"Sistemazione idraulica dell'area industriale di Guamo (Lucca)"

SOMMARIO

INTRODUZIONE... 4

CAPITOLO 1 - CARATTERISTICHE GENERALI DEL BACINO... 6

1.1 Descrizione dell’intervento... 6

1.2 Caratteristiche del bacino di Guamo... 7

1.3 Caratteristiche geologiche e geomorfologiche... 9

1.3.1 Caratteristiche geologiche ... 9

1.3.2 Caratteristiche di permeabilità... 11

1.3.3 Pertinenze fluviali... 12

Fig. 1.4 – Carta delle aree di pertinenza fluviale... 12

1.4 Corsi d’acqua ... 13

1.5 Interventi recenti ... 13

1.6 Pericolosità / Rischio... 15

1.7 Studi idraulici preesistenti ... 17

CAPITOLO 2 – L’ALLUVIONE NEL NOVEMBRE DEL 2000 ... 18

2.1 Le condizioni del bacino ... 18

2.2 Danni... 20

CAPITOLO 3 - ANALISI IDROLOGICA... 22

3.1 Precipitazioni con assegnati periodi di ritorno... 23

3.2 Raccolta dei dati ed elaborazioni statistiche ... 24

3.3 Elaborazioni statistiche... 27

3.3.1 Metodo di Gumbel... 27

3.3.2 Metodo di Fuller Coutagne ... 28

3.4.1 Tabella riassuntiva... 34

3.5 Curve di possibilità pluviometrica ... 36

3.5.1 Tp > 1 ora... 36

3.5.2 Tp < 1 ora... 40

3.6 Coefficiente di ragguaglio... 45

CAPITOLO 4 – ANALISI DEL BACINO DI GUAMO... 47

4.1 Analisi dei corsi d’acqua... 55

4.1.1 Rio Fossa Nuova di Guamo ... 55

4.1.2 Rio Colatore... 55

CAPITOLO 5 –ANALISI DEL BACINO DEL FOSSO OZZORI ... 63

5.1 Analisi dei corsi d’acqua... 65

5.1.1 Fosso Ozzoretto... 65 5.1.2 Fosso Guappero ... 65 5.1.3 Fosso Piscilla... 66 5.1.4 Fosso Galere ... 66 5.1.5 Fosso Ducaia ... 67 5.1.6 Fosso Confine ... 68

5.2 Modello idraulico del sistema Ozzori... 69

CAPITOLO 6 -STATO ATTUALE DEL RIO COLATORE ... 75

6.1 Modello idraulico dello stato attuale ... 75

CAPITOLO 7 –INTERVENTI PROPOSTI ... 79

7.1 Considerazioni generali ... 80

7.2 Sistemazione idraulica del rio Colatore... 81

7.3 Dimensionamento della cassa di espansione... 84

7.5 Sistema di svuotamento della cassa di espansione... 88

7.6 Altri interventi... 92

CAPITOLO 8 - STUDIO DELLE OPERE PREVISTE... 93

8.1 Rilevati arginali ... 93

8.2 Opere idrauliche a servizio delle casse di espansione... 98

8.3 Terre armate... 99

8.4 Influenza della vegetazione sulle sponde ... 103

APPENDICE ... 106

Verifica dei franchi... 106

Output HEC-HMS relativi ai volumi da invasare ... 108

INTRODUZIONE

Il presente studio è stato proposto dal Comune di Capannori nell’ambito dei lavori per la sistemazione idraulica della zona industriale di Guamo e della zona di Pontetetto, nel Comune di Lucca, posta a confine con il Comune di Capannori.

Infatti la zona industriale di Guamo è una zona fortemente urbanizzata ma il deflusso delle acque meteoriche raccolte dai vari fossi esistenti dipende dalla quota dell’acqua nel canale Ozzori, che è il ricettore finale di tutti i vari fossi della zona.

Pertanto, allorché il canale Ozzori è in piena, oppure ha una altezza di acqua tale da non consentire lo scarico dei fossi, l’unica possibilità che rimane alle acque è quella di permanere all’interno degli alvei fino a che la loro capacità lo permette, dopodiché non vi è altra possibilità se non quella di sormontare le sponde e/o arginature ed esondare allagando vaste zone sia agricole che urbanizzate.

Per diminuire il sopra esposto rischio idraulico si è previsto di realizzare una cassa di espansione, poco prima della confluenza dei vari fossi nel canale Ozzori, in località “Bottaccione”.

La zona interessata dall’intervento si trova al confine fra i comuni di Capannori e di Lucca in prossimità della sponda Sud del canale Ozzori. La cassa di espansione, viene progettata per laminare le piene dei due fossi che drenano la zona industriale di Guamo: la,cosiddetta “Fossa Nuova di Guamo” e la fossa, cosiddetta, della “Cassa di Risparmio” che chiameremo Colatore; la superficie complessiva (comprese le arginature)di tutta la zona oggetto di intervento ammonta a circa 130000 m².

Le soglie sfioranti progettate per alimentare la cassa sono due: una lungo l’argine destro della Fossa Nuova di Guamo ed una più piccola lungo l’argine sinistro del Colatore che delimita la cassa ad Est.

La complessità del bacino è data dalla ramificazione della rete idrografica e dai vincoli presenti nel territorio (rappresentati soprattutto dall’urbanizzazione diffusa che si ha nelle aree vicine al litorale).

Il lavoro attuale si divide nelle seguenti fasi:

• raccolta dei dati geomorfologici del bacino in esame

• analisi idraulica allo stato attuale

CAPITOLO 1 - CARATTERISTICHE GENERALI DEL

BACINO

1.1 DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO

L’intervento si divide in due parti:

1) Sistemazione idraulica del rio Colatore in maniera di garantire in ogni tratto dell’asta principale un adeguato franco di sicurezza onde evitare inondazioni del territorio circostante.

2) Realizzazione della cassa di espansione in cui si prevede di abbassare la quota del terreno dagli attuali 11,00÷12,70 m s.l.m. fino alla quota di 10,50 m s.l.m. Gli argini della cassa raggiungeranno in sommità la quota di 13,00 m s.l.m. e saranno dotati di una pista percorribile della larghezza di 3 m necessaria per la successiva manutenzione.

Le soglie sfioranti, poste alla quota di 12,00 m s.l.m., avranno la lunghezza di 12.50 m (soglia sulla Fossa Nuova di Guamo) e di 3.00 m (soglia sul Colatore). Per entrambi i corsi d’acqua si prevede di risagomare la sezione del canale in prossimità di tali soglie mediante la realizzazione di uno scatolare in c.a. a cielo aperto da realizzare in opera. In corrispondenza della soglia sia la sommità dell’argine che la scarpata verso la cassa saranno rivestiti in c.a. e verrà costruita, in fondo alla scarpata, sul fondo della cassa, una “vasca di calma” della lunghezza della soglia e della larghezza di 3m, ciò al fine di realizzare una zona dove le acque che scendono dalla soglia abbiano la possibilità di smorzare la loro energia e defluire, quindi, all’interno della cassa senza provocare erosioni od altre tipologie di danni.

In corrispondenza della cassa di espansione, il Rio Fossa Nuova presenta due alvei distinti; uno di recente costruzione, che ha dato questo nome al corso, posto sul bordo ovest della via vecchia di Vorno ed uno di antica costruzione posto sul bordo est della suddetta via; entrambi si riuniscono, dopo aver sottopassato la via vecchia di Vorno, poco prima di sfiorare nel canale Ozzori.

La soglia sfiorante da realizzare è stata posizionata lungo la sponda del bordo est del vecchio rio, che risulta costretto fra la via vecchia per Vorno e la cassa di progetto. Per permettere alla piena di defluire nella cassa è quindi necessario prima farla defluire agevolmente nel vecchio alveo e per questo è’ stato progettato un nuovo sottopasso che mette in comunicazione il nuovo alveo della Fossa Nuova con il vecchio alveo in prossimità dell’allargamento dovuto alla soglia sfiorante. Il sottopasso, posto alla quota di 10.48 m s.l.m. ha una sezione di 2 m per 1.5 m di altezza.

Altro organo di regolazione della cassa sarà lo scarico di fondo della cassa medesima che si realizzerà mediante la posa in opera di uno scatolare prefabbricato della sezione di 100 x 100 cm con ventola antiriflusso allo sbocco.

La sponda destra del vecchio alveo dove sarà eseguita la soglia sfiorante, sarà rialzata prima e dopo la cassa fino alla quota della sommità arginale (13 m s.l.m.).

L’intervento sarà completato dall’installazione di un’ulteriore ventola in corrispondenza dello sbocco in Ozzori del fosso Colatore.

Per realizzare l’intervento sopra descritto, sarà necessario provvedere all’acquisizione dei terreni, su cui verrà eseguito uno scavo per realizzare una cassa, per cui l’assetto attuale dei terreni sarà completamente alterato e tale da non poter più essere utilizzato in alcun modo dai proprietari; viceversa, nei tratti dove si prevede di rialzare le sponde del vecchio colatore, si prevede una semplice occupazione temporanea che ci consenta di eseguire tale rialzamento, dopodiché il terreno sarà restituito al proprietario che potrà continuare ad utilizzarlo in modo identico alla situazione precedente.

