uguale a 200 anni;

- AREA Hi1: A bassa probabilità di inondazione se allagata con portata con

tempo di ritorno minore o uguale a 500 anni.

La pericolosità idraulica per il tronco fluviale analizzato è riportata nelle

cartografie allegate (Allegato 5.2 per lo scenario di stato attuale e Allegato 5.3 per lo

scenario post operam).

Il tracciamento effettivo delle aree di pericolosità (Hi) è stato effettuato su base

cartografica in scala 1:2.000.

19

5. RISULTATI DELLO STUDIO IDRAULICO

5.1 Stato attuale (scenario ante operam)

Lo studio idraulico ha preso in esame prioritariamente lo stato attuale, cioè lo

scenario antecedente la realizzazione delle opere in progetto.

L'evento alluvionale verificatosi il 18 novembre 2013 ha provocato serissimi

danni sul tratto di canale che era stato da poco sistemato, determinando la rovina di due

ordini di gabbioni su tre per un tratto complessivo di circa 85 m su un totale di 200 m

che erano stati oggetto di intervento. Pertanto, allo stato attuale, alcuni tratti del Rio Sa

Traina oggetto di studio hanno la sezione idraulica parzialmente ostruita dal materiale

trasportato dalla piena e dal pietrame proveniente dai gabbioni danneggiati, come si

evince dalle foto riportate di seguito.

Foto 1) Tratto iniziale dell’intervento sul rio Sa Traina: sono evidenti i danni

subiti dall’alveo

20

Foto 2) Tratto iniziale dell’intervento sul rio Sa Traina ripreso da monte verso valle: si nota il

rivestimento in materassi del fondo che ha mantenuto la sua conformazione.

Foto 3) Sponda destra: sifonamento del gabbione in destra idraulica

21

Foto 4) Tratto a valle: danni subiti dai gabbioni su entrambe le sponde

A seguito di recenti ricognizioni compiute all’interno dell’alveo, si è rilevato che

il dissesto dei due ordini di gabbioni superiori è avvenuto per circa una decina di metri

di alveo tra le sezioni 4 e 5 (si veda la Planimetria dell'Intervento – Allegato 4), dove la

piena ha provocato il dilavamento per circa un metro di profondità del materiale

naturale che costituiva il fondo alveo fino a scoprire la roccia viva. Il tratto iniziale del

canale, protetto al fondo con materassi metallici riempiti in pietrame, è rimasto intatto,

così come il primo ordine di gabbioni in fondazione, tranne un piccolo tratto dove è

avvenuto un sifonamento laterale sul lato destro idraulico a causa dello straordinario

apporto di acque dal bacino limitrofo.

Le cause del dissesto sono da imputare alla spinta che i gabbioni hanno subito

dall’acqua e dal terreno saturo a tergo della sponda per via dello scorrimento dell’acqua

fuori dalla sede dell’alveo.

Più a valle l’altra zona di dissesto, estesa oltre i 60 m lineari a partire dalla sezione

6, ha visto la rovina dei due ordini di gabbioni superiori per le stesse cause sopra

indicate, ulteriormente favorite anche in questo tratto da apporti laterali di ruscellamento

dei terreni privati confinanti con l’alveo.

Anche nel tratto appena descritto il gabbione di fondazione non è stato scalzato

dalla piena, pur essendo avvenuto un totale stravolgimento del fondo naturale

22

dell’alveo. Si evidenzia che in questo tratto la piena ha ampliato la sezione naturale

dell’alveo fino a 14/15 m di larghezza rispetto ai 5/6 m della sezione originale.

Per l'analisi idraulica dello stato attuale è stata eseguita una simulazione di moto

permanente di un tratto del Rio Sa Traina per una lunghezza di circa 375 m compreso

tra le sezioni di calcolo 1 e 22 (si veda la Planimetria dell'intervento riportata

nell'Allegato 4 del presente studio).

