Source: https://it.scribd.com/doc/48867160/C-Relazione-idraulica-PAI
Timestamp: 2017-01-22 14:07:17+00:00
Document Index: 103004790

Matched Legal Cases: ['art. 17', 'art. 31', 'art. 1', 'art. 1', 'art. 31', 'art. 1', 'art. 1', 'arte 2', 'arte 2', 'art. 31', 'art. 1', 'art. 1', 'arte 2', 'arte 2']

BrowseInterestsBiography & MemoirBusiness & LeadershipFiction & LiteraturePolitics & EconomyHealth & WellnessSociety & CultureHappiness & Self-HelpMystery, Thriller & CrimeHistoryYoung AdultBrowse byBooksAudiobooksArticlesSheet MusicBrowse allUploadSign inJoinPiano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologicoRELAZIONE IDRAULICA INDICE PREMESSA.................................................................................................................1 1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO ....................................................................3 2 LA DELIMITAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI ......................................6 3 IL MODELLO IDRAULICO...............................................................................8 3.1 MODELLI DI PROPAGAZIONE DELLE PIENE................................................................ 8 3.2 CRITERI DI SCELTA........................................................................................................... 10 3.3 APPLICAZIONI DEL MODELLO....................................................................................... 10 3.4 DESCRIZIONE DEL MODELLO IDRAULICO................................................................. 12 3.4.1 Equazioni per il calcolo del profilo idraulico...................................................................... 13 3.4.2 Calcolo della profondità di stato critico.............................................................................. 15 3.4.3 Calcoli idraulici per sezioni con singolarità........................................................................ 16 3.4.4 Esportazione dei risultati su GIS ......................................................................................... 19 3.5 PRINCIPALI GRANDEZZE UTILIZZATE NEI CALCOLI IDRAULICI ........................ 19 3.5.1 Portata al colmo di progetto................................................................................................ 19 3.5.2 Volume dell’idrogramma di piena ....................................................................................... 21 3.5.3 Coefficiente di scabrezza ..................................................................................................... 21 3.5.4 Caratterizzazione geometrica dell’alveo ............................................................................. 23 4 INDIVIDUAZIONE DELLE CRITICITÀ IDRAULICHE..............................24 4.1 FIUME SELE........................................................................................................................ 25 4.1.1 Il tratto montano (da Caposele a Contursi) ......................................................................... 25 4.1.2 La confluenza del fiume Tanagro (a Contursi) .................................................................... 27 4.1.3 La confluenza del fiume Calore Lucano e la foce nel Tirreno............................................. 30 4.2 FIUME CALORE LUCANO................................................................................................. 36 4.3 FIUME TANAGRO............................................................................................................... 38 4.3.1 Vallo di Diano...................................................................................................................... 38 4.3.2 Tanagro a Buccino (confluenza del Bianco)........................................................................ 49 4.3.3 Tanagro a Contursi (confluenza nel Sele)............................................................................ 51 4.4 FIUME BIANCO................................................................................................................... 53 4.4.1 Torrente Platano.................................................................................................................. 54 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 4.4.2 Fiume Melandro................................................................................................................... 56 4.4.3 Fiume Bianco a Buccino (confluenza nel Tanagro)............................................................. 59 5 OPERE CONSULTATE.....................................................................................63 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 1 I Emissione Fabio Taglioretti Luca Del Furia Luca Del Furia 30.07.01 Rev. Oggetto Redatto Verificato Approvato Data Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA PREMESSA Il presente documento contiene la descrizione delle attività svolte per la caratte-
rizzazione del comportamento idraulico del bacino del fiume Sele, secondo quan-
to indicato nella FASE II del Capitolato predisposto dall’Autorità Interregionale di Bacino del Fiume Sele in merito alla stesura del Piano Stralcio per l’Assetto I-
drogeologico. La presente relazione illustra le attività svolte e la metodologia adottata al fine di caratterizzare il comportamento idraulico del bacino. In particolare, sono descritti: - la normativa di riferimento nell’ambito della difesa del suolo; - la metodologia adottata per la delimitazione delle aree allagabili; - i criteri che hanno portato alla scelta del modello idraulico; - le caratteristiche principali e le ipotesi di applicazione del modello idraulico adottato; - i valori della portata al colmo utilizzata per la valutazione dei livelli idrometrici nelle sezioni critiche individuate nella precedente fase del lavoro per la reda-
zione del Piano Stralcio; - il volume associato all’idrogramma di piena corrispondente alla portata al col-
mo di progetto; - la descrizione dei tratti di corso d’acqua analizzato, con particolare attenzione alle criticità idrauliche riscontrate. Costituiscono parte integrante della presente relazione i seguenti elaborati carto-
grafici e relazioni: - Carta delle aree inondabili a differenti periodi di ritorno (in scala 1:25.000); - Carta delle fasce fluviali (in scala 1:25.000); - Carta delle aree a rischio (in scala 1:25.000). - Piano dei rilievi topografici, contenente le planimetrie per l’integrazione dei rilievi topografici da utilizzare nel modello idraulico adottato; - Monografia sui rilievi topografici, contenente la descrizione sulla modalità di esecuzione dei rilievi e i grafici delle sezioni utilizzate nel modello: tale rela-
zione è supportata dalla carta Ubicazione delle sezioni trasversali e dei ponti (in scala 1:25.000), che riporta la traccia delle sezioni e dei ponti rilevati per la realizzazione del Piano Stralcio. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA A completamento della relazione è stata prodotta la relazione Calcoli idraulici, contenente i risultati matematici dell’applicazione del modello idraulico adottato. Infine, l’analisi idraulica del bacino è stata completata con la produzione della re-
lazione Catasto delle opere idrauliche e la relativa Carta delle opere idrauliche (in scala 1:25.000); i dati sono stati organizzati anche in un database. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Nell’ambito della difesa del suolo, e in particolare per quanto riguarda la mitiga-
zione del rischio idrogeologico, recentemente sono state approvate importanti di-
sposizioni normative, che partono dalla situazione di continua emergenza che col-
pisce la quasi totalità del territorio italiano. La normativa prevede che le Autorità di Bacino Nazionali e Interregionali e le Regioni per i rimanenti bacini provvedano all’individuazione e alla perimetrazio-
ne delle soggette a rischio idraulico e geologico, indicando anche i possibili inter-
venti atti alla mitigazione di tale rischio. Lo strumento fondamentale per il conseguimento di questi obiettivi e rappresenta-
to dal Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico, redatto ai sensi dell’art. 17, comma 6-ter. Il Piano Stralcio deve tener conto, oltre che delle disposizioni con-
tenute nella Legge 183/89 e nella Legge 267/98, anche delle indicazioni di coor-
dinamento emanate ai sensi della Legge 183/89, e precisamente: il DPCM 32 marzo 1990, Atto di indirizzo e coordinamento ai fini dell’elaborazione e dell’adozione degli schemi previsionali e programmatici di cui all’art. 31 della legge 18 maggio 1989 n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e fun-
zionale della difesa del suolo, il DPR 7 gennaio 1992, Atto di indirizzo e coordi-
namento per determinare i criteri di integrazione e di coordinamento tra le attivi-
tà conoscitive dello Stato, delle autorità di bacino e delle regioni per la redazione dei piani di bacino di cui alla legge 18 maggio 1989, n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo, il DPR 18 luglio 1995, Approvazione dell’atto di indirizzo e coordinamento concernente i criteri per la redazione dei piani di bacino. Per quanto riguarda l’elaborazione e l’adozione di Piani Stralcio si fa riferimento all’art. 1-bis della Legge 11 dicembre 2000, n. 365, mentre l’adozione di Piani di Bacino da parte di Autorità di Bacino Interregionale è disciplinata dall’articolo 19 della Legge 18 maggio 1989, n. 183. In Tabella 1.1 si riportano, in ordine cronologico, le principali leggi emanate a partire dalla citata Legge 183/89, che costituisce il primo strumento legislativo fi-
nalizzato a dare un assetto funzionale alla difesa del suolo in Italia. La metodologia per l’individuazione e la delimitazione delle aree allagabili è spe-
cificata nel DPCM 29 settembre 1998, Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Tabella 1.1 - Principali leggi nell’ambito della difesa del suolo e del rischio idrogeologico. Legge 18 maggio 1989, n. 183 “Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della dife-
sa del suolo” DPCM 23 marzo 1990 “Atto di indirizzo e coordinamento ai fini dell’elaborazione e dell’adozione degli schemi previsionali e programmatici di cui all’art. 31 della legge 18 maggio 1989 n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della dife-
sa del suolo” DPR 7 gennaio 1992 “Atto di indirizzo e coordinamento per determinare i criteri di integrazione e di coordinamento tra le attività conoscitive dello Stato, delle autorità di bacino e delle regioni per la re-
dazione dei piani di bacino di cui alla legge 18 maggio 1989, n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo” Legge 5 gennaio 1994, n. 37 “Norme per la tutela ambientale delle aree demaniali dei fiumi, dei torrenti, dei laghi e delle altre acque pubbliche” DPR 14 aprile 1994 “Atto di indirizzo e coordinamento in ordine alle procedure ed ai criteri per la delimitazione dei bacini idrografici di rilie-
vo nazionale e interregionale” DPR 18 luglio 1995 “Approvazione dell’atto di indirizzo e coordinamento con-
cernente i criteri per la redazione dei piani di bacino” DM LL.PP. 14 febbraio 1997 “Direttive tecniche per l’individuazione e la perimetrazione da parte delle regioni delle aree a rischio idrogeologico” Legge 3 agosto 1998, n. 267 “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180, recante misure urgenti per la pre-
venzione del rischio idrogeologico ed a favore delle zone colpite da disastri franosi nella regione Campania” DPCM 29 settembre 1998 “Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180” Legge 13 luglio 1999, n. 226 “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 13 maggio 1999, n. 132, recante interventi urgenti in mate-
ria di protezione civile” Legge 11 dicembre 2000, n. 365 “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 12 ottobre 2000, n. 279, recante interventi urgenti per le aree a rischio idrogeologico molto elevato ed in materia di protezione civile, nonché a favore delle zone della regione Calabria danneggiate dalle calamità idrogeologiche di set-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA tembre ed ottobre 2000” Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 2 LA DELIMITAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI In base a quanto previsto dalla normativa vigente e, in particolare, dal DPCM 29 settembre 1998, Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto legge 11 giu-
gno 1998, n. 180, gli studi relativi ai fenomeni di inondazione devono affrontare fondamentalmente due problemi: la modellazione dell’evento di pioggia (analisi idrologica) e la definizione dell’evoluzione dell’onda di piena all’interno dell’alveo (analisi idraulica). Gli studi idrologici prevedono l’individuazione del-
le portate di piena ad assegnata frequenza; gli studi idraulici consentono di tra-
sformare il dato di portata in livello idrico all’interno di una singola sezione o trat-
to del corso d’acqua. La metodologia adottata per la valutazione delle aree allagabili segue questo schema procedurale 1. stima della portata al colmo ad assegnata frequenza in determinate sezioni del corso d’acqua oggetto di studio 2. definizione delle principali caratteristiche geometriche e fisiche degli alvei (forma della sezione, caratteristiche granulometriche e scabrezza del fondo e delle sponde) 3. calcoli idraulici in condizione di moto permanente 4. estensione dei livelli di piena in alveo alla piana alluvionale Per eseguire con accuratezza tale procedura sono state svolte le seguenti analisi a) analisi storica, consistente nell’acquisizione di tutti gli studi passati nonché nel-
la consultazione di archivi o catasti relativi all’individuazione degli eventi di piena avvenuti negli anni passati; b) analisi topografica, consistente nell’acquisizione e nell’integrazione della base cartografica esistente, con particolare riferimento alle sezioni trasversali dei corsi d’acqua e delle principali opere idrauliche trasversali (ponti); c) analisi idrologica, consistente nell’acquisizione ed elaborazione dei dati plu-
viometrici e idrometrici esistenti, al fine di definire la portata al colmo ad asse-
gnata frequenza (periodo di ritorno) per le sezioni di interesse lungo il corso d’acqua; d) analisi idraulica (modello di calcolo), consistente nel valutare la capacità di Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA smaltimento delle singole sezioni o dei tratti di corso d’acqua mediante l’utilizzo di un modello per il calcolo del profilo idraulico in condizioni di mo-
to permanente; e) definizione delle aree allagabili, mediante la propagazione dei livelli idrometri-
ci calcolati in alveo alla piana alluvionale e loro rappresentazione cartografica. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 3 IL MODELLO IDRAULICO Il presente capitolo propone una descrizione riguardo i modelli esistenti per la va-
lutazione dei livelli idrici e la propagazione delle piene, fornendo in seguito i cri-
teri che hanno portato alla scelta del modello utilizzato e soprattutto i criteri di ap-
plicazione al contesto morfologico fluviale incontrato. Infine, si riporta brevemen-
te la descrizione delle equazioni e delle principali caratteristiche del modello uti-
lizzato e delle principali grandezze utilizzate per l’esecuzione dei calcoli idraulici. 3.1 MODELLI DI PROPAGAZIONE DELLE PIENE Le equazioni che reggono i fenomeni di propagazione a superficie libera sono sta-
te sviluppate nel secolo scorso con i lavori fondamentali di de St. Vénant e Bous-
sinesq, ma soltanto negli anni ‘50 si sono resi disponibili gli strumenti di calcolo necessari ad una loro risoluzione numerica. Fino ad allora avevano trovato solu-
zione soltanto alcune semplici applicazioni di scarso interesse pratico. Alla base della maggior parte delle trattazioni analitiche e numeriche del fenome-
no di propagazione delle piene c’è l’ipotesi di monodimensionalità. Si tratta di volta in volta di valutare quanto questa ipotesi si possa applicare al caso pratico. Le equazioni del moto vario monodimensionale si fondano inoltre su altre ipotesi, che sono le seguenti: il moto è monodimensionale, la velocità è uniforme nella sezione trasversale e la superficie libera nella sezione è orizzontale; la curvatura delle traiettorie è modesta e le accelerazioni verticali sono trascu-
rabili, cosicché la distribuzione delle pressioni nella sezione è di tipo idrostati-
co; gli effetti degli sforzi trasversali e della turbolenza possono essere valutati at-
traverso leggi di resistenza analoghe a quelle utilizzate in condizioni di moto permanente; la pendenza media dell’alveo è modesta, cosicché è possibile sostituire il seno dell’angolo formato con l’orizzontale con l’angolo medesimo; l’alveo è rigido, con sezioni trasversali indeformabili; la densità del fluido è costante. Sulla base di tali ipotesi, i processi di moto vario monodimensionale a superficie libera possono essere descritti da due variabili dipendenti: ad esempio la portata e Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA la quota idrica rispetto ad un riferimento costante. Esse descrivono lo stato del moto del fluido lungo l’asta fluviale e nel tempo. La formulazione matematica di tali processi si basa sulle leggi fisiche di conservazione della massa, dell’energia e della quantità di moto. In questa sede non si vuole entrare nella formulazione ma-
tematica del problema, rimandando a testi specifici
: basta ricordare che esistono delle semplificazioni delle equazioni. Se si trascurano i termini inerziali si arriva alla cosiddetta formulazione diffusiva. Se si trascura il termine di variazione spa-
ziale della profondità idrica, si arriva alla cosiddetta trattazione dell’onda cinema-
tica che rappresenta l’estrema semplificazione dell’equazione del moto; essa ha il difetto di non poter rappresentare fenomeni di rigurgito causati dalla presenza di disturbi a valle e pertanto può dare dei risultati notevolmente errati quando questi non siano trascurabili. Inoltre, per quanto l’onda si deformi propagandosi, il valo-
re della portata al colmo non subisce alcuna attenuazione lungo il percorso. La maggior parte dei modelli idraulici consente infine di simulare la presenza di strutture (dighe, chiuse manuali ed automatiche, sifoni, stazioni di pompaggio, ponti, cascate, canali coperti, ecc.) che possono in qualche modo influenzare il moto del fluido. Per quanto riguarda i metodi normalmente utilizzati, essi si possono raggruppare nelle seguenti categorie: metodi alle differenze finite, metodi delle caratteristiche, metodi agli elementi finiti. Nella maggioranza dei casi il metodo utilizzato è quel-
lo alle differenze finite, che consiste nel sostituire alle derivate contenute nelle equazioni delle funzioni discrete delle stesse variabili. A seconda del modo con cui vengono discretizzati, gli schemi alle differenze finite si possono suddividere: in schemi impliciti, in cui le variabili al passo temporale t sono funzione sia dei valori delle stesse grandezze ricavati al passo temporale t-1, sia dei valori assunti al passo t nei punti adiacenti. Ne consegue che, ad ogni passo temporale, è neces-
sario risolvere contemporaneamente un sistema di 2N equazioni (dove N è il nu-
mero di punti di calcolo lungo l’asta fluviale) e schemi espliciti, in cui le variabili al tempo t sono espresse sulla base dei valori delle stesse grandezze ricavati all’istante temporale t-1. Questi schemi permettono la soluzione di un punto alla volta e quindi di 2 equazioni contro le 2N equazioni degli schemi impliciti. È im-
portante conoscere lo schema utilizzato, in quanto, mentre gli schemi impliciti so-
no incondizionatamente stabili e quindi la lunghezza del passo di discretizzazione temporale può essere scelto in base all’effettiva dinamica del sistema, in quelli e-
CUNGE J.A., HOLLY JR. F.M., VERWEY A. (1980) Practical Aspects of Computational River Hydraulics, Pitman Publishing Limited, Londra. MAHAMOOD K., YEVJEVICH V. (1975) Unsteady Flow in Open Channels, Water Resources Publications, Fort Collins, Colorado. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA spliciti la stabilità della soluzione è legata alla lunghezza del passo temporale di discretizzazione che deve rispettare determinati criteri, il più comune dei quali è quello di Courant. A volte i modelli idraulici commerciali consentono anche di modellizzare i feno-
meni di allagamento causati da esondazioni fluviali: in questo caso l’approccio monodimensionale deve essere lasciato da parte ed è necessario applicare le equa-
zioni di moto bidimensionali. Alcuni codici di calcolo implementano la risoluzio-
ne numerica di queste equazioni, ma data la loro complessità e l’elevata potenzia-
lità di calcolo richiesta, essi sono in genere applicati a brevi tratti di fiume. Molto più applicabile è invece l’approccio cosiddetto quasi-bidimensionale, basato su una schematizzazione del territorio del tipo a celle variamente interconnesse. 3.2 CRITERI DI SCELTA Per la determinazione del profilo della superficie libera del corso d’acqua si sono utilizzate le equazioni del moto permanente monodimensionale di una corrente a pelo libero in alveo quasi cilindrico con portata costante. Le equazioni che gover-
nano il moto sono state risolte applicando il codice di calcolo HEC-RAS, svilup-
