Indice di comportamento

L’attività che il Consorzio è chiamato a compiere al fine di garantire adeguati livelli di sicurezza idraulica, si differenzia nei vari settori comprensoriali, in funzione dei fattori legati alla morfologia del territorio, la cui in-fluenza è interpretata dalla efficacia delle opere e, all’interno del singolo bacino, dalla variazione della soggia-cenza.

Nell’ambito di ciascun bacino idraulico ulteriori livelli di differenziazione sono, tuttavia, dovuti anche alle carat-teristiche dei suoli, in particolare quelle legate al rispettivo comportamento idraulico manifestato in occasione degli eventi meteorici.

In tali situazioni, infatti, il contributo dei diversi tipi di suolo in termini di quantità d’acqua versata nei collettori di bonifica, è tanto più elevato quanto minore è la rispettiva permeabilità. Le superfici meno permeabili, e con minori volumi di invaso propri, inoltre, immettono più rapidamente i propri deflussi nella rete di raccolta, gene-rando picchi di piena più marcati ai quali si deve far fronte con collettori ed impianti idrovori di maggiore ca-pacità.

Ad ogni evento meteorico, fra le varie tipologie di superfici, quelle che generano maggiori volumi di deflusso sono quindi esposte ai livelli di rischio più elevati o quantomeno lo sono i bacini in cui queste ricadono. Per quanto detto, infatti, la soglia di criticità degli eventi di pioggia viene raggiunta tanto più anticipatamente quan-to minore è la permeabilità e la dotazione di volumi di invaso.

Il funzionamento del sistema di bonifica esplica, quindi, una opposizione ai fattori di rischio idraulico che risul-ta, per i diversi tipi di suolo, tanto più sensibile quanto più accentuata è la rispettiva risposta idrologica.

Fra suoli di diversa natura, quindi, sussistono differenziazioni in ordine al beneficio conseguito per effetto del-la ricezione e smaltimento dei deflussi che da questi si generano in occasione degli eventi piovosi: tale bene-ficio è tanto maggiore quanto più i singoli apporti di pioggia sono prossimi ai livelli critici rispettivamente indi-viduati per ciascun tipo di superficie.

Le considerazioni esposte possono essere verificate anche da un altro punto di vista: la necessità di assicu-rare generali condizioni di sicurezza idraulica impone livelli più intensi di attività della bonifica nelle aree in cui è maggiore l’incidenza dei suoli con risposta idrologica più accentuata. Tale maggiore attività si traduce, a seconda dei casi, in un maggior sviluppo della rete, in una intensificazione degli interventi di manutenzione, in un funzionamento più intenso o più prolungato degli impianti di sollevamento o ancora in valori superiori delle portate sollevate.

Il comportamento idraulico definisce, quindi, una importante componente del beneficio riconducibile al criterio fondamentale, introdotto in premessa al presente lavoro, che correla il vantaggio derivato dagli immobili, a seguito dell’attività di bonifica, all’entità del rischio idraulico che quest’ultima è in grado di contrastare.

Il complesso delle caratteristiche dei suoli che concorrono a definirne il comportamento idraulico, può essere interpretato attraverso il confronto fra i valori assunti da opportuni parametri nelle diverse condizioni, in grado di rappresentare direttamente il rapporto fra attività della bonifica e rischio idraulico.

L’insieme dei fattori tecnici e gestionali coinvolti nella problematica, in realtà, è piuttosto complesso e non tut-te le grandezze detut-terminabili sono in grado di definirne una rappresentazione sintut-tetica che possa altresì e-sprimere il grado di attività della bonifica in rapporto alla variazione delle condizioni del deflusso.

Tali considerazioni hanno ristretto notevolmente le possibilità di scelta, dalle quali è emerso l’orientamento fi-nale di individuare nel coefficiente udometrico il parametro in grado di interpretare con maggiore fedeltà tutti i criteri sopra esposti.