1.2 CARATTERISTICHE DEL BACINO DI GUAMO

Il sistema idrografico è costituito da due sottobacini (fig.1.1). Tali bacini hanno una scarsa pendenza. A sinistra abbiamo il bacino della Fossa Nuova che ha una estensione di 1.12 km2 _{e a destra il bacino del rio Colatore che ha una estensione di}

11.6 12.5 12.1 12.2 12.1 11.9 11.7 12.1 12.4 11.7 11.9 12.0 12.6 12.8 12.5 12.3 12.1 11.9 11.0 12.3 11.4 11.5 11.4 12.8 11.5 11.7 11.7 12.8 12.2 12.8 12.8 12.4 12.9 12.9 12.5 11.8 11.8 12.6 11.9 12.6 12.7 12.5 12.8 12.6 12.9 12.2 12.5 12.9 13.1 13.1 12.9 13.0 13.0 13.3 13.5 12.4 12.4 12.5 12.6 12.7 12.4 12.6 13.5 13.6 13.5 12.8 13.1 13.4 13.7 13.9 13.8 13.6 12.7 13.0 12.8 13.6 13.2 13.6 12.1 12.4 12.5 12.9 12.6 12.3 12.3 13.0 12.5 12.5 12.2 13.0 12.6 12.7 12.8 13.8 13.9 12.9 14.2 13.7 13.4 12.4 12.5 13.9 13.9 13.1 14.0 14.6 15.1 14.3 13.8 13.7 14.1 14.0 13.7 15.1 17.1 18.4 17.8 16.0 15.6 14.7 15.4 15.0 15.3 16.8 17.1 13.9 15.2 16.1 13.4 13.7 14.8 13.7 14.4 14.1 14.6 14.1 13.7 14.4 13.8 14.7 13.9 15.1 15.4 15.9 17.9 16.7 14.7 15.6 14.7 15.0 18.0 16.5 15.4 16.5 17.3 16.7 16.3 16.5 16.5 16.8 14.6 17.3 19.0 18.6 17.0 17.3 18.7 19.1 20.5 13.8 14.8 13.8 12.8 12.4 12.6 12.3 11.6 11.5 11.4 11.6 11.7 11.9 12.0 12.0 12.2 12.0 12.1 12.1 12.2 11.8 11.7 11.7 11.9 12.4 12.0 12.4 12.7 12.7 12.8 11.9 12.0 12.0 11.9 11.8 12.3 12.8 11.9 11.9 11.8 12.9 12.7 12.5 12.9 12.6 12.6 12.2 12.0 12.0 11.8 12.0 12.0 12.0 11.9 11.9 11.6 11.7 11.8 12.1 12.8 12.5 12.5 12.7 13.2 13.2 12.3 12.2 11.9 12.0 11.9 12.0 12.3 12.9 11.9 12.0 11.9 12.5 12.4 12.7 12.6 12.5 12.5 12.6 12.5 12.8 12.7 12.7 12.9 12.7 12.8 12.7 12.7 12.9 12.1 12.8 12.3 12.0 12.0 12.3 12.6 12.8 13.0 13.2 13.0 13.5 13.3 12.5 13.1 13.0 13.7 13.4 14.0 13.9 13.0 13.1 12.8 13.1 13.8 13.8 12.8 12.9 12.6 18.2 18.7 17.6 18.3 19.9 18.2 16.5 17.3 15.8 14.8 14.8 15.6 15.3 14.8 14.6 14.8 14.2 14.4 14.5 13.4 13.013.2 14.8 14.9 17.4 18.3 19.6 20.2 19.3 17.4 15.7 11.1 10.9 12.4 15.7 12.1 12.0 11.8 12.0 12.7 15.1 11.7 12.8 13.6 13.2 13.4 13.6 14.2 13.6 14.0 14.5 13.1 13.8 12.5 12.7 12.6 13.5 13.6 12.4 13.0 13.1 13.6 13.0 13.1 13.1 12.4 15.1 14.5 13.5 13.1 13.2 13.0 13.6 15.4 12.8 12.9 14.1 15.0 13.4 12.9 14.8 14.6 15.2 14.3 12.7 13.0 12.6 12.5 12.2 12.2 12.6 13.7 14.8 16.2 14.0 13.5 15.1 13.0 13.7 17.2 18.1 15.2 13.8 15.2 15.9 16.4 17.1 15.4 13.7 16.0 16.3 13.7 13.9 14.8 14.4 14.0 13.6 14.4 14.6 15.6 16.6 16.9 17.4 17.2 16.5 16.3 17.8 18.7 17.8 18.3 17.3 16.7 15.9 15.6 16.2 18.7 19.3 22.8 19.5 19.0 18.5 18.2 19.5 19.7 19.9 20.5 21.1 21.6 20.5 18.9 20.3 20.8 20.0 20.4 25.0 24.0 23.9 24.1 22.5 22.2 23.1 25.7 20.7 19.6 19.0 19.7 20.8 21.8 22.2 21.4 21.1 19.9 20.7 22.1 23.1 23.1 21.3 14.2 18.3 19.4 14.8 21.3 21.2 21.3 21.8 22.0 22.9 23.9 21.9 23.7 21.9 26.3 12.7 11.8 14.5 14.8 16.0 14.0 16.3 18.0 17.1 11.6 14.5 25.4 19.0 13.2 13.1 13.1 13.4 12.7 13.3 13.1 13.8 12.9 13.0 13.5 12.8 12.7 12.8 12.7 13.1 13.2 13.6 14.0 13.8 13.7 13.3 13.0 12.5 12.2 14.0 13.8 13.6 13.7 14.1 14.5 13.7 13.5 13.2 12.9 12.0 11.5 11.3 10.9 11.9 11.9 12.1 12.3 13.5 14.0 13.5 12.4 12.5 12.6 12.8 13.3 13.8 13.2 13.5 13.1 14.1 13.3 13.4 13.7 13.3 13.4 13.2 13.9 14.4 13.1 14.0 13.9 14.3 14.0 14.4 16.0 16.0 16.0 16.1 17.7 17.6 17.8 17.7 17.5 16.7 15.6 16.0 16.0 13.8 14.0 14.6 13.6 13.8 14.6 19.0 17.8 19.3 18.6 17.8 16.2 19.3 18.3 17.9 17.9 17.8 18.8 19.7 19.3 19.119.4 18.8 19.9 21.3 21.4 21.3 21.3 21.6 21.1 21.4 20.5 20.9 21.8 20.2 19.8 21.1 22.0 23.0 23.7 23.2 26.0 20.4 22.0 23.7 12.7 12.6 13.0 13.3 12.9 11.4 13.0 13.0 11.4 11.7 11.7 11.9 12.0 12.7 12.0 12.6 12.7 16.8 12.3 12.3 12.5 12.6 12.6 11.3 11.3 11.2 12.5 12.5 11.8 11.8 12.3 12.5 12.0 12.6 12.0 12.7 12.4 11.8 12.3 12.4 12.6 12.0 12.4 12.2 12.3 13.0 12.2 13.0 12.9 12.4 12.7 19.9 19.5 17.9 17.9 16.5 18.2 13.7 14.4 18.1 12.7 13.3 13.5 18.3 14.7 15.0 15.0 13.6 14.5 14.7 14.7 14.4 14.4 15.0 14.8 14.8 13.5 18.0 18.2 13.3 13.3 15.3 14.9 14.9 14.8 14.5 14.5 14.5 13.5 13.5 18.4 14.1 17.9 15.2 14.8 15.4 15.8 15.9 14.5 16.6 15.6 15.314.9 16.0 14.1 14.3 12.2 13.4 13.4 14.3 15.4 16.5 17.0 12.5 12.5 12.3 2 LE PIASTRE VIA DELLE PIASTRE VIA DI STRADA V IA DI