pato da Hydrologic Engineering Center dell’US Army Corps of Engineers (release 3.0, Marzo 2001), del quale verrà fornita una descrizione nel seguito. La simulazione dei fenomeni di esondazione da alvei fluviali e la relativa inonda-
zione delle aree limitrofe è piuttosto complessa. L’adozione di una schematizza-
zione semplificata, come la soluzione in condizioni di moto monodimensionale e permanente delle equazioni che governano il moto della corrente, trova giustifica-
zione nella necessità di giungere in maniera speditiva alla perimetrazione delle zone da classificare “a rischio di piena”. Tale approccio permette di delineare gli aspetti essenziali dei possibili scenari di piena che possono verificarsi sui tratti di corso d’acqua oggetto dell’analisi, consentendo di definire in maniera fisicamente attendibile i livelli idrometrici nella piana alluvionale, valutando l’ampiezza delle aree allagabili ad assegnata frequenza. La disponibilità di rilievi affidabili della geometria dell’alveo e della pendenza media dei vari tratti consente di attribuire un buon grado di accuratezza al profilo di moto permanente calcolato per i diversi eventi di piena previsti. 3.3 APPLICAZIONI DEL MODELLO Il modello adottato fornisce come risultato l’altezza del pelo libero, calcolata sotto Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA l’ipotesi di moto permanente. Per giungere alla delimitazione delle aree allagabili per assegnata frequenza è necessario utilizzare dei metodi che permettano di pas-
sare dai livelli idrometrici calcolati alla definizione delle aree allagabili. Il metodo più semplice è rappresentato dal metodo delle curve di livello, che deve la sua denominazione al fatto che la conformazione della linea che delimita le aree soggette al medesimo rischio è del tutto simile a una curva di livello, che raccordi i punti aventi uguale probabilità di esondazione. Alla base di tale metodo vi è l’ipotesi che, in moto permanente e in un tempo potenzialmente infinito, si possa arrivare ad avere il livello del pelo libero orizzontale in tutta la sezione. In moto permanente le caratteristiche del moto sono indipendenti dal tempo e, quindi, si può supporre che la corrente abbia il tempo sufficiente ad inondare tutte le aree circostanti il corso d’acqua fino a giungere ad una condizione di pelo libero oriz-
zontale sezione per sezione. L’applicazione di tale metodo richiede diverse procedure di calcolo a seconda del contesto morfologico nel quale sono calcolate le aree soggette ad esondazione. Per quanto riguarda i tratti montani (prevalentemente incassati) e pedemontani, è possibile accettare l’ipotesi di calcolare il profilo di rigurgito supponendo gli argi-
ni infinitamente alti e in grado di contenere al loro interno qualsiasi livello idrico. Valutato il profilo della corrente per ogni periodo di ritorno, la determinazione delle aree inondabili viene eseguita prolungando, orizzontalmente nel piano al di fuori degli argini fino a incontrare il piano campagna, la quota del pelo libero di quelle sezioni insufficienti ad un regolare deflusso della portata. L’area compresa fra gli argini e il raccordo di tutti i punti così calcolati definisce l’area soggetta a esondazione. Questa ipotesi diventa poco verosimile nei tratti di pianura, specialmente quelli compresi fra argini elevati rispetto al piano campagna. In questo caso, infatti, l’estensione dei livelli alla piana alluvionale può comportare la sovrastima dell’estensione delle aree esondabili: è possibile adottare allora il metodo del vo-
lume eccedente. Questo approccio metodologico richiede non solo la conoscenza dell’andamento del profilo di rigurgito di una corrente, ma anche dell’idrogramma di piena (la curva che rappresenta l’andamento della portata al variare del tempo). L’integrale dell’idrogramma fornisce il volume d’acqua che defluisce per quell’assegnata se-
zione nel tempo. Per eseguire il calcolo delle aree inondabili occorre conoscere, per ogni sezione, il valore massimo della portata convogliabile in alveo. Noto questo valore, si “taglia” l’idrogramma relativo al periodo di ritorno considerato con una retta parallela all’asse delle ascisse e avente ordinata pari al valore di por-
tata precedentemente determinato: l’area compresa fra questa retta e la parte supe-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA riore dell’idrogramma permette di determinare il volume di acqua che non trova capienza nell’alveo e che, di conseguenza, va ad allagare le aree limitrofe. Ripe-
tendo questo procedimento per ciascuna sezione di calcolo, si determina il volume fuoriuscito dall’alveo che trova recapito nelle depressioni topografiche delle zone perifluviali. L’inviluppo dei punti più lontani dal corso d’acqua così raccordati permette di definire l’estensione delle aree inondabili. Ripetendo questa procedura per i periodi di ritorno di interesse si ottiene la mappatura delle aree inondabili ri-
chiesta dalla normativa. La complessità nella determinazione dell’idrogramma di piena e la necessità di ri-
lievi topografici estesi non solo alla sezione dell’alveo, ma anche ai transetti late-
rali comporta incrementi di tempo e di spesa che spesso non sono sostenibili da chi è chiamato a eseguire la perimetrazione delle aree a rischio. Per questo moti-
vo, l’utilizzo di questo metodo, che risulta certamente il più attendibile e verosi-
mile tra quelli utilizzabili, è difficilmente praticabile, specialmente se si devono analizzare lunghi tratti di un corso d’acqua. Alla luce delle considerazioni precedenti, la valutazione speditiva delle aree alla-
gabili e la definizione delle corrispondenti fasce fluviali è stata condotta mediante l’utilizzo di ambedue le procedure descritte, a seconda del contesto morfologico incontrato. In gran parte è stato applicato il metodo delle curve di livello, mentre si è fatto ricorso al metodo del volume eccedente relativamente al Tanagro nel Val-
lo di Diano e alla confluenza Sele-Calore Lucano, essendo tratti situati in zone pianeggianti e compresi fra argini. 3.4 DESCRIZIONE DEL MODELLO IDRAULICO La valutazione delle portate critiche è stata condotta mediante l’ausilio di un codi-
per il calcolo dei profili idraulici in moto permanente gradualmente variato in alvei naturali (o artificiali), che consente anche la valutazione degli effetti della corrente dovuti all’interazione con ponti, briglie, stramazzi, aree golenali. Il sof-
tware funziona in ambiente Windows
ed è di facile apprendimento e utilizzo, permettendo l’inserimento dei dati attraverso l’apertura di numerose finestre di dialogo. In primo luogo occorre fornire le informazioni relative alla geometria del corso d’acqua in un’apposita sezione (geometric data), all’interno della quale si devono 2
HEC-RAS, River Analysis System (versione 3.0, Marzo 2001), sviluppato da U.S. Army Corps of Engineers (USACE), Hydrologic Engineering Center, 609 Second Street, Davis, California, USA. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA definire il corso del fiume (reach), la geometria delle sezioni (cross section geo-
metry), la distanza fra le sezioni (reach length) e il coefficiente di scabrezza, rap-
presentativo delle perdite di carico, secondo la formulazione di Manning. In que-
sta sezione sono disponibili altre opzioni, fra le quali la procedura di interpolazio-
ne fra una sezione e l’altra (XS Interpolation), molto utile quando occorre infittire il numero di sezioni, qualora i rilievi originali siano troppo distanti fra loro; inol-
tre, è possibile definire la quota delle sponde (left and right elevations) e degli ar-
gini (levees) e inserire nella sezione delle aree dove l’acqua arriva ma non contri-
buisce al deflusso (ineffective flow areas) e delle coperture (lids). Il codice di calcolo permette anche di fornire la geometria dei ponti in una sezione (bridge and culvert data) nella quale è possibile definire per ogni ponte l’impalcato (deck/roadway), le pile (piers), le spalle (sloping abutments) e le con-
dizioni di calcolo (bridge modelling approach). Successivamente occorre impostare la sezione relativa alle condizioni di moto (steady flow data), definendo la portata di riferimento per le diverse sezioni flu-
viali e le condizioni al contorno (boundary conditions). A questo punto il codice di calcolo è pronto per eseguire i calcoli idraulici nella sezione denominata steady flow analysis. I risultati delle computazioni idrauliche sono proposti attraverso ta-
belle riepilogative (cross-section table e profile table) e grafici delle sezioni geo-
metriche (plot cross-section) e del profilo longitudinale (plot profile) e, infine, tramite una visione prospettica tridimensionale del sistema fluviale (x, y, z per-
spective plot). 3.4.1 Equazioni per il calcolo del profilo idraulico L’ipotesi alla base delle formulazioni per la determinazione del profilo idraulico è che il moto dell’acqua nel canale si considera uniforme. Questo significa che tutte le grandezze caratterizzanti la corrente (altezza idrica, velocità media nella sezio-
ne, portata, ecc.) risultano costanti nel tempo e nello spazio. Sotto questa ipotesi, la pendenza media disponibile i
, definita come il rapporto fra la differenza di quota e la distanza fra la sezione di monte e quella di valle, è esattamente pari alla pendenza piezometrica J, che rappresenta le dissipazioni energetiche per unità di lunghezza. La relazione i
= J costituisce l’equazione fondamentale del moto uni-
forme. La determinazione del profilo teorico in moto permanente è ottenuta tramite l’applicazione del cosiddetto Standard Step Method, basato appunto sull’equazione monodimensionale del contenuto energetico della corrente: Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA e f
h h H H + = −
(3.1) dove H
(m) ed H
(m) sono i carichi totali della corrente nelle sezioni di monte e di valle del tronco d’alveo considerato, h
(m) sono le perdite di carico dovute all’attrito del fondo e delle sponde mentre h
(m) è un termine che tiene conto de-
gli effetti dovuti alla non cilindricità della corrente. In particolare, h
dipende principalmente dalla scabrezza del tratto di alveo consi-
derato ed è esprimibile come: L J h
⋅ = (3.2) con J pendenza motrice nel tratto di lunghezza L(m). Il calcolo di J è effettuabile con diverse formulazioni in funzione della pendenza motrice in corrispondenza delle sezioni di inizio e fine di ciascun tratto. Il calcolo del termine J nella singola sezione è effettuato mediante la: 2
J (3.3) dove Q(m
/s) è la portata di calcolo e K (denominato conveyance) rappresenta un parametro di conducibilità, ricavabile attraverso la seguente espressione: 3
K ⋅ ⋅ = (3.4) dove A(m
) l’area della sezione liquida, R(m) il raggio idraulico e n(m
s) è il parametro rappresentativo della scabrezza, espresso in termini di coefficiente di Manning. Il modello consente di suddividere la sezione in più zone in cui assegnare un valo-
re diverso del parametro n di scabrezza; in particolare è possibile individuare tre zone principali: quella centrale dell’alveo inciso (denominata main channel) e due zone laterali golenali (denominate right and left overbanks). Per il calcolo della scabrezza equivalente n
il codice di calcolo utilizza la formula Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 3
(3.5) dove P(m) rappresenta il perimetro bagnato dell’intera sezione, P
il perimetro bagnato e il coefficiente di Manning della sezione i-esima. Per rappresentare la macro-scabrezza, in particolare nei tratti urbani dove si pos-
sono trovare edifici in prossimità del corso d’acqua, il codice di calcolo permette di inserire dei blocchi (denominati blocked obstruction), che sono aree della se-
zione permanentemente bloccate, le quali diminuiscono l’area della sezione e ag-
giungono perimetro bagnato quando l’acqua giunge a contatto con esse. Il termine h
dipende, invece, dalla variazione del carico cinetico della corrente tra le sezioni 1 e 2 dovuta al cambio di geometria delle sezioni stesse ed è a sua volta esprimibile come: g
⋅ − ⋅ ⋅ = α α β (3.6) dove β è un coefficiente di contrazione o espansione dipendente dalle condizioni geometriche del tratto considerato, V
(m/s) sono i valori delle velocità medie agli estremi del tronco e α
sono i coefficienti correttivi dell’energia cinetica. 3.4.2 Calcolo della profondità di stato critico Al tirante idrico in condizioni di stato critico corrisponde la massima portata teo-
ricamente smaltibile dalla sezione, indipendentemente dalla natura del fondo e delle pareti, nonché dall’inserimento della sezione stessa in un tronco fluviale. Es-
so è stato valutato imponendo che il numero di Froude, indicato con Fr, assuma valore unitario. In termini di portata e per le sezioni in esame, si scrive m
= (3.7) dove g è l’accelerazione di gravità, h
il tirante idrico, A l’area bagnata della se-
zione, e V la velocità media della sezione. L’equazione (3.7) permette la determi-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA nazione dell’altezza di stato critico tramite il valore h
che soddisfa la relazione in esame tra l’altezza di piene rive e il fondo. 3.4.3 Calcoli idraulici per sezioni con singolarità Il codice di calcolo consente la simulazione del deflusso attraverso ponti (bridge), tombinature (culvert), briglie e traverse (weir), mediante la loro schematizzazione geometrica (impalcato, pile, setti, ecc.). La procedura di calcolo utilizzata consente di simulare il deflusso a pelo libero al di sotto dell’impalcato dei ponti, il deflusso in pressione al di sotto dell’impalcato e la combinazione del deflusso in pressione e del deflusso con scavalcamento dell’impalcato stesso (funzionamento a stramazzo). In quest’ultimo caso vengono utilizzate le stesse formulazioni usate per la simulazione del comportamento delle traverse e delle briglie. Per il deflusso a pelo libero il modello utilizza il metodo dei momenti (Momentum Balance) che consiste nell’eguagliare i momenti fra la sezione di monte e di valle del manufatto attraverso tre passi successivi: 1) tra sezione esterna di valle (sezione 2) e sezione interna di valle (sezione D): γ
) mq ( ) my ( ) my ( ) mq ( ) my (
+ + − = +
(3.8) 2) tra sezione interna di valle (sezione D) e sezione interna di monte (sezione U): γ
) mq ( ) my ( ) mq ( ) my (
+ + = + (3.9) 3) tra sezione interna di monte (sezione U) e sezione esterna di monte (sezione 1): γ
x f p
D p U U
) mq (
C ) my ( ) mq ( ) my ( ) mq ( ) my (
⋅ ⋅ + + + = +
(3.10) avendo indicato con: my = A⋅Y = prodotto dell’area per la distanza verticale tra il pelo libero e il centro di gravità delle sezioni di deflusso. A g
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA C
= coefficiente di “drag” variabile in funzione della forma delle pile. F
= forza dovuta all’attrito sul fondo e sulle pareti. W
= forza peso nella direzione del flusso. γ = peso specifico dell’acqua p = pedice di riferimento della sola sezione bagnata delle pile. In Figura 3.1 si riporta lo schema della successione delle sezioni (ordinarie e fitti-
zie) utilizzato per il calcolo del profilo in presenza delle pile di un ponte, dove la freccia indica la direzione del moto e i numeri si riferiscono alle sezioni utilizzate nelle formulazioni viste precedentemente. Le sezioni che delimitano il tronco de-
vono essere scelte in modo che la corrente che le attraversa sia gradualmente varia e, inoltre, tale che la loro distanza sia sufficientemente breve da poter lecitamente trascurare la risultante degli sforzi di attrito. Figura 3.1 - Schema della successione delle sezioni utilizzato per il calcolo del profilo in presenza delle pile di un ponte. 2
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Il funzionamento in pressione è simulato mediante la formulazione propria dell’efflusso da luce: gH A C Q 2 ⋅ ⋅ = (3.11) dove Q(m
/s) è la portata defluita attraverso la luce di area A(m
), H(m) è il disli-
vello tra il carico totale di monte ed il pelo libero a valle e C è il cosiddetto coeffi-
ciente di efflusso. Il programma prevede la messa in pressione della struttura quando, secondo la scelta dell’utente, il carico totale o la quota del pelo libero risultano superiori alla quota dell’intradosso dell’impalcato. Il funzionamento a stramazzo è simulato attraverso la formulazione standard 2
H L C Q ⋅ ⋅ = (3.12) dove Q(m
/s) è la portata defluita sulla soglia di larghezza L(m) e H(m) è il disli-
vello tra il carico totale di monte e la quota della soglia e C è il coefficiente di ef-
flusso, variabile in funzione del tipo di stramazzo e del carico sopra la soglia. Nel caso di funzionamento combinato di moto in pressione con scavalcamento del ponte (stramazzo) l’entità delle portate stramazzanti e defluenti al di sotto dell’impalcato viene determinata attraverso una procedura iterativa combinando le equazioni che regolano i due fenomeni. Nella verifica di sezioni particolari, quali, ad esempio, le zone di confluenza, dove non sono applicabili le relazioni precedenti, è stato applicato il teorema della quantità di moto. In particolare, è stato individuato un volume di controllo definito dalla superficie di contorno del tratto in esame in cui è applicabile la relazione: e u s
M M I G F − + = + (3.13) dove F
è la risultante delle forze di superficie (spinta idrostatica e attrito del fon-
do e delle pareti) agenti dall’esterno sul volume di controllo, G è la risultante delle forze di massa (in genere la forza peso), I la risultante delle inerzie locali M
le quantità di moto delle masse che nell’unità di tempo entrano ed escono dal vo-
lume di controllo. Il codice di calcolo permette di considerare anche gli effetti di ostruzione delle pi-
le dei ponti durante gli eventi particolarmente intensi. L’utente può scegliere Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA l’altezza e la larghezza dell’ostruzione (di forma rettangolare) prodotta dal mate-
riale trasportato (debris), da inserire davanti a ciascuna pila: automaticamente vengono modificati la superficie e il perimetro bagnati, per tener conto dell’effetto di riduzione prodotto. Il programma modifica “fisicamente” la geometria del pon-
te in modo da valutare correttamente l’effetto di riduzione delle luci, prodotto dall’accumulo di materiale sulle pile. 3.4.4 Esportazione dei risultati su GIS Il codice di calcolo utilizzato consente di interfacciare i risultati prodotti con Ar-
cview, software specifico per la gestione e l’elaborazione dei GIS. Questa possibi-
lità è realizzabile mediante un’apposita estensione di Arcview, HEC-GeoRAS, appositamente creata per processare informazioni geospaziali da utilizzare in HEC-RAS. L’estensione permette di generare un file, importabile in HEC-RAS, contenente le caratteristiche geometriche del corso d’acqua dal modello digitale del terreno (DTM). Questo file contiene tutte le informazioni necessarie per il corretto fun-
zionamento di HEC-RAS. Dopo l’esecuzione dei calcoli idraulici è possibile ge-
nerare un file di esportazione dei risultati che, opportunamente elaborato in Ar-
cview, permette la definizione delle aree allagabili (floodplain delineation). L’utilizzo di tale estensione richiede la disponibilità di un DEM molto preciso, in modo da poter ricostruire con accuratezza la reale geometria dell’alveo fluviale. Nel caso del bacino del Sele non sempre è stato possibile l’esportazione dei dati a causa di alcune impurità nel DEM; il confronto fra le sezioni generate con il DEM e le sezioni rilevate ha permesso la correzione di tali errori, permettendo la delimi-
tazione su cartografia 1:25.000 e 1:5.000 delle aree allagabili e delle corrispon-
denti fasce fluviali. Inoltre, l’acquisizione della cartografia di dettaglio in scala 1:10.000 e 1:5.000 ha permesso di generare, per le zone di maggior interesse dal punto di vista idraulico, un modello del terreno più raffinato in grado di garantire una maggiore accuratezza nella perimetrazione delle aree allagate. 3.5 PRINCIPALI GRANDEZZE UTILIZZATE NEI CALCOLI IDRAU-
LICI 3.5.1 Portata al colmo di progetto L’applicazione del modello di calcolo ha richiesto la definizione di una portata al Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA colmo all’inizio di ciascun tratto analizzato. Nella relazione idrologica elaborata per la FASE I, sono state valutate le portate al colmo per diversi periodi di ritorno con diverse tecniche statistiche, secondo quanto indicato dalla normativa. Tali portate risultano a volte differenti fra loro, a seconda del metodo statistico adotta-
to per la loro valutazione e del grado di affidabilità del campione di dati. Per que-
sto motivo la scelta è sempre caduta su un valore di portata di riferimento rappre-
sentativo della zona in esame, avendo cura di scegliere fra le stime prodotte quella maggiormente cautelativa. Per l’esecuzione dei calcoli idraulici volti alla definizione delle Fasce Fluviali, so-
no state utilizzate le seguenti portate al colmo di riferimento: • Alveo di piena ordinaria, corrispondente al periodo di ritorno T = 2÷5 anni. • Alveo di piena standard (Fascia A), definito come la porzione di alveo di piena che garantisce il deflusso della piena standard, assunta corrispondente al periodo di ritorno T = 100 anni. Si escludono dalla Fascia A le aree in cui i ti-
ranti idrici sono modesti, in particolare inferiori a 1 m, e le velocità inferiori a 1 m/s. • Fascia di esondazione (Fascia B), comprendente le aree inondabili dalla piena standard, eventualmente suddivisa in sottofasce allagabili con frequenza infe-