Considerata una determinata area, della quale siano note le caratteristiche idrologiche e dato un livello pre-determinato di precipitazione, il coefficiente udometrico esprime il valore della portata massima, riferita all’unità di superficie (l/s⋅ha), che a seguito del predetto evento si registra nella sezione del collettore a servi-zio dell’area nel punto immediatamente a valle di essa.

Esso costituisce il parametro idraulico più comunemente usato in bonifica per definire la risposta idraulica dei suoli ad eventi meteorici di diversa intensità, nonché la base per tutte le elaborazioni condotte per il dimen-sionamento delle opere.

L’impiego del coefficiente udometrico si addice agli scopi della presente valutazione la quale ha l’obiettivo di quantificare attraverso un numero indice, la diversa risposta della bonifica ai fattori di rischio idraulico nei confronti di immobili il cui unico elemento distintivo sia dato dal comportamento idraulico.

In altri termini, la valutazione del comportamento idraulico attraverso un apposito indice, si propone di diffe-renziare i suoli in ragione del diverso grado di impegno della rete di bonifica.

A tal fine si è ritenuto che fosse più appropriato il confronto condotto sulla base del diverso comportamento nelle condizioni ordinarie, verificabili perlomeno con frequenza annuale, e non nelle condizioni estreme ricor-renti con frequenza pluriennale: queste ultime, infatti, si addicono maggiormente alle valutazioni inericor-renti la progettazione ed il dimensionamento delle opere, piuttosto che alle verifiche relative alla gestione.

D’altra parte si è inteso evitare di riferire la differenziazione a valori di risposta idrologica dei suoli oggettiva-mente rilevabili in occasione di eventi critici, ma di intensità tale da risultare al di fuori del campo di azione normalmente riservato alle sole opere di bonifica.

L’indice di comportamento è stato quindi ricavato dai rapporti reciproci fra le portate specifiche defluenti dalle superfici di diversa natura individuate sulla base di una preliminare classificazione territoriale. Gli elementi di riferimento impiegati per il calcolo dei singoli valori (serie storica dei valori pluviometrici, coefficienti di afflus-so, volumi di invaso e caratteristiche geometriche della rete) sono stati definiti con riferimento alle condizioni ordinarie rilevabili in relazione a ciascuna tipologia di suolo individuata.

Dai rilievi risultanti dalla gestione delle opere di bonifica assume costante evidenza la diversa risposta idrolo-gica dei suoli agli eventi meteorici in rapporto alle loro caratteristiche granulometriche ed alla rispettiva

moda-lità di conduzione.

Sulla scorta delle predette considerazioni è stata quindi operata una distinzione dei suoli del comprensorio in tipi idrologici.

Tale classificazione distingue i suoli in rapporto alla rispettiva capacità di trattenuta idrica e, più in generale, alla capacità di condizionare le modalità e ai tempi di deflusso delle acque di origine meteorica.

Sulla base dei predetti caratteri, il comprensorio è stato quindi suddiviso nei seguenti tipi idrologici:

• Tipo A: suoli che presentano alte percentuali di infiltrazione dovuta alla tessitura fortemente sabbiosa e con perdite d’acqua per deflussi profondi molto accentuati;

• Tipo B: suoli che presentano moderate percentuali di infiltrazione, che risultano abbastanza ben drenati, con una tessitura principalmente sabbioso franca e franco sabbiosa;

• Tipo C: suoli che presentano lenta infiltrazione, specie se ben imbibiti, a causa della tessitura, per lo più argillosa e limosa, che impedisce la percolazione dell’acqua in profondità con la conseguente via prefe-renziale di scorrimento lungo la superficie di discontinuità¹⁶;

• Tipo urbano: sono rappresentati dai terreni che risultano impermeabilizzati a seguito di interventi di urba-nizzazione.

I rilievi raccolti sono stati acquisiti dal sistema informativo territoriale consorziale alla scala della carta tecnica regionale (1:5.000). Il risultato dell’elaborazione è riprodotto alla scala ridotta 1:50.000 nell’elaborato di Piano n. 8.0.

