Per l’analisi idrologica, su suggerimento dei tecnici ARPAV del Centro Meteorologico di Teolo, si sono utilizzati i dati delle stazioni di monitoraggio meteorologico di Thiene e di Malo in quanto risultano quelle più rappresentative per l’area di interesse di questo studio.
Figura 3.6: Estratto della Carta Idrogeologica
Figura 3.7: Torrente Covolo con il letto pensile rispetto al p.c. (foto del 03/06/09)
Figura 3.8: Tratto di Via Grumo rilevato rispetto al p.c.
(foto del 03/06/09)
Si sono utilizzati i dati pluviometrici sia della serie storica registrati dalla Stazione di Thiene (registrazioni dal 1986 al 1996) sia i dati della serie CMT della Stazione di Malo (registrazioni dal 1993 al 2008), forniti dall’ARPAV – Centro Meteorologico di Teolo, per precipitazioni di durata compresa tra 1 ora e 24 ore.
La regolarizzazione statistico-probabilistica, impiegata per il calcolo dei tempi di ritorno, è stata eseguita facendo riferimento alla distribuzione di Gumbel la cui distribuzione cumulata di probabilità è descritta dalla seguente funzione:
P(x) = exp(-exp(-α(x-β)))
dove α e β rappresentano rispettivamente i parametri di concentrazione e della tendenza centrale stimati secondo il procedimento dei minimi quadrati.
Tale legge si basa sull’introduzione di un’ipotesi relativa al tipo di distribuzione dei più grandi valori estraibili da più serie costituite da osservazioni tra loro indipendenti.
Indicando con P(x) la probabilità di non superamento del valore x, il tempo medio di ritorno è calcolato dalla relazione:
Tr = 1/ (1- P (x))
dove Tr rappresenta quindi il numero medio di anni entro cui il valore x viene superato una sola volta.
I risultati di tali elaborazioni per le stazioni di Thiene e Malo sono riportati nelle seguenti tabelle.
Ogni tabella è composta da 5 colonne per ognuna delle quali sono indicate le seguenti informazioni:
intervallo temporale della precipitazione (minuti, ore o giorni);
parametri della regolarizzazione (N, Media, alfa, beta);
tempi di ritorno (Tr) da 2 a 200 anni e relative precipitazioni (Xt);
P (x) = probabilità di non superamento della precipitazione x
N = numero di osservazioni (anni) impiegate per l’elaborazione
Media = valore medio di precipitazione delle N osservazioni
α = parametro di concentrazione
β = parametro della tendenza centrale
Tr = tempo di ritorno (espresso in anni) della precipitazione Xt
Xt = precipitazione (espressa in mm) con tempo di ritorno Tr.
I valori di precipitazione (Xt) per fissato tempo di ritorno devono intendersi quali stime ottenute da un’analisi statistica su un campione di osservazioni limitate (N) la cui bontà è principalmente influenzata dalla numerosità del campione utilizzato.
Partendo dai valori (Xt) si sono ricavate le curve di possibilità pluviometrica per le due serie di dati.
In considerazione delle diverse modalità di formazione delle piene ed in rapporto alle caratteristiche morfologiche delle superfici ed al grado di impermeabilizzazione delle stesse, i bacini scolanti in esame sono senz'altro da ascriversi tra i bacini urbani. Per questi, caratterizzati oltre che da estese superfici impermeabili, anche da una modesta capacità d'invaso e da un tempo di formazione delle piene ridotto, sono da considerare critiche le precipitazioni di breve durata (inferiore ad un'ora) e forte intensità.
Per la valutazione di compabilità idraulica così come indicato nell’Allegato A alla DGR n. 1841 del 19 giugno 2007 il tempo di ritorno a cui fare riferimento è quello di 50 anni. La precipitazione critica di progetto per questo studio è, quindi, quella di durata oraria e tempo di ritorno 50 anni.