Le portate considerate nella simulazione di moto permanente sono quelle

corrispondenti ai tempi di ritorno di 50 anni, 100 anni, 200 anni e 500 anni calcolate

nell'analisi idrologica descritta nei paragrafi 2 e 3 (si veda anche la Tabella contenuta

nell'Appendice allegata alla presente relazione e l'Allegato 3 Delimitazione dei bacini

idrografici) e sono sintetizzate nella tabella sottostante:

BACINOPORTATE

Tr = 50 anni;

PORTATE

Tr = 100 anni

PORTATE

Tr = 200 anni

PORTATE

Tr = 500 anni

[m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s]

A 39,99 46,82 53,71 63,07

Come condizione al contorno si è assunto il raggiungimento del livello idrico di

moto uniforme (corrente indisturbata) sia a monte che a valle.

5.1.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici

La simulazione di moto permanente ha evidenziato che l’andamento qualitativo

dei profili liquidi per le portate relative ai diversi tempi di ritorno è, in linea di massima,

il medesimo, differendo unicamente per i livelli idrici nelle diverse sezioni e per l’entità

delle perturbazioni del pelo libero in prossimità dei cambi di sezione e di pendenza del

fondo alveo.

La portata di piena defluisce in regime di corrente veloce per quasi tutta la lunghezza

del tratto oggetto di studio. Fanno eccezione i tratti in corrispondenza di brusche

variazioni della livelletta dovute a depositi creati dall'evento alluvionale del novembre

2013, nei quali la diminuzione della pendenza del fondo alveo e la riduzione della

sezione idraulica provocano la formazione di un risalto e il passaggio del regime della23

corrente da veloce a lenta, con l'innalzamento dei livelli idrici e l'esondazione del corso

d'acqua. Oltre a tali tratti, anche il manufatto di attraversamento esistente tra le sezioni

19 e 20 induce la formazione di un profilo idrico di rigurgito (corrente lenta ritardata)

che si estende verso monte provocando l'innalzamento dei livelli idrici e l'allagamento

delle aree limitrofe.

Per i risultati del calcolo idraulico relativi a tutti i tempi di ritorno considerati si

rimanda all'Allegato 2.1 del presente studio.

La carta di pericolosità idraulica ante operam redatta a seguito del presente studio

di dettaglio (Allegato 5.2) evidenzia che proprio i tratti nei quali l'evento alluvionale del

novembre 2013 ha creato danni alle sponde in gabbioni e depositi di detriti e di

pietrame, rappresentano attualmente i principali punti di criticità dove l'aumento dei

livelli idrici, causato dalla diminuzione di pendenza e dalla riduzione della sezione

idraulica disponibile, provoca esondazioni che interessano le aree circostanti. Da un

confronto di tale carta con quella delle aree di pericolosità idraulica P.A.I. vigente (vedi

l'Allegato 5.1 del presente studio) si nota comunque una considerevole riduzione delle

aree potenzialmente esondabili rispetto al PAI lungo il tratto che è stato oggetto di

sistemazione idraulica con i lavori ultimati nel giugno 2010.

5.2 Stato di progetto (scenario post operam)

Lo studio idraulico in questo scenario prende in esame i livelli idrici di moto

permanente successivamente alla realizzazione delle opere previste nel presente

progetto che consisteranno nelle seguenti lavorazioni (si veda la Planimetria

dell'intervento – Allegato 4):

- ripristino della gabbionata dissestata sul lato destro e sinistro per circa 10 m

nel tratto di canale dirimpetto alle abitazioni esistenti;

- rincalzamento del gabbione di fondazione e del fondo alveo con il materiale

derivante dal trasporto solido depositatosi nel tratto a valle dell’alveo;

- ripristino della gabbionata dissestata sul lato sinistro per circa 60 m nel tratto

di canale intermedio della sistemazione eseguita;

24

- demolizione del tratto di circa 30 m di gabbione indisturbato sulla destra

idraulica che attualmente si trova al centro dell'alveo formato dalla piena nel

tratto finale della sistemazione eseguita;

- realizzazione di 15 m di gabbionata e risagomatura della sponda naturale

dell’alveo in destra per circa 90 m di canale mantenendo la larghezza

determinatasi a seguito della piena.

- regolarizzazione del fondo alveo naturale nel tratto sistemato con i gabbioni.