La rappresentazione cartografica degli ambiti territoriali appartenenti ai tipi A, B e C è stata ricavata dagli e-lementi informativi raccolti nella documentazione del P.G.B.T.T.R e in ulteriori studi condotti.

Ai terreni situati fuori comprensorio scolanti nella rete consorziale, è stata attribuita la classificazione dei suoli con caratteristiche intermedie, corrispondenti al Tipo B.

Per ciascuna delle tipologie di suolo individuate, sono state quindi condotte opportune elaborazioni al fine di ricavare il coefficiente udometrico riferito a condizioni di deflusso ordinarie.

La verifica analitica è stata condotta utilizzando il metodo del volume di invaso (Supino ¹⁷). La differenziazio-ne fra i diversi tipi idrologici è stata ottenuta attraverso la variaziodifferenziazio-ne dei parametri della formula direttamente correlati alla natura della superficie stessa (coefficiente di afflusso e volume di invaso); sono stati, invece, mantenuti costanti i valori delle variabili ambientali (coefficienti dell’andamento probabilistico delle precipita-zioni e tempi di ritorno di riferimento).

Tale modello, rispetto ad una determinata sezione di chiusura, considera l’effetto prodotto sugli afflussi effi-caci dagli invasi situati a monte della sezione stessa e perviene alla definizione del coefficiente udometrico (portata per unità di superficie espressa in l/s·ha) sulla base dei valori di precipitazione massima del bacino di studio riferita ad un determinato tempo di ritorno.

Al fine di condurre il confronto sulla base di condizioni omogenee per tutte le superfici interessate, la deter-minazione è stata condotta con riferimento alle condizioni pluviometriche medie del comprensorio, derivate dall’analisi dei dati della stazione di Portogruaro, utilizzando le curve di possibilità pluviometrica relative alle precipitazioni massime giornaliere (1, 2, 3, 4 e 5 giorni consecutivi).

16 In questo tipo idrologico sono stati inclusi anche i suoli a tessitura intermedia (argilloso-sabbiosa, franca, franco-sabbioso-argillosa), la cui infiltrazione profonda è impedita da orizzonti di caranto o dalla elevata presenza di colloidi organici. Questi ultimi, riscontrabili nel-le aree di recente bonifica, causano fenomeni di fessurazione del suolo (vertici) favorendo quindi l’infiltrazione profonda; ma in condi-zioni di saturazione, come è il caso di periodi di particolare intensità di precipitacondi-zioni, imprimono un comportamento argilloso favorendo lo scorrimento superficiale.

Nel territorio comprensoriale non è stata rilevata la presenza di suoli del “Tipo D”, secondo la classificazione SCS, caratterizzati da alto potenziale di deflusso superficiale.

17 Supino, 1963. Le reti idrauliche. Ed. Patron, Bologna.

La determinazione del valore del coefficiente udometrico è stata condotta attraverso la formula:

U=(26⋅ +α 66)⋅ ⋅ ⋅ ⋅n (k ξ a)^1/n⋅V^(n−1)/n dove αααα è l’esponente dell’equazione:

Q= ⋅µ Ω^α

che rappresenta la scala delle portate della sezione considerata di area liquida ΩΩΩΩ; a ed n sono i coefficienti della curva di possibilità pluviometrica ricavata elaborando le precipitazioni ragguagliate; k il coefficiente di afflusso (relativo al solo tempo di pioggia per il mese di febbraio, come previsto dal metodo); ξξξξ il coef-ficiente di ragguaglio all’area; V il volume specifico di invaso espresso in metri.

Per la descrizione dettagliata del metodo si rimanda alla bibliografia ed in particolare allo studio condotto dal Prof. Bixio per conto dei Consorzi di Bonifica Veneti, preliminare alla redazione dei P.G.B.T.T.R.

