Capitolo 3 Il Deflusso Minimo Vitale nel bacino superiore del Fiume Cornia

Capitolo 3

Il Deflusso Minimo Vitale nel bacino superiore del Fiume

Cornia

3.1. Premessa

Il presente studio, svolto nel periodo Giugno-Agosto 2005, aveva lo scopo di determinare il regime di magra, con particolare riguardo al deflusso minimo vitale, dei torrenti Massera e Milia, affluenti del Fiume Cornia nella parte superiore del suo bacino, al fine di costituire uno strumento per la gestione delle misure di tutela su tali corsi d’acqua, per preservare gli interessi collettivi e di natura ambientale.

Figura 3.1.1.- Bacino idrografico del Fiume Cornice dei suoi affluenti Milia e Massera

A tale scopo, individuati i sottobacini dei suddetti affluenti, sono state effettuate indagini relative alle caratteristiche pluviometriche e idrometriche di tali corsi d’acqua.

È stata quindi effettuata una caratterizzazione del regime idrico di tali torrenti, in particolare del regime di magra, mediante mirate campagne di rilievo morfologico e di deflusso e tramite l’analisi statistica delle serie storiche di portata.

3.2 Il bacino del fiume Cornia

Il bacino imbrifero del Fiume Cornia presenta rilievi che raggiungono quote comprese tra i 300 e i 1000 m s.l.m.m.; la morfologia è caratterizzata da versanti poco inclinati e da fondo valle assai ampi con estesi depositi alluvionali. A causa della natura litologica dei terreni poco coerenti e facilmente erodibili, i rilievi principali hanno forma rotondeggiante.

La sua valle costituisce un serbatoio naturale di acqua dolce, localizzato in un acquifero costituito da depositi alluvionali, alimentato dall’infiltrazione delle acque meteoriche, dai deflussi di subalveo del fiume e da alcuni torrenti minori.

La lunghezza dell’asta fluviale è di circa 50 km e il bacino idrografico ha una superficie di 435 kmq anche se, a causa dell’ arginatura del tratto terminale, si può ritenere che la porzione di bacino che contribuisce al deflusso è di circa 365 kmq. Il presente studio si riferisce ai due torrenti Massera e Milia, come già accennato, affluenti del Fiume Cornia nella parte superiore del suo bacino.

Il Massera nasce dal Poggio Bicciardo (m 440), si immette nel Cornia presso il Cascinale Rossi (Monteverdi Marittimo (PI)) ed ha come affluente di destra il torrente Lòdano. Il suo bacino ha un’estensione di 61.35 kmq con una quota media di 165 m.s.m.; la lunghezza dell’asta principale è di circa 13 km.

Il Torrente Milia nasce dal monte Santa Croce (m 764) e confluisce nel Cornia al Podere Sant’Andrea (Suvereto (LI)). Il suo bacino ha un’estensione di 99.79 kmq con una quota media di 301 m.s.m.; la lunghezza dell’asta è di circa 25 km.

3.3. Raccolta ed analisi dei dati pluviometrici

Le osservazioni pluviometriche disponibili sono relative alle seguenti stazioni del Sevizio Idrografico e Mareografico Nazionale, delle quali è di seguito indicata l’anagrafica:

Codice 2320 E UTM [m] f.32 651700

Nome Gorgo Leccia N UTM [m] f.32 4785970

Data inizio misure 1971 Quota [m s.l.m.] 640

Storia 1971R.84X. Bacino Cornia

Comune CASTELNUOVO DI

VAL DI CECINA Provincia PISA

Codice 2350 E UTM [m] f.32 647565

Nome Lago N UTM [m] f.32 4779350

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 204

Storia 1921P.73R.85X. Bacino Cornia

Comune MASSA MARITTIMA Provincia GROSSETO

Codice 2400 E UTM [m] f.32 656560

Nome S.Costanza N UTM [m] f.32 4774465

Data inizio misure 1971 Quota [m s.l.m.] 470

Storia 1971R.89X. Bacino Cornia

Comune MASSA MARITTIMA Provincia GROSSETO

Codice 2420 E UTM [m] f.32 631660

Nome Campiglia Marittima N UTM [m] f.32 4768510

Data inizio misure 1980 Quota [m s.l.m.] 190

Storia 1980R. Bacino Cornia

Comune CAMPIGLIA MARITTIMA Provincia LIVORNO

Codice 2390 E UTM [m] f.32 640295

Nome Molino del Balzone N UTM [m] f.32 4775000

Data inizio misure 1975 Quota [m s.l.m.] 80

Storia 1975R. Bacino Cornia

Comune MONTEVERDI MARITTIMO Provincia PISA

Codice 2430 E UTM [m] f.32 631200

Nome Venturina N UTM [m] f.32 4764710

Data inizio misure 1923 Quota [m s.l.m.] 7

Storia 1923R.31P.56X.73R. Bacino Cornia

Comune CAMPIGLIA MARITTIMA Provincia LIVORNO

Nome Suvereto N UTM [m] f.32 4770945

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 112

Storia 1921P.48R. Bacino Cornia

Comune SUVERETO Provincia Livorno

Codice 2330 E UTM [m] f.32 647205

Nome Serrazzano Paese N UTM [m] f.32 4786855

Data inizio misure 1975 Quota [m s.l.m.] 528

Storia 1975R. Bacino Cornia

Comune POMARANCE Provincia Pisa

Codice 2340 E UTM [m] f.32 646670

Nome Serrazzano Centrale N UTM [m] f.32 4785090

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 300

Storia 1921P.96X. Bacino Cornia

Comune POMARANCE Provincia Pisa

Codice 2310 E UTM [m] f.32 650910

Nome Sasso Pisano N UTM [m] f.32 4782130

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 440

Storia 1921P.96X. Bacino Cornia

Comune CASTELNUOVO DI

VAL DI CECINA Provincia Pisa

Codice 2380 E UTM [m] f.32 633890

Nome Sassetta N UTM [m] f.32 4776690

Data inizio misure 1934 Quota [m s.l.m.] 350

Storia 1934P.76R. Bacino Cornia

Comune SASSETTA Provincia Livorno

Codice 2370 E UTM [m] f.32 650870

Nome Monterotondo N UTM [m] f.32 4779410

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 515

Storia 1921P.60R.96X. Bacino Cornia

Comune MASSA MARITTIMA Provincia Grosseto

Codice 2360 E UTM [m] f.32 646590

Data inizio misure 1921 Quota [m s.l.m.] 221

Storia 1921P.72X.75R.87X. Bacino Cornia

Comune POMARANCE Provincia Pisa

Codice 2371 E UTM [m] f.32 651120

Nome Monterotondo_auto N UTM [m] f.32 4779173

Data inizio misure 1996 Quota [m s.l.m.] 567

Storia 1996A. Bacino Cornia

Comune MASSA MARITTIMA Provincia Grosseto

Codice 2376 E UTM [m] f.32 639382

Nome Monteverdi_auto N UTM [m] f.32 4781824

Data inizio misure 1991 Quota [m s.l.m.] 364

Storia 1991A. Bacino Cornia

Comune MONTEVERDI MARITTIMO Provincia Pisa

[anno]P(R). = anno inizio funzionamento come pluviometro totalizzatore (P) o registratore (R)

[anno]A. = anno inizio funzionamento come pluviometro in telemisura [anno]X. = anno di interruzione di funzionamento

L’ubicazione delle stazioni pluviometriche è indicata in figura 3.3.1.

Figura 3.3.1. - Bacino idrografico del fiume Cornia con indicazione delle stazioni di misura pluviometriche e idrometriche.

Sono state prese in considerazione le piogge dal 1975 al 2005 e di queste sono state considerate le medie mensili e annue al fine di determinare la piovosità media annua e l’andamento delle medie mensili per le varie stazioni come indicato in figura 3.2.2. e in tabella 3.2.1.

Andamento piogge medie mensili

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Mesi A lt e z z a d i p io g g ia ( m m ) Gor go Leccia Mont erot ondoAut o Ser r. Paese Mont erot ondo S.Cost anza Sasso Pisano Mont ever diAut o Sasset t a

(a)

Andamento piogge medie mensili

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Mesi A lt e z z a d i p io g g ia ( m m )

Ser r . cent r ale Lust ignano Lago Campiglia Mar . Suver et o Molino del balzone Vent ur ina

(b)

Figura 3.3.2.- Andamenti delle piogge medie mensili: stazioni ubicate oltre i 300 m s.l.m.m (a); stazioni sotto i 300 m s.l.m.m (b).