S.C. DI SAN PIERETTO ALLE

MOLINA VIA DI SOTTOMONTE S TRADA COM UNALE D I VORN O STRADA COMU NALE DI VORNO V IA DI COSELLI STRADA COMU NALE COSELLI STRADA COMUNALE DEGLI STIPETI VIA DI CAMPITELLO STRADA COMUNALE DI TREBBIO STRADA VICINALE DELMOLINO S.P. DI SOTTOMONTE (N.26) S.P. DI VIA PER VOR NO COS ELLI COMUNALE S TRADA COSELLI DI VICINALE STRADA MURA ALLE P IERETTO SAN DI S .C. COMUNALE STR ADA VORNO DI COMU NALE STRADA MURA DELLE VIA COSELLI DI VIA GASPERINI DI COMUNALE STRADA PALA ZZACC IO DEL VIC IN ALE STR ADA PIERETTO SAN DI VIA NUOVA VIA CANTIGNANO DI BADIA COSELLI DI VIA 20.0 17.2 17.2 18.0 15.2 22.3 15.2 17.9 38.7 35.8 37.3 37.8 38.2 39.7 39.1 37.7 35.3 73.1 38.7 37.0 38.9 37.3 37.7 36.3 37.1 82.9 87.3 109.7 106.4 33.2 34.1 34.1 33.4 33.0 33.8 33.4 33.7 34.5 34.7 33.0 33.0 31.1 30.6 57.7 38.6 38.1 32.2 29.5 28.5 30.8 29.7 28.1 28.8 26.9 26.9 27.9 40.6 34.4 31.2 28.5 32.7 28.1 27.2 27.2 25.7 27.1 27.1 25.8 25.1 25.3 24.9 25.8 23.7 22.5 23.2 22.8 33.0 29.9 27.3 26.6 25.2 25.4 32.7 33.5 33.3 39.9 39.7 40.7 40.2 36.3 38.1 37.8 37.8 38.4 48.7 73.5 64.0 49.6 38.1 36.7 36.0 36.7 36.9 37.3 35.3 35.1 34.9 35.0 31.0 34.2 42.6 50.7 42.5 34.4 32.0 33.7 34.2 33.9 33.9 34.2 32.6 33.1 32.8 32.6 32.0 31.4 27.8 30.1 29.9 33.1 28.9 28.6 29.1 30.2 30.6 30.7 31.6 32.0 30.2 30.3 30.1 29.2 28.7 28.2 27.8 26.3 26.2 26.8 27.5 28.3 28.6 28.6 29.0 27.6 27.8 27.0 26.4 25.4 25.1 25.1 23.8 23.4 24.3 24.6 24.7 25.1 25.9 26.0 27.1 29.0 99.3 93.8 86.2 43.2 87.1 27.4 28.7 27.8 27.7 26.4 29.3 31.5 27.6 26.5 53.7 51.2 34.6 67.2 34.1 30.5 31.2 55.9 31.2 31.3 23.9 24.7 23.4 24.1 24.6 22.6 19.9 21.9 22.7 27.8 28.4 37.6 41.4 53.1 27.3 23.8 24.5 39.2 28.8 60.3 59.4 46.7 24.8 24.0 20.7 18.5 18.9 21.0 19.8 19.8 23.8 24.0 22.6 20.6 20.7 19.7 17.8 18.6 17.9 15.7 17.3 16.1 17.9 17.1 17.2 16.9 23.2 20.9 19.6 19.0 19.3 19.3 22.6 34.1 24.4 43.7 47.7 56.7 65.0 55.7 51.1 29.3 31.9 34.0 29.9 28.6 26.9 25.0 25.4 26.2 28.7 29.1 27.0 26.0 32.1 32.8 43.4 48.4 51.9 74.9 71.1 64.9 97.5 96.7 82.1 45.7 63.6 76.2 73.5 61.5 55.4 54.2 57.3 60.6 37.1 37.7 39.8 27.3 27.2 26.6 25.0 24.3 24.3 24.1 23.5 24.0 23.4 37.8 24.7 22.5 22.1 22.3 22.3 23.0 25.2 27.8 26.3 22.1 20.8 22.0 20.7 19.1 18.9 19.7 21.3 22.5 24.0 24.0 49.7 58.7 45.2 26.1 28.1 46.0 51.9 26.4 31.7 36.7 49.4 60.0 48.3 21.2 24.5 24.6 23.6 20.0 18.5 22.7 19.6 19.1 19.0 16.2 18.0 20.0 15.8 17.8 17.1 15.8 16.0 18.3 20.4 20.7 19.0 20.2 22.7 23.1 22.1 22.3 20.1 16.3 18.8 16.8 18.7 17.7 17.3 17.8 19.0 20.4 20.2 21.4 19.7 18.3 19.1 20.4 20.9 21.9 27.0 24.0 24.3 23.2 21.9 20.4 21.5 26.5 23.8 21.7 21.8 21.4 20.3 19.3 19.3 19.8 19.4 20.2 17.9 18.1 18.5 15.3 18.8 17.9 18.8 16.7 17.5 17.2 17.2 21.2 27.4 32.3 46.9 36.8 28.6 20.5 21.6 20.2 20.5 21.6 20.3 20.2 20.1 18.4 19.4 19.3 19.2 19.6 18.1 19.5 15.6 18.8 22.6 16.7 17.2 19.0 19.7 24.6 23.3 22.5 21.7 24.0 23.7 22.2 21.8 25.9 24.8 (N .26) SOTTO MONTE DI S.P. I TRAV. VORNO PER VIA SANTESCHI DEI V IALE II TRAV. VORNO PER VIA VO RNO PER VIA 12.3 13.3 II 3 2 11.6 11.9 11.5 11.7 11.3 11.6 11.7 11.7 11.7 12.2 11.5 11.7 11.7 11.7 11.6 11.5 11.8 12.0 12.2 11.5 12.1 12.1 11.5 11.5 11.6 11.6 11.5 11.7 11.4 11.4 11.2 11.3 11.4 11.4 12.1 11.8 11.9 12.4 12.7 13.1 12.6 12.6 12.6 12.2 12.2 12.3 12.0 11.9 11.9 11.9 11.8 12.2 12.1 12.0 11.9 11.7 11.6 11.5 11.7 12.0 11.9 12.0 12.5 13.1 12.2 12.9 12.1 12.2 12.2 12.6 12.1 12.5 11.7 11.9 11.8 12.6 12.5 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 12.1 12.0 13.4 13.5 13.3 12.6 13.4 13.3 12.9 12.0 13.4 13.4 13.1 13.2 13.0 11.9 11.9 12.0 13.5 12.5 12.2 13.3 12.4 12.9 12.7 13.5 13.4 12.9 13.0 12.8 13.2 13.0 13.0 13.0 13.2 13.0 12.7 12.4 12.5 13.6 12.5 12.4 12.5 13.0 13.0 11.9 12.0 12.1 12.7 11.9 12.1 10.2 10.2 10.2 10.2 10.2 10.2 12.6 12.1 12.4 12.0 12.6 12.1 12.4 12.4 12.2 12.2 12.3 12.1 12.3 13.4 11.9 11.9 11.9 11.8 11.7 12.0 12.2 12.6 11.7 10.2 10.2 12.5 13.1 12.9 12.6 12.4 12.6 12.6 13.1 13.1 13.3 13.1 12.2 12.2 11.9 12.9 12.0 12.6 12.3 13.4 12.3 12.3 13.4 13.4 12.5 12.1 13.3 14.0 12.2 12.6 11.8 12.1 12.0 12.1 11.9 11.9 12.2 12.1 11.8 11.7 12.2 12.3 12.0 11.9 11.9 11.9 12.1 12.2 11.8 12.3 12.3 12.3 12.4 12.3 12.5 12.4 13.0 10.2 10.2 10.2 13.2 13.1 13.2 13.4 13.2 13.1 13.1 13.3 14.1 13.2 13.1 13.9 13.1 13.0 Bacino Colatore 2

Bacino Fossa Nuova di Guamo

R523 R521 C363 R384 Cassa di espansione

Andiamo adesso a valutare le caratteristiche geologiche, di permeabilità e di pertinenza fluviale del territorio interessato dallo studio.

1.3.1 Caratteristiche geologiche

Distinguendo i due bacini: quello di Guamo, sede dello studio, e quello del fosso Ozzori che interessa il precedente per quanto riguarda il tempo di chiusura delle ventole.

• Bacino di Guamo

Il bacino complessivo è compreso tra le quote di 31.8 e 10.2 m s.l.m. ; a sud il bacino è delimitato dal rio Vorno, a ovest dagli argini della cassa di espansione del Bottaccio mentre a est dalla strada di San Pieretto, infine a nord il confine è dato dall’argine dell’Ozzori. Le pendenze medie di bacino sono variabili tra 0.65-0.80%. Dal punto di vista geologico si nota che il bacino è caratterizzato esclusivamente da terreni alluvionali e olocene.

• Bacino dell’Ozzori

Il bacino è compreso tra le quote 40.0m e 11.0m s.l.m. ; a nord-ovest è delimitato dal fiume Serchio, a est dal comune di Capannori e a sud dal comune di San Giuliano Terme. Le pendenze medie comprese tra il 12% per il sottobacino del fosso Confine e lo 0.25% del sottobacino Piscilla. Dal punto di vista geologico il bacino a nord è caratterizzato esclusivamente da terreni alluvionali e olocene mentre a sud troviamo: depositi di detriti a grana variabile, quarziti del Monte Serra anageniti e calcari ceroidi.

Di seguito è riportata la carta geologica dell’area dell’Ozzori con la relativa legenda.

1.3.2 Caratteristiche di permeabilità

La parte nord del bacino dell’Ozzori e il bacino di Guamo sono formati da terreni aventi permeabilità medio alta, a sud del bacino dell’Ozzori la permeabilità varia da zona a zona passando da terreni a bassa permeabilità fino a terreni ad alta permeabilità.

Fig. 1.3 – Carta della permeabilità

1.3.3 Pertinenze fluviali

La zona centrale del bacino dell’Ozzori e il bacino di Guamo sono aree soggette ad inondazioni ricorrenti o eccezionali.

Nel bacino le 2 aste principali sono la Fossa Nuova di Guamo (sviluppo 2.8 km)e il Colatore (sviluppo 1.2 km). Tutti gli altri fossi possono essere considerati loro affluenti.

La Fossa Nuova di Guamo e il Colatore nascono nella parte est del bacino, ma mentre il Colatore si mantiene sempre nella parte est del bacino, il rio Fossa Nuova lo attraversa e va a raccogliere quindi la maggior parte delle acque.

Sono presenti attraversamenti sulle seguenti viabilità:

• Via di Campitello

• Via di Sottopoggio

• Via di Sottomonte

La sezione delle due aste principali risulta abbastanza omogenea per tutti i tratti.

1.5 INTERVENTI RECENTI

Nel Luglio 2004 sono state apportate le seguenti modifiche sul rio Fossa Nuova: ƒ realizzazione della scogliera cementata in sinistra idrografica anziché in

destra nel tratto tra le sezioni 41 e 44;

ƒ allungamento dei tratti tombati tra le sezioni 22 e 21 e tra le sezioni 18° e 17 e allargamento incrocio stradale tra Via di Vorno e Via di Campitello per migliorare la visibilità dello stesso;

ƒ spostamento dei servizi (acquedotto e gas) lungo strada nei tratti

attraversati con gli scatolari;

Di seguito sono riportate alcune foto inerenti agli interventi realizzati sul rio Fossa Nuova:

Fig. 1.5 – Fotografia di una sistemazione sul rio Fossa Nuova di Guamo Via di Sottopoggio

Fig. 1.6 – Fotografia delle ventola realizzata sul rio Fossa Nuova in corrispondenza dello sbocco in Ozzori

Principali problematiche del sistema:

• Come già accennato nella presentazione, il bacino di Guamo è strettamente correlato agli eventi di piena che interessano non tanto i suoi corsi d’acqua ma piuttosto a quello che avviene nel canale Ozzori dove il Fossa Nuova di Guamo e il Colatore vi scaricano le proprie acque. Quando l’Ozzori è in piena raggiunge quote superiori ai 13.00m s.l.m. , impedendo il deflusso delle acque del bacino di Guamo che devono quindi permanere all’interno degli alvei dei fossi fino a quando la loro capacità lo permette, dopodiché non vi rimane altra possibilità di sormontare gli argini e allagare vaste zone sia agricole che urbane che si trovano a quote inferiori (parte del bacino si trova sotto i 13,00m s.l.m.). I due corsi d’acqua del bacino di Guamo per questo motivo sono stati dotati alla foce di due valvole che impediscono il rigurgito delle acque dell’Ozzori all’interno dei fossi stessi.