riore ai 100 anni, e precisamente - Sottofascia B1, compresa tra l’alveo di piena e la linea più esterna tra la congiungente l’altezza idrica h = 30 cm delle piene con periodo di ritorno T = 30 anni e l’altezza idrica h = 90 cm delle piene con periodo di ritorno T = 100 anni; - Sottofascia B2, compresa fra il limite B1 e quello dell’altezza idrica h = 30 cm delle piene con periodo di ritorno T = 100 anni; - Sottofascia B3, compresa fra il limite B2 e quello delle piene di periodo di ritorno T = 100 anni. • Fascia di piena catastrofica (Fascia C), corrispondente alla piena con periodo di ritorno di 300 anni. Per alveo di piena ordinaria si intende quella porzione del territorio di pertinenza fluviale interessato dal deflusso della piena assunta come riferimento (T = 2÷5 anni). Nei tratti di fiume pedemontani e di pianura tale porzione coincide con l’alveo inciso, mentre nei tratti di fiume alluvionati l’alveo di piena ordinaria co-
incide con il greto attivo. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA L’alveo di piena standard non coincide necessariamente con la porzione di terri-
torio invasa dalla piena standard, in quanto vengono escluse quelle aree sommerse che non contribuiscono significativamente al deflusso della piena perché la cor-
rente vi assume tiranti idrici modesti con velocità altrettanto modeste. 3.5.2 Volume dell’idrogramma di piena La valutazione del volume di piena richiede la definizione dell’idrogramma di piena corrispondente alla portata al colmo di progetto. In mancanza di osservazio-
ni dirette, per ottenere stime approssimate dei volumi di deflusso corrispondenti alle portate al colmo di piena, è conveniente utilizzare un approccio empirico ba-
sato sulle considerazioni proposte da Giandotti. La formula proposta, basata su considerazioni cinematiche analoghe a quelle alla base del metodo della corrivazione, ipotizza un idrogramma di piena di forma triangolare, tale che il colmo di piena venga raggiunto in un tempo pari al tempo di corrivazione, t
(in ore), del bacino. A partire da questo instante il ritorno al va-
lore iniziale avviene in un tempo pari a (k-1) volte t
, dove k è un valore proposto da Giandotti variabile a seconda della superficie del bacino. Per tener conto della forma non lineare dell’idrogramma, sia in fase di ascesa che in fase di diminuzio-
ne delle portate, occorre moltiplicare i volumi per un coefficiente correttivo λ. L’espressione adottata risulta di conseguenza la seguente 2
c colmo
⋅ = λ (3.14) Nel caso del bacino del Sele si è ritenuto opportuno adottare un valore di λ = 0.8 e un valore di k = 4 per bacini aventi una superficie compresa fra 0÷1000 km
e k = 5 per bacini aventi una superficie superiore. 3.5.3 Coefficiente di scabrezza Il parametro di scabrezza riveste particolare importanza nell’esecuzione dei calco-
li idraulici. Ai fini del calcolo, si possono assumere valori del coefficiente n ripor-
tati in Tabella 3.1 seguente a seconda della tipologia d’alveo e di golena; tali valo-
ri sono da intendersi di riferimento
e, quindi, in ogni situazione reale vanno ade-
Per una trattazione approfondita e un criterio di scelta del coefficiente di scabrezza cfr., ad es., CHOW V.T., Open channel hydraulics, McGraw-Hill, NewYork, 1953 e 1979; COWAN W.L., Estimating Hydraulic Roughness Coefficients, Agricultural Enginering, Vol. 37, N. 7, 1956; Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA guatamente soppesati con le condizioni esistenti. La scelta di tali valori è stata de-
sunta da informazioni reperite da studi precedenti, integrate da sopralluogo diret-
to. Tabella 3.1 – Valori del parametro di scabrezza per di verse tipologie d’alveo e di area golenale, se-
condo la formulazione di Strickler, molto usata in Italia, e di Manning, utilizzata nei paesi di cultura anglosassone. DESCRIZIONE DEL CORSO D’ACQUA: ALVEO E AREA GOLENALE n Manning (m
·s) k
Strickler (m
) tratti montani dei corsi d’acqua naturali con salti, rocce o vegetazione arbustiva-arborea in alveo 0.040÷0.033 25÷30 corsi d’acqua regolari con vegetazione e movimento di materiale sul fondo 0.033÷0.028 30÷35 corsi d’acqua di pianura, con andamento regolare e scarsa presenza di vegetazione 0.028÷0.025 35÷40 tratti urbanizzati dei corsi d’acqua, con fondo naturale e pareti in massi regolari cementati 0.028÷0.025 35÷40 corsi d’acqua con fondo e pareti totalmente cementati, in buono stato e privi di manufatti in alveo 0.025÷0.022 40÷45 tratti tombinati perfettamente lisciati e dotati di disposi-
tivi di trattenuta di materiale flottante o di trasporto 0.020÷0.018 50÷55 aree golenali verdi, caratterizzate da vegetazione rego-
lare e alberi di medie dimensioni 0.050÷0.040 20÷25 aree golenali a prato, con erba tagliata e assenza di alberi 0.033÷0.025 30÷40 aree urbane adibite a parcheggio o con strade abba-
stanza ampie 0.020÷0.018 50÷55 MARCHI E. , RUBATTA A., Meccanica dei fluidi, UTET, Torino, 1981; DE MARCHI G., Idrauli-
ca, Vol. I, parte 2
, Hoepli, Milano, 1986. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 3.5.4 Caratterizzazione geometrica dell’alveo Per quanto riguarda le sezioni trasversali del corso d’acqua sono state utilizzate le sezioni rilevate per il Piano di Bacino (1996), che erano in numero superiore a 300, integrate con nuove sezioni rilevate appositamente per il Piano Stralcio in numero di circa 150, come riportato nel Piano dei rilievi topografici, secondo le modalità descritte nella relazione Monografia sui rilievi topografici. All’incirca la distanza fra le sezioni non supera in media i 1000 m, distanza che viene accetta nella letteratura scientifica come sufficiente per caratterizzare i tratti a lieve pen-
denza (non superiore al 3 per mille per corsi d’acqua regolari). Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 4 INDIVIDUAZIONE DELLE CRITICITÀ IDRAULICHE In queste pagine sono brevemente descritti i tratti analizzati, divisi per corso d’acqua, con indicate le principali caratteristiche morfologiche dei bacini idrogra-
fici considerati e le grandezze idrauliche utilizzate per l’esecuzione dei calcoli. Nella descrizione dei singoli tratti si è dedicata maggiore attenzione alle zone di pianura, cioè al Vallo di Diano e alla confluenza fra Sele e Calore Lucano e la successiva foce, in ragione delle particolari condizioni di deflusso che si generano nelle zone alluvionali. Negli altri casi, vista la minore propensione all’allagamento, si è proposta una breve descrizione del sito e dei risultati delle analisi idrauliche svolte. Per una completa visione dei risultati ottenuti si rimanda agli elaborati cartografici prodotti in scala 1:100.000, 1:25.000 e 1:5.000. Per quanto riguarda la zona del Vallo di Diano, vista la propensione all’allagamento che la caratterizza, imputabile principalmente alla conformazione morfologica e idraulica, e vista la rilevanza demografica e produttiva che la con-
traddistingue, si è ritenuto opportuno eseguire un approfondimento idrologico, supportati anche dall’esperienza degli enti territoriali locali (in particolare il Con-
sorzio di Bonifica Integrale del Vallo di Diano). L’acquisizione degli studi idrolo-
gici svolti in ambito locale ha permesso di raffinare le portate al colmo di progetto stimate in maniera speditiva mediante l’applicazione del metodo VAPI del CNR-
GNDCI. Non solo, ma l’individuazione di un idrogramma di piena, tarato in base alla pluviometria e alla morfologia locale, ha consentito di individuare e ridurre i volumi effettivamente esondabili, consentendo di delimitare in maniera più rigo-
rosa e, soprattutto, più aderente alla realtà le aree allagabili a differenti periodi di ritorno. Nel caso della confluenza Sele-Calore Lucano e del successivo tratto fino alla foce, sono state prese in considerazione le osservazioni prodotte sia dal Comune di Eboli riguardo la presenza di una duna in sponda destra idrografica sia dal Co-
mune di Capaccio, che ha prodotto uno studio dettagliato condotto con le mede-
sime metodologie utilizzate nella redazione del presente Piano Stralcio. Al termine di queste analisi è stato possibile sviluppare l’analisi idraulica, appli-
cando il modello di calcolo descritto in precedenza. Di seguito si propongono i ri-
sultati suddivisi per ambito di bacino. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 4.1 FIUME SELE 4.1.1 Il tratto montano (da Caposele a Contursi) Il fiume Sele sorge nel territorio del comune di Caposele (Av). Per gran parte del percorso che lo porta a Contursi scorre incassato nel fondo valle, con alveo stretto e sponde alte, greto ciottoloso con presenza di folta vegetazione in alveo. Per al-
cuni tratti il fiume è regimato da briglie, mentre le sponde sono protette da gab-
bioni metallici per evitare fenomeni di erosione. Dal punto di vista idraulico si segnala la presenza degli attraversamenti della nuo-
va S.S. 91 Ofantina, realizzati quasi sempre in viadotto, e dei relativi svincoli, po-
sti sempre a quote superiori rispetto a quelle raggiungibili dalle portate di proget-
to. L’intero tratto non risulta soggetto a rilevanti fenomeni di esondazione, mentre si segnalano episodi di erosione spondale, per effetto della velocità raggiunta dalle acque in alcuni tratti. Il tratto analizzato ha una lunghezza di 25.3 km e presenta una pendenza non vol-
to variabile attorno al valor medio di 0.007. Tabella 4.1 - Principali caratteristiche del bacino del Sele a Contursi Terme. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc SELE a Contursi Terme 336.0 34.8 712.8 6.2 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.1 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.2 - Portate di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Sele a Contursi 300 700 1000 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.2 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 5000 10000 15000 20000 25000
Fiume Sele Plan: Fiume Sele a Contursi
Geom: Rilievo Piano Stralcio Flow: Portata di progetto
h_moto permanente 300 anni
h_moto permanente 100 anni
h_moto permanente 5 anni
Sponda sx
Sponda dx
4.1.2 La confluenza del fiume Tanagro (a Contursi) A Contursi Terme, presso la zona industriale avviene la confluenza del fiume Ta-
nagro. Appena a monte della confluenza si trovano un ponte stradale, che non co-
stituisce ostacolo al deflusso, e l’attraversamento di alcuni manufatti di servizio (collettori di acquedotto e fognari, vedi Foto 4.1) che, invece, potrebbero essere di ostacolo specialmente per la presenza di eventuale materiale vegetale flottante. Alla confluenza l’alveo si allarga in maniera decisa, e di conseguenza aumenta la sezione di deflusso, anche se allo stato attuale risulta ridotta in capacità per la pre-
senza di una folta vegetazione. La zona industriale è protetta da un muro in cls che risulta sufficiente a contenere i livelli raggiunti dalle portate di progetto. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.1 – Tratto del Sele alla confluenza del Tanagro (Contursi Terme, zona industriale). La lunghezza del tratto analizzato è di circa 9.5 km, mentre la pendenza dell’alveo si attesta attorno al valore medio di 0.003. Tabella 4.3 - Principali caratteristiche del bacino del Sele alla confluenza con il Tanagro. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc SELE a Contursi Terme 336.0 34.8 712.8 6.2 TANAGRO a Contursi Terme 1827.1 92.8 735.9 15.4 SELE a Persano 2382.5 117.5 699.9 17.7 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.3 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.4 - Portate di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Sele a Contursi 300 700 1000 Tanagro a Contursi 850 1850 2300 Sele a Persano 1100 2000 2500 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.4 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 2000 4000 6000 8000 10000
Confluenza Tanagro_Sele a Contursi Plan: Comportamento idraulico
Geom: Rilievo Piano Stralcio Flow: Portata Fasce Fluviali
4.1.3 La confluenza del fiume Calore Lucano e la foce nel Tirreno Il tratto dell’asta principale del Sele considerato è compreso fra la confluenza del Tanagro a Contursi e la confluenza del Calore Lucano a Persano, fino alla succes-
siva foce nel Mar Tirreno fra Eboli e Capaccio (vedi Foto 4.2). Dal punto di vista morfologico si possono individuare due tratti dalle caratteristi-
che ben distinte. Il primo è compreso fra la confluenza del Tanagro fino alla tenuta di Persano; il tronco è lungo circa 31 km e presenta pendenze poco variabili attorno al valor medio di 0.002. Il fiume scorre ben incassato in una valle piuttosto aperta, con al-
veo di magra definito e ampie aree laterali di espansione con declivi accentuati nella prima parte di monte e più dolci nella parte di valle; si notano anse piuttosto marcate con greti ciottolosi. Lungo il percorso non si riscontrano abitati di una certa rilevanza, e quelli esistenti sono ubicati a quote abbastanza elevate rispetto al livello del fiume; anche le linee di comunicazione principali (Autostrada Saler-
no – Reggio Calabria e ferrovia Napoli – Potenza) quando si trovano al livello del fiume, sono comunque realizzate su rilevato. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Il secondo tronco ha inizio presso il Ponte delle Fiocche e termina alla foce nel Tirreno. Complessivamente è lungo circa 17 km e presenta una pendenza media dell’ordine di 0.0006. L’area è costituita da un territorio completamente pianeg-
giante, posto a quote leggermente superiori a quelle raggiunte dalle acque fluenti, fatto che lo rende estremamente vulnerabile e frequentemente soggetto ad allaga-
menti. La presenza di alcuni ponti stradali e di uno ferroviario (ferrovia Roma – Reggio Calabria) contribuisce a creare una situazione di criticità idraulica, forte-
mente aggravata dalla confluenza del Calore Lucano. L’elevata propensione all’allagamento di tutta la zona è dovuta principalmente a queste ragioni: le sezioni di deflusso, specialmente quelle del Calore Lucano, non sono in gra-
do di contenere le portate di massima piena; la coincidenza fra la piena del Sele e del Calore Lucano provoca un profilo di rigurgito che, ostacolando il regolare deflusso dell’onda di piena del Calore, provoca l’esondazione delle acque nelle sezioni di insufficiente capacità; entrambi i fiumi non sono completamente arginati e, laddove esistono, gli argi-
ni non sono in grado di garantire il contenimento delle portate di massima pie-
na sia perché superati dal livello delle acque fluenti sia perché a rischio di crol-
lo parziale o totale; la presenza di numerosi ponti, con impalcato basso e pile in alveo, costituisce ostacolo al deflusso del materiale vegetale flottante, che in questo tratto termi-
nale è certamente molto abbondante, con conseguente ostruzione delle luci e formazione di un profilo di rigurgito a monte del ponte e innalzamento del li-
vello del pelo libero. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.2 – Foce del Sele (Eboli). Dal punto di vista idraulico l’analisi della confluenza fra Sele e Calore è stata ef-
fettuata seguendo la metodologia descritta precedentemente e indicata con la de-
nominazione di metodo del volume eccedente. Per aumentare il grado di accura-
tezza nella delimitazione delle aree inondabili è stato generato un DEM a partire da una matrice di punti ottenuta dalla cartografia in scala 1:5.000 che è stato pos-
sibile acquisire nelle fasi di elaborazioni del Piano Stralcio. In questo modo è stato possibile definire meglio il reale andamento altimetrico del terreno e, di conse-
guenza, le aree effettivamente inondabili. Nelle elaborazioni idrauliche è stata assunta l’ipotesi che alla foce la corrente de-
fluisca in stato critico, ammettendo in questo modo che essa non sia rigurgitata né dal mare né dalla barra di foce, nel presupposto che questa venga asportata nel corso della piena prima del verificarsi delle grosse portate di calcolo. A supporto di tale assunzione è stata effettuata un’analisi di sensitività, variando il livello nel-
la sezione di valle. Tale analisi ha consentito di verificare che la corrente nelle se-
zioni terminali risulta sempre in condizioni sub-critiche e che il livello di stato cri-
tico nella sezione è sempre superiore a quello imposto come condizione al contor-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA no. Pertanto è ragionevole ammettere l’ipotesi che il livello del mare non abbia particolare influenza sulle condizioni di deflusso della piena di progetto. Tabella 4.5 - Principali caratteristiche del bacino del Sele alla confluenza con il Calore Lucano. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc SELE a Contursi Terme 336.0 34.8 712.8 6.2 CALORE LUCANO a Albanella 760.2 69.5 626.2 10.8 SELE ad Albanella 3151.5 123.7 666.0 20.0 Figura 4.5 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Tabella 4.6 - Portate di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Sele a Contursi 300 700 1000 Calore Lucano a Persano 650 1000 1250 Sele ad Albanella 1600 3200 4000 Ai fini della delimitazione delle aree allagabili si è stimato il volume effettiva-
mente esondabile. a tale scopo si è verificata la portata effettivamente contenuta nelle sezioni del corso d’acqua, che risulta pari a circa 2.200 mc/s nel tratto presso la confluenza Sele-Calore Lucano e a 1.200 mc/s nel tronco presso l’immissione in mare. Per tali valori si stimano i seguenti volumi esondabili. Tabella 4.7 - Volumi di piena esondabili (in milioni di mc). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 confluenza Sele-Calore Lucano 8.4 44.0 89.1 foce del Sele 5.1 72.2 83.8 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.6 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente (asta del Sele). 0 10000 20000 30000 40000 50000
Confluenza Sele-Calore Plan: Fasce Fluviali
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.7 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente (asta del Calore Lucano). 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
4.2 FIUME CALORE LUCANO Il Calore Lucano costituisce il secondo principale affluente del Sele. Ha uno svi-
luppo di circa 70 km e percorre le valli del Cilento. Dal punto di vista idraulico, vista la morfologia del territorio del bacino, le maggiori criticità si riscontrano nel tratto terminale del corso, compreso fra Controne (Sa) e la confluenza nel fiume Sele. In questo tratto il fiume scorre in una vallata abbastanza ampia, presentando alcu-
ne anse anche molto accentuate. Il tratto analizzato presenta una lunghezza di cir-
ca 32 km e una pendenza poco variabile attorno al valor medio di 0.002. Tabella 4.8 - Principali caratteristiche del bacino del Calore Lucano a Albanella. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc CALORE LUCANO a Albanella 760.2 69.5 626.2 10.2 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.8 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.9 - Portate di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Calore Lucano a Controne 260 400 500 Calore Lucano a Persano 650 1000 1250 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.9 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
Fiume Calore Lucano Plan: Comportamento idraulico
4.3 FIUME TANAGRO 4.3.1 Vallo di Diano La piana del Vallo di Diano è soggetta a periodici allagamenti, che pur non assu-
mendo carattere di eventi disastrosi, costituiscono una costante minaccia per le popolazioni. In ragione dei non grandi volumi affluenti da monte e della notevole estensione della piena, la permanenza dell’acqua sul terreno è generalmente di breve durata; inoltre, come verificato dall’applicazione del modello idraulico, i li-
velli idrici e la velocità dell’acqua non sono tali da comportare fenomeni alluvio-
nali catastrofici. Le ragioni della facilità con cui la piana si allaga sono da ricercare essenzialmente in questi fattori: il restringimento a valle dell’abitato di Polla, dove il fiume, con la denomina-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA zione di Rio Maltempo, attraversa una strettissima gola che lo porta in pochi chilometri dalla quota di circa 430 m di Polla alla quota di 200 m di Pertosa, con pendenza dell’ordine del 10%; la presenza dello sbarramento dell’impianto idroelettrico dell’ENEL, posto a circa 3 km a valle di Polla; l’insufficienza di alcune sezioni del corso d’acqua nel contenere portate con periodi di ritorno superiori ai 10÷20 anni; la particolare conformazione pianeggiante che favorisce il propagarsi delle ac-
que tracimate dalla sommità arginale; la fitta rete di canali laterali che durante gli eventi di piena rigurgita a monte per l’incapacità del corso principale di ricevere ulteriori immissioni idriche, contribuendo ad allagare la piana (la maggior parte di questi canali scorre a li-
vello del piano campagna). La combinazione di alcuni o tutti fra questi fattori comporta l’allagamento della piana. Nell’applicazione del modello idraulico si sono tenuti presenti questi aspet-
ti, valutando i livelli raggiunti in condizioni di moto permanente e i volumi corri-
spondenti all’idrogramma di piena per la portata di progetto adottata. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.3: vista del Vallo di Diano (Atena Lucana: ponte della Rivolta). Prima di eseguire i calcoli idraulici sono stati valutati gli effetti che il restringi-