Stazione Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic. Gorgo Leccia 95.6 82.4 108.9 91.4 67.3 46.2 32.3 79.6 56.0 144.0 100.8 121.3 Monterotondo auto 47.5 48.2 56.4 131.9 60.0 57.9 26.3 35.2 82.6 129.8 170.3 101.9 Serrazzano Paese 69.3 60.1 69.5 91.8 54.3 46.5 34.5 53.0 85.0 142.4 111.8 85.4 Monterotondo 65.1 65.6 75.0 94.6 62.0 42.3 28.8 61.3 77.0 143.1 103.5 92.4 S.Costanza 67.8 90.6 100.8 83.2 63.5 40.2 28.2 60.5 55.5 140.5 103.7 114.0 Sasso Pisano 92.3 77.0 90.3 102.8 61.1 47.9 34.3 55.2 69.2 171.4 117.1 107.4 Monteverdi auto 80.6 47.5 42.2 105.5 58.7 43.2 13.6 41.7 110.4 120.2 162.6 101.3 Sassetta 79.2 72.1 66.0 99.6 57.8 44.3 22.9 57.3 69.1 147.2 116.0 92.9 Serrazzano Centrale 74.0 74.3 86.1 104.2 63.6 43.0 46.2 68.8 98.5 169.2 126.2 109.4 Lusignano 64.7 68.4 86.8 71.2 48.0 27.3 21.3 62.6 59.9 133.2 81.5 111.5 Lago 58.5 78.4 87.1 72.3 61.2 36.8 25.0 61.5 63.1 131.4 82.0 102.1 Campiglia Marittima 53.2 48.0 52.8 64.3 47.0 33.1 16.8 40.3 69.0 129.2 95.0 72.6 Suvereto 18.2 53.9 57.0 70.8 49.3 38.5 22.4 42.2 72.3 117.2 92.5 78.3

Molino del Balzone 57.3 55.1 57.6 75.0 50.6 38.5 21.8 48.8 69.5 123.3 103.2 77.2

Venturina 65.8 20.1 19.9 39.1 16.3 16.3 3.9 23.2 41.8 54.0 46.0 29.3

Tabella.3.3.1.- . Tabella delle piogge medie mensili rilevate nelle stazioni ordinate secondo valori di quota decrescenti.

Si può osservare come passando dalla stazione di Venturina (+7 m s.l.m.m.) a quella di Gorgo Leccia e di Serrazzano Paese, (+640 m s.l.m.m.e +528 m s.l.m.m.) aumentino i valori medi di precipitazione.

In particolare è stato analizzato l’andamento delle piogge mensili nei bacini del Torrente Massera e del Torrente Milia, analizzando le precipitazioni alle stazioni

situate all’interno dei rispettivi sottobacini. Si evidenzia l’uniformità delle precipitazioni e quindi del regime pluviometrico per i due sottobacini oggetto del presente studio. I minimi stagionali sono localizzati nel periodo Giugno-Luglio.

Andamento piogge medie mensili nei bacini del Massera e Milia

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00

Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.

Mesi A lt e z z a d i p io g g ia ( m m ) Massera Milia

Figura 3.3.3. - Andamenti delle piogge medie mensili nel bacino del torrente Massera e del torrente Milia.

3.4. Raccolta ed analisi dei dati idrometrici

Sono state considerate le stazioni idrometriche che hanno funzionato nel periodo 1950 – 2005.

L’ubicazione di tali stazioni è indicata in figura 3.1.1. Se ne fornisce di seguito l’ elenco:

Fiume Cornia

● Cornia a Ponte alla Ferrovia PI-RM sostituita poi dalla stazione Cornia a Ponte della Statale Aurelia (bacino di dominio: 356 kmq; altitudine max 916 m s.l.m.m; media 252 m s.l.m.m.; distanza dalla foce circa 10 km; periodo di funzionamento 1954-oggi)

● Cornia a Ponte per Montoni (bacino di dominio: 195 kmq; altitudine max 875 m s.l.m.m; media 263 m s.l.m.m.; distanza dalla confluenza con il torrente Milia 0.8 km; periodo di funzionamento 1990-2005)

● Cornia al Frassine (bacino di dominio: 97 kmq; altitudine max 875 m s.l.m.m; media 338 m s.l.m.m.; distanza dalla confluenza con il torrente Massera 4 km; periodo d funzionamento 1954-62 e 1970-1978)

Torrente Milia

● Milia a Grillandino (bacino di dominio: 77 kmq; altitudine max 916 m s.l.m.m; media 390 m s.l.m.m.; distanza dalla confluenza con il fiume Cornia 7 km; periodo di funzionamento 1970-1976, 79,81,83,88,90 )