• Il canale Ozzori è un canale costruito dall’uomo in tempi passati e adibito all’irrigazione delle zone paludose del Bientina e per allontanare le acque paludose della zona sud del comune di Capannori. Il suo alveo presenta un zona di divergenza delle portate, per cui le sue acque scolano in due differenti direzioni. La zona di displuvio è situata a monte della zona industriale di Guamo e da lì le acque si dirigono in direzioni opposte: parte si immettono nel fosso Rogio che scorre verso il Bientina e poi proseguono nella provincia di Pisa, parte va ad immettersi in Serchio nella zona di Ripafratta.

• Ulteriore problema del canale Ozzori si ha al momento della sua immissione in Serchio che avviene ad una quota di 6.00m s.l.m. in località Ripafratta. Il Serchio, in tempi di piena, in quella zona raggiunge livelli superiori ai 6.00m s.l.m. anche per tempi di ritorno moderatamente bassi, quali 30 anni. Fin dal 1880, a Ripafratta esiste un sistema di porte vinciane atte impedire il rigurgito in Ozzori delle acque nei periodi di piena (fig. 1.2). Queste porte in passato venivano chiuse meccanicamente

meccanici.

Fig. 1.7 – Fotografia delle porte vinciane sull’Ozzori a Ripafratta

Durante l’alluvione del Novembre del 2000, le autorità comunali decisero di chiudere le porte vinciane, ma questo fatto provocò la rottura, poco a monte della costruzione, degli argini con il conseguente allagamento di vaste zone. E’ Anche per questo motivo che negli ultimi anni le autorità competenti stanno cercando di

realizzare una serie di opere idrauliche, per lo più casse di espansione, lungo gli affluenti dell’Ozzori con l’intento di limitarne le portate in ingresso nei periodi di piena.

1.7 STUDI IDRAULICI PREESISTENTI

Nell’Aprile del 2004 il comune di Capannori ha eseguito la sistemazione idraulica del rio Fossa Nuova di Guamo articolando il lo studio nel seguente modo:

• Definizione delle Curve di possibilità pluviometrica. • Delimitazione dei sottobacini afferenti a ciascun collettore. • Analisi delle caratteristiche morfometriche dei sottobacini.

• Definizione degli ietogrammi di pioggia da utilizzare per le simulazioni. • Calcolo degli idrogrammi di piena trentennali per varie durate di pioggia. Lo studio effettuato ha permesso di mettere in sicurezza il corso d’acqua della frazione di Guamo per tempi di ritorno di 200 anni.

CAPITOLO 2 – L’ALLUVIONE NEL NOVEMBRE DEL

2000

Nel novembre del 2000 si è verificato nella zona in esame un eccezionale evento alluvionale caratterizzato da grandezze idrologiche cospicue. L’eccezionalità delle piogge, unita alle condizioni del bacino, sicuramente inadeguato per sopportare un fenomeno di tale portata, hanno causato il verificarsi di danni di vario genere e gravità.

2.1 LE CONDIZIONI DEL BACINO

All’eccezionalità dell’evento meteorico si è sommata una non ottimale condizione del bacino, desumibile dai seguenti punti:

• • Mancanza di risorse per la gestione del territorio • • Zone di non rispetto ambientale

• • Mancanza di una programmazione territoriale uniforme

Uno dei fattori più importanti che ha contribuito a peggiorare le condizioni idrogeologiche dell’area in esame è sicuramente l’incremento dell’urbanizzazione della zona, che ha raggiunto livelli consistenti soprattutto nelle zone più pianeggianti. Questo progressivo inurbamento ha avuto come conseguenze: l’aumento delle superfici impermeabili (limitando dunque le capacità di infiltrazione del bacino) e, in certi casi, la deviazione e il restringimento dei corsi d’acqua.

Questo fatto è sicuramente notevole se andiamo a seguire l’evoluzione delle sezioni del fosso principale . In particolare consideriamo il rio Fossa Nuova; nella sua parte terminale, dove le pendenze sono piccole ha sezioni definite per poi avere restringimenti in corrispondenza dei sottopassi.

Fig. 2.1 – Il rio Fossa Nuova nella sua parte bassa

Fig. 2.2 – Un attraversamento del rio Fossa Nuova nella suo parte bassa: si noti la riduzione di sezione rispetto alla foto precedente

Fig. 2.3 – Un attraversamento del rio Colatore nella sua parte bassa: si noti la riduzione di sezione nel punto dell’attraversamento

2.2 DANNI

Il bacino idrogeologico non è stato in grado di sopportare le ingenti sollecitazioni cui è stato sottoposto: la risposta del sistema, evidentemente nelle condizioni in cui si trovava al momento dell’evento, ha evidenziato quanto segue:

• Esondazioni diffuse nella parte bassa del sistema, particolarmente concentrate in corrispondenza delle confluenze e delle Strade Provinciali e/o comunali principali (e dei corrispondenti attraversamenti).

• Altre zone oggetto di esondazione sono state localizzate in sinistra del rio Fossa Nuova nella frazione di Pontetetto nel comune di Lucca, con ingenti danni alle abitazioni. Queste esondazioni sono dovute alle problematiche di rigurgito che hanno determinato il mancato smaltimento delle acque basse. Il difficile smaltimento di queste è dovuto al problema del fosso Ozzori che ha rigurgitato le sue acque nelle zone suddette.

9 Dissesti alla rete idraulica.

9 Danni alle strutture e agli impianti, dalla rete elettrica alla rete fognaria.

9 Disservizi, fra i quali si ricorda l’interruzione delle vie di comunicazione per parecchie ore.

9 Danni alle numerose industrie della zona, con relative interruzioni delle attività produttive e quindi perdita di capitali da parte di queste ultime.

Di seguito viene riportato un articolo di giornale relativo all’alluvione del 2000 che evidenzia i problemi suddetti:

CAPITOLO 3 - ANALISI IDROLOGICA

Lo studio idrologico è svolto al fine di determinare, nel bacino in esame, le portate e i livelli liquidi nelle sezioni di immissione dei corsi d’acqua con valori del tempo di ritorno di 30 anni e solo per il Colatore di 200 anni. Il calcolo suddetto si rende necessario per la determinazione dei tempi di chiusura delle ventole sugli affluenti studiati in questa sede e quindi per la progettazione delle opere di invaso delle portate in eccesso e per la sistemazione idraulica del fosso Colatore e relative opere di sistemazione.

I fenomeni che danno origine ai deflussi attraverso i canali sono le precipitazioni meteoriche; per la modellazione delle piogge è stata effettuato uno studio basato su metodi statistici riguardanti distribuzioni del valore estremo (in particolare sono stati utilizzati il metodo di Gumbel e di Fuller-Coutagne).A seguito degli eventi meteorici le acque pluviali vengono raccolte nei vari bacini e convogliate nei corsi d’acqua; la modalità con cui avviene questo trasferimento, dipendono dalle caratteristiche geografiche, morfologiche e geologiche del bacini stessi, che, nel presente studio, sono stati schematizzati mediante il modello del Soil Conservation Service (SCS), basato sul metodo CN (Curve Number). In base a questa relazione è stata definita una legge di trasformazione “afflussi-deflussi”.

Andando più in dettaglio la procedura di calcolo consiste nelle fasi seguenti: • analisi statistica dei dati di pioggia e verifica dell’adattamento delle suddette distribuzioni ai dati a disposizione;

• determinazione delle curve di possibilità pluviometrica caratterizzate dal tempo di ritorno duecentennale così come richiesto dall’autorità comunale;

• analisi dei bacini afferenti ai principali corsi d’acqua attraverso la parametrizzazione delle caratteristiche morfometriche, litologiche (permeabilità dei terreni) e di uso del suolo;

• costruzione di un modello idrologico su codice di calcolo HEC-HMS

2.2.2 del bacino complessivo per la determinazione delle portate di progetto. La determinazione del parametro CN è stata ottenuta calcolando un CN

litologiche e di uso del suolo omogenee;

• analisi degli effetti di eventi meteorici di durata variabile per i bacini in esame (con tempi di ritorno pari a 30 anni), con ricerca dei fenomeni pluviometrici critici per sezioni significative poste alla chiusura dei bacini parziali e in zone di interesse per l’individuazione degli interventi di messa in sicurezza; in questa fase vengono definiti i valori delle portate di progetto.

3.1 PRECIPITAZIONI CON ASSEGNATI PERIODI DI RITORNO

I fenomeni meteorici qui considerati hanno la caratteristica di una determinata intensità media, che rimane costante durante l’evento considerato; in particolare lo ietogramma «lordo» considerato è rettangolare con base tp, dove tp rappresenta la

durata della precipitazione. L’entità della precipitazione, cioè l’altezza d’acqua precipitata durante l’intero evento, ragguagliata sulla superficie S del bacino, viene ricavata da equazioni del tipo:

n t a

h=ψ ⋅ ⋅ (3.1) dove:

• y è il coefficiente di ragguaglio all’area e alla durata della precipitazione, da valutare per il bacino in base all’estensione della sua superficie, ottenuto come rapporto tra l’ altezza di pioggia ragguagliata e quella puntuale;

• h è l’altezza totale della precipitazione espressa in mm;

• a e n sono coefficienti determinati mediante analisi statistiche; • t è la durata del fenomeno meteorico, espressa in ore.

Ogni curva di possibilità pluviometrica è relativa ad un determinato periodo di ritorno.