Come illustrato per lo scenario di stato attuale, l'analisi idraulica ha preso in

esame un tratto del Rio Sa Traina per una lunghezza di circa 375 m compreso tra le

sezioni di calcolo 1 e 22 (si veda la Planimetria dell'intervento riportata nell'Allegato 4

del presente studio).

Le condizioni al contorno adottate per lo studio di moto permanente e le portate di

calcolo sono le stesse utilizzate nello studio dello scenario di stato attuale illustrato nei

paragrafi precedenti.

5.2.1 Descrizione qualitativa dei risultati dei calcoli idraulici

Anche nello scenario post operam la simulazione di moto permanente ha

evidenziato che l’andamento qualitativo dei profili liquidi per le portate relative ai

diversi tempi di ritorno è, in linea di massima, il medesimo, differendo unicamente per i

livelli idrici nelle diverse sezioni e per l’entità delle perturbazioni del pelo libero in

prossimità del manufatto di attraversamento e dei cambi di sezione.

Lungo tutto il tratto oggetto di sistemazione, dalla sezione 1 alla sezione 15, la

portata di piena, per tutti i tempi di ritorno considerati, defluisce all'interno dell'alveo in

regime di corrente veloce. In particolare, se si prende in considerazione la portata di

piena con tempo di ritorno di duecento anni, questa defluisce lungo tale tratto con un

franco idraulico minimo di 40 cm. Proseguendo a valle, dalla sezione 16 alla 22, i

profili idrici di moto permanente sono molto simili a quelli che risultano dall'analisi di

stato attuale. Lungo tale tratto, la riduzione di sezione che si ha in corrispondenza del

25

manufatto di attraversamento tra le sezioni 20 e 21 e la diminuzione di pendenza del

fondo alveo a partire dalla sezione 16, provocano il transito della corrente da veloce a

lenta mediante la formazione di un risalto, e la formazione di un profilo di rigurgito

(corrente lenta ritardata) che si estende dal ponte verso monte, con l'innalzamento dei

livelli idrici e l'allagamento delle aree limitrofe.

Per i risultati del calcolo idraulico relativi a tutti i tempi di ritorno considerati si

rimanda all'Allegato 2.2 del presente studio.

Dal confronto delle carte di pericolosità idraulica (Allegati 5.2 per lo scenario

ante-operam e Allegato 5.3 per lo scenario post-operam) allegate al presente studio si

osserva che la realizzazione delle opere in progetto consente di eliminare le criticità

evidenziate nello scenario ante operam, in particolare in corrispondenza dei tratti

danneggiati dall'evento alluvionale del novembre 2013, e di ridurre, in termini di

estensione, le aree potenzialmente esondabili del Rio Sa Traina senza interferire

negativamente sui regimi idraulici a monte (il tipo di regime idrico che si instaura

nel tratto oggetto di intervento, regime di corrente veloce, non può influenzare i

profili idrici a monte) e a valle (a valle del tratto oggetto di intervento i livelli idrici

coincidono con quelli che si verificano nello stato attuale).

26

6. ANALISI DEI PROCESSI EROSIVI IN ALVEO E NELLE AREE DI

ALLAGAMENTO

6.1 Inquadramento geomorfologico

Il quadro geomorfologico è estremamente vincolato alla strutturazione tettonica.

L’abitato di Padru è situato al margine Nord Occidentale di un bacino in tramontano

compreso fra i due massicci montuosi: quello di Monte Nieddu ad Est (P.ta

Casteddacciu, 928 m e P.ta Magiore, 970 m) e M.te Sa Pianedda a SW, coincidente con

una depressione tettonica terziaria a carattere transtensivo ad andamento N60° (Faglia

Tavolara). Tale bacino è solcato dal corso montano del Riu Castagna-riu Lerno, ovvero

i principali rami meridionali del Padrogiano, qui denominato Riu Mannu.

6.2 Caratteristiche orografiche, idrologiche e caratterizzazione geopedologica

Il fondovalle è sede di un acquifero di una certa rilevanza per quel che riguarda il

contesto locale, ospitante una falda libera con portate di 0,1 – 0,6 l/s. Tale complesso

idrogeologico può manifestare la sua inerzia idrogeologica per infiltrazione, solo in

basso morfologico e non certo sui versanti. Le pendenze che si riscontrano lungo di essi

sono sempre molto elevate, soprattutto quelle in sx idrografica.