● Milia a Calzalunga (bacino di dominio: 96 kmq; altitudine max 916 m s.l.m.m; media 305 m s.l.m.m.; distanza dalla confluenza con il fiume Cornia 1 km; periodo di funzionamento dal 1997 al 2005)

Torrente Massera

● Massera a Molino del Balzone (bacino di dominio: 58 kmq; altitudine max 555 m s.l.m.m; media 222 m s.l.m.m.; distanza dalla confluenza con il fiume Cornia 2 km; periodo di funzionamento dal 1976 al 2005)

Dall’analisi dei dati idrometrici, e attraverso la scala di deflusso delle stesse sezioni, è stato possibile costruire il grafico delle portate medie giornaliere. L’analisi dei dati idrometrici mostra un comportamento simile dei torrenti Milia e Massera, con un periodo di magra concentrato nei mesi di Luglio-Settembre con lievi scostamenti a seconda della piovosità annuale.

È possibile evidenziare inoltre uno sfasamento di circa 1 mese rispetto ai minimi pluviometrici.

Curva delle Q medie giorn aliere- St. Idr. M assera a M olino del Ba lzone

0,00 1,00 2,00

01-giu 01-lug 01 -ago 01-set 01 -ott

g g (a n no ) Q ( m c /s )

Anno Med io Anno estremo s up erio re (1984) A nno estremo inferiore(1 989)

Figura 3.4.1. - Andamento cronologico delle portate medie giornaliere < di 2 mc/s nei mesi Giugno-Ottobre per Torrente Massera

Curva delle Q medie giornaliere- St. Idr. Milia a Grillandino

0,00 1,00 2,00

01-giu 01-lug 01-ago 01-set 01-ott

gg (anno) Q ( m c /s )

Anno Medio Anno estremo superiore(1979) Anno estremo inferiore(1990)

Figura 3.4.2. - Andamento cronologico delle portate medie giornaliere < di 2 mc/s nei mesi Giugno-Ottobre per il Torrente Milia (b).

Nelle figure 3.4.1. e 3.4.2. è riportato l’andamento delle Q medie giornaliere dei torrenti Massera e Milia per l’anno medio e per gli anni estremi del periodo di magra dove per anni estremi si intendono quelli in cui si verifica il maggiore e minore numero di giorni con portata nulla.

Curva del le Q m edie g iornaliere cum ulate < 1 m c/s

0,00 0,50 1,00 1 ,0 0 31 ,0 0 61 ,0 0 91 ,0 0 1 21 ,0 0 1 51 ,0 0 1 81 ,00 211 ,00 2 41 ,00 27 1,00 30 1,00 33 1,0 0 3 61 ,0 0 gg (a nno) Q (m c /s )

Milia a C alzalunga Ma ssera a M .no de l Balzone M ilia a Grilland ino C ornia a Fra ssine C ornia a P .te per Mo ntio ni

Figura 3.4.3. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate minori di 1 mc/s delle stazioni del bacino del Cornia.

Sono state inoltre costruite le curve delle portate medie giornaliere cumulate dei torrenti Milia e Massera evidenziando un comportamento idraulico simile dei due torrenti per basse portate. Tali torrenti presentano un periodo con portate nulle di almeno 1 mese/anno e una portata inferiore a 1 mc/s per circa 11 mesi/anno (fig. 3.4.3.)

Si osserva il diverso comportamento idrometrico delle stazioni di Milia Grillandino e Milia Calzalunga. La stazione di Calzalunga è situata circa 5 km a valle rispetto alla stazione di Grillandino ma presenta dei valori di portata più bassi nonostante il maggiore bacino imbrifero. Ciò è da imputare alla litologia dei terreni attraversati che come si può notare dalla figura 3.4.4., sono caratterizzati da una permeabilità notevolmente maggiore nel tratto finale del torrente Milia alla confluenza con il torrente Cornia; questo si traduce in un periodo di secca maggiore a Calzalunga rispetto a Grillandino.

Figura 3.4.4. – Carte geologica con indicazione dell’ubicazione delle stazioni idrometriche.

Sono state infine determinate le curve di durata, riportate nei seguenti grafici, affiancate alle cumulate media e le cumulate degli anni estremi di ognuna delle stazioni idrometriche considerate in questa analisi.