3.2 RACCOLTA DEI DATI ED ELABORAZIONI STATISTICHE

I dati di pioggia elaborati sono quelli forniti dal pluviografo registratore della stazione pluviometrica di Lucca, la più significativa in esame. Il periodo di osservazioni dei valori estremi di pioggia pubblicati sugli annali idrologici, disponibili presso l’ufficio idrografico e mareografico di Pisa, parte dal 1933 e termina nel 1997, per un totale di 65 anni. Si è proceduto nel seguente modo: dai tabulati delle piogge giornaliere, per ogni anno è stato definito un numero limitato di eventi meteorici significativi; fatta questa selezione, sono stati esaminati i pluviogrammi relativi a tali fenomeni, suddividendoli in intervalli temporali di 30’. In questo modo si sono potuti stabilire i massimi annuali di pioggia relativi alle durate di 30’, 1 ora, 3 ore, 6 ore, 12 ore e 24 ore. Di seguito riportiamo un esempio di lettura di un pluviogramma relativo ad uno scroscio.

Fig. 3.1 - Esempio di pluviogramma leggibile

Nella tabella 1.4.1 sono riportati i campioni analizzati delle massime altezze di precipitazione di durata 5’, 10’, 15’, 20’, 30’, 1, 3, 6, 12 e 24 ore. I campioni delle piogge con durate inferiore ad un’ora non sono molto numerosi (al massimo 28 dati per le piogge di 30’), ma nonostante ciò sono stati elaborati, in modo da avere almeno dei riferimenti indicativi: è inoltre da tenere presente che il tempo critico per i corsi d’acqua in esame è superiore all’ora e per queste durate l’analisi risulta più attendibile essendo i campioni più numerosi.

Anno 5’ 10’ 15’ 20’ 30’ 1h 3h 6h 12h 24h 1933 - - - - 20.4 24.6 27.4 48.8 61.6 71 1934 - - - - 23.4 31 43.4 43.8 45.8 57 1935 - - - - 50 65 82.8 84 118.4 154.4 1936 - - - - 19.8 24 27.8 37.4 70 101.4 1937 - - - - 45 85 150 193.6 260 273.2 1938 - - - - 17.6 22.4 43 47 62.2 82.2 1939 - - - 17 - 23 34.6 47.6 50.6 71 1940 - - - - 25.4 38.8 52 59 67 77.8 1941 - - - - 18.6 22.6 29.2 38.2 55.6 66 1942 - - - - - 29.2 35.6 41 42 52 1943 - - - - - 33.6 42.6 66.4 68.2 68.2 1944 - - - - - 90.8 101.2 101.1 101.2 101.2 1945 - - - - - 14.4 19.8 25 32.4 32.8 1946 - - - - - 62 70.6 85 107.4 114 1947 - - - - - 65.2 79.6 81.6 81.6 81.6 1948 - - - - - 20.6 31.8 39.4 50.2 51.6 1949 - - - - - 41 43.2 46.4 50.6 64.8 1950 - - - - - 32.6 37.2 61 77.6 78.6 1951 - - - - 19 27 55.2 73.8 112.2 118 1952 - - 26 - 40 82 83 94.8 96.2 107.4 1953 - - - - 30 38.4 53.2 77 101.8 119.6 1954 - - - - 23.6 35 61 67.8 74.4 74.4 1955 - - - 25 - 29.2 30.4 42 59 106 1956 - - - - 18 24 45 60 68 77.6 1957 - - - - 32.2 33.8 44 47.2 54.4 63.6 1958 - - - - 40 50 61.8 62.2 62.2 64.8 1959 - - - 12.8 - 24 38.6 53.6 68.6 90.4 1960 - - 11 - - 17 38 61 72.4 76.4 1961 - - - - 22.8 24.2 40 49.8 60.8 101.4 1962 - 19 - - - 19.6 24.4 34 44.4 48 1963 - - - 20 - 37.8 45.4 51 61.6 69.8 1964 - 20 - - - 30 55.4 67.4 78.8 104 1965 - 16 - - - 25 31.2 44.8 61 81 1966 - 15 - - - 24 56 92.8 122.8 125.8 1967 - 12 - - - 32 44.8 72.6 94 94 1968 - 21.6 - - - 23 27.7 38 60 89.2 1969 - - 34 - - 34 41.2 66.8 67 101.4 1970 - - - 24 - 47 63.4 65.8 67.6 67.6 1971 - - - 26 - 50 75.6 84.6 89 99.4 1972 - - 17 - - 31.6 39.6 40.6 68.8 75.2 1973 - - - 23.4 - 36.4 75.8 96.6 117.2 127 1974 - - - 28.4 - 40 56.2 57.8 58.6 58.6 1975 - - - 20.2 - 34 34.6 50.2 77.4 103.6 1976 - - 19.2 - - 38.8 67.4 70 91.6 107.8 1977 - - 14.2 - - 27.6 40 60 73.8 73.8 1978 - - 10.6 - - 20.4 40.2 55.4 55.4 65.4 1979 - - 12.8 - - 23 26.2 49.8 90.6 149.8 1980 - - 14.6 - - 17.8 27.4 41.6 47.2 94.2 1981 - 13.4 - - - 36.2 59.2 67.8 67.8 88.2

1982 - 14.6 - - - 33 38 50 73.2 79 1983 - 18.6 - - - 38.6 40.4 47 57.4 63 1984 - 12.4 - - - 22.8 32.2 38.8 43 54.2 1985 - 15 - - - 22 33 36 52.8 69 1986 - 10.4 11.6 13.6 19.8 30.8 45 49.2 52.8 66.6 1987 12.4 18 24.4 31.6 36.4 64.4 99.8 115.4 123.6 160.8 1988 - 12.6 - 16.4 20.4 33.8 48.4 60.4 69.6 92.4 1989 5.6 9.9 13.1 15.7 21 34.5 62.6 80.6 82 82 1990 - 12 - 14.6 17.4 33 65.6 92.4 125.4 138.4 1991 - 12 - 17.2 22.4 34.6 68.4 75 78 78 1992 - 12.5 - 16.7 22.4 40.5 97.9 158.5 201.6 204.4 1993 - 8.2 - 15 19.4 26.8 32 33.6 48.6 65.2 1994 - 11.8 - 22.2 25.6 34.4 60 74.4 102 119.8 1995 - 11.8 - 15.4 19.8 37 49.8 70 72.6 78.6 1996 - 9.4 - 11.4 13.4 23.4 31 37.6 48.6 70.2 1997 - 11.2 - 14.2 17.4 27 54 71.6 71.6 71.6

Tab. 3.1 – Dati di pioggia costituenti il campione analizzato

3.3 ELABORAZIONI STATISTICHE

Per l’individuazione dei punti statistici si è fatto riferimenti ai metodi statistici di Gumbel (o del valore estremo del 1°tipo), di Fuller-Coutagne.

3.3.1 Metodo di Gumbel

Per quanto riguarda il metodo di Gumbel il valore h(TR) dell’altezza di pioggia

complessiva corrispondente ad un fenomeno di una certa durata, avente tempo di ritorno Tr è dato dalla formula seguente:

y N t h _r = + ⋅ α 1 ) ( (3.2) dove:

• h(TR) altezza di pioggia espressa in mm, di una determinata

durata, avente periodo di ritorno pari a TR anni

• TR tempo di ritorno espresso in anni

• Y parametro funzione del tempo di ritorno dato da

⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − − = r t y ln ln 1 1 (3.3)

• N e a parametri della distribuzione statistica di Gumbel

rispettivamente pari a :

σ

σ

α

• M valore medio dell’altezza di precipitazione avente una

determinata durata relativo alle osservazione estreme

• s scarto quadratico medio dei dati relativi ad una

I parametri M e N sono ricavabili direttamente dai dati disponibili; mediante la 3.1, fissando il valore del periodo di ritorno, è possibile calcolare il valore della grandezza idrologica in esame.

3.3.2 Metodo di Fuller Coutagne

Per quanto riguarda il metodo di Fuller-Coutagne il valore h(TR) dell’altezza di

pioggia complessiva, corrispondente ad un fenomeno pluviometrico di una certa durata e avente un determinato tempo di ritorno, è ricavabile dalla seguente formula

) log 1 ( ) (t_r N ₁₀T_R h = ⋅ +β⋅ (3.6) dove:

• h(TR) altezza di pioggia espressa in mm, di una determinata

durata, avente periodo di ritorno pari a TR anni

• TR tempo di ritorno espresso in anni

• N parametro della distribuzione statistica di Gumbel

• b parametro relativo alla distribuzione di Fuller-Coutagne

dato da

N

σ

β

con s avente lo stesso significato visto in precedenza.

Anche in questo caso, dopo aver direttamente determinato dai dati i valori di M e N, fissando un certo tempo di ritorno è possibile stabilire il valore della grandezza idrologica considerata.

DISTRIBUZIONI

Una volta stimati i parametri delle varie distribuzioni è necessario verificare l’adattamento di queste ultime ai dati del campione a disposizione, per ogni tempo di pioggia. Questo controllo si può fare con test statistici oppure semplicemente con un controllo visivo su carte probabilistiche. Tale analisi è stata fatta sui “piani di Gumbel” (uno per ogni tempo di pioggia studiato), nei quali in ascissa compaiono i valori della variabile y (che è funzione del tempo di ritorno) già espressa in precedenza, mentre in ordinata abbiamo i valori delle varie altezze di pioggia. Su tali piani i campioni sono rappresentati da una serie di punti (le cui coordinate sono rispettivamente la y corrispondente al tempo di ritorno valutato con la formula di Weibul e le altezze di pioggia misurate), mentre le distribuzioni studiate sono visualizzate con delle curve.

Il procedimento seguito per riportare un campione analizzato sulla carta di Gumbel è così riassumibile: ordinate in ordine crescente le osservazioni disponibili, la durata probabile associata all’osservazione di ordine n risulta data (secondo Weibul) dalla formula:

1 + = Φ m n n (3.8)

A tale durata probabile è legato un tempo di ritorno così esprimibile:

n n Tr Φ − = 1 1 (3.9)

In tale modo, ad ogni altezza di pioggia misurata si può associare un tempo di ritorno e , mediante la (3.3) un valore della variabile y; a questo punto il campione è rappresentabile sulla carta di Gumbel.