mento morfologico e la presenza dello sbarramento hanno sul regolare deflusso delle portate di piena. A questo scopo sono stati acquisiti in primo luogo i risultati prodotti nel Piano Straordinario, dai quali risulta che l’alveo del Rio Maltempo non risulta in grado di convogliare in modo regolare portate superiori a circa 300÷400 m
/s. In seconda battuta, sono state acquisite le osservazioni che i comu-
ni di Polla, Sant’Arsenio, San Pietro al Tanagro e Atena Lucana hanno portato al Piano Straordinario e che l’Autorità di Bacino ha già recepito, nelle quali viene fatto riferimento ad uno studio condotto nel 1989 dal prof. Luigi Da Deppo dell’Università di Padova per conto del Consorzio di Bonifica del Vallo di Diano, che in base a prove condotte su modello fisico attesta che la portata defluibile sen-
za rigurgito è pari a 450 m
/s. Si sottolinea la necessità di intervenire con rapidità su questo tratto del fiume Ta-
nagro. In particolare, si deve prevedere la sistemazione del restringimento geolo-
gico rappresentato dal Fossato Maltempo, che, ostacolando il regolare deflusso delle portate di piena, produce un profilo di rigurgito con conseguente innalza-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA mento del tirante idrico a monte del ponte romano nella vasca di Polla; questa par-
ticolare criticità idraulica produce pesanti ripercussioni sulla vulnerabilità delle aree urbanizzate prospicienti, determinando di conseguenza un elevato rischio di esondazione. Devono, quindi, essere previsti interventi di sistemazione idraulica con le seguenti finalità: - l’innalzamento degli argini nella vasca di Polla e la sua riqualificazione am-
bientale complessiva, per aumentare il potere laminante della corrente, evitare fenomeni esondativi e permettere il deflusso della corrente a pelo libero sotto le luci del ponte; - il miglioramento delle sezioni di imbocco e di sbocco e la sezione corrente del diversivo urbano per aumentarne la capacità di smaltimento idraulico; - l’adeguamento e il consolidamento del corso naturale del fiume Tanagro nel tratto in cui assume la denominazione di Fossato Maltempo per permettere il deflusso di circa 490 mc/s (portata massima registrata all’idrometrografo di Polla); - la realizzazione di una galleria per scolmare le portate eccedenti tale portata nel tronco del Fossato Maltempo. Un’ulteriore ipotesi assunta è quella di considerare gli argini ben costruiti e quindi non soggetti a rottura parziale o totale, con conseguente allagamento della piana dell’intera portata defluente in alveo. Tale assunzione è confortata dalle informa-
zioni fornite dai Comuni di Atena Lucana, Polla, Sant’Arsenio e San Pietro al Ta-
nagro, che attestano il collaudo degli interventi recentemente eseguiti lungo gli argini sul territorio di loro competenza. Tale ipotesi risulta meno verosimile nel tratto fra Sassano e Sala Consilina, anche se le minori portate di calcolo compor-
tano minori sollecitazioni alla tenuta degli argini. In base a tutte queste considerazioni si è assunta come portata defluibile senza fe-
nomeni di rigurgito e senza particolari problemi lungo gli argini la portata al col-
mo di 450 m
/s, associabile ad un periodo di ritorno attorno ai 10÷20 anni. E’ sta-
to di conseguenza valutato il volume esondabile, calcolato come differenza fra il volume associato all’idrogramma di piena corrispondente alle portate al colmo di calcolo e quello corrispondente alla portata al colmo Q = 450 m
/s. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Approfondimento idrologico Prima di eseguire i calcoli idraulici sono state riviste le portate al colmo di proget-
to, approfondendo i risultati dell’analisi idrologica condotta nelle fasi iniziali del lavoro. Ciò si è reso necessario per caratterizzare meglio il comportamento dell’intera area, specialmente per stimare il volume effettivamente esondabile, re-
sponsabile dell’allagamento delle aree pianeggianti del territorio del Vallo di Dia-
no. In base a studi condotti presso il Consorzio di Bonifica del Vallo di Diano le portate al colmo di piena alla sezione di chiusura sono state stimate mediante il metodo VAPI del CNR-GNDCI (approccio geomorfoclimatico) e il metodo MG proposto da Maione et al. Il procedimento adottato è stato quello di definire il de-
flusso medio annuo di piena, per stimare la portata al colmo ad assegnato periodo di ritorno moltiplicando tale valore per il fattore di crescita in frequenza regionale e locale
. In Tabella 4.10 si riportano i risultati ottenuti. Tabella 4.10 - Portate al colmo di piena per assegnato periodo di ritorno attese alla sezione di Polla. Periodo di ritorno (anni) Metodo 10 50 100 500 Modello MG 378 491 573 764 Modello geomorfoclimatico 300 507 560 679 Per un confronto sono state stimate le portate al colmo utilizzando la classica for-
mula razionale ( ) r , T , d i A Q
⋅ Φ ⋅ = dove l’intensità di pioggia è quella stimata alla stazione di Polla
depurata dalle perdite in base al metodo proposto dal USDA-SCS (metodo del Curve Number
, CN) e ragguagliata all’area mediante il coefficiente di riduzione areale (ARF) proposto da Moisello-Papiri
; le caratteristiche della stazione e i risultati delle ela-
borazioni statistiche sono proposti nella successiva Tabella 4.12 e in Figura 4.10. Senza soffermarci sulle formulazioni matematiche e sulle basi scientifiche di que-
sto approccio, per le quali ai testi citati in bibliografia, si riassumono brevemente i parametri assunti per la valutazione della portata al colmo, ricordando che questo 4
Cfr. CNR-GNDCI, Valutazione delle Piene in Campania, a cura di F. Rossi e P. Villani, Saler-
no, Dicembre 1994. 5
Cfr. la Relazione Idrologica e l’allegata Monografia LSPP. 6
Cfr. DAVID R. MAIDMENT, Handbook of Hydrology, McGraw-Hill, 1993. 7
Cfr. U. MOISELLO E S. PAPIRI, Relazione tra altezza di pioggia puntuale e ragguagliata, da Atti del XX Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, Padova, 8-10 settembre 1986. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA tipo di approccio suppone l’ipotesi che la portata al colmo ad assegnata frequenza venga prodotta da una pioggia caratterizzata dal medesimo periodo di ritorno. Il valore del CN è stato stimato utilizzando la carta dell’uso del suolo, prodotta per la redazione del presente Piano Stralcio: alla sezione di Polla si assume un va-
lore medio pari a 59.8. I risultati delle elaborazioni svolte sono riportati in Tabel-
la 4.11. Tabella 4.11 - Portate al colmo di piena per assegnato periodo di ritorno attese alla sezione di Polla. Periodo di ritorno (anni) Metodo 10 50 100 500 Formula razionale 281 468 553 765 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Tabella 4.12 - Principali caratteristiche della stazione pluviometrica di Molino Maltempo in comune di Polla (SA), parametri delle LSPP e altezze di pioggia (mm) per assegnata durata (ore) e prefissato pe-
riodo di ritorno (anni). Stazione pluviometrica MOLINO MALTEMPO (POLLA) Bacino SELE Corso d’acqua Tanagro Quota (m slmm) 440 Fonte SIMN N. Osservazioni 46 Periodo 1928÷1989 Parametri LSPP a
= 23.26 n = 0.34 CV = 0.31 Altezze di pioggia per assegnata durata e prefissato periodo di ritorno – distribuzione EV1 o di Gumbel - Periodo di ritorno Durata 0.5 1 3 6 12 24 5 22.51 28.47 41.32 52.26 66.10 83.61 10 25.86 32.71 47.46 60.04 75.94 96.05 20 29.07 36.77 53.36 67.50 85.37 107.99 50 33.23 42.03 61.00 77.15 97.59 123.44 100 36.35 45.97 66.72 84.39 106.74 135.01 200 39.45 49.90 72.42 91.60 115.86 146.55 500 43.55 55.08 79.94 101.11 127.89 161.77 Altezze di pioggia per assegnata durata e prefissato periodo di ritorno – distribuzione lognormale o di Gibrat-Galton - Periodo di ritorno Durata 0.5 1 3 6 12 24 5 22.68 28.69 41.63 52.66 66.61 84.25 10 25.93 32.79 47.59 60.20 76.14 96.31 20 28.96 36.63 53.15 67.23 85.04 107.56 50 32.79 41.48 60.19 76.13 96.30 121.81 100 35.63 45.06 65.39 82.72 104.63 132.34 200 38.43 48.61 70.55 89.24 112.87 142.77 500 42.14 53.30 77.35 97.83 123.75 156.52 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.10 - Grafici delle LSPP alla stazione di Polla – Molino Maltempo. POLLA (Molino Maltempo)
Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica
- distribuzione EV1 o di Gumbel -
T = 500 anni T = 200 anni
T = 100 anni T = 50 anni
T = 20 anni T = 10 anni
T = 5 anni
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA POLLA (Molino Maltempo)
- distribuzione lognormale o di Gibrat-Galton -
Analisi idraulica Sotto tutte queste ipotesi e sulla scorta di tutte queste informazioni, è stato appli-
cato il modello di calcolo utilizzando per la delimitazione delle aree allagabili e delle corrispondenti fasce fluviali il metodo denominato del volume eccedente e descritto nel precedente capitolo. Anche in questo caso, come per la foce del Sele, per aumentare il grado di accuratezza nella delimitazione delle aree inondabili è stato generato un DEM a partire da una matrice di punti ottenuta dalla cartografia in scala 1:10.000 che è stato possibile acquisire nelle fasi di elaborazioni del Piano Stralcio. In questo modo è stato possibile definire meglio il reale andamento alti-
metrico del terreno e, di conseguenza, le aree effettivamente inondabili. Il tratto analizzato ha una lunghezza complessiva di 31.8 km. La pendenza, come si vede nella successiva figura relativa al profilo idraulico, è assai variabile ed è compresa fra 0.001 del tratto pianeggiante del Vallo e 0.07 del tratto a valle di Polla nella stretta gola che porta a Pertosa. Per quanto riguarda le altre caratteristi-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA che morfologiche del tratto analizzato, nella successiva tabella sono riportati le grandezze principali. Tabella 4.13 - Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Polla. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc TANAGRO a Polla 604.0 63.6 812.0 23.7
Figura 4.11 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. 8
Valore stimato in base alla formulazione proposta dal USDA-Soil Conservation Service. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Tabella 4.14 - Portate di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Tanagro a Polla 200 570 675 Tabella 4.15 - Volumi di piena (in milioni di mc). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Tanagro a Polla … 18.5 20.9 Il volume esondabile, ricavato per differenza fra il volume associato all’idrogramma di piena e il volume associato alla portata defluibile a Polla di 450 m
/s, è riportato nella seguente tabella Tabella 4.16 - Volumi di piena esondabili (in milioni di mc). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Tanagro a Polla 0.0 5.9 8.4 Questi sono i valori di riferimento che sono stati utilizzati per definire il limite delle aree allagabili nel Vallo di Diano. Le aree allagabili definite da ciascuna fa-
scia hanno la seguente superficie planimetrica: Fascia C: 3970 ha Fascia B3: 3095 ha Fascia B2: 2570 ha Fascia B1: 340 ha Fascia A: 225 ha Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.12 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
Fiume Tanagro - Vallo di Diano Plan: Comportamento idraulico
4.3.2 Tanagro a Buccino (confluenza del Bianco) A valle di Polla, come visto in precedenza, il Tanagro scorre in una stretta gola dove raggiunge pendenze elevatissime, fino all’altezza di Auletta, dove riprende a scorrere in zone a dolce pendenza (tipicamente pedemontane) assumendo a volte un andamento meandriforme. L’alveo fluviale risulta, comunque, ancora inciso nella valle per allargarsi in maniera sensibile in prossimità della confluenza del fiume Bianco. Le elaborazioni idrauliche non hanno evidenziato situazioni di grande criticità, anche se in prossimità delle confluenze le simulazioni condotte nell’ipotesi che entrambi i corsi d’acqua fossero nelle condizioni di piena in modo da valutare l’estensione delle aree allagabili nel caso peggiore. L’alveo si presenta ampio e ciottoloso, con numerose isole fluviali; lungo le spon-
de non si ritrovano insediamenti e le acque, in caso di piena, possono tranquilla-
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA mente espandersi. Il tratto analizzato ha una lunghezza di circa 13.0 km e una pendenza poco varia-
bile attorno al valor medio di 0.006. Tabella 4.17 - Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Buccino. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc TANAGRO a Buccino 771.4 80.7 748.7 12.4 Figura 4.13 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.18 - Portate al colmo di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Tanagro a Buccino 250 700 950 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.14 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Confluenza Bianco-Tanagro Plan: Comportamento idraulico
4.3.3 Tanagro a Contursi (confluenza nel Sele) A valle della confluenza del fiume Bianco, il Tanagro riprende a scorrere nuova-
mente inciso nella valle, fino alla confluenza nel fiume Sele dove nuovamente il paesaggio si apre. Il fiume scorre su un alveo ciottoloso con sponde in terra, spesso coperte da rigo-
gliosa vegetazione, che trova dimora anche nei tratti di alveo raramente raggiunti dalle acque, se non nei periodi di piena. In prossimità della confluenza nel Sele (vedi Foto 4.4), che avviene presso la zona industriale di Contursi Terme, si trova un ponte ferroviario, che comunque non pregiudica il regolare deflusso delle acque. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.4 – Fiume Tanagro verso la confluenza del Sele (Contursi Terme: ponte FS). Il tratto analizzato ha una lunghezza complessiva di circa 18.7 km e una pendenza costante attorno al valor medio di 0.002. Tabella 4.19 - Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Contursi Terme. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc TANAGRO a Contursi Terme 1827.1 92.8 735.9 15.4 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.15 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.20 - Portate al colmo di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Tanagro a Contursi Terme 750 1850 2450 4.4 FIUME BIANCO L’analisi del fiume Bianco è stata suddivisa in tre parti, riguardanti il torrente Pla-
tano e il fiume Melandro, che congiungendosi danno origine al fiume Bianco, che confluisce nel Tanagro. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 4.4.1 Torrente Platano Il Platano presenta una conformazione tipicamente da torrente montano con alveo molto stretto e incassato. Ha origine in Lucania, dalla confluenza di diverse fiu-
mare (fiumara di Avigliano, di Ruoti, di Tito e di Muro Lucano), percorre una stretta gola a valle di Balvano fino a congiungersi con il Melandro (vedi Foto 4.5). Foto 4.5 – Valle del Platano a monte della confluenza con il Melandro (Romagnano al Monte). A monte della confluenza si trova un vecchio ponte stradale, che non costituisce una particolare criticità idraulica. L’ampiezza della piana alluvionale garantisce in questo punto un regolare deflusso anche delle portate con periodo di ritorno eleva-
to. Tabella 4.21 - Principali caratteristiche del bacino del Platano a Romagnano al monte. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc PLATANO a Romagnano al Monte 605.6 48.4 760.7 9.1 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.16 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.17 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Torrente Platano Plan: Comportamento idraulico
Geom: Rlievo Piano Stralcio Flow: Portata Fasce Fluviali
4.4.2 Fiume Melandro Il Fiume Melandro ha origine in territorio lucano e, assieme al torrente Platano, costituisce il fiume Bianco. Nel tratto iniziale riceve le acque del suo principale tributario, il torrente Pergola. Nel tratto finale, poco prima della confluenza nel fiume Bianco, assume la denominazione di fiume Landro. Per gran parte del suo corso presenta le caratteristiche tipiche di un torrente mon-
tano, con alveo inciso e portate poco rilevanti. Nel tratto terminale, in corrispon-
denza dell’abitato di Vietri di Potenza, assume un andamento a volte meandrifor-
me, distendendosi in una pianura sempre più ampia fino alla confluenza con il Platano a Romagnano al Monte. Proprio questo tratto è stato oggetto delle analisi idrauliche, volte a verificare eventuali criticità in corrispondenza della confluenza. Anche in questo caso, come accade per il torrente Platano, vista l’ampiezza dell’alveo alla confluenza (vedi Foto 4.6) non si rilevano fenomeni di particolare criticità idraulica. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.6 – La valle del Melandro (Romagnano al Monte). Tabella 4.22 - Principali caratteristiche del bacino del Melandro a Romagnano al Monte. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc MELANDRO a Romagnano al Monte 659 57 812 6.4 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.18 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.23 - Portate al colmo di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Melandro a Vietri di Potenza 125 285 375 Melandro a Romagnano al Monte 165 375 490 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.19 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 2000 4000 6000 8000 10000
Fiume Melandro Plan: Comportamento idraulico
4.4.3 Fiume Bianco a Buccino (confluenza nel Tanagro) Il fiume Bianco rappresenta il principale affluente del Tanagro. E’ costituito dalla confluenza di due importanti corsi d’acqua, il Platano e il Melandro, in località Romagnano al Monte e confluisce nel Tanagro, dopo un breve percorso di poco più di 12 km, in località Buccino, a valle della zona industriale. Dal punto di vista morfologico l’alveo si presenta molto ampio e abbastanza inci-
so nella valle. Il fondo è sabbioso, con presenza di numerosi ciottoli; le sponde in terra sono ricche di vegetazione arbustiva e arborea. A Buccino, nella zona indu-
striale(vedi Foto 4.7) risulta compreso in sponda destra da un’alta parete in calce-
struzzo, protetta da massi ciclopici in calcestruzzo. Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Foto 4.7 – Fiume Bianco nella zona industriale (Buccino). Tabella 4.24 - Principali caratteristiche del bacino del Bianco a Buccino. BACINO SUPERFICIE LUNGHEZZA Hm tc BIANCO a Buccino 992.8 57.8 767.6 11.2 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.20 - Planimetria del tratto di fiume analizzato, con riportata l’ubicazione delle sezioni. Tabella 4.25 - Portate al colmo di calcolo (in mc/s). PERIODO DI RITORNO (ANNI) SEZIONE 5 100 300 Bianco a Buccino 500 1150 1500 Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA Figura 4.21 - Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Fiume Bianco Plan: Comportamento idraulico
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico RELAZIONE IDRAULICA 5 OPERE CONSULTATE ARMANINI A., Principi di idraulica fluviale, Editoriale Bios, Cosenza, 1999. BACCHI B., LARCAN E. & ROSSO R., Stima del fattore di attenuazione per la valu-
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4.4.2 Fiume Melandro...................................................................................................................56 4.4.3 Fiume Bianco a Buccino (confluenza nel Tanagro).............................................................59
OPERE CONSULTATE.....................................................................................63
Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
I Emissione Oggetto
Fabio Taglioretti Redatto
Luca Del Furia Verificato
Luca Del Furia Approvato
30.07.01 Data
000).i criteri che hanno portato alla scelta del modello idraulico.000).le caratteristiche principali e le ipotesi di applicazione del modello idraulico adottato.Monografia sui rilievi topografici. . . .il volume associato all’idrogramma di piena corrispondente alla portata al colmo di progetto.000).000). .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
RELAZIONE IDRAULICA PREMESSA
Il presente documento contiene la descrizione delle attività svolte per la caratterizzazione del comportamento idraulico del bacino del fiume Sele.la metodologia adottata per la delimitazione delle aree allagabili. .Carta delle fasce fluviali (in scala 1:25. contenente le planimetrie per l’integrazione dei rilievi topografici da utilizzare nel modello idraulico adottato.i valori della portata al colmo utilizzata per la valutazione dei livelli idrometrici nelle sezioni critiche individuate nella precedente fase del lavoro per la redazione del Piano Stralcio. che riporta la traccia delle sezioni e dei ponti rilevati per la realizzazione del Piano Stralcio.Carta delle aree inondabili a differenti periodi di ritorno (in scala 1:25. secondo quanto indicato nella FASE II del Capitolato predisposto dall’Autorità Interregionale di Bacino del Fiume Sele in merito alla stesura del Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico. sono descritti: . . contenente la descrizione sulla modalità di esecuzione dei rilievi e i grafici delle sezioni utilizzate nel modello: tale relazione è supportata dalla carta Ubicazione delle sezioni trasversali e dei ponti (in scala 1:25. con particolare attenzione alle criticità idrauliche riscontrate. .Carta delle aree a rischio (in scala 1:25.Piano dei rilievi topografici. . Costituiscono parte integrante della presente relazione i seguenti elaborati cartografici e relazioni: . In particolare.la descrizione dei tratti di corso d’acqua analizzato. La presente relazione illustra le attività svolte e la metodologia adottata al fine di caratterizzare il comportamento idraulico del bacino.