(a)

(b)

Figura 3.4.5. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Massera a Molino al Balzone: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

(a)

(b)

Figura 3.4.6. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Milia a Grillandino: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

(a)

(b)

Figura 3.4.7. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Milia a Calzalunga: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

Curva delle Q medie giornaliere cumulate - St. Idr. Cornia al Frassine 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 gg (anno) Q (m c /s )

Anno estremo superiore(1960) Cumulata media Anno estremo inferiore(1972)

(a)

Curva delle Q medie giornaliere cumulate < 1 mc/s - St. Idr. Cornia al Frassine

0,00 0,50 1,00 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 gg (anno) Q (m c /s )

Anno estremo superiore(1960) Cumulata media Anno estremo inferiore(1972)

(b)

Figura 3.4.8. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Cornia a Frassine: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

Curva delle Q medie giornaliere cumulate - St. Idr. Cornia a Ponte per Montioni 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 gg (anno) Q (m c /s )

Anno estremo superiore(1996) Anno estremo inferiore(2000) Cumulata media

(a)

Curva delle Q medie giornaliere cumulate < 1 mc/s- St. Idr. Cornia a Ponte per Montioni 0,00 0,50 1,00 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 gg (anno) Q (m c /s )

Anno estremo superiore(1996) Anno estremo inferiore(2000) Cumulata media

(b)

Figura 3.4.9. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Milia a Grillandino: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

3.5. Metodologia per la determinazione del DMV

L’approccio utilizzato per la determinazione del DMV in questo caso di studio è di tipo statistico e assimila il DMV ad una portata di magra, la Q7,10, ovvero la portata

media minima giornaliera su 7 giorni con un tempo di ritorno a pari a 10 anni. Tale metodo sceglie come variabile casuale il minimo valore della media mobile fatta su 7 giorni sul periodo di magra prescelto (annuale, stagionale o mensile) detto Q7.

Gli N valori Q7 sugli N anni di osservazione (serie storica), vengono analizzati

scegliendo l’opportuna distribuzione di probabilità, stimandone i parametri e verificandone l’effettivo adattamento alla serie storica.

La distribuzione che rappresenta nel miglior modo la Q7 è la distribuzione di Gumbel

del III tipo.

Dalla legge viene estrapolata la Q7,10 che rappresenta la portata media minima

giornaliera su 7 giorni con un tempo di ritorno a pari a 10 anni.

Le serie storiche delle Q7 sono state costruite sulle sezioni del corso d’acqua dotate

di serie storiche di misure di portata giornaliera.

Successivamente è stato assegnato ai tratti omogenei del corso d’acqua un DMV specifico, che tenesse conto di tutte le informazioni raccolte su tale tratto.

Nei tratti dove non erano presenti stazioni di misura idrometrica è stato necessario effettuare una opportuna regionalizzazione dei valori DMV=Q7,10.

Per la determinazione di questo valore è stata effettuata una campagna di misurazioni in loco che ha permesso la caratterizzazione dell’alveo e del regime di magra tramite rilievi e misure di velocità.

3.6. Rilievi effettuati

I sopralluoghi sono stati effettuati durante la stagione di secca, che per l’area in studio coincide con il periodo Maggio-Settembre.

Sono state effettuate più campagne di rilievo tenendo conto dell’andamento meteorologico e della curva di esaurimento del bacino; il periodo di esaurimento risulta contenuto nei 3-5 giorni successivi alla pioggia e pertanto sono stati programmati specifici sopralluoghi per verificare l’esaurimento in magra dell’afflusso meteorico su sezioni campione.

Andamento tipo pioggia-portata

0,00 0,05 0,10

06-giu 07-giu 08-giu 09-giu 10-giu 11-giu 12-giu 13-giu

giorni Q ( m c /s ) 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 h p io g g ia ( m m )

Altezza di pioggia St. pl. M.no del Balzone Altezza di pioggia St. pl. M.di Portata

Figura 3.6.1. - Curva delle portate medie giornaliere cumulate stazione idrometrica Milia a Calzalunga: portate medie (a); portate medie minori di 1 mc/s (b).

Le date in cui sono stati eseguiti i rilievi sono: 6 giugno 2005

20 giugno 2005 13 luglio 2005 9 Agosto2005

L’andamento delle piogge cumulate è stato monitorato tramite il Sevizio Idrologico Regionale, Centro funzionale di Monitoraggio Idropluviometrico della Regione Toscana.