La rappresentazione sul piano di Gumbel della curva associata ad una determinata distribuzione, è invece immediata: ad una data altezza di pioggia si associa un determinato valore della probabilità di non superamento e dunque un tempo di ritorno, diverso a seconda del tipo di legge analizzata, come si può desumere dalle (3.2) (3.6). Trovato il tempo di ritorno, mediante la (3.3) si risale alla

variabile y e dunque per punti si può disegnare la funzione relativa alla distribuzione in esame sul piano di Gumbel.

Di seguito si riportano i piani di Gumbel per le piogge di durata pari a 30 minuti, 1 ora, 3 ore, 6 ore e 12 ore. Si omettono i grafici relativi alle altre durate di pioggia analizzati in quanto molto differenti dalle durate degli eventi che mettono in crisi il reticolo idrografico in esame.

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per

piogge di 30 minuti

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per

piogge di 1 ora

Fig. 3.3 – Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per piogge di 1 ora

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per piogge di 3 ore 0 20 40 60 80 100 120 140 160 -2 -1 0 1 2 3 4 5 y h (mm) Dati misurati Gumbel Fouller-Coutagne

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per

piogge di 6 ore

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per piogge di 12 ore 0 50 100 150 200 250 300 -2 -1 0 1 2 3 4 5 y h (mm) Dati misurati Gumbel Fouller-Coutagne Fig. 3.6 – Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per piogge di 12 ore

Adattamento dei dati misurati alle leggi statistiche per

piogge di 24 ore

Dall’analisi dei piani di Gumbel si può giungere alle seguenti conclusioni:

• I punti rappresentativi del campione si concentrano nella zona con bassi valori di y (inferiori a 2) e cioè danno buone informazioni per quanto riguarda tempi di ritorno piccoli (perciò poco significativi); viceversa abbiamo pochi punti con ascissa superiore a 2 (corrispondente a un TR pari a 8 anni) e il valore più alto della y dei campioni analizzati corrisponde a un tempo di ritorno pari a 70 anni: significativo per la parte del presente studio che farà riferimento a tempi di ritorno di 30 anni, ma meno per quella che prevedrà tempi di ritorno di duecento anni per il dimensionamento idraulico. Quindi per quanto riguarda eventi con tempi di ritorno elevati (in particolare la pioggia duecentennale), i dati dei campioni a disposizione servirebbero più che altro a dare un’idea dell’andamento della distribuzione.

• La distribuzione di Fuller-Coutagne fornisce valori dell’altezza di pioggia maggiori rispetto a tutte le altre distribuzioni per y basse, cioè

per tempi di ritorno non elevati, che hanno scarsa rilevanza dal punto di vista progettuale. Viceversa, per tempi di ritorno elevati, la distribuzione di Fuller-Coutagne coincide con la distribuzione di Gumbel; entrambe sottostimano i punti rappresentativi degli “eventi eccezionali” del campione. Queste due distribuzioni sembrano approssimare in modo accettabile il campione delle piogge di durata un’ora, ma sono del tutto inadeguate per stimare piogge con elevati tempi di ritorno per le altre durate degli eventi meteorici.

3.4.1 Tabella riassuntiva

Di seguito si riportano i valori dei parametri delle diverse distribuzioni ottenute con i metodi sopra descritti e le altezze di pioggia, per i tempi di pioggia di 5’, 10’, 15’, 20’, 30’, 1 ora, 3 ore, 6 ore, 12 ore e 24 ore, in funzione del tempo di ritorno.

5’ 10’ 15’ 20’ 30’ 1h 3h 6h 12h 24h

N 6.8 N 12.2 N 14 N 16.6 N 20.9 N 27.9 N 40.4 N 51.0 N 61.3 N 74.0

a-1

3.7 a-1 2.8 a-1 5.6 a-1 4.3 a-1 7.2 a-1 12.4 a-1 17.7 a-1 21.8 a-1 27.8 a-1 29.4

Tab. 3.2 – Valori dei parametri della distribuzione di Gumbel

5’ 10’ 15’ 20’ 30’ 1h 3h 6h 12h 24h

N 6.8 N 12.2 N 13.9 N 16.6 N 20.9 N 27.9 N 40.4 N 51.0 N 61.3 N 74.0 b 1.3 b 0.5 b 0.9 b 0.6 b 0.8 b 1.0 b 1.0 b 1.0 b 1.0 b 0.9

Tab. 3.3 – Valori dei parametri della distribuzione di Fuller-Coutagne

Tr 5’ 10’ 15’ 20’ 30’ 1h 3h 6h 12h 24h 3 anni 10.2 14.7 19.0 20.5 27.4 39.0 56.4 70.7 86.4 100.6 30 anni 19.5 21.6 32.9 31.2 45.3 69.7 100.4 124.8 155.5 173.5 50 anni 21.5 23.1 35.8 33.5 49.0 76.1 109.6 136.1 169.9 188.7 100 anni 24.1 25.0 39.7 36.5 54.0 84.8 122.0 151.4 189.3 209.3 150 anni 25.6 26.2 42.0 38.3 57.0 89.8 129.2 160.2 200.6 221.2 200 anni 26.7 27.0 43.6 39.5 59.0 93.4 134.3 166.5 208.6 229.7

ritorno secondo la distribuzione di Gumbel

Tab. 3.5 – Espressione delle altezze di pioggia per vari tempi di pioggia e diversi tempi di ritorno secondo la distribuzione di Fuller-Coutagne

Le altezze di pioggia, per i due metodi, crescono molto limitatamente per durate superiori alle 3 ore e ciò conduce alla conclusione che le curve di possibilità pluviometrica presentano un pronunciato smorzamento nella loro parte terminale.

Tr 5’ 10’ 15’ 20’ 30’ 1h 3h 6h 12h 24h 3 anni 11.0 15.3 20.1 21.3 28.8 41.5 59.9 75.0 91.9 106.3 30 anni 19.6 21.7 33.0 31.3 45.4 69.7 100.4 124.8 155.5 173.5 50 anni 21.5 23.1 35.8 33.5 49.1 76.3 109.8 136.3 170.1 189.0 100 anni 24.1 25.1 39.7 36.5 54.1 84.8 122.1 151.5 189.4 209.4 150 anni 25.6 26.2 42.0 38.3 57.0 89.8 129.2 160.3 200.7 221.3 200 anni 26.7 27.0 43.6 39.5 59.1 93.4 134.3 166.6 208.7 229.8

3.5 CURVE DI POSSIBILITÀ PLUVIOMETRICA

Lo scopo ultimo dell’analisi delle piogge è quello di fornire delle curve di possibilità pluviometriche che permettano di stabilire, fissato il tempo di ritorno dell’evento, il valore dell’altezza di pioggia per una determinata durata dell’evento meteorico. L’espressione di queste curve è data dalla (3.1). Nel presente studio sono state determinate tre curve di possibilità pluviometrica, due per un tempo di ritorno pari a 30 anni, per il quale dovranno poi essere stimate le portate e dimensionata la cassa d’espansione nella frazione di Guamo e una per tempi di ritorno di duecento anni per cui verrà verificato il fosso Colatore. Le curve di possibilità pluviometrica sono state determinate in due modi diversi: per tempi di pioggia inferiori ad un’ora si è usata l’elaborazione dei vari casi critici, per tempi superiore all’ora si è usato il metodo statistico di Gumbel.

3.5.1 Tp > 1 ora

Il procedimento si divide per i due tempi di ritorno de esaminare: 2) Tempo di ritorno di 30 anni:

• Si calcola il logaritmo dei valori delle altezze di pioggia di durata da 1 a 24 ore,riportati nel precedente paragrafo alle tabelle 3.4 e 3.5, e il logaritmo delle durate;

t (ore) h (mm) log(t) log(h)

1 69.7 0.00 1.84

3 100.4 0.48 2.00

6 124.8 0.78 2.10

12 155.5 1.08 2.19 24 173.5 1.38 2.24

Tab. 3.6 – Valori delle altezze di pioggia misurati e dei tempi in scala logaritmica

• Si riportano i suddetti punti nel piano logaritmico [ log(t), log(h) ] e si traccia la retta interpolante;

Curva di possibilità pluviometrica per Tr=30 anni

equazione della retta: y = 0.294x + 1.8559

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 log( t ) log( h ) Dati misurati Curva nel piano logaritmico

Fig. 3.8 – Rappresentazione in scala logaritmica della curva di possibilità pluviometrica

• I parametri a e n della curva di possibilità pluviometrica si ricavano dall’equazione della retta interpolante (che non è altro che la curva di possibilità pluviometrica nel piano logaritmico) essendo:

a = 101.8559 _{= 71,77 (mm)}

n = 0,294

• Si ricava l’equazione della curva di possibilità pluviometrica: h = 71,77 × t 0.294 _{per tr = 30 anni}

• Di seguito si riporta la rappresentazione grafica delle curva di possibilità pluviometrica trentennale. Nel grafico viene tracciato anche l’andamento qualitativo dell’intensità di pioggia l che risulta decrescente con la durata secondo la legge:

=

×

t

a

Curva di possiboltà pluviometrica per piogge superiori

all'ora e per Tr= 30 anni

y = 71.77x0.294 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 3 6 9 12 15 18 21 24 t (ore) h (mm) Dati misurati Curva di possibilità pluviometrica Intensità di pioggia

Fig. 3.9 –Curva di possibilità pluviometrica per piogge di durate superiori all’ora e per tempi di ritorno di 30 anni

2) Tempo di ritorno di 200 anni:

• Si calcola il logaritmo dei valori delle altezze di pioggia di durata da 1 a 24 ore,riportati nel precedente paragrafo alle tabelle 3.4 e 3.5, e il logaritmo delle durate;

t (ore) h (mm) log(t) log(h)

1 93.4 0.00 1.97

3 134.3 0.48 2.13

6 166.6 0.78 2.21

12 208.7 1.08 2.32 24 229.8 1.38 2.36

Tab. 3.7 – Valori delle altezze di pioggia misurati e dei tempi in scala logaritmica