L’analisi è stata condotta con riferimento alle condizioni pluviometriche medie del comprensorio, derivate dall’analisi dei dati della stazione di Portogruaro raccolti nello studio citato. Nella tabella 10.1 sono ripor-tati i valori di a ed n ricavati per la predetta stazione e riferiti alle curve di possibilità pluviometrica relati-ve alle precipitazioni massime annue ragguagliate a febbraio della durata di 1, 2, 3, 4, 5 giorni consecuti-vi.

In analogia con le elaborazioni proposte nello studio citato, la parametrazione del coefficiente udometrico è stata ottenuta presupponendo caratteristiche costanti delle sezioni di deflusso e quindi assumendo per tutti i tipi di suolo α=1,5, valore tipico per sezioni di forma trapezia. Affinchè il risultato finale interpre-tasse le sole differenziazioni connesse alla natura dei suoli e non quelle dipendenti dalle caratteristiche dei singoli bacini, il coefficiente di ragguaglio all’area è stato sempre posto pari all’unità (ξ=1).

La caratterizzazione delle diverse tipologie di suolo è stata ottenuta attribuendo a ciascuna categoria indi-viduata valori tipici del coefficiente di afflusso e del volume di invaso, desunti dalla bibliografia e dalle verifiche risultanti dalle analisi territoriali appositamente condotte dal Consorzio.

Per quanto riguarda il coefficiente di afflusso, il campo di variazione è stato limitato all’intervallo com-preso fra 0,60÷0,70, assegnando il valore minimo ai suoli del tipo A ed il valore massimo a quelli urba-nizzati. Il valore medio ponderato calcolato rispetto alla incidenza areale delle diverse categorie di super-ficie, è risultato pari a 0,65, corrispondente al dato medio indicato da Bixio per i bacini di bonifica, nella citata pubblicazione.

In riferimento al volume di invaso si sono invece assunti valori costanti di 150 m³/ha per i suoli agricoli (tipi A, B e C) e di 85 m³/ha per quelli urbanizzati. Tali valori corrispondono a quelli medi riscontrati nel-le aree agriconel-le ed urbane del compensorio e risultanti dalnel-le attività di verifica e controllo ordinariamente condotte dal Consorzio.

Per la descrizione dettagliata del metodo si rimanda alla bibliografia ed in particolare allo studio condotto dal Prof. Bixio per conto dei Consorzi di Bonifica Veneti, preliminare alla redazione dei P.G.B.T.T.R ¹⁸.

La caratterizzazione delle diverse tipologie di suolo è stata ottenuta attribuendo a ciascuna categoria indivi-duata valori tipici del coefficiente di afflusso e del volume di invaso, desunti dalla bibliografia e dalle verifiche risultanti dalle analisi territoriali appositamente condotte dal Consorzio.

Per la determinazione dell’indice di comportamento, sono stati quindi prescelti i valori risultanti riferiti al tempo di ritorno minimo (1,5 anni), ossia quello in grado di interpretare con maggior fedeltà le differenziazioni fra le diverse tipologie di suoli ricorrenti nelle condizioni ordinare di funzionamento delle opere di bonifica.

Dai dati esposti, si può pertanto rilevare che, nelle condizioni prefissate, la risposta idrologica dei suoli di tipo A si traduce in un coefficiente udometrico di 1,34 l/s⋅ha, che sale a 1,80 l/s⋅ha nei suoli agricoli con minor

18 Bixio V., 1990. Indagini idrologiche per la redazione dei Piani Generali di Bonifica e tutela del territorio rurale.

permeabilità; il valore corrispondente determinato con riferimento alle condizioni medie delle aree urbane è risultato invece di 5,25 l/s⋅ha.

L’indice di comportamento è derivato dal rapporto fra il coefficiente udometrico calcolato per ciascun tipo i-drologico ed il coefficiente medio ponderato dell’intero comprensorio (2,03 l/s/ha).

I risultati dell’elaborazione sono riportati nella tabella 5.1. Da questa si rileva che per i suoli a destinazione a-gricola, l’indice di comportamento varia, a seconda della natura, fra i valori di 0,66÷0,89. Il dato medio deter-minato per le aree urbane è risultato invece pari a 2,58.