(c) (d)

Figura 3.6.2. - Andamento delle piogge cumulate nei giorni precedenti il sopralluogo del 20/06/05: 16/06/05 (a); 17/06/05 (b); 18/06/05 (c) e 20/06/05

(d).

(c) (d)

Figura 3.6.3.- Andamento delle piogge cumulate nei giorni precedenti il sopralluogo del 13/07/05: 5/07/05 (a); 8/07/05 (b); 11/07/05 (c) e 12/07/05 (d).

I rilievi sono stati effettuati nelle seguenti sezioni: Torrente Milia (ML)

Sezioni DVM_ML_1(A;B;C;D): localizzate a monte del ponte sul Milia della S.P. di Montoni n.19.

Sezioni DVM_ML_2(A;B): ubicate a circa 2,5 km dall’incrocio con la S.P. n.19 percorrendo la strada vicinale Suvereto - Massa Marittima

Torrente Massera (MS)

Sezioni DVM_MS_1(A;B;C): ubicate a 1000 m a monte del ponte sul Massera sulla strada che collega la S.P. del Lodano (n.20) alla S.S. della Val di Cornia (n.398).

Sezione DVM_MS_2: localizzata a 2 km a monte del ponte sul Massera sulla strada che collega la S.P. del Lodano (n.20) alla S.S. della Val di Cornia (n.398).

Sezione DVM_MS_3: localizzata a circa 600 m più a monte del bivio che conduce a Monteverdi Marittimo (S.P. del Lodano n.20) e 300 m a monte del ponte sul Massera.

Sezione DVM_MS_4: ubicata in prossimità del Podere il Mulino (S:P: n. 20) a 50 m a monte del ponte sul Massera.

Fiume Cornia (CO)

Sezioni DVM_CO_1(A,B): Podere Vivalda (S.P. San Lorenzo Banditelle n. 22) a circa 2 km dall’incrocio con la S.P. di Montoni (n 19) direzione San Lorenzo.

Sezione DVM_CO_2: località Fornaci a 300 a monte dal guado sulla S.P. dei Forni (n.22A)

Le sezioni sono indicate nella tavola A allegata.

3.7. Risultati dei rilievi effettuati

Le misure di velocità sono state effettuate con il mulinello o con il metodo del galleggiante dove la corrente era inferiore alla tolleranza dello strumento (5 cm/s). Le velocità ottenute sono state associate ai rilievi di area liquida in modo da ottenere la portata liquida defluente.

Le misure di campo effettuate nei sopralluoghi evidenziano che nel mese di Giugno è ancora presente una portata che consente la presenza di biocenosi; questo è stato constatato in loco registrando la presenza rane e piccoli pesci.

Nei successivi sopralluoghi di Luglio e Agosto si assiste ad una notevole diminuzione della portata superficiale con il totale prosciugamento delle sezioni monitorate sul fiume Milia e Massera.

L’unica eccezione a questa dinamica evolutiva è rappresentata dalla sezione DVM_MS_3 del Massera, che è risultata sempre in secca mentre a valle e a monte è stata rilevata la presenza d’acqua corrente. Si ritiene che questo fenomeno sia dovuto ad un aumento della permeabilità locale che comportata la totale infiltrazione della portata di magra che più a valle ritorna ad alimentare il corso d’acqua.

I valori misurati nella sezione DMV_ML_1 risultano in linea con le serie storiche della stazione idrometrica situata 50 m più a valle (Calzalunga) e pertanto i dati misurati si considerano significativi del periodo; analogo discorso per le sezioni sul torrente Massera. L’evoluzione temporale delle portate si riporta nella figura 16.

I rilievi sul fiume Cornia indicano che solo nella sezione DMV_CO_2 è sempre risultata presente acqua, mentre nelle sezioni più a valle si assiste, ad Agosto, alla totale infiltrazione (fig.17).

Quest’ultimo fenomeno, e i risultati ottenuti, sono in linea con quanto evidenziato da precedenti campagne condotte nello stesso tratto del fiume da Getas Petrogeo per conto del Cigri (1993-1994) e Consorzio Di Bonifica Val Di Cornia (2002-2003).