Padru si colloca appunto ai piedi di una delle situazioni di maggiore acclività

media, fra il 20% e il 30%. Un tale contesto è di per se favorevole allo sviluppo di

fenomenologie di piena, repentine, per bassi tempi di corrivazione, ed estremamente

intense.

6.3 Analisi dei processi erosivi

Il fenomeno erosivo si esplica attraverso il distacco e il trasporto di materiale

esercitato dall’azione dell’acqua. Alla scala dell’intero bacino idrografico i fenomeni

erosivi sono per lo più legati all’azione diffusa delle acque dilavanti.

Nel caso del corso d'acqua oggetto del presente studio le azioni erosive si

potrebbero esplicare in corrispondenza di bruschi cambiamenti di sezioni o di scabrezza,

27

in uscita da manufatti di attraversamento stradale con sezione idraulica differente

rispetto a quella dell'alveo a cielo aperto.

6.3.1 Analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento

L’analisi dei processi erosivi in alveo e nelle aree di allagamento è legata alla

capacità erosiva della corrente d’acqua canalizzata ed è regolata dall’interazione tra la

massa d’acqua (definita da altezza della corrente, trasporto solido, natura, durata e

frequenza della corrente, ecc...) e il terreno (definito da natura litologica, morfologia e

pendenza dell’alveo, pendenze delle sponde, copertura vegetale, ecc…).

Fenomeni erosivi potrebbero riscontrarsi in alveo in corrispondenza di bruschi

cambiamenti della sezione, in prossimità dei manufatti di attraversamento stradale, o di

forti modifiche della pendenza del fondo.

Per quanto concerne i possibili fenomeni erosivi nelle aree soggette ad

allagamenti per esondazione delle piene da argini o sponde naturali, si potrebbero

riscontrare fenomeni differenti a seconda delle tipologie dei terreni interessati:

nel caso in cui l'esondazione interessi aree naturali fortemente vegetate con alto

fusto, arbusti e suolo vegetato i fenomeni di erosione potrebbero essere molto limitati, e

concentrati solo nelle vie preferenziali di ruscellamento superficiale;

se le aree soggette ad allagamento sono prive di copertura vegetale o campi

coltivati o dediti al pascolo, i possibili fenomeni erosivi, saranno proporzionali alla

assenza di copertura vegetale e alla pendenza nonché ai valori di velocità delle acque di

dilavamento.

6.3.2 Analisi dei processi erosivi e delle sollecitazioni dei manufatti

Lungo il tratto oggetto di intervento particolare cautela dovrà essere adottata nel

modificare la livelletta del fondo, in modo da rispettare comunque la pendenza di

equilibrio o in ogni caso, adottare soluzioni che non determinino nuove zone di erosione

e/o deposito, ma bensì realizzando quelle che minimizzino gli attuali fenomeni.

Interventi di manutenzione periodici, in particolare prima di ogni stagione

piovosa e a seguito di eventi di piena che potrebbero determinare deposito di materiale,

28

potrebbero essere sufficienti a mantenere libera l'intera sezione idraulica disponibile ed

evitare possibili cause di rigurgiti e innalzamenti dei livelli idrici.

I punti singolari costituiti dai tratti di raccordo tra diverse tipologie di sezione

saranno adeguatamente sagomati in modo da determinare una gradualità nella

variazione della sezione idraulica e minimizzare possibili perturbazioni delle correnti di

deflusso.

7. VERIFICA PRESCRIZIONI DEL P.A.I.

Il presente Studio ha per oggetto un tratto del Rio Sa Traina nel territorio del

Comune di Padru ed è redatto ai sensi dell'art. 8 c. 2 delle Norme di Attuazione del

P.A.I.