• Si riportano i suddetti punti nel piano logaritmico [ log(t), log(h) ] e si traccia la retta interpolante;

Curva di possiboltà pluviometrica per Tr=200anni

equazione della retta: y = 0.2917x + 1.9833

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 t (ore) h (mm) Dati misurati Curva nel piano logaritmico

Fig. 3.10 – Rappresentazione in scala logaritmica della curva di possibilità pluviometrica

• I parametri a e n della curva di possibilità pluviometrica si ricavano dall’equazione della retta interpolante (che non è altro che la curva di possibilità pluviometrica nel piano logaritmico) essendo:

a = 101.9833 _{= 96.23 (mm)}

n = 0,292

• Si ricava l’equazione della curva di possibilità pluviometrica: h = 96.23 × t 0.292 _{per tr = 200 anni}

• Di seguito si riporta la rappresentazione grafica delle curva di possibilità pluviometrica duecentennale. Nel grafico viene tracciato anche l’andamento qualitativo dell’intensità di pioggia l che risulta decrescente con la durata secondo la legge:

1 −

×

=

t

a

l

Curva di possiboltà pluviometrica per piogge superiori

all'ora e per Tr= 200 anni

y = 96.23x0.292 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 0 3 6 9 12 15 18 21 24 t (ore) h (mm) Dati misurati Curva di possibilità pluviometrica Intensità di pioggia

Fig. 3.11 –Curva di possibilità pluviometrica per piogge di durate superiori all’ora e per tempi di ritorno di 200 anni

3.5.2 Tp < 1 ora

Questa elaborazione è la più semplice: scelto il campo delle durate di pioggia nel quale la curva deve avere validità, si raccolgono, per ciascuno degli anni di osservazioni disponibili per la stazione pluviometrica, i valori massimi delle altezze di pioggia di ciascuna durata compresa nel campo di interesse, nel caso in esame 10’- 15’- 20’- 30’- 60’, pubblicati nell’annale idrologico.

• Ordinati quindi, per ciascuna durata, in ordine decrescente i valori delle altezze di pioggia h verificatisi nel periodo di osservazione, i massimi valori relativi alle varie durate costituiscono il I° caso critico, i valori immediatamente successivi il II° caso critico e così via.

• Per determinare le costanti a e n delle curva è opportuno linearizzare l’equazione, passando alla rappresentazione logaritmica:

× + =

una retta.

Casi critici 10’ 15’ 20’ 30’ 60’

1° 21.6 34 31.6 50 90.8

2° 20 26 28.4 45 85

3° 19 24.4 26 40 82

Tab. 3.8 – Altezze di pioggia dei primi tre casi critici

• Le costanti a e n relative a un dato caso critico possono essere determinate mediante un inviluppo o per interpolazione. Il metodo di regolarizzazione per interpolazione dei dati relativi a un certo caso critico consiste nel ricavare i parametri delle costanti log a e n della retta ( 3.11 ) col metodo dei minimi quadrati, che rende minima la somma dei quadrati degli scarti tra i valori osservati e quelli corrispondenti che si ricavano dalla ( 3.11 ). Questo metodo è preferibile rispetto al metodo mediante inviluppo, purché non lasci troppo al di sotto i punti rappresentativi delle altezze di pioggia di durata prossima a quella critica per il problema di interesse.

a = 10 Σlog h

( )

( )

( )

( )

( )

(

( )

)

(

( )

)

(

( )

)

Curve di possiboltà pluviometrica per piogge inferioreall'ora y = 87.148x0.7777 y = 80.279x0.8206 y = 74.906x0.8227 1 10 100 0.10 1.00 log(t) log(h)

dati misurati: I° caso critico

dati misurati: II° caso critico

dati misurati: III° caso critico

Fig. 3.12 –Curva di possibilità pluviometrica per piogge di durate inferiori all’ora

• Le curve ottenute non sono del tutto soddisfacenti a causa del non perfetto parallelismo, per cui si verifica che in un certo campo di durate le altezze di pioggia del caso critico inferiore sono maggiori di quelle relative al caso critico d’ordine superiore. Le intersezioni tra le curve tuttavia risultano all’esterno del campo di durate di pioggia oggetto di studio.Queste imprecisioni sono causate dai pochi dati disponibili che non hanno permesso una corretta regolarizzazione dei dati pluviometrici.

• Al fine di individuare una curva rappresentativa dei valori di altezza di pioggia per le durate inferiori all’ora, visto i difetti dei risultati pervenuti è sembrato opportuno adottare l’equazione con il coefficiente angolare più basso, vale a dire quella del I° caso critico in quanto rende la stima più cautelativa inducendo altezze di pioggia più elevate a parità di ordinata iniziale:

h = 87,148 × t 0.777

Il procedimento si divide anche qui per i due tempi di ritorno de esaminare:

Le piogge di durata inferiore all’ora hanno ordinata iniziale maggiore di quelle superiori all’ora. Data però la minore disponibilità di dati si è ritenuto opportuno adottare per entrambi l’ordinata iniziale di quelle superiori all’ora, ottenendo l’equazione:

h = 71.77 × t 0.777 _{per tr = 30 anni}

Curve di possiboltà pluviometrica per Tr= 30 anni

y = 71.77x0.294 y = 71.77x0.777 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 3 6 9 12 15 18 21 24 t (ore) h (mm) Dati misurati Curva di possibilità pluviometrica: t>1ora Curva di possibilità pluviometrica: t<1ora

Fig. 3.13 –Curva di possibilità pluviometrica per tempi di ritorno di 30 anni

Curva di Possibilità climatica per Tr=30 anni

• 0.294

77 .

71 t

h= ⋅ per t minore di 1 ore

• 0.777

77 . 71 t

2) Tempo di ritorno di 200 anni:

Le piogge di durata inferiore all’ora hanno ordinata iniziale minore di quelle superiori all’ora. Si è adottata per entrambi l’ordinata iniziale di quelle superiori all’ora, ottenendo l’equazione:

h = 96.23 × t 0.777 _{per tr = 200 anni}

Curve di possiboltà pluviometrica per Tr= 200 anni

y = 96.234x0.2917 y = 96.234x0.777 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 0 3 6 9 12 15 18 21 24 t (ore) h (mm) Dati misurati Curva di possibilità pluviometrica: t>1ora Curva di possibilità pluviometrica: t<10ra

Fig. 3.14 –Curva di possibilità pluviometrica per tempi di ritorno di 200 anni

Curva di Possibilità climatica per Tr=200 anni:

• 0.777

23 .

96 t

h= ⋅ per t minore di 1 ore

• 0.294

23 . 96 t

Le elaborazione dei dati pluviometrici cui finora si è fatto riferimento permettono di determinare le equazioni della curva di possibilità climatica , aventi prefissate probabilità di verificarsi, relative alle località di osservazione.

Per i problemi relativi alle costruzioni idrauliche occorre invece riferirsi a curve di possibilità climatica valide per superfici di una certa estensione (nel nostro caso, per il calcolo della portata di progetto, occorre riferirsi alla superficie del bacino sotteso da una data sezione). Se la superficie non è molto piccola, non risulta lecito supporre che l’altezza di pioggia a essa relativa sia uguale a quella verificatasi nel centro di scroscio, in quanto l’altezza e l’intensità media di pioggia di una certa durata diminuiscono man mano che ci si allontana da tale punto.

D’altra parte le curve di possibilità pluviometrica vengono determinate prendendo in esame le massime altezze di precipitazione di varie durate registrate nella stazione di misura in un certo periodo di osservazione e quindi, proprio perché si tratta di altezze massime, è da presumere che esse si siano verificate durante eventi con centro di scroscio nelle vicinanze della stazione stessa.

Occorre perciò ragguagliare le altezze di pioggia all’area dei bacini di interesse. Bisogna al riguardo avere presente che, a parità di area, il coefficiente di ragguaglio varia con la durata della pioggia e più precisamente diviene sempre più piccolo al diminuire di tale durata.

In conclusione, il valore del coefficiente di ragguaglio è stato determinato facendo riferimento alla tabella fornita da Columbo (1960) pubblicata sul Manuale di ingegneria civile. Per il bacino di Guamo, facendo riferimento ad un area poco superiore ai 100 ha, si sono fissati valori del coefficienti di ragguaglio pari all’incirca a 0.97 e comunque differenti a seconda della durata dell’evento preso in considerazione:

Coefficiente di riduzione delle altezze di pioggia con l’estendersi dell’area

Durata in ore 100 ha 300 ha 500 ha 1000 ha 1500 ha 2000ha 3000 ha 4000 ha 5000 ha

1/4h 0.968 0.917 0.884 0.835 0.804 0.782 0.75 0.722 0.685 1/2h 0.97 0.919 0.888 0.84 0.813 0.791 0.759 0.733 0.704 3/4h 0.972 0.925 0.89 0.844 0.818 0.798 0.767 0.74 0.714 1h 0.973 0.922 0.892 0.846 0.821 0.803 0.772 0.746 0.721 2h 0.974 0.924 0.894 0.85 0.827 0.811 0.783 0.757 0.732 3h 0.974 0.926 0.896 0.853 0.831 0.815 0.789 0.765 0.741 4h 0.974 0.928 0.898 0.857 0.835 0.821 0.796 0.773 0.75 6h 0.974 0.93 0.902 0.863 0.843 0.831 0.808 0.788 0.757 12h 0.976 0.941 0.916 0.884 0.868 0.858 0.844 0.83 0.816 24h 0.982 0.961 0.944 0.923 0.916 0.906 0.9 0.894 0.886

Nel capitolo presente vengono individuate le caratteristiche principali dei bacini per la realizzazione del modello idrologico implementato con codice di calcolo HEC-HMS.

L’analisi dei bacini ha lo scopo di giungere alla definizione dei tempi di concentrazione che saranno utilizzati per la determinazione della durata dell’evento pluviometrico critico e per la determinazione dell’idrogramma unitario per la ricostruzione dell’onda di piena.