E voluzione temporale delle Q rilevate s ul Milia 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

Distanza confluenza Cornia (km)

Q ( m c /s )

6 Giugno 20 Giugno 13 Luglio 9 Agos to

Milia a Grillandino

Milia a Calzalunga

Evoluz ione tem porale delle Q rilevate sul Massera

0.00 0.01 0.02 0.03

0.00 0.8 0 1.60 2.4 0 3.20 4.00 4.80 5.60 6.40 7 .20 8.00

Di stanza conflue nza Cornia (km)

Q ( m c /s )

6 Giugno 20 Giugno 13 Luglio 9 Agosto

Massera a M.no al Balzone

Figura 3.7.1. - Quadro di sintesi dei sopralluoghi: torrente Milia (a), torrente Massera (b).

E voluzione temporale delle Q rilevate s ul Cornia 0.0 0 0.0 5 0.1 0 0.1 5 0.2 0 0.2 5 0.00 0.50 1.00 1.50 2.0 0 2.50 3 .00 3.50 4.00 4.5 0 5.00

Distanza tra le se zioni (km)

Q ( m c /s )

6 Giugno 20 Giugno 13 Luglio 9 Agosto

Immissione del Milia

Figura 3.7.2. - Quadro di sintesi dei sopralluoghi sul fiume Cornia.

3.8. Analisi statistica del regime di magra

Dato che l’andamento delle portate in questi torrenti è caratterizzato dalla presenza di numerosi giorni con portata nulla (figura 3.8.1.), si è ritenuto opportuno dare indicazione sulle portate minime di deflusso su ogni mese solare.

Giorni con portata media nulla

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1954195519561957195819591960196119621963196419651966196719681969197019711972197319741975197619771978197919801981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002 Anni n . g g

Cornia a Frassine Cornia a Ponte per Montioni

Anni di funzionamento Cornia a Frassine

Anni di inizio misure Cornia a Ponte per Montioni

(escluso anno 1994)

Giorni con portata media nulla 0 50 100 150 200 250 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Anni n . g g

Massera a M.no al Balzone Milia a Grillandino Milia a Calzalunga

Anno di inizio misure

Massera a M.no del Balzone Anno di inizio misure

Milia a Calzalunga Dati discontinui Milia a Grillandino Anni di funzionamento consecutivo Milia a Grillandino (b)

Figura 3.8.1.-. Numero di giorni con portata nulla misurato nelle stazioni idrometriche. Fiume Cornia (a), torrenti Milia e Massera (b).

Il metodo utilizzato è stato quello del Q7,10 specifica per mese solare. La legge di

distribuzione che meglio lega le serie storiche è risultata quella di Gumbel del III tipo di cui si riporta l’espressione della distribuzione di probabilità e i relativi parametri statistici. (1)





























−

−

−

−

=

x

u

x

x

x

P

exp

1

)

(

µ

( )

x

=

x

+

(

u

−

x

) (

⋅

Γ

1

+

1

/

k

)

σ

( ) (

x

=

u

−

x

) ( )

⋅

B

k

B

( )

k

=

[

Γ

(

1

+

2

/

k

)

−

Γ

(

1

+

1

/

k

)

]

con x₀ limite inferiore della distribuzione.

Per il calcolo dei tre parametri

x

u

k

(5)

( )

( )

( )

(

) ( )

(

)

N

k

B

k

x

x

x

1

/

1

1

+

⋅

⋅

−

Γ

=

−

σ

µ

µ

(6)

( )

( )

1

1

−

−

⋅

=

N

x

N

x

x

µ

µ

con

µ

( )

x

=

Si riportano di seguito i risultati della elaborazione statistica relativi alle stazioni sui torrenti Milia, Massera e Cornia, per cui si hanno un numero significativo di registrazioni.

Cornia a Ponte a Montioni Mese Q7,10 (l/s) Gennaio 50 Febbraio 54 Marzo 44 Aprile 28 Maggio 17 Giugno 2 Luglio 0 Agosto 0 Settembre 0 Ottobre 3 Novembre 26 Dicembre 38 Cornia a Frassine Mese Q7,10 (l/s) Gennaio 51 Febbraio 153 Marzo 89 Aprile 68 Maggio 52 Giugno 11 Luglio 1 Agosto 0 Settembre 0 Ottobre 1 Novembre 2 Dicembre 28

Massera a Molino del Balzone Mese Q7,10 (l/s) Gennaio 22 Febbraio 35 Marzo 33 Aprile 28 Maggio 17 Giugno 3 Luglio 1 Agosto 0 Settembre 0 Ottobre 0 Novembre 6