Lo Studio in oggetto è redatto nel rispetto dell'art. 24 delle Norme di Attuazione

del P.A.I. Sulla base dei valori delle portate di massima piena calcolate con i tempi di

ritorno indicati nelle Linee Guida del P.A.I. è stato analizzato il regime idraulico in

moto permanente sia nello scenario di stato attuale che dopo la realizzazione delle opere

in progetto.

Nell'Allegato 5.2 sono contenute le aree a pericolosità idraulica in scala 1:1.000

redatte a seguito del presente studio di dettaglio, relative allo stato attuale nel quale si

tiene conto dei danni causati all'alveo dall'evento alluvionale verificatosi nel novembre

del 2013.

La carta di pericolosità del PAI vigente (rif. Allegato 5.1) pertanto illustra una

situazione ormai obsoleta e non più corrispondente alla situazione attuale.

L'Allegato 5.3 illustra le aree a pericolosità idraulica per lo scenario post operam

che comprende le opere di sistemazione idraulica previste nel presente progetto.

Attraverso la comparazione della carta di pericolosità idraulica redatta per lo

scenario di stato attuale con lo studio di dettaglio (All.5.2) e per quello successivo alla

realizzazione delle opere in progetto (All.5.3) si evince una riduzione dell'estensione

delle aree potenzialmente esondabili.

La realizzazione delle opere in progetto consente di eliminare le criticità

idrauliche nei punti in cui l'evento alluvionale del novembre 2013 ha causato il crollo di

tratti della sponda in gabbioni e di ridurre, in termini di estensione, le aree

potenzialmente esondabili senza interferire negativamente sui regimi idraulici a monte e

a valle delle stesse. Inoltre gli interventi di sistemazione idraulica che si propone di29

realizzare non aumentano il pericolo idraulico con nuovi ostacoli al normale deflusso

delle acque, né riducono la capacità di invaso delle aree interessate, anzi viene

incrementata la sezione di deflusso, come dimostrano gli allegati al presente studio

(profili e sezioni con i livelli idrici – rif. Allegati 2.1 e 2.2).

30

8. APPENDICE

31

Risultati dello Studio Idrologico:

Tabelle

TABELLA 1 CANALE SA TRAINA - BACINO 'A'

CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE

BACINO ASTA FLUVIALE PARAMETRI

AREA LUNGHEZZA PENDENZA S

(Kmq) (Km) (mm)

3,12 140 332,68 0,3008 4,332 0,05718 94,5 14,783 85 3

TEMPI DI CORRIVAZIONE ALTEZZE DI PIOGGIA(ore) Ψ TCEV

0,463 T. RITORNO

1,221 (anni) (ore) (ore) (mm) (mm)

1,076 50 0,0409 0,5039 0,638 36,4651 23,2508

0,802 100 0,0364 0,4994 0,665 40,5475 26,9804

Ventura 0,940 200 0,0329 0,4959 0,689 44,5956 30,7292

V A P I 3,377 500 0,0291 0,4921 0,716 50,0158 35,8100

0,617

VALORE STIMATO 0,463

(*) tempo di formazione del deflusso superficiale

0

PORTATE DI PIENA

TEMPI DI RITORNO (anni): 50 100 200 500

LIMITI DI VALIDITA'

LOG NORMALE 23,74 31,31 40,34 54,85 (mc/s) S*Hm= 1,0E+09 (deve essere > 5E+09)

T C E V 69,99 85,13 100,21 120,11 (mc/s) S= 3,12 (deve essere > 60Kmq)

METODI INDIRETTI

T C E V 39,99 46,82 53,71 63,07 (mc/s)

PORTATA DI VERIFICA 39,99 46,82 53,71 63,07 (mc/s)

ALTEZZA CHIUSURA

ALTEZZA MEDIA

PENDENZA MEDIA

CN * ( III categ.)

T C E V hg media

T C E V sotto zona

(m s.l.m.) (m s.l.m.)

Soil conserv Tf (*) Tc+Tf (**) h(Tc+Tf) hn

Giandotti

Pasini

Viparelli

Kirpich

(**) durata di pioggia critica somma dei tempi di corrivazione e di formazione del deflusso sup.

METODI DIRETTI ( analisi regionale)

* valore di CN aumentato fino ad ottenere il minimo di 0,70 su Tr 500 anni