Oltre ai tempi di concentrazione per ciascun bacino si è determinato il coefficiente CN in funzione delle caratteristiche litologiche, di permeabilità e di uso del suolo, avendo analizzato i bacini elementari sia dal punto di vista geo-morfologico che da quello di permeabilità e attitudine al deflusso delle acque meteoriche.

L’utilizzo di dati di permeabilità ed uso del suolo ha consentito di impiegare un modello di trasformazione da afflussi a deflussi che tiene effettivamente conto delle caratteristiche del territorio oggetto di studio comunemente noto come «Metodo CN»

del Soil Conservation Service;1 _{in questo modo è possibile determinare lo}

ietogramma delle piogge nette o efficienti che formano il deflusso attraverso i corsi d’acqua.Le caratteristiche geometriche e morfologiche dei bacini oggetto di studio sono espresse attraverso i seguenti parametri:

• Superficie del bacino imbrifero;

• Lunghezza asta principale del corso d’acqua in esame;

• Quota massima del bacino rilevata direttamente sulla cartografia

disponibile;

• Quota sezione di chiusura; • Pendenza media del bacino2_.

1 _{Metodo CN del SCS cfr. V.T. Chaw - D.R. Maidment - L.W. Mays, Applied Hydrology, McGraw-Hill International Edition, 1988.} 2 _{La pendenza media dei bacini è stata calcolata con diverse formule in relazione alle caratteristiche morfologiche globali del}

Per quanto riguarda la permeabilità, considerata a livello macroscopico, il territorio afferente a ciascun bacino viene suddiviso in quattro categorie (A, B, C e D) a permeabilità decrescente .

Le caratteristiche di uso del suolo sono state rilevate dalla cartografia allegata al P. A. I. dell’Autorità di Bacino del Serchio, un estratto della quale è riportato nella fig. 3.16; i coefficienti relativi ai diversi usi del terreno sono stati assegnati per similitudine con quanto previsto in tabelle sperimentali riferite a bacini degli Stati Uniti. Nella tabella 4.1 sono riportate le caratteristiche di permeabilità facenti capo alle classi descritte; nella tabella 4.2 sono invece riportati i coefficienti CN parziali che vengono assegnati alle varie porzioni di territorio in funzione della permeabilità e dell’uso del suolo; nella colonna “Classi” si leggono i numeri assegnati alle porzioni di bacino in questo studio.

Il calcolo del coefficiente CN medio caratteristico di ciascun bacino è stato condotto effettuando una media pesata dei coefficienti parziali sulle rispettive superfici. In particolare, operando per superfici finite, si è calcolato il coefficiente CN parziale di ciascun elemento a partire dalla permeabilità ed uso del suolo locali, procedendo poi al calcolo della media pesata sul complesso del sottobacino considerato.

Nel seguito riportiamo la carta dell’uso del suolo utilizzata per la determinazione del coefficiente CN per i vari bacini e le tabelle per l’assegnazione del coefficiente suddetto ai vari tipi di suolo.

Fig. 4.1 – Carta dell’uso del suolo

Caratteristiche geomorfologiche e di permeabilità

Gruppo Caratteristiche

A Scarsa potenzialità di deflusso. Comprende sabbie profonde con scarsissimo limo e argilla; anche ghiaie profonde, molto permeabili.

B Potenzialità di deflusso moderatamente bassa. Comprende la maggior parte dei suoli sabbiosi meno profondi che nel gruppo A, ma il gruppo nel suo insieme mantiene alte capacità di infiltrazione anche a saturazione.

C Potenzialità di deflusso moderatamente alta. Comprende suoli sottili e suoli contenenti considerevoli quantità di argilla e colloidi, anche se meno che nel gruppo D. Il gruppo ha scarsa capacità di infiltrazione a saturazione.

D Potenzialità di deflusso molto alta. Comprende la maggior parte delle argille con alta capacità di rigonfiamento, ma anche suoli sottili con orizzonti pressoché impermeabili in vicinanza della superficie.

USO DEL SUOLO A B C D Terreno coltivato

Senza trattamenti di conservazione 72 81 88 91

Con interventi di conservazione 62 71 78 81 Terreno da pascolo

Senza trattamenti di conservazione 68 79 86 89

Con interventi di conservazione 39 61 74 80 Praterie

Buone condizioni 30 58 71 78

Terreni boscosi o forestati

Terreno sottile, sottobosco povero, senza foglie

45 66 77 83

Sottobosco e copertura buoni 25 55 70 77 Spazi aperti, prati rasati, parchi

Buone condizioni con almeno il 75% dell’area con copertura arborea

39 61 74 80

Condizioni normali con copertura erbosa intorno al 50%

49 69 79 84

Aree commerciali (impermeabilità 85%) 89 92 94 95

Distretti industriali (impermeabilità 72%) 81 88 91 93

Aree residenziali (impermeabilità 72%)

Estensione lotti Impermeabilità media %: 1/8 Acre 65 % 77 85 90 92 ¼ Acre 38 % 61 75 83 87 1/3 Acre 30 % 57 72 81 86 ½ Acre 25 % 54 70 80 85 1 Acre 20 % 51 68 79 84

Parcheggi impermeabilizzati, tetti, piazzali ecc.

98 98 98 98

Strade

Pavimentate, con cordoli e fognature 98 98 98 98

Inghiaiate o selciate con buche 76 85 89 91

In terra battuta (non asfaltate) 72 82 87 89

Tab. 4.2 - Parametri CN relativi alla classe II di umidità (AMC II) per le quattro classi litologiche e per i vari tipi di uso del suolo

DETERMINAZIONE DEL PARAMETRO AMC (ANTECEDENT MOISTURE CONDITION)

CLASSE AMC STAGIONE DI RIPOSO STAGIONE DI CRESCITA

I <12.7 <35.5

II 12.7 – 28.0 35.5 – 53.3

III > 28.0 > 53.3

Tab. 4.3 – Condizioni di umidità iniziali individuate in base all’altezza totale di pioggia (in mm) caduta nei 5 giorni precedenti

Il CN così calcolato è quello identificato con l’indice II ed è relativo alla classe AMC media (umidità media prima dell’inizio dell’evento meteorico critico); l’altezza media di pioggia che determina il parametro AMC è stata valutata in 15.1 mm ed è la

deduce facendo riferimento alla pioggia media annua, che è pari a 1100.1mm.

Le caratteristiche geometriche, di permeabilità e di uso del suolo individuate permettono di calcolare, per ogni bacino, il tempo di concentrazione.

La formula cui si è fatto riferimento è stata la seguente: Formula del SCS

per il calcolo del tempo di concentrazione di bacini collinari;

(

)

[

]

• tc è il tempo di concentrazione in ore;

• L la lunghezza dell’asta massima espressa in km; • CN è il valore del coefficiente CN per quel bacino; • S è la pendenza media del bacino espressa in %.

Le portate di progetto relative alle sezioni di chiusura di ciascun sottobacino, vengono calcolate a partire dagli ietogrammi e dagli idrogrammi unitari ottenuti combinando i dati relativi agli eventi pluviometrici con le caratteristiche dei sottobacini.

Per la costruzione degli ietogrammi relativi alle piogge nette si è fatto riferimento alla formula seguente, dovuta al Soil Conservation Service:

P P I P I S e a a = − − + ( )2 (3.35) dove:

• Pe è la pioggia efficiente (o netta) misurata in mm;

• P è la pioggia totale misurata in mm;

• S = 25.4·(1000/CN -10) è l’assorbimento potenziale massimo, misurato in mm;

• Ia è l’assorbimento iniziale, misurato anch’esso in mm e posto uguale a

Service, basato su una serie di dati raccolti da numerosi bacini agricoli posti sul territorio degli USA. Le equazioni parametriche così ottenute vengono utilizzate per calcolare la portata di picco e la durata dell’idrogramma a partire dalla definizione del tempo di ritardo (lag time: Tlag ) del bacino idrografico considerato, pari al 60% del tempo di concentrazione del bacino.

Il bacino complessivo è stato suddiviso in quattordici sottobacini, così come indicato nelle figura 1.1. Di seguito riportiamo una tabella in cui compaiono i valori dei parametri relativi ad ogni sottobacino e ai corsi d’acqua del modello:

Sottobacini Area (Km2) Tc (min) CN Ia (mm) Tlag (min.)

Sottobacino 1_1 0.179649 42 90 5.64 25.2 Sottobacino 1_2 0.148704 25 85 8.96 15.0 Sottobacino 1_3 0.117194 22 86 8.27 13.2 Sottobacino 1_4 0.058109 16 95 2.67 9.6 Sottobacino 1_5 0.046664 41 85 8.96 24.6 Sottobacino 1_6 0.031004 13 87 7.59 7.8 Sottobacino 1_7 0.169896 9 95 2.67 5.4 Sottobacino 1_8 0.100912 11 85 8.96 6.6 Sottobacino 1_9 0.019679 40 85 4.48 24.0 Sottobacino 1_10 0.224436 65 85 8.96 39.0 Sottobacino 1_11 0.019679 35 85 8.96 21.0 Sottobacino 2_1 0.17648 36 88 6.93 21.6 Sottobacino 2_2 0.057059 9 93 3.82 5.4 Sottobacino 2_3 0.015333 40 85 4.48 24.0

Tabella 4.4 – Caratteristiche dei bacini

Corso d’acqua Geometria L (m) i Base

inferiore Scarpa Coefficente Manning 1_1,2 T 128 0.0117 1 1:01 0.033 1_2,3 T 288 0.0066 1 1:01 0.033 1_3,4 T 149 0.00738 1 1:01 0.033 1_4,5 T 370 0.00459 1 1:01 0.033 1_5,6 T 479 0.00084 1 1:01 0.033 1_7,8 C 610 0.00344 F=3 0.018 2_1,2 T 143 0.0035 1 1:01 0.033