. .la normativa di riferimento nell’ambito della difesa del suolo. .
Infine. contenente i risultati matematici dell’applicazione del modello idraulico adottato.
. l’analisi idraulica del bacino è stata completata con la produzione della relazione Catasto delle opere idrauliche e la relativa Carta delle opere idrauliche (in scala 1:25. i dati sono stati organizzati anche in un database.000).Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
A completamento della relazione è stata prodotta la relazione Calcoli idraulici.
e precisamente: il DPCM 32 marzo 1990. Approvazione dell’atto di indirizzo e coordinamento concernente i criteri per la redazione dei piani di bacino. Il Piano Stralcio deve tener conto. redatto ai sensi dell’art. n. In Tabella 1. n. 17. 365. La normativa prevede che le Autorità di Bacino Nazionali e Interregionali e le Regioni per i rimanenti bacini provvedano all’individuazione e alla perimetrazione delle soggette a rischio idraulico e geologico. il DPR 7 gennaio 1992. 1-bis della Legge 11 dicembre 2000. recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo. Lo strumento fondamentale per il conseguimento di questi obiettivi e rappresentato dal Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico. che costituisce il primo strumento legislativo finalizzato a dare un assetto funzionale alla difesa del suolo in Italia.
. 183. il DPR 18 luglio 1995. le principali leggi emanate a partire dalla citata Legge 183/89. n. che partono dalla situazione di continua emergenza che colpisce la quasi totalità del territorio italiano. La metodologia per l’individuazione e la delimitazione delle aree allagabili è specificata nel DPCM 29 settembre 1998. mentre l’adozione di Piani di Bacino da parte di Autorità di Bacino Interregionale è disciplinata dall’articolo 19 della Legge 18 maggio 1989. 180. comma 6-ter. 31 della legge 18 maggio 1989 n. del decreto legge 11 giugno 1998. anche delle indicazioni di coordinamento emanate ai sensi della Legge 183/89. delle autorità di bacino e delle regioni per la redazione dei piani di bacino di cui alla legge 18 maggio 1989. Atto di indirizzo e coordinamento ai fini dell’elaborazione e dell’adozione degli schemi previsionali e programmatici di cui all’art.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
RELAZIONE IDRAULICA 1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Nell’ambito della difesa del suolo. recentemente sono state approvate importanti disposizioni normative. indicando anche i possibili interventi atti alla mitigazione di tale rischio. 183. 183. commi 1 e 2. n. in ordine cronologico. Atto di indirizzo e coordinamento per determinare i criteri di integrazione e di coordinamento tra le attività conoscitive dello Stato. 1.1 si riportano. e in particolare per quanto riguarda la mitigazione del rischio idrogeologico. recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo. Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. Per quanto riguarda l’elaborazione e l’adozione di Piani Stralcio si fa riferimento all’art. oltre che delle disposizioni contenute nella Legge 183/89 e nella Legge 267/98.
Tabella 1.1 - Principali leggi nell’ambito della difesa del suolo e del rischio idrogeologico.
Legge 18 maggio 1989, n. 183 “Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo” “Atto di indirizzo e coordinamento ai fini dell’elaborazione e dell’adozione degli schemi previsionali e programmatici di cui all’art. 31 della legge 18 maggio 1989 n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo” “Atto di indirizzo e coordinamento per determinare i criteri di integrazione e di coordinamento tra le attività conoscitive dello Stato, delle autorità di bacino e delle regioni per la redazione dei piani di bacino di cui alla legge 18 maggio 1989, n. 183, recante norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo” “Norme per la tutela ambientale delle aree demaniali dei fiumi, dei torrenti, dei laghi e delle altre acque pubbliche” “Atto di indirizzo e coordinamento in ordine alle procedure ed ai criteri per la delimitazione dei bacini idrografici di rilievo nazionale e interregionale” “Approvazione dell’atto di indirizzo e coordinamento concernente i criteri per la redazione dei piani di bacino” “Direttive tecniche per l’individuazione e la perimetrazione da parte delle regioni delle aree a rischio idrogeologico” “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180, recante misure urgenti per la prevenzione del rischio idrogeologico ed a favore delle zone colpite da disastri franosi nella regione Campania” “Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180” “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 13 maggio 1999, n. 132, recante interventi urgenti in materia di protezione civile” “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 12 ottobre 2000, n. 279, recante interventi urgenti per le aree a rischio idrogeologico molto elevato ed in materia di protezione civile, nonché a favore delle zone della regione Calabria danneggiate dalle calamità idrogeologiche di set-
DPCM 23 marzo 1990
DPR 7 gennaio 1992
Legge 5 gennaio 1994, n. 37
DPR 14 aprile 1994
DPR 18 luglio 1995
DM LL.PP. 14 febbraio 1997
Legge 3 agosto 1998, n. 267
DPCM 29 settembre 1998
Legge 13 luglio 1999, n. 226
tembre ed ottobre 2000”
RELAZIONE IDRAULICA 2 LA DELIMITAZIONE DELLE AREE ALLAGABILI
In base a quanto previsto dalla normativa vigente e, in particolare, dal DPCM 29 settembre 1998, Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto legge 11 giugno 1998, n. 180, gli studi relativi ai fenomeni di inondazione devono affrontare fondamentalmente due problemi: la modellazione dell’evento di pioggia (analisi idrologica) e la definizione dell’evoluzione dell’onda di piena all’interno dell’alveo (analisi idraulica). Gli studi idrologici prevedono l’individuazione delle portate di piena ad assegnata frequenza; gli studi idraulici consentono di trasformare il dato di portata in livello idrico all’interno di una singola sezione o tratto del corso d’acqua. La metodologia adottata per la valutazione delle aree allagabili segue questo schema procedurale 1. stima della portata al colmo ad assegnata frequenza in determinate sezioni del corso d’acqua oggetto di studio 2. definizione delle principali caratteristiche geometriche e fisiche degli alvei (forma della sezione, caratteristiche granulometriche e scabrezza del fondo e delle sponde) 3. calcoli idraulici in condizione di moto permanente 4. estensione dei livelli di piena in alveo alla piana alluvionale Per eseguire con accuratezza tale procedura sono state svolte le seguenti analisi a) analisi storica, consistente nell’acquisizione di tutti gli studi passati nonché nella consultazione di archivi o catasti relativi all’individuazione degli eventi di piena avvenuti negli anni passati; b) analisi topografica, consistente nell’acquisizione e nell’integrazione della base cartografica esistente, con particolare riferimento alle sezioni trasversali dei corsi d’acqua e delle principali opere idrauliche trasversali (ponti); c) analisi idrologica, consistente nell’acquisizione ed elaborazione dei dati pluviometrici e idrometrici esistenti, al fine di definire la portata al colmo ad assegnata frequenza (periodo di ritorno) per le sezioni di interesse lungo il corso d’acqua; d) analisi idraulica (modello di calcolo), consistente nel valutare la capacità di
mediante la propagazione dei livelli idrometrici calcolati in alveo alla piana alluvionale e loro rappresentazione cartografica.
. e) definizione delle aree allagabili.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
smaltimento delle singole sezioni o dei tratti di corso d’acqua mediante l’utilizzo di un modello per il calcolo del profilo idraulico in condizioni di moto permanente.
la densità del fluido è costante. l’alveo è rigido. la velocità è uniforme nella sezione trasversale e la superficie libera nella sezione è orizzontale. si riporta brevemente la descrizione delle equazioni e delle principali caratteristiche del modello utilizzato e delle principali grandezze utilizzate per l’esecuzione dei calcoli idraulici. gli effetti degli sforzi trasversali e della turbolenza possono essere valutati attraverso leggi di resistenza analoghe a quelle utilizzate in condizioni di moto permanente. Vénant e Boussinesq. la curvatura delle traiettorie è modesta e le accelerazioni verticali sono trascurabili. ma soltanto negli anni ‘50 si sono resi disponibili gli strumenti di calcolo necessari ad una loro risoluzione numerica. Si tratta di volta in volta di valutare quanto questa ipotesi si possa applicare al caso pratico. Sulla base di tali ipotesi. la pendenza media dell’alveo è modesta. fornendo in seguito i criteri che hanno portato alla scelta del modello utilizzato e soprattutto i criteri di applicazione al contesto morfologico fluviale incontrato. Infine.1
MODELLI DI PROPAGAZIONE DELLE PIENE
Le equazioni che reggono i fenomeni di propagazione a superficie libera sono state sviluppate nel secolo scorso con i lavori fondamentali di de St.
3. i processi di moto vario monodimensionale a superficie libera possono essere descritti da due variabili dipendenti: ad esempio la portata e
. cosicché la distribuzione delle pressioni nella sezione è di tipo idrostatico. Le equazioni del moto vario monodimensionale si fondano inoltre su altre ipotesi. con sezioni trasversali indeformabili.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
RELAZIONE IDRAULICA 3 IL MODELLO IDRAULICO
Il presente capitolo propone una descrizione riguardo i modelli esistenti per la valutazione dei livelli idrici e la propagazione delle piene. cosicché è possibile sostituire il seno dell’angolo formato con l’orizzontale con l’angolo medesimo. Fino ad allora avevano trovato soluzione soltanto alcune semplici applicazioni di scarso interesse pratico. che sono le seguenti: il moto è monodimensionale. Alla base della maggior parte delle trattazioni analitiche e numeriche del fenomeno di propagazione delle piene c’è l’ipotesi di monodimensionalità.
cascate. il valore della portata al colmo non subisce alcuna attenuazione lungo il percorso. Water Resources Publications. Se si trascura il termine di variazione spaziale della profondità idrica. La maggior parte dei modelli idraulici consente infine di simulare la presenza di strutture (dighe. rimandando a testi specifici1: basta ricordare che esistono delle semplificazioni delle equazioni. Esse descrivono lo stato del moto del fluido lungo l’asta fluviale e nel tempo. metodi delle caratteristiche. Se si trascurano i termini inerziali si arriva alla cosiddetta formulazione diffusiva. Pitman Publishing Limited... È importante conoscere lo schema utilizzato. essa ha il difetto di non poter rappresentare fenomeni di rigurgito causati dalla presenza di disturbi a valle e pertanto può dare dei risultati notevolmente errati quando questi non siano trascurabili. La formulazione matematica di tali processi si basa sulle leggi fisiche di conservazione della massa. Colorado. si arriva alla cosiddetta trattazione dell’onda cinematica che rappresenta l’estrema semplificazione dell’equazione del moto. Nella maggioranza dei casi il metodo utilizzato è quello alle differenze finite.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
la quota idrica rispetto ad un riferimento costante. In questa sede non si vuole entrare nella formulazione matematica del problema. HOLLY JR.
. VERWEY A.. in cui le variabili al tempo t sono espresse sulla base dei valori delle stesse grandezze ricavati all’istante temporale t-1. YEVJEVICH V. è necessario risolvere contemporaneamente un sistema di 2N equazioni (dove N è il numero di punti di calcolo lungo l’asta fluviale) e schemi espliciti. F. Fort Collins. (1975) Unsteady Flow in Open Channels. sia dei valori assunti al passo t nei punti adiacenti.A. Londra. in quanto. Ne consegue che. dell’energia e della quantità di moto. Per quanto riguarda i metodi normalmente utilizzati. per quanto l’onda si deformi propagandosi. sifoni. MAHAMOOD K. chiuse manuali ed automatiche. (1980) Practical Aspects of Computational River Hydraulics. in quelli e1
CUNGE J. gli schemi alle differenze finite si possono suddividere: in schemi impliciti. canali coperti. che consiste nel sostituire alle derivate contenute nelle equazioni delle funzioni discrete delle stesse variabili. ponti. Questi schemi permettono la soluzione di un punto alla volta e quindi di 2 equazioni contro le 2N equazioni degli schemi impliciti.) che possono in qualche modo influenzare il moto del fluido. metodi agli elementi finiti. Inoltre.M. A seconda del modo con cui vengono discretizzati. mentre gli schemi impliciti sono incondizionatamente stabili e quindi la lunghezza del passo di discretizzazione temporale può essere scelto in base all’effettiva dinamica del sistema. in cui le variabili al passo temporale t sono funzione sia dei valori delle stesse grandezze ricavati al passo temporale t-1. ad ogni passo temporale. stazioni di pompaggio. ecc. essi si possono raggruppare nelle seguenti categorie: metodi alle differenze finite.
il più comune dei quali è quello di Courant. La disponibilità di rilievi affidabili della geometria dell’alveo e della pendenza media dei vari tratti consente di attribuire un buon grado di accuratezza al profilo di moto permanente calcolato per i diversi eventi di piena previsti. del quale verrà fornita una descrizione nel seguito. ma data la loro complessità e l’elevata potenzialità di calcolo richiesta. Le equazioni che governano il moto sono state risolte applicando il codice di calcolo HEC-RAS. calcolata sotto
. sviluppato da Hydrologic Engineering Center dell’US Army Corps of Engineers (release 3.
Per la determinazione del profilo della superficie libera del corso d’acqua si sono utilizzate le equazioni del moto permanente monodimensionale di una corrente a pelo libero in alveo quasi cilindrico con portata costante. consentendo di definire in maniera fisicamente attendibile i livelli idrometrici nella piana alluvionale. Marzo 2001). Molto più applicabile è invece l’approccio cosiddetto quasi-bidimensionale. essi sono in genere applicati a brevi tratti di fiume. come la soluzione in condizioni di moto monodimensionale e permanente delle equazioni che governano il moto della corrente. Tale approccio permette di delineare gli aspetti essenziali dei possibili scenari di piena che possono verificarsi sui tratti di corso d’acqua oggetto dell’analisi. La simulazione dei fenomeni di esondazione da alvei fluviali e la relativa inondazione delle aree limitrofe è piuttosto complessa. trova giustificazione nella necessità di giungere in maniera speditiva alla perimetrazione delle zone da classificare “a rischio di piena”. L’adozione di una schematizzazione semplificata. Alcuni codici di calcolo implementano la risoluzione numerica di queste equazioni.3
APPLICAZIONI DEL MODELLO
Il modello adottato fornisce come risultato l’altezza del pelo libero. basato su una schematizzazione del territorio del tipo a celle variamente interconnesse. valutando l’ampiezza delle aree allagabili ad assegnata frequenza.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
spliciti la stabilità della soluzione è legata alla lunghezza del passo temporale di discretizzazione che deve rispettare determinati criteri.
3. A volte i modelli idraulici commerciali consentono anche di modellizzare i fenomeni di allagamento causati da esondazioni fluviali: in questo caso l’approccio monodimensionale deve essere lasciato da parte ed è necessario applicare le equazioni di moto bidimensionali.
che deve la sua denominazione al fatto che la conformazione della linea che delimita le aree soggette al medesimo rischio è del tutto simile a una curva di livello. quindi. L’area compresa fra gli argini e il raccordo di tutti i punti così calcolati definisce l’area soggetta a esondazione. si possa arrivare ad avere il livello del pelo libero orizzontale in tutta la sezione.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
l’ipotesi di moto permanente. orizzontalmente nel piano al di fuori degli argini fino a incontrare il piano campagna. L’integrale dell’idrogramma fornisce il volume d’acqua che defluisce per quell’assegnata sezione nel tempo. In questo caso. Per giungere alla delimitazione delle aree allagabili per assegnata frequenza è necessario utilizzare dei metodi che permettano di passare dai livelli idrometrici calcolati alla definizione delle aree allagabili. Valutato il profilo della corrente per ogni periodo di ritorno. Alla base di tale metodo vi è l’ipotesi che. in moto permanente e in un tempo potenzialmente infinito. la quota del pelo libero di quelle sezioni insufficienti ad un regolare deflusso della portata. Per eseguire il calcolo delle aree inondabili occorre conoscere. la determinazione delle aree inondabili viene eseguita prolungando. per ogni sezione. si può supporre che la corrente abbia il tempo sufficiente ad inondare tutte le aree circostanti il corso d’acqua fino a giungere ad una condizione di pelo libero orizzontale sezione per sezione. ma anche dell’idrogramma di piena (la curva che rappresenta l’andamento della portata al variare del tempo). è possibile accettare l’ipotesi di calcolare il profilo di rigurgito supponendo gli argini infinitamente alti e in grado di contenere al loro interno qualsiasi livello idrico. che raccordi i punti aventi uguale probabilità di esondazione. l’estensione dei livelli alla piana alluvionale può comportare la sovrastima dell’estensione delle aree esondabili: è possibile adottare allora il metodo del volume eccedente. L’applicazione di tale metodo richiede diverse procedure di calcolo a seconda del contesto morfologico nel quale sono calcolate le aree soggette ad esondazione. specialmente quelli compresi fra argini elevati rispetto al piano campagna. il valore massimo della portata convogliabile in alveo. Il metodo più semplice è rappresentato dal metodo delle curve di livello. Per quanto riguarda i tratti montani (prevalentemente incassati) e pedemontani. In moto permanente le caratteristiche del moto sono indipendenti dal tempo e. Questa ipotesi diventa poco verosimile nei tratti di pianura. infatti. Questo approccio metodologico richiede non solo la conoscenza dell’andamento del profilo di rigurgito di una corrente. si “taglia” l’idrogramma relativo al periodo di ritorno considerato con una retta parallela all’asse delle ascisse e avente ordinata pari al valore di portata precedentemente determinato: l’area compresa fra questa retta e la parte supe-
. Noto questo valore.
Marzo 2001). Army Corps of Engineers (USACE). L’inviluppo dei punti più lontani dal corso d’acqua così raccordati permette di definire l’estensione delle aree inondabili. mentre si è fatto ricorso al metodo del volume eccedente relativamente al Tanagro nel Vallo di Diano e alla confluenza Sele-Calore Lucano. stramazzi. si determina il volume fuoriuscito dall’alveo che trova recapito nelle depressioni topografiche delle zone perifluviali. Per questo motivo. che risulta certamente il più attendibile e verosimile tra quelli utilizzabili. che consente anche la valutazione degli effetti della corrente dovuti all’interazione con ponti. Alla luce delle considerazioni precedenti. aree golenali. essendo tratti situati in zone pianeggianti e compresi fra argini.