Osservando le curve di possibilità pluviometrica sopra riportate si può notare come le due stazioni utilizzate diano, alla luce del diverso periodo di registrazione e della diversa numerosità campionaria, una precipitazione di progetto di 77.32 mm per la serie storica relativa alla stazione di Thiene e di 77.52 mm per la serie CMT della stazione di Malo.
Alla luce di queste valutazioni si è deciso di utilizzare come precipitazione di progetto, a titolo cautelativo e nell’ottica di una maggiore sicurezza idraulica, la precipitazione ottenuta dalla curva di possibilità pluviometrica ricavata dalla serie di dati più recenti, ossia una precipitazione di 77.52 mm di durata oraria.
Per la determinazione delle portate in uscita e di conseguenza per la determinazione dei volumi di invaso si sono utilizzati il Metodo delle sole piogge ed il Metodo Razionale, considerando ogni ATO come una singola unità fisiografica.
Il Metodo Razionale è un procedimento semplice ma efficace per il calcolo della portata di picco di un evento con assegnato tempo di ritorno per bacini di piccola estensione. La cui formula è:
Q(T) = C(A*hr(t,T))/t
Dove:
Q(T) = portata al colmo con tempo di ritorno T A = Area del bacino
hr(t,T) = altezza di pioggia ragguagliata con tempo di ritorno T e durata critica t C= Coefficiente di Deflusso
Nel caso in esame, ragionando in termini di massima cautela, così come consigliato dalla vigente normativa, si è utilizzata una precipitazione di intensità confrontabile con quella dell’evento del 26 settembre e di durata pari ad 1 ora.
Vengono di seguito riportate le tabelle di calcolo con i valori di variazione nella portata in uscita per ogni singola ATO ricavate con il Metodo Razionale.
Il Metodo delle sole piogge fornisce una valutazione del volume di invaso sulla base della conoscenza della sola curva di possibilità pluviometrica. In questo caso si è considerata la curva di possibilità climatica con tempo di ritorno di 50 anni ricavata con i dati della serie CMT per la stazione di Malo, in quanto più cautelativa.
Il volume di acqua in entrata “Ve” al generico istante di tempo “d” della precipitazione è dato da:
Dove:
S = Area del bacino
a*dn = altezza di pioggia ragguagliata di durata critica d φ= Coefficiente di Deflusso
Allo stesso istante di tempo, il volume di acqua in uscita “Vu” dall’invaso è dato da:
Dove:
Qu = portata in uscita d = durata critica d
Il volume d’acqua invasato sarà pertanto dato dalla differenza dei due volumi:
Il volume da assegnare al dispositivo di invaso, è quello che si ottiene considerando una durata di precipitazione critica per l’invaso; tale durata può essere ottenuta in base alla seguente relazione
Combinando le relazioni viste, il volume cercato viene espresso dalla relazione:
La portata di acqua in uscita dal bacino è stata stabilità come da consuetudine presente anche in letteratura pari ad un coefficiente udometrico di 10 l/sec·ha. Si è, inoltre, utilizzato ai fini della valutazione dei volumi, un coefficiente di deflusso medio pari a 0.55.
I volumi da invasare al fine di garantire l’invarianza idraulica ottenuti con il Metodo delle sole piogge per ogni singola ATO sono riportati nelle seguenti tabelle:
I risultati ottenuti con i due metodi mostrano sostanziali differenze, dovute alle ipotesi semplificative che sono alla base dei metodi stessi. Il metodo delle sole piogge conduce a volumi di invaso maggiori, più cautelativi, tuttavia risulta essere un metodo meno raffinato poiché trascura completamente l’effetto attenuante della trasformazione afflussi-deflussi.
La scelta del tipo di metodo più adeguato per la determinazione dei volumi di invaso necessari a garantire l’invarianza idraulica dovrà comunque essere effettuata in fase di progettazione dei singoli interventi quando potranno essere eseguite valutazioni idrauliche più approfondite.