Dicembre 16 Milia a Grillandino Mese Q7,10 (l/s) Gennaio 37 Febbraio 15 Marzo 24 Aprile 19 Maggio 17 Giugno 10 Luglio 0 Agosto 0 Settembre 0 Ottobre 2 Novembre 8 Dicembre 13 Milia a Calzalunga Mese Q7,10 (l/s) Gennaio 8 Febbraio 6 Marzo 7 Aprile 40 Maggio 2 Giugno 0 Luglio 0 Agosto 0 Settembre 0 Ottobre 0 Novembre 11 Dicembre 87

Evoluzione annuale della Q7,10

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre

M es i Q7 ,1 0 ( l/ s )

Cornia P.te a Montioni Cornia a Frassine Massera a M.no del Balzone Milia a Grillandino Milia a Calzalunga

Figura 3.8.2. - Evoluzione annuale della Q7,10 nelle stazioni idrometriche.

La rappresentazione grafica della Q7,10 (figura 3.8.2.), evidenzia come nelle stazioni

idrometriche più a monte si abbiano valori maggiori rispetto a quelle di valle, a conferma dell’importanza del fenomeno d’infiltrazione nel subalveo. Lo sfalzamento di un mese tra il picco del mese di Marzo nella sezione di Grillandino e quello di

Aprile a Calzalunga (torrente Milia), viene imputato all’esubero del subalveo e quindi ad una restituzione di acqua infiltratasi più a monte.

Il grafico mostra anche come in Luglio-Settembre tutto il Bacino Idrografico del Cornia sia in caratterizzato da una Q7,10=0 e quindi non è possibile definire una

portata di DMV.

Solo nel mese di Dicembre, caratterizzato da elevate portate, si ha una Q7,10

maggiore a valle rispetto a monte.

3.9. Conclusioni

L’analisi statistica e di campo ci permette di dare indicazioni sulle portate minime da tutelare nei vari tratti dei vari torrenti per ogni mese solare.

I sopralluoghi effettuati nel mese di Giugno hanno evidenziato la presenza di biocenosi con portate di 10-20 l/s; risulta inoltre possibile la sua mobilità non essendosi evidenziati punti di discontinuità nel deflusso superficiale. Nel mese di Luglio e Agosto si assiste alla totale infiltrazione della portata superficiale con scomparsa di ogni forma di vita acquatica.

Mediante analisi statistica è stata elaborata la Q7,10 per mese solare, cioè la portata

di durata 7 giorni e tempo di ritorno 10 anni; questo valore è stato assunto come indice della portata di DMV.

I risultati ottenuti evidenziano la totale mancanza di portata per un periodo compreso tra Luglio e Ottobre a seconda delle sezioni esaminate; in questo periodo non si può definire una portata di deflusso minimo vitale. Nei restanti mesi dell’anno risulta definita una Q7,10; questa è stata confrontata con il valore della portata

emersa dai sopralluoghi e compatibile con la presenza di biocenosi (figura 3.9.1.). Il grafico mostra una Q7,10 mensile superiore a 10 l/s solo tra Dicembre ed Aprile

mentre nei restanti mesi il valore risulta inferiore; nelle sezioni esaminate si assume quindi la portata di 10 l/s come portata di DMV ma solamente per il periodo Dicembre – Aprile.

Si ipotizza che tale portata si possa applicare anche nei tratti più a monte visto la minore permeabilità dell’alveo evidenziata dalla carta geologica e dalla maggiore Q7,10 delle relative stazioni idrometriche; sono comunque necessarie specifiche

campagne di misura per la sua validazione..

Diretta conseguenza di questo è che il prelievo dell’acqua è da ritenersi consigliato solo nel periodo di Dicembre-Aprile; tale periodo può essere protratto sino a Giugno nelle aree più a monte dove meno si risente del fenomeno di infiltrazione d’acqua nel subalveo.

Occorre precisare che tutto lo studio è stato eseguito senza considerare gli usi giuridici dell’acqua, cioè tutte le portate legalmente impegnate indipendentemente dal loro reale utilizzo e pertanto i risultati ottenuti possono essere oggetto di variazioni.

E vo luz ione annual e della Q7 ,1 0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Gennaio Febbra io Mar z o A prile Maggio Giugno Lugli o A go s to Set tembre Ottobre Nov embr e Dic em bre

M e s i Q7 ,1 0 ( l/s )

Co rnia P.te a Montion i C ornia a F ras s ine Mas s era a M .no del B alz one Milia a Grilland ino Milia a C alz alunga

Portata limite biocenosi