3.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
riore dell’idrogramma permette di determinare il volume di acqua che non trova capienza nell’alveo e che. Hydrologic Engineering Center. sviluppato da U. ma anche ai transetti laterali comporta incrementi di tempo e di spesa che spesso non sono sostenibili da chi è chiamato a eseguire la perimetrazione delle aree a rischio. In primo luogo occorre fornire le informazioni relative alla geometria del corso d’acqua in un’apposita sezione (geometric data).4
DESCRIZIONE DEL MODELLO IDRAULICO
La valutazione delle portate critiche è stata condotta mediante l’ausilio di un codice2 per il calcolo dei profili idraulici in moto permanente gradualmente variato in alvei naturali (o artificiali). Davis. a seconda del contesto morfologico incontrato. Ripetendo questo procedimento per ciascuna sezione di calcolo. River Analysis System (versione 3.S. è difficilmente praticabile.
. specialmente se si devono analizzare lunghi tratti di un corso d’acqua. Il software funziona in ambiente Windows® ed è di facile apprendimento e utilizzo. l’utilizzo di questo metodo. La complessità nella determinazione dell’idrogramma di piena e la necessità di rilievi topografici estesi non solo alla sezione dell’alveo. permettendo l’inserimento dei dati attraverso l’apertura di numerose finestre di dialogo. di conseguenza. briglie. va ad allagare le aree limitrofe.0. California. 609 Second Street. USA. Ripetendo questa procedura per i periodi di ritorno di interesse si ottiene la mappatura delle aree inondabili richiesta dalla normativa. all’interno della quale si devono
HEC-RAS. In gran parte è stato applicato il metodo delle curve di livello. la valutazione speditiva delle aree allagabili e la definizione delle corrispondenti fasce fluviali è stata condotta mediante l’utilizzo di ambedue le procedure descritte.
la pendenza media disponibile im.1 Equazioni per il calcolo del profilo idraulico L’ipotesi alla base delle formulazioni per la determinazione del profilo idraulico è che il moto dell’acqua nel canale si considera uniforme. basato appunto sull’equazione monodimensionale del contenuto energetico della corrente:
. la distanza fra le sezioni (reach length) e il coefficiente di scabrezza. la geometria delle sezioni (cross section geometry). definita come il rapporto fra la differenza di quota e la distanza fra la sezione di monte e quella di valle. molto utile quando occorre infittire il numero di sezioni. rappresentativo delle perdite di carico. qualora i rilievi originali siano troppo distanti fra loro. infine. le spalle (sloping abutments) e le condizioni di calcolo (bridge modelling approach). I risultati delle computazioni idrauliche sono proposti attraverso tabelle riepilogative (cross-section table e profile table) e grafici delle sezioni geometriche (plot cross-section) e del profilo longitudinale (plot profile) e. Sotto questa ipotesi. Successivamente occorre impostare la sezione relativa alle condizioni di moto (steady flow data). portata.4. Il codice di calcolo permette anche di fornire la geometria dei ponti in una sezione (bridge and culvert data) nella quale è possibile definire per ogni ponte l’impalcato (deck/roadway). le pile (piers).) risultano costanti nel tempo e nello spazio. è possibile definire la quota delle sponde (left and right elevations) e degli argini (levees) e inserire nella sezione delle aree dove l’acqua arriva ma non contribuisce al deflusso (ineffective flow areas) e delle coperture (lids). tramite una visione prospettica tridimensionale del sistema fluviale (x. che rappresenta le dissipazioni energetiche per unità di lunghezza. z perspective plot).Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
definire il corso del fiume (reach). inoltre. fra le quali la procedura di interpolazione fra una sezione e l’altra (XS Interpolation). La relazione im = J costituisce l’equazione fondamentale del moto uniforme. A questo punto il codice di calcolo è pronto per eseguire i calcoli idraulici nella sezione denominata steady flow analysis. La determinazione del profilo teorico in moto permanente è ottenuta tramite l’applicazione del cosiddetto Standard Step Method. definendo la portata di riferimento per le diverse sezioni fluviali e le condizioni al contorno (boundary conditions). è esattamente pari alla pendenza piezometrica J. velocità media nella sezione. Questo significa che tutte le grandezze caratterizzanti la corrente (altezza idrica. In questa sezione sono disponibili altre opzioni. ecc. y. secondo la formulazione di Manning. 3.
espresso in termini di coefficiente di Manning. Il calcolo di J è effettuabile con diverse formulazioni in funzione della pendenza motrice in corrispondenza delle sezioni di inizio e fine di ciascun tratto.4) n dove A(m2) l’area della sezione liquida.3) J =  K  dove Q(m3/s) è la portata di calcolo e K (denominato conveyance) rappresenta un parametro di conducibilità. Il calcolo del termine J nella singola sezione è effettuato mediante la:
Q  (3. hf(m) sono le perdite di carico dovute all’attrito del fondo e delle sponde mentre he(m) è un termine che tiene conto degli effetti dovuti alla non cilindricità della corrente. Per il calcolo della scabrezza equivalente nc il codice di calcolo utilizza la formula
dove H1(m) ed H2(m) sono i carichi totali della corrente nelle sezioni di monte e di valle del tronco d’alveo considerato. In particolare.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
H 1 − H 2 = h f + he
con J pendenza motrice nel tratto di lunghezza L(m). hf dipende principalmente dalla scabrezza del tratto di alveo considerato ed è esprimibile come:
hf = J ⋅ L
(3. Il modello consente di suddividere la sezione in più zone in cui assegnare un valore diverso del parametro n di scabrezza. ricavabile attraverso la seguente espressione:
1 K = ⋅ A⋅ R3 (3. R(m) il raggio idraulico e n(m-1/3 s) è il parametro rappresentativo della scabrezza. in particolare è possibile individuare tre zone principali: quella centrale dell’alveo inciso (denominata main channel) e due zone laterali golenali (denominate right and left overbanks).
Pi e ni il perimetro bagnato e il coefficiente di Manning della sezione i-esima. nonché dall’inserimento della sezione stessa in un tronco fluviale. Esso è stato valutato imponendo che il numero di Froude. e V la velocità media della sezione.2 Calcolo della profondità di stato critico Al tirante idrico in condizioni di stato critico corrisponde la massima portata teoricamente smaltibile dalla sezione.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
3 N   Pi ⋅ ni2  i =1   2  3
   nc =  (3. indicato con Fr. che sono aree della sezione permanentemente bloccate.4. il codice di calcolo permette di inserire dei blocchi (denominati blocked obstruction). A l’area bagnata della sezione. hm il tirante idrico. L’equazione (3.5)  P         dove P(m) rappresenta il perimetro bagnato dell’intera sezione. In termini di portata e per le sezioni in esame.7)
dove g è l’accelerazione di gravità. in particolare nei tratti urbani dove si possono trovare edifici in prossimità del corso d’acqua.6)
dove β è un coefficiente di contrazione o espansione dipendente dalle condizioni geometriche del tratto considerato. si scrive
VA A 2 ghm
Per rappresentare la macro-scabrezza. invece. assuma valore unitario. dalla variazione del carico cinetico della corrente tra le sezioni 1 e 2 dovuta al cambio di geometria delle sezioni stesse ed è a sua volta esprimibile come:
he = β ⋅ α 1 ⋅ V12 V2 −α2 ⋅ 2 2g 2g
(3. Il termine he dipende. 3. indipendentemente dalla natura del fondo e delle pareti.7) permette la determi-
. le quali diminuiscono l’area della sezione e aggiungono perimetro bagnato quando l’acqua giunge a contatto con esse. V1 e V2 (m/s) sono i valori delle velocità medie agli estremi del tronco e α1 e α2 sono i coefficienti correttivi dell’energia cinetica.
3 Calcoli idraulici per sezioni con singolarità Il codice di calcolo consente la simulazione del deflusso attraverso ponti (bridge). setti. Per il deflusso a pelo libero il modello utilizza il metodo dei momenti (Momentum Balance) che consiste nell’eguagliare i momenti fra la sezione di monte e di valle del manufatto attraverso tre passi successivi: 1) tra sezione esterna di valle (sezione 2) e sezione interna di valle (sezione D):
( my )D + ( mq )D = ( my )2 − ( my ) p + ( mq )2 + F f − Wx
(3.). mediante la loro schematizzazione geometrica (impalcato.8)
2) tra sezione interna di valle (sezione D) e sezione interna di monte (sezione U):
( my )U + ( mq )U = ( my )D + ( mq )D + F f − Wx
(3. ecc. In quest’ultimo caso vengono utilizzate le stesse formulazioni usate per la simulazione del comportamento delle traverse e delle briglie.10)  γ 
my = A⋅Y = prodotto dell’area per la distanza verticale tra il pelo libero e il centro di gravità delle sezioni di deflusso.
mq = Q2 g⋅A
. il deflusso in pressione al di sotto dell’impalcato e la combinazione del deflusso in pressione e del deflusso con scavalcamento dell’impalcato stesso (funzionamento a stramazzo). pile. tombinature (culvert).9)
3) tra sezione interna di monte (sezione U) e sezione esterna di monte (sezione 1):
 Ap 1  ( my )1 + ( mq )1 = ( my )U + ( mq )U + ( my ) p + ⋅ C D ⋅  2  A1
F −Wx   ⋅ ( mq )1 + f (3.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
nazione dell’altezza di stato critico tramite il valore hm che soddisfa la relazione in esame tra l’altezza di piene rive e il fondo.4. briglie e traverse (weir). 3. La procedura di calcolo utilizzata consente di simulare il deflusso a pelo libero al di sotto dell’impalcato dei ponti.
In Figura 3.
γ = peso specifico dell’acqua
p = pedice di riferimento della sola sezione bagnata delle pile. inoltre.
. Ff = forza dovuta all’attrito sul fondo e sulle pareti. Wx = forza peso nella direzione del flusso. dove la freccia indica la direzione del moto e i numeri si riferiscono alle sezioni utilizzate nelle formulazioni viste precedentemente. tale che la loro distanza sia sufficientemente breve da poter lecitamente trascurare la risultante degli sforzi di attrito.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
CD = coefficiente di “drag” variabile in funzione della forma delle pile.Schema della successione delle sezioni utilizzato per il calcolo del profilo in presenza delle pile di un ponte.
Figura 3. Le sezioni che delimitano il tronco devono essere scelte in modo che la corrente che le attraversa sia gradualmente varia e.1 .1 si riporta lo schema della successione delle sezioni (ordinarie e fittizie) utilizzato per il calcolo del profilo in presenza delle pile di un ponte.
Nel caso di funzionamento combinato di moto in pressione con scavalcamento del ponte (stramazzo) l’entità delle portate stramazzanti e defluenti al di sotto dell’impalcato viene determinata attraverso una procedura iterativa combinando le equazioni che regolano i due fenomeni. In particolare. dove non sono applicabili le relazioni precedenti.13)
dove Fs è la risultante delle forze di superficie (spinta idrostatica e attrito del fondo e delle pareti) agenti dall’esterno sul volume di controllo.11)
dove Q(m /s) è la portata defluita attraverso la luce di area A(m ). le zone di confluenza. è stato individuato un volume di controllo definito dalla superficie di contorno del tratto in esame in cui è applicabile la relazione:
Fs + G = I + M u − M e
(3. ad esempio. è stato applicato il teorema della quantità di moto.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Il funzionamento in pressione è simulato mediante la formulazione propria dell’efflusso da luce:
Q = C ⋅ A ⋅ 2 gH
(3. G è la risultante delle forze di massa (in genere la forza peso). secondo la scelta dell’utente. quali. variabile in funzione del tipo di stramazzo e del carico sopra la soglia. H(m) è il dislivello tra il carico totale di monte ed il pelo libero a valle e C è il cosiddetto coefficiente di efflusso. il carico totale o la quota del pelo libero risultano superiori alla quota dell’intradosso dell’impalcato.12)
dove Q(m3/s) è la portata defluita sulla soglia di larghezza L(m) e H(m) è il dislivello tra il carico totale di monte e la quota della soglia e C è il coefficiente di efflusso. Il programma prevede la messa in pressione della struttura quando. I la risultante delle inerzie locali Mu e Me le quantità di moto delle masse che nell’unità di tempo entrano ed escono dal volume di controllo. Il funzionamento a stramazzo è simulato attraverso la formulazione standard
Q = C⋅L⋅H 2
(3. L’utente può scegliere
. Nella verifica di sezioni particolari. Il codice di calcolo permette di considerare anche gli effetti di ostruzione delle pile dei ponti durante gli eventi particolarmente intensi.
3. un modello del terreno più raffinato in grado di garantire una maggiore accuratezza nella perimetrazione delle aree allagate.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
l’altezza e la larghezza dell’ostruzione (di forma rettangolare) prodotta dal materiale trasportato (debris).4 Esportazione dei risultati su GIS
Il codice di calcolo utilizzato consente di interfacciare i risultati prodotti con Arcview.4. da inserire davanti a ciascuna pila: automaticamente vengono modificati la superficie e il perimetro bagnati. in modo da poter ricostruire con accuratezza la reale geometria dell’alveo fluviale.5. Dopo l’esecuzione dei calcoli idraulici è possibile generare un file di esportazione dei risultati che. opportunamente elaborato in Arcview. prodotto dall’accumulo di materiale sulle pile.
3.000 e 1:5. Questa possibilità è realizzabile mediante un’apposita estensione di Arcview. Nel caso del bacino del Sele non sempre è stato possibile l’esportazione dei dati a causa di alcune impurità nel DEM. software specifico per la gestione e l’elaborazione dei GIS.1
L’applicazione del modello di calcolo ha richiesto la definizione di una portata al
.000 ha permesso di generare. il confronto fra le sezioni generate con il DEM e le sezioni rilevate ha permesso la correzione di tali errori. importabile in HEC-RAS. HEC-GeoRAS. per le zone di maggior interesse dal punto di vista idraulico. Il programma modifica “fisicamente” la geometria del ponte in modo da valutare correttamente l’effetto di riduzione delle luci.000 e 1:5.000 delle aree allagabili e delle corrispondenti fasce fluviali. contenente le caratteristiche geometriche del corso d’acqua dal modello digitale del terreno (DTM). permette la definizione delle aree allagabili (floodplain delineation). L’utilizzo di tale estensione richiede la disponibilità di un DEM molto preciso. per tener conto dell’effetto di riduzione prodotto. Inoltre. l’acquisizione della cartografia di dettaglio in scala 1:10.5
PRINCIPALI GRANDEZZE UTILIZZATE NEI CALCOLI IDRAULICI
Portata al colmo di progetto
3. L’estensione permette di generare un file. appositamente creata per processare informazioni geospaziali da utilizzare in HEC-RAS. permettendo la delimitazione su cartografia 1:25. Questo file contiene tutte le informazioni necessarie per il corretto funzionamento di HEC-RAS.
Sottofascia B1. compresa fra il limite B2 e quello delle piene di periodo di ritorno T = 100 anni. Nella relazione idrologica elaborata per la FASE I.
• Fascia di piena catastrofica (Fascia C). Si escludono dalla Fascia A le aree in cui i tiranti idrici sono modesti. a seconda del metodo statistico adottato per la loro valutazione e del grado di affidabilità del campione di dati. . comprendente le aree inondabili dalla piena
standard. eventualmente suddivisa in sottofasce allagabili con frequenza inferiore ai 100 anni. Per l’esecuzione dei calcoli idraulici volti alla definizione delle Fasce Fluviali. • Alveo di piena standard (Fascia A).
• Fascia di esondazione (Fascia B).Sottofascia B3. Per alveo di piena ordinaria si intende quella porzione del territorio di pertinenza fluviale interessato dal deflusso della piena assunta come riferimento (T = 2÷5 anni).
. definito come la porzione di alveo di
piena che garantisce il deflusso della piena standard.Sottofascia B2. . assunta corrispondente al periodo di ritorno T = 100 anni. Per questo motivo la scelta è sempre caduta su un valore di portata di riferimento rappresentativo della zona in esame. in particolare inferiori a 1 m. secondo quanto indicato dalla normativa. Tali portate risultano a volte differenti fra loro. corrispondente alla piena con periodo
di ritorno di 300 anni. corrispondente al periodo di ritorno T = 2÷5 anni.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
colmo all’inizio di ciascun tratto analizzato. compresa fra il limite B1 e quello dell’altezza idrica h = 30 cm delle piene con periodo di ritorno T = 100 anni. sono state utilizzate le seguenti portate al colmo di riferimento:
• Alveo di piena ordinaria. avendo cura di scegliere fra le stime prodotte quella maggiormente cautelativa. sono state valutate le portate al colmo per diversi periodi di ritorno con diverse tecniche statistiche. e precisamente . e le velocità inferiori a 1 m/s. Nei tratti di fiume pedemontani e di pianura tale porzione coincide con l’alveo inciso. compresa tra l’alveo di piena e la linea più esterna tra la congiungente l’altezza idrica h = 30 cm delle piene con periodo di ritorno T = 30 anni e l’altezza idrica h = 90 cm delle piene con periodo di ritorno T = 100 anni. mentre nei tratti di fiume alluvionati l’alveo di piena ordinaria coincide con il greto attivo.
14) 2 Nel caso del bacino del Sele si è ritenuto opportuno adottare un valore di λ = 0. tali valori sono da intendersi di riferimento3 e. Agricultural Enginering. 1956. del bacino. Vol.1 seguente a seconda della tipologia d’alveo e di golena. L’espressione adottata risulta di conseguenza la seguente
Qcolmo ⋅ kt c (3. sia in fase di ascesa che in fase di diminuzione delle portate. ad es. tc (in ore). Wonda = λ ⋅
3. in quanto vengono escluse quelle aree sommerse che non contribuiscono significativamente al deflusso della piena perché la corrente vi assume tiranti idrici modesti con velocità altrettanto modeste. quindi. 1953 e 1979.2 Volume dell’idrogramma di piena
La valutazione del volume di piena richiede la definizione dell’idrogramma di piena corrispondente alla portata al colmo di progetto. è conveniente utilizzare un approccio empirico basato sulle considerazioni proposte da Giandotti.8 e un valore di k = 4 per bacini aventi una superficie compresa fra 0÷1000 km2 e k = 5 per bacini aventi una superficie superiore. Open channel hydraulics.
.. CHOW V. per ottenere stime approssimate dei volumi di deflusso corrispondenti alle portate al colmo di piena.L. basata su considerazioni cinematiche analoghe a quelle alla base del metodo della corrivazione. dove k è un valore proposto da Giandotti variabile a seconda della superficie del bacino. A partire da questo instante il ritorno al valore iniziale avviene in un tempo pari a (k-1) volte tc. La formula proposta. McGraw-Hill..T. N.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
L’alveo di piena standard non coincide necessariamente con la porzione di territorio invasa dalla piena standard. si possono assumere valori del coefficiente n riportati in Tabella 3. 7. Ai fini del calcolo. 37. occorre moltiplicare i volumi per un coefficiente correttivo λ.. ipotizza un idrogramma di piena di forma triangolare. Per tener conto della forma non lineare dell’idrogramma. Estimating Hydraulic Roughness Coefficients. tale che il colmo di piena venga raggiunto in un tempo pari al tempo di corrivazione.3
Il parametro di scabrezza riveste particolare importanza nell’esecuzione dei calcoli idraulici. In mancanza di osservazioni dirette.. NewYork.5.5. COWAN W.
3. in ogni situazione reale vanno ade3
Per una trattazione approfondita e un criterio di scelta del coefficiente di scabrezza cfr.
con erba tagliata e assenza di alberi aree urbane adibite a parcheggio o con strade abbastanza ampie n Manning -1/3 (m ·s) 0.025÷0. utilizzata nei paesi di cultura anglosassone.
Tabella 3.018
MARCHI E.022
40÷45
0. I.028÷0. Idraulica. caratterizzate da vegetazione regolare e alberi di medie dimensioni aree golenali a prato. in buono stato e privi di manufatti in alveo tratti tombinati perfettamente lisciati e dotati di dispositivi di trattenuta di materiale flottante o di trasporto aree golenali verdi. UTET.033÷0. molto usata in Italia. DESCRIZIONE DEL CORSO D’ACQUA: ALVEO E AREA GOLENALE tratti montani dei corsi d’acqua naturali con salti..020÷0.
. Hoepli. 1981. Torino.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
guatamente soppesati con le condizioni esistenti. RUBATTA A..050÷0. parte 2a.025
0.020÷0. Vol.025
0. DE MARCHI G.1 – Valori del parametro di scabrezza per di verse tipologie d’alveo e di area golenale.028÷0. La scelta di tali valori è stata desunta da informazioni reperite da studi precedenti. e di Manning. Milano. secondo la formulazione di Strickler. . Meccanica dei fluidi. con andamento regolare e scarsa presenza di vegetazione tratti urbanizzati dei corsi d’acqua. integrate da sopralluogo diretto.040
0.033 ks Strickler 1/3 -1 (m ·s ) 25÷30
0. 1986.018
0. rocce o vegetazione arbustiva-arborea in alveo corsi d’acqua regolari con vegetazione e movimento di materiale sul fondo corsi d’acqua di pianura.025
0.033÷0.028
0.040÷0. con fondo naturale e pareti in massi regolari cementati corsi d’acqua con fondo e pareti totalmente cementati.
5. che erano in numero superiore a 300.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
3.4 Caratterizzazione geometrica dell’alveo
Per quanto riguarda le sezioni trasversali del corso d’acqua sono state utilizzate le sezioni rilevate per il Piano di Bacino (1996).
. secondo le modalità descritte nella relazione Monografia sui rilievi topografici. come riportato nel Piano dei rilievi topografici. distanza che viene accetta nella letteratura scientifica come sufficiente per caratterizzare i tratti a lieve pendenza (non superiore al 3 per mille per corsi d’acqua regolari). All’incirca la distanza fra le sezioni non supera in media i 1000 m. integrate con nuove sezioni rilevate appositamente per il Piano Stralcio in numero di circa 150.
si è proposta una breve descrizione del sito e dei risultati delle analisi idrauliche svolte. soprattutto.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
RELAZIONE IDRAULICA 4 INDIVIDUAZIONE DELLE CRITICITÀ IDRAULICHE
In queste pagine sono brevemente descritti i tratti analizzati. 1:25. tarato in base alla pluviometria e alla morfologia locale. Di seguito si propongono i risultati suddivisi per ambito di bacino. vista la propensione all’allagamento che la caratterizza. imputabile principalmente alla conformazione morfologica e idraulica.
. Non solo. sono state prese in considerazione le osservazioni prodotte sia dal Comune di Eboli riguardo la presenza di una duna in sponda destra idrografica sia dal Comune di Capaccio. più aderente alla realtà le aree allagabili a differenti periodi di ritorno.000. ha consentito di individuare e ridurre i volumi effettivamente esondabili.000. e vista la rilevanza demografica e produttiva che la contraddistingue. si è ritenuto opportuno eseguire un approfondimento idrologico. in ragione delle particolari condizioni di deflusso che si generano nelle zone alluvionali. applicando il modello di calcolo descritto in precedenza. che ha prodotto uno studio dettagliato condotto con le medesime metodologie utilizzate nella redazione del presente Piano Stralcio. ma l’individuazione di un idrogramma di piena. Per quanto riguarda la zona del Vallo di Diano. vista la minore propensione all’allagamento. divisi per corso d’acqua. Negli altri casi. Al termine di queste analisi è stato possibile sviluppare l’analisi idraulica. con indicate le principali caratteristiche morfologiche dei bacini idrografici considerati e le grandezze idrauliche utilizzate per l’esecuzione dei calcoli.000 e 1:5. supportati anche dall’esperienza degli enti territoriali locali (in particolare il Consorzio di Bonifica Integrale del Vallo di Diano). Nella descrizione dei singoli tratti si è dedicata maggiore attenzione alle zone di pianura. L’acquisizione degli studi idrologici svolti in ambito locale ha permesso di raffinare le portate al colmo di progetto stimate in maniera speditiva mediante l’applicazione del metodo VAPI del CNRGNDCI. cioè al Vallo di Diano e alla confluenza fra Sele e Calore Lucano e la successiva foce. consentendo di delimitare in maniera più rigorosa e. Per una completa visione dei risultati ottenuti si rimanda agli elaborati cartografici prodotti in scala 1:100. Nel caso della confluenza Sele-Calore Lucano e del successivo tratto fino alla foce.
4. con alveo stretto e sponde alte.
Tabella 4.3 km e presenta una pendenza non volto variabile attorno al valor medio di 0. Dal punto di vista idraulico si segnala la presenza degli attraversamenti della nuova S. L’intero tratto non risulta soggetto a rilevanti fenomeni di esondazione.8 Hm 712.Principali caratteristiche del bacino del Sele a Contursi Terme.1
Il tratto montano (da Caposele a Contursi)
Il fiume Sele sorge nel territorio del comune di Caposele (Av).0 LUNGHEZZA 34. per effetto della velocità raggiunta dalle acque in alcuni tratti. greto ciottoloso con presenza di folta vegetazione in alveo. Per gran parte del percorso che lo porta a Contursi scorre incassato nel fondo valle.1.S. 91 Ofantina.007.1 .1
4. posti sempre a quote superiori rispetto a quelle raggiungibili dalle portate di progetto. Il tratto analizzato ha una lunghezza di 25. mentre si segnalano episodi di erosione spondale. realizzati quasi sempre in viadotto. mentre le sponde sono protette da gabbioni metallici per evitare fenomeni di erosione. e dei relativi svincoli.8 tc 6. Per alcuni tratti il fiume è regimato da briglie.2
BACINO SELE a Contursi Terme SUPERFICIE 336.
2 .Portate di calcolo (in mc/s).
Tabella 4.Planimetria del tratto di fiume analizzato. SEZIONE Sele a Contursi PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 300 700 1000
. con riportata l’ubicazione delle sezioni.1 .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
potrebbero essere di ostacolo specialmente per la presenza di eventuale materiale vegetale flottante.Senerchia
Sezione RS44 (1996) . vedi Foto 4.1) che. Alla confluenza l’alveo si allarga in maniera decisa. presso la zona industriale avviene la confluenza del fiume Tanagro.A valle del ponte stradale
Sezione RS42 (1996) .1.2
La confluenza del fiume Tanagro (a Contursi)
A Contursi Terme.Calabritto
0 0 5000 10000 15000 20000 25000
4. anche se allo stato attuale risulta ridotta in capacità per la presenza di una folta vegetazione.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. e di conseguenza aumenta la sezione di deflusso. Appena a monte della confluenza si trovano un ponte stradale. e l’attraversamento di alcuni manufatti di servizio (collettori di acquedotto e fognari. La zona industriale è protetta da un muro in cls che risulta sufficiente a contenere i livelli raggiunti dalle portate di progetto. che non costituisce ostacolo al deflusso.Calabritto
Sezione RS46 (1996) .
Plan: Fiume Sele a Contursi
Flow: Portata di progetto
Legend h_moto permanente 300 anni
Geom: Rilievo Piano Stralcio
h_moto permanente 100 anni h_moto permanente 5 anni Terreno
Sponda sx Sponda dx
Sezione RS47 (1996) .Caposele
. invece.
Sezione RS48 (1996) .Calabritto
Sezione RS45 (1996) .2 .Profilo idraulico in condizioni di moto permanente.
Principali caratteristiche del bacino del Sele alla confluenza con il Tanagro. zona industriale).0 1827.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Foto 4.003.5 km.5 LUNGHEZZA 34.9 699.2 15. mentre la pendenza dell’alveo si attesta attorno al valore medio di 0.4 17.
Tabella 4.7
.1 2382.
La lunghezza del tratto analizzato è di circa 9.5 Hm 712.8 117.9 tc 6.8 92.8 735.1 – Tratto del Sele alla confluenza del Tanagro (Contursi Terme.
BACINO SELE a Contursi Terme TANAGRO a Contursi Terme SELE a Persano SUPERFICIE 336.3 .
Figura 4. SEZIONE Sele a Contursi Tanagro a Contursi Sele a Persano PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 300 850 1100 700 1850 2000 1000 2300 2500
. con riportata l’ubicazione delle sezioni.4 .3 .Portate di calcolo (in mc/s).
Tabella 4.Planimetria del tratto di fiume analizzato.
si notano anse piuttosto marcate con greti ciottolosi. fino alla successiva foce nel Mar Tirreno fra Eboli e Capaccio (vedi Foto 4. Il primo è compreso fra la confluenza del Tanagro fino alla tenuta di Persano.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. il tronco è lungo circa 31 km e presenta pendenze poco variabili attorno al valor medio di 0.1.3
La confluenza del fiume Calore Lucano e la foce nel Tirreno
Il tratto dell’asta principale del Sele considerato è compreso fra la confluenza del Tanagro a Contursi e la confluenza del Calore Lucano a Persano.Contursi Sezione S8 (1996) . Il fiume scorre ben incassato in una valle piuttosto aperta. Dal punto di vista morfologico si possono individuare due tratti dalle caratteristiche ben distinte.
Sezione R28 (1996)
Sezione S12 (1996)
Sezione S11 (1996)
.2).Contursi Sezione S9 (1996) . anche le linee di comunicazione principali (Autostrada Salerno – Reggio Calabria e ferrovia Napoli – Potenza) quando si trovano al livello del fiume. Lungo il percorso non si riscontrano abitati di una certa rilevanza.Contursi
40 0 2000 4000 6000 8000 10000
Confluenza Tanagro_Sele a Contursi
Plan: Comportamento idraulico
Flow: Portata Fasce Fluviali
Legend h_moto permanente 300 anni h_moto permanente 100 anni
h_moto permanente 5 anni Terreno Sponda sx
Sezione R29 (1996) . sono comunque realizzate su rilevato.4 .Contursi Sezione R30 (1996) .002.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. con alveo di magra definito e ampie aree laterali di espansione con declivi accentuati nella prima parte di monte e più dolci nella parte di valle. e quelli esistenti sono ubicati a quote abbastanza elevate rispetto al livello del fiume.
non sono in grado di contenere le portate di massima piena.
. che in questo tratto terminale è certamente molto abbondante. la coincidenza fra la piena del Sele e del Calore Lucano provoca un profilo di rigurgito che. la presenza di numerosi ponti. specialmente quelle del Calore Lucano. posto a quote leggermente superiori a quelle raggiunte dalle acque fluenti. La presenza di alcuni ponti stradali e di uno ferroviario (ferrovia Roma – Reggio Calabria) contribuisce a creare una situazione di criticità idraulica. ostacolando il regolare deflusso dell’onda di piena del Calore. gli argini non sono in grado di garantire il contenimento delle portate di massima piena sia perché superati dal livello delle acque fluenti sia perché a rischio di crollo parziale o totale. entrambi i fiumi non sono completamente arginati e. fortemente aggravata dalla confluenza del Calore Lucano. Complessivamente è lungo circa 17 km e presenta una pendenza media dell’ordine di 0. L’elevata propensione all’allagamento di tutta la zona è dovuta principalmente a queste ragioni: le sezioni di deflusso.0006. provoca l’esondazione delle acque nelle sezioni di insufficiente capacità. L’area è costituita da un territorio completamente pianeggiante. costituisce ostacolo al deflusso del materiale vegetale flottante. con conseguente ostruzione delle luci e formazione di un profilo di rigurgito a monte del ponte e innalzamento del livello del pelo libero. laddove esistono.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Il secondo tronco ha inizio presso il Ponte delle Fiocche e termina alla foce nel Tirreno. con impalcato basso e pile in alveo. fatto che lo rende estremamente vulnerabile e frequentemente soggetto ad allagamenti.
Tale analisi ha consentito di verificare che la corrente nelle sezioni terminali risulta sempre in condizioni sub-critiche e che il livello di stato critico nella sezione è sempre superiore a quello imposto come condizione al contor-
. Nelle elaborazioni idrauliche è stata assunta l’ipotesi che alla foce la corrente defluisca in stato critico. ammettendo in questo modo che essa non sia rigurgitata né dal mare né dalla barra di foce.2 – Foce del Sele (Eboli). nel presupposto che questa venga asportata nel corso della piena prima del verificarsi delle grosse portate di calcolo. le aree effettivamente inondabili. In questo modo è stato possibile definire meglio il reale andamento altimetrico del terreno e. variando il livello nella sezione di valle.
Dal punto di vista idraulico l’analisi della confluenza fra Sele e Calore è stata effettuata seguendo la metodologia descritta precedentemente e indicata con la denominazione di metodo del volume eccedente. A supporto di tale assunzione è stata effettuata un’analisi di sensitività. di conseguenza. Per aumentare il grado di accuratezza nella delimitazione delle aree inondabili è stato generato un DEM a partire da una matrice di punti ottenuta dalla cartografia in scala 1:5.000 che è stato possibile acquisire nelle fasi di elaborazioni del Piano Stralcio.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
0 tc 6.2 666.7 Hm 712.2 3151.8 20.
.Planimetria del tratto di fiume analizzato. Pertanto è ragionevole ammettere l’ipotesi che il livello del mare non abbia particolare influenza sulle condizioni di deflusso della piena di progetto.5 123.2 10.
BACINO SELE a Contursi Terme CALORE LUCANO a Albanella SELE ad Albanella SUPERFICIE 336.0 760.5 . con riportata l’ubicazione delle sezioni.
Tabella 4.Principali caratteristiche del bacino del Sele alla confluenza con il Calore Lucano.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
no.5 .0
Figura 4.8 69.8 626.5 LUNGHEZZA 34.
200 mc/s nel tronco presso l’immissione in mare.Portate di calcolo (in mc/s).0 72.1 100 44.1 83.
Tabella 4.6 .Volumi di piena esondabili (in milioni di mc).200 mc/s nel tratto presso la confluenza Sele-Calore Lucano e a 1.4 5.2 300 89.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Tabella 4. SEZIONE Sele a Contursi Calore Lucano a Persano Sele ad Albanella PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 300 650 1600 700 1000 3200 1000 1250 4000
Ai fini della delimitazione delle aree allagabili si è stimato il volume effettivamente esondabile.7 .8
. Per tali valori si stimano i seguenti volumi esondabili. a tale scopo si è verificata la portata effettivamente contenuta nelle sezioni del corso d’acqua. che risulta pari a circa 2. SEZIONE confluenza Sele-Calore Lucano foce del Sele PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 8.
Confluenza Sele-Calore
Plan: Fasce Fluviali
Sezione S9 (1996) .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente (asta del Sele).Contursi
Sezione R26 (1996)
0 0 10000 20000 30000 40000 50000
Sezione S14 (1996) Sezione S12 (1996) Sezione R28 (1996)
Sezione S21 (1996)
Sezione S19 (1996)
Sezione S17 (1996) Sezione S16 (1996)
Sezione S15 (1996)
.Contursi Sezione S8 .
Profilo idraulico in condizioni di moto permanente (asta del Calore Lucano).002.5 Hm 626.Altavilla Silentina
0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
4.Principali caratteristiche del bacino del Calore Lucano a Albanella. le maggiori criticità si riscontrano nel tratto terminale del corso.Castelcivita
Tabella 4. compreso fra Controne (Sa) e la confluenza nel fiume Sele.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. Il tratto analizzato presenta una lunghezza di circa 32 km e una pendenza poco variabile attorno al valor medio di 0.2
FIUME CALORE LUCANO
Il Calore Lucano costituisce il secondo principale affluente del Sele. vista la morfologia del territorio del bacino.Altavilla Silentina
Sezione C12 (1996) .
BACINO CALORE LUCANO a Albanella SUPERFICIE 760.2
Sezione C14 (1996) .8 .Altavilla Silentina
Sezione C13 (1996) . In questo tratto il fiume scorre in una vallata abbastanza ampia.2 LUNGHEZZA 69.2 tc 10. Ha uno sviluppo di circa 70 km e percorre le valli del Cilento. presentando alcune anse anche molto accentuate.
h_moto permanente 100 anni h_moto permanente 5 anni
Terreno Sponda sx
Sponda dx 40
Sezione C11 (1996) . Dal punto di vista idraulico.7 .
Figura 4. SEZIONE Calore Lucano a Controne Calore Lucano a Persano PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 260 650 400 1000 500 1250
Tabella 4. con riportata l’ubicazione delle sezioni.Planimetria del tratto di fiume analizzato.8 .Portate di calcolo (in mc/s).
Legend h_moto permanente 300 anni h_moto permanente 100 anni h_moto permanente 5 anni
Sezione CA_32 (2001) .Aquara Sezione CA_30 (2001)
Sezione CA_20
0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
4.Ponte in ferro
Sezione C20 (1996) .Felitto Sezione 73 (1996) .3
4.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. dove il fiume. Le ragioni della facilità con cui la piana si allaga sono da ricercare essenzialmente in questi fattori: il restringimento a valle dell’abitato di Polla. In ragione dei non grandi volumi affluenti da monte e della notevole estensione della piena.9 . i livelli idrici e la velocità dell’acqua non sono tali da comportare fenomeni alluvionali catastrofici. inoltre.1
La piana del Vallo di Diano è soggetta a periodici allagamenti. come verificato dall’applicazione del modello idraulico.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente.Aquara Sezione C21 (1996) . con la denomina-
Sezione 70 (1996) .Felitto Sezione 75 (1996) . la permanenza dell’acqua sul terreno è generalmente di breve durata.3.Felitto
Sezione CA_28 (2001)
. costituiscono una costante minaccia per le popolazioni.Aquara
Sezione 58 (1996) . che pur non assumendo carattere di eventi disastrosi.
la particolare conformazione pianeggiante che favorisce il propagarsi delle acque tracimate dalla sommità arginale. l’insufficienza di alcune sezioni del corso d’acqua nel contenere portate con periodi di ritorno superiori ai 10÷20 anni.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
zione di Rio Maltempo. La combinazione di alcuni o tutti fra questi fattori comporta l’allagamento della piana. la fitta rete di canali laterali che durante gli eventi di piena rigurgita a monte per l’incapacità del corso principale di ricevere ulteriori immissioni idriche. attraversa una strettissima gola che lo porta in pochi chilometri dalla quota di circa 430 m di Polla alla quota di 200 m di Pertosa. posto a circa 3 km a valle di Polla. la presenza dello sbarramento dell’impianto idroelettrico dell’ENEL. valutando i livelli raggiunti in condizioni di moto permanente e i volumi corrispondenti all’idrogramma di piena per la portata di progetto adottata. Nell’applicazione del modello idraulico si sono tenuti presenti questi aspetti. con pendenza dell’ordine del 10%. contribuendo ad allagare la piana (la maggior parte di questi canali scorre a livello del piano campagna).
3: vista del Vallo di Diano (Atena Lucana: ponte della Rivolta). Si sottolinea la necessità di intervenire con rapidità su questo tratto del fiume Tanagro.
Prima di eseguire i calcoli idraulici sono stati valutati gli effetti che il restringimento morfologico e la presenza dello sbarramento hanno sul regolare deflusso delle portate di piena. produce un profilo di rigurgito con conseguente innalza-
. Luigi Da Deppo dell’Università di Padova per conto del Consorzio di Bonifica del Vallo di Diano. che. A questo scopo sono stati acquisiti in primo luogo i risultati prodotti nel Piano Straordinario. dai quali risulta che l’alveo del Rio Maltempo non risulta in grado di convogliare in modo regolare portate superiori a circa 300÷400 m3/s. In seconda battuta.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Foto 4. sono state acquisite le osservazioni che i comuni di Polla. ostacolando il regolare deflusso delle portate di piena. si deve prevedere la sistemazione del restringimento geologico rappresentato dal Fossato Maltempo. che in base a prove condotte su modello fisico attesta che la portata defluibile senza rigurgito è pari a 450 m3/s. In particolare. San Pietro al Tanagro e Atena Lucana hanno portato al Piano Straordinario e che l’Autorità di Bacino ha già recepito. Sant’Arsenio. nelle quali viene fatto riferimento ad uno studio condotto nel 1989 dal prof.
Devono. evitare fenomeni esondativi e permettere il deflusso della corrente a pelo libero sotto le luci del ponte. che attestano il collaudo degli interventi recentemente eseguiti lungo gli argini sul territorio di loro competenza. determinando di conseguenza un elevato rischio di esondazione.l’adeguamento e il consolidamento del corso naturale del fiume Tanagro nel tratto in cui assume la denominazione di Fossato Maltempo per permettere il deflusso di circa 490 mc/s (portata massima registrata all’idrometrografo di Polla).l’innalzamento degli argini nella vasca di Polla e la sua riqualificazione ambientale complessiva. associabile ad un periodo di ritorno attorno ai 10÷20 anni. per aumentare il potere laminante della corrente. Tale ipotesi risulta meno verosimile nel tratto fra Sassano e Sala Consilina. . Polla.
. questa particolare criticità idraulica produce pesanti ripercussioni sulla vulnerabilità delle aree urbanizzate prospicienti. quindi.il miglioramento delle sezioni di imbocco e di sbocco e la sezione corrente del diversivo urbano per aumentarne la capacità di smaltimento idraulico. essere previsti interventi di sistemazione idraulica con le seguenti finalità: . Sant’Arsenio e San Pietro al Tanagro. con conseguente allagamento della piana dell’intera portata defluente in alveo. E’ stato di conseguenza valutato il volume esondabile.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
mento del tirante idrico a monte del ponte romano nella vasca di Polla. calcolato come differenza fra il volume associato all’idrogramma di piena corrispondente alle portate al colmo di calcolo e quello corrispondente alla portata al colmo Q = 450 m3/s. anche se le minori portate di calcolo comportano minori sollecitazioni alla tenuta degli argini. Tale assunzione è confortata dalle informazioni fornite dai Comuni di Atena Lucana.la realizzazione di una galleria per scolmare le portate eccedenti tale portata nel tronco del Fossato Maltempo. Un’ulteriore ipotesi assunta è quella di considerare gli argini ben costruiti e quindi non soggetti a rottura parziale o totale. . In base a tutte queste considerazioni si è assunta come portata defluibile senza fenomeni di rigurgito e senza particolari problemi lungo gli argini la portata al colmo di 450 m3/s. .
dove l’intensità di pioggia è quella stimata alla stazione di Polla5 depurata dalle perdite in base al metodo proposto dal USDA-SCS (metodo del Curve Number6. ricordando che questo
Cfr. 8-10 settembre 1986. PAPIRI. Dicembre 1994. Villani. la Relazione Idrologica e l’allegata Monografia LSPP. Padova. approfondendo i risultati dell’analisi idrologica condotta nelle fasi iniziali del lavoro. Ciò si è reso necessario per caratterizzare meglio il comportamento dell’intera area.
Tabella 4. le caratteristiche della stazione e i risultati delle elaborazioni statistiche sono proposti nella successiva Tabella 4.
. 1993. Senza soffermarci sulle formulazioni matematiche e sulle basi scientifiche di questo approccio.Portate al colmo di piena per assegnato periodo di ritorno attese alla sezione di Polla. Metodo Modello MG Modello geomorfoclimatico Periodo di ritorno (anni) 10 378 300 50 491 507 100 573 560 500 764 679
Per un confronto sono state stimate le portate al colmo utilizzando la classica formula razionale
Qc = A ⋅ Φ ⋅ i (d c .12 e in Figura 4.10. In base a studi condotti presso il Consorzio di Bonifica del Vallo di Diano le portate al colmo di piena alla sezione di chiusura sono state stimate mediante il metodo VAPI del CNR-GNDCI (approccio geomorfoclimatico) e il metodo MG proposto da Maione et al. MOISELLO E S. si riassumono brevemente i parametri assunti per la valutazione della portata al colmo. a cura di F. responsabile dell’allagamento delle aree pianeggianti del territorio del Vallo di Diano. U. Il procedimento adottato è stato quello di definire il deflusso medio annuo di piena. In Tabella 4. McGraw-Hill. CNR-GNDCI.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Approfondimento idrologico
Prima di eseguire i calcoli idraulici sono state riviste le portate al colmo di progetto. Cfr. Cfr.10 . Valutazione delle Piene in Campania. per stimare la portata al colmo ad assegnato periodo di ritorno moltiplicando tale valore per il fattore di crescita in frequenza regionale e locale4. specialmente per stimare il volume effettivamente esondabile. Cfr. Handbook of Hydrology. DAVID R. Salerno. da Atti del XX Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche. per le quali ai testi citati in bibliografia. Relazione tra altezza di pioggia puntuale e ragguagliata. MAIDMENT.10 si riportano i risultati ottenuti. CN) e ragguagliata all’area mediante il coefficiente di riduzione areale (ARF) proposto da Moisello-Papiri7. Rossi e P.T .
tipo di approccio suppone l’ipotesi che la portata al colmo ad assegnata frequenza venga prodotta da una pioggia caratterizzata dal medesimo periodo di ritorno.8.11.
Tabella 4.Portate al colmo di piena per assegnato periodo di ritorno attese alla sezione di Polla. Il valore del CN è stato stimato utilizzando la carta dell’uso del suolo. I risultati delle elaborazioni svolte sono riportati in Tabella 4. Metodo Formula razionale Periodo di ritorno (anni) 10 281 50 468 100 553 500 765
. prodotta per la redazione del presente Piano Stralcio: alla sezione di Polla si assume un valore medio pari a 59.11 .
01 146.52
.26 0.13 82.05 107.99 123.26 60.43 42.35 39.19 65.51 25.23 36.55 161.14 85.59 106.61 53.68 25.45 43.04 67.44 135. Osservazioni Periodo Parametri LSPP a1 = n= CV = MOLINO MALTEMPO (POLLA) SELE Tanagro 440 SIMN 46 1928÷1989 23.63 47.94 85.20 67.60 101.32 47.55 1 28.81 132.12 .42 79.63 38.23 76.75 24 84.59 53.03 45.06 48.94 6 52.77 42.08 Durata 3 41.96 32.00 66.31
Altezze di pioggia per assegnata durata e prefissato periodo di ritorno – distribuzione EV1 o di Gumbel Periodo di ritorno 5 10 20 50 100 200 500 0.15 84.14 1 28.24 97.56 121.34 142.87 123.74 115.50 77.48 45.34 0. parametri delle LSPP e altezze di pioggia (mm) per assegnata durata (ore) e prefissato periodo di ritorno (anni).10 75.Principali caratteristiche della stazione pluviometrica di Molino Maltempo in comune di Polla (SA).37 97.39 91.89 24 83.86 127.15 60.61 76.69 32.72 72.77
Altezze di pioggia per assegnata durata e prefissato periodo di ritorno – distribuzione lognormale o di Gibrat-Galton Periodo di ritorno 5 10 20 50 100 200 500 0.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Tabella 4.36 61.83 12 66.66 60.39 70.97 49.35 6 52.07 33.63 41.86 29.04 96.5 22.30 104.31 107.79 35.93 28.5 22.79 36.77 156. Stazione pluviometrica Bacino Corso d’acqua Quota (m slmm) Fonte N.55 77.90 55.72 89.25 96.63 112.71 36.47 32.30 Durata 3 41.61 96.46 53.11 12 66.
10 .distribuzione EV1 o di Gumbel -
T= T= T= T=
500 anni 100 anni 20 anni 5 anni
T = 200 anni T = 50 anni T = 10 anni
.Grafici delle LSPP alla stazione di Polla – Molino Maltempo.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
180 160 140 altezza di pioggia (mm) 120 100 80 60 40 20 0 0 6 12 durata (ore) 18 24
POLLA (Molino Maltempo)
Anche in questo caso. come si vede nella successiva figura relativa al profilo idraulico.8 km. In questo modo è stato possibile definire meglio il reale andamento altimetrico del terreno e. di conseguenza. Il tratto analizzato ha una lunghezza complessiva di 31.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
160 140 altezza di pioggia (mm) 120 100 80 60 40 20 0 0 6 12 durata (ore) 18 24
.07 del tratto a valle di Polla nella stretta gola che porta a Pertosa. come per la foce del Sele. le aree effettivamente inondabili. è assai variabile ed è compresa fra 0. è stato applicato il modello di calcolo utilizzando per la delimitazione delle aree allagabili e delle corrispondenti fasce fluviali il metodo denominato del volume eccedente e descritto nel precedente capitolo.distribuzione lognormale o di Gibrat-Galton -
Analisi idraulica
Sotto tutte queste ipotesi e sulla scorta di tutte queste informazioni. Per quanto riguarda le altre caratteristi-
. La pendenza.000 che è stato possibile acquisire nelle fasi di elaborazioni del Piano Stralcio.001 del tratto pianeggiante del Vallo e 0. per aumentare il grado di accuratezza nella delimitazione delle aree inondabili è stato generato un DEM a partire da una matrice di punti ottenuta dalla cartografia in scala 1:10.
BACINO TANAGRO a Polla SUPERFICIE 604. nella successiva tabella sono riportati le grandezze principali.11 .6 Hm 812.
Valore stimato in base alla formulazione proposta dal USDA-Soil Conservation Service. con riportata l’ubicazione delle sezioni.
Tabella 4.Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Polla.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
che morfologiche del tratto analizzato.0 tc 8 23.0 LUNGHEZZA 63.7
Figura 4.Planimetria del tratto di fiume analizzato.
SEZIONE Tanagro a Polla PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 200 570 675
Tabella 4.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Tabella 4.15 .Volumi di piena esondabili (in milioni di mc).9 8.14 .16 .9
Il volume esondabile.5 20. SEZIONE Tanagro a Polla PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 … 18.4
Questi sono i valori di riferimento che sono stati utilizzati per definire il limite delle aree allagabili nel Vallo di Diano. SEZIONE Tanagro a Polla PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300 0. è riportato nella seguente tabella
Tabella 4. Le aree allagabili definite da ciascuna fascia hanno la seguente superficie planimetrica: Fascia C: 3970 ha Fascia B3: 3095 ha Fascia B2: 2570 ha Fascia B1: 340 ha Fascia A: 225 ha
. ricavato per differenza fra il volume associato all’idrogramma di piena e il volume associato alla portata defluibile a Polla di 450 m3/s.Portate di calcolo (in mc/s).Volumi di piena (in milioni di mc).0 5.
Figura 4.Polla Sezione T36 . fino all’altezza di Auletta. anche se in prossimità delle confluenze le simulazioni condotte nell’ipotesi che entrambi i corsi d’acqua fossero nelle condizioni di piena in modo da valutare l’estensione delle aree allagabili nel caso peggiore. L’alveo si presenta ampio e ciottoloso. con numerose isole fluviali. come visto in precedenza. Le elaborazioni idrauliche non hanno evidenziato situazioni di grande criticità. L’alveo fluviale risulta.Polla: a valle del ponte Malaspina
200 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
4. dove riprende a scorrere in zone a dolce pendenza (tipicamente pedemontane) assumendo a volte un andamento meandriforme. possono tranquilla-
Sezione T57 .
Fiume Tanagro .Polla
.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente.Atena Lucana: ponte della Conocchia
Sezione T53 .Polla Sezione T44 .Padula: a valle del ponte di Caiazzano
Sezione T52 .Padula: Fiume Calore (inizio Vallo di Diano) Sezione T54 .Polla Sezione T28 . in caso di piena.Polla Sezione T22 .Sassano: a valle del ponte stradale
Sezione T51 .Sala Consilina: a valle di ponte Mesole
Sezione T56 .12 .2
Tanagro a Buccino (confluenza del Bianco)
A valle di Polla.Teggiano: a valle di ponte Filo
Sezione T21 . comunque. lungo le sponde non si ritrovano insediamenti e le acque.Sassano: a valle del ponte dei Cappuccini Sezione T55 .Sala Consilina: ponte di San Giovanni
Sezione T49 . il Tanagro scorre in una stretta gola dove raggiunge pendenze elevatissime.Vallo di Diano
Sezione T58 .Atena Lucana: ponte della Rivolta
Sezione T47 . ancora inciso nella valle per allargarsi in maniera sensibile in prossimità della confluenza del fiume Bianco.3.Sala Consilina: ponte di Sant'Agata
Sezione T48 .Padula: a valle del ponte stradale
Sezione T50 .Polla Sezione T32 .
4 LUNGHEZZA 80.18 .0 km e una pendenza poco variabile attorno al valor medio di 0.
BACINO TANAGRO a Buccino SUPERFICIE 771.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
mente espandersi.13 .Portate al colmo di calcolo (in mc/s). SEZIONE PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300
Tanagro a Buccino
.Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Buccino.7 Hm 748. con riportata l’ubicazione delle sezioni.
Tabella 4. Il tratto analizzato ha una lunghezza di circa 13.7 tc 12.006.
Tabella 4.4
Figura 4.Planimetria del tratto di fiume analizzato.17 .
che trova dimora anche nei tratti di alveo raramente raggiunti dalle acque.3.3
Tanagro a Contursi (confluenza nel Sele)
A valle della confluenza del fiume Bianco. che comunque non pregiudica il regolare deflusso delle acque. che avviene presso la zona industriale di Contursi Terme.14 . il Tanagro riprende a scorrere nuovamente inciso nella valle.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. Il fiume scorre su un alveo ciottoloso con sponde in terra.Ponte FFSS
Sezione B3 Sezione B4 Sezione B5 Sezione B6
Sezione B14 .
Confluenza Bianco-Tanagro
Sezione B12 .A valle del ponte FFSS
Sezione B8 .
Sezione B16
. si trova un ponte ferroviario. fino alla confluenza nel fiume Sele dove nuovamente il paesaggio si apre. spesso coperte da rigogliosa vegetazione.4). se non nei periodi di piena.Ponte FFSS
Sezione B11
Sezione B13
Sezione B15
120 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
4.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. In prossimità della confluenza nel Sele (vedi Foto 4.
.Principali caratteristiche del bacino del Tanagro a Contursi Terme.
BACINO TANAGRO a Contursi Terme SUPERFICIE 1827.7 km e una pendenza costante attorno al valor medio di 0.1 LUNGHEZZA 92.9 tc 15.4 – Fiume Tanagro verso la confluenza del Sele (Contursi Terme: ponte FS).
Il tratto analizzato ha una lunghezza complessiva di circa 18.19 .8 Hm 735.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Foto 4.002.
15 .Portate al colmo di calcolo (in mc/s). che confluisce nel Tanagro.Planimetria del tratto di fiume analizzato.
L’analisi del fiume Bianco è stata suddivisa in tre parti. riguardanti il torrente Platano e il fiume Melandro. con riportata l’ubicazione delle sezioni.
Tabella 4. SEZIONE PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300
Tanagro a Contursi Terme
4.20 . che congiungendosi danno origine al fiume Bianco.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
dalla confluenza di diverse fiumare (fiumara di Avigliano.Principali caratteristiche del bacino del Platano a Romagnano al monte.
BACINO PLATANO a Romagnano al Monte SUPERFICIE 605. Ha origine in Lucania.
A monte della confluenza si trova un vecchio ponte stradale.6 LUNGHEZZA 48.5 – Valle del Platano a monte della confluenza con il Melandro (Romagnano al Monte).7 tc 9. percorre una stretta gola a valle di Balvano fino a congiungersi con il Melandro (vedi Foto 4. di Ruoti. L’ampiezza della piana alluvionale garantisce in questo punto un regolare deflusso anche delle portate con periodo di ritorno elevato.
Tabella 4.1 Torrente Platano
Il Platano presenta una conformazione tipicamente da torrente montano con alveo molto stretto e incassato. di Tito e di Muro Lucano).
Foto 4.4 Hm 760.21 .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
.5). che non costituisce una particolare criticità idraulica.4.
16 .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. con riportata l’ubicazione delle sezioni.Planimetria del tratto di fiume analizzato.
Platano Sezione 20bis .
Torrente Platano
Geom: Rlievo Piano Stralcio
Sezione 10bis . Platano
240 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
4. Proprio questo tratto è stato oggetto delle analisi idrauliche. in corrispondenza dell’abitato di Vietri di Potenza.T.T.T. costituisce il fiume Bianco.T. vista l’ampiezza dell’alveo alla confluenza (vedi Foto 4.4.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4. Platano Sezione 21 . volte a verificare eventuali criticità in corrispondenza della confluenza. Per gran parte del suo corso presenta le caratteristiche tipiche di un torrente montano.T. il torrente Pergola.T. Nel tratto terminale. Platano Sezione 22 .Profilo idraulico in condizioni di moto permanente.T.2
Fiume Melandro
Il Fiume Melandro ha origine in territorio lucano e.T. Platano Sezione 23 . Platano Sezione 20 .6) non si rilevano fenomeni di particolare criticità idraulica. poco prima della confluenza nel fiume Bianco. Nel tratto finale. distendendosi in una pianura sempre più ampia fino alla confluenza con il Platano a Romagnano al Monte. assume un andamento a volte meandriforme. Platano Sezione 11 . Nel tratto iniziale riceve le acque del suo principale tributario. Platano Sezione 10 . con alveo inciso e portate poco rilevanti.
. assieme al torrente Platano. come accade per il torrente Platano. Platano Sezione 13 . assume la denominazione di fiume Landro. Platano Sezione 12 . Anche in questo caso.T.T.17 .
Tabella 4.Principali caratteristiche del bacino del Melandro a Romagnano al Monte.
BACINO MELANDRO a Romagnano al Monte SUPERFICIE 659 LUNGHEZZA 57 Hm 812 tc 6.6 – La valle del Melandro (Romagnano al Monte).4
18 . con riportata l’ubicazione delle sezioni.Portate al colmo di calcolo (in mc/s).Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4.Planimetria del tratto di fiume analizzato.23 . SEZIONE PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300
Melandro a Vietri di Potenza Melandro a Romagnano al Monte
nella zona industriale(vedi Foto 4.3
Fiume Bianco a Buccino (confluenza nel Tanagro)
Il fiume Bianco rappresenta il principale affluente del Tanagro.4.
. a valle della zona industriale. in località Romagnano al Monte e confluisce nel Tanagro. Dal punto di vista morfologico l’alveo si presenta molto ampio e abbastanza inciso nella valle. in località Buccino. Il fondo è sabbioso. protetta da massi ciclopici in calcestruzzo. le sponde in terra sono ricche di vegetazione arbustiva e arborea.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4.19 . A Buccino.Profilo idraulico in condizioni di moto permanente. E’ costituito dalla confluenza di due importanti corsi d’acqua.Vietri di Potenza
Sezione B20 (1996) Sezione B22 (1996) Sezione B23 (1996) Sezione B24 (1996) Sezione B25 (1996)
180 0 2000 4000 6000 8000 10000
4.7) risulta compreso in sponda destra da un’alta parete in calcestruzzo. dopo un breve percorso di poco più di 12 km. il Platano e il Melandro. con presenza di numerosi ciottoli.
Sezione B26 (1996) .
BACINO BIANCO a Buccino SUPERFICIE 992.24 .6 tc 11.Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
.Principali caratteristiche del bacino del Bianco a Buccino.8 LUNGHEZZA 57.8 Hm 767.
Tabella 4.7 – Fiume Bianco nella zona industriale (Buccino).
Tabella 4.Portate al colmo di calcolo (in mc/s).25 . con riportata l’ubicazione delle sezioni.20 .Planimetria del tratto di fiume analizzato. SEZIONE PERIODO DI RITORNO (ANNI) 5 100 300
Bianco a Buccino
21 .Buccino Sezione B13 (1996) .Salvitelle/Romagnano
Sezione B15 (1996) .Buccino Sezione B6 (1996) .Profilo idraulico in condizioni di moto permanente.Salvitelle/Romagnano
Sezione B11 (1996) .Piano Stralcio per la tutela dal rischio idrogeologico
Figura 4.Buccino
80 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Sezione B16 (1996) .
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