Capitolo 4

Capitolo 4

Sistemazione Idraulica del tratto

del Fiume Magra in esame

4.1 Introduzione

Nel presente capitolo vengono descritti gli interventi idraulici necessari alla messa in sicurezza del tratto d’alveo esaminato, verificando che la massima portata defluisca correttamente in esso, senza esondazioni e con un franco adeguato.

I risultati delle simulazioni numeriche, condotte precedentemente, hanno infatti mostrato come questa sicurezza non sia garantita in molte delle sezioni esaminate tali da giustificare interventi idraulici in grado di aumentare la loro capacità di deflusso (risagomatura) e di scolmare adeguatamente l’onda di piena (casse di laminazione).

4.2 Risagomatura delle sezioni d’alveo

Dopo aver preliminarmente verificato che la massima portata convogliabile nel tronco in esame assume un valore minore di Q200 (portata duecentennale), quindi idraulicamente

insufficiente, si è deciso di realizzare una risagomatura della sezione trasversale.

L’effetto dell’aumento della sezione fornisce infatti un contributo al contenimento della portata Q, come mostrato dall’equazione del moto uniforme delle correnti a superficie libera. Essa ne mostra la dipendenza dai seguenti fattori: area A della sezione, pendenza di fondo i, raggio idraulico R e scabrezza dell'alveo K (coefficiente di Gauckler - Strickler, pari all’inverso del coefficiente di scabrezza di Manning). L’equazione che regola il fenomeno è la seguente: 2 / 1 3 / 2 Q=K⋅A⋅R ⋅i

(

)

Tale incremento di sezione, finalizzato ad aumentarne la capacità di smaltimento, viene di solito ottenuto per scavo o per arginatura.

La sistemazione per scavo ha come inconveniente quello di comportare notevoli movimenti di terra ma mantiene inalterata la quota massima della sponda, non richiedendo il rifacimento degli attraversamenti fluviali (rete viaria o ferroviaria) e limitando le espropriazioni nelle fasce limitrofe (Figura 4.2.1).

Figura 4.2.1: Sistemazione per solo scavo [V. Ferro, 2002]

Essendo la massima portata convogliabile nel tronco in esame minore di Q200, si è deciso di

realizzare una risagomatura del tratto compreso tra le sezioni M121 ed M90, per scavo.

Le simulazioni effettuate nel capitolo precedente hanno infatti evidenziato l’insufficienza idraulica delle sezioni M120, M109, M107, M105 (e di altre ancora a valle), inefficaci allo smaltimento di tale portata.

Le figure 4.2.2 e 4.2.3 mostrano una medesima sezione (la M120) prima e dopo la risagomatura, evidenziando come la capacità di deflusso venga accresciuta nel secondo caso e come la portata Q200 scorra con un piccolo franco, pari a circa 30 cm.

Tale risultato è stato ottenuto attraverso delle simulazioni numeriche condotte lasciando le stesse condizioni iniziali e al contorno di quelle effettuate in precedenza (vedi capitolo 3), ma introducendo le nuove geometrie relative alle sezioni dell’alveo risagomate.

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 163 164 165 166 167 168 169 170 171

cassa di laminazione sul fiume Magra

Flow:

River = Fiume Magra Reach = Magra alto RS = 120

Station (m) Elevation ( m ) Legend EG Max WS WS Max WS Ground Bank Sta

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 164 165 166 167 168 169 170

cassa di laminazione sul fiume Magra

Flow:

River = Fiume Magra Reach = Magra alto RS = 120

Station (m) Elevation (m) Legend EG Max WS WS Max WS Ground Levee Bank Sta

Figura 4.2.3: livello idrometrico dopo la risagomatura.

La risagomatura delle sezioni non ha tuttavia garantito un significativo aumento della capacità di deflusso, in particolare nelle sezioni M109, M107, M105 ed ancora più a valle (vedi allegato C), la portata di progetto non è ancora contenibile nell’alveo del fiume che rimane soggetto a fenomeni di esondazione.

La zona compresa tra queste sezioni è la zona individuata dall’Autorità di Bacino per la realizzazione della cassa di espansione, attraverso cui si riuscirà a ridurre la massima portata al colmo.

Oltre alla risagomatura per scavo, tra gli interventi praticabili nel tratto d’alveo analizzato vi è pure da considerare l’adeguamento, rifacimento e manutenzione delle strutture spondive presenti.

In sponda destra infatti, l’area fluviale in frazione Groppoli (feudo dei Genovesi Brignole-Sale) lungo le sponde del fiume Magra, tra i torrenti Mangiola e Geriola è caratterizzata dalle imponenti arginature settecentesche di grande interesse ambientale e storico-culturale. Realizzate dal Vinzoni per proteggere le terre coltivate dalle piene del fiume, questa imponente opera (More Vinzoniane) è oggi ancora perfettamente visibile e recuperabile. Tali opere hanno praticamente reso rettilinea la sponda destra mentre la sponda sinistra segue l’andamento sinuoso del fiume.

Con la costruzione delle cosiddette “More vinzoniane” la zona di espansione del Magra venne drasticamente ridotta in alcuni tratti. Il terrazzo alluvionale fu circoscritto quasi per intero da un poderoso argine murato a sezione trapezoidale (dalla foce del Mangiola) e vi fu un notevole incremento dei tratti di sponda protetti dalle more.

Nella foto sottostante (figura 4.2.4) si può osservare l’alveo di magra e la sponda destra costituita dalle More Vinzoniane e il loro stato di manutenzione.

4.3 Cassa di laminazione: due ipotesi di progetto.

L’area di realizzazione della cassa di espansione si trova in sponda sinistra a valle dell’abitato di Filattiera. L’area è compresa tra il fiume Magra e la S.S. n. 62 per una lunghezza di circa 1 km e una larghezza media di circa 500 m. Il fiume Magra nel tratto in esame presenta un alveo con una larghezza di 200 m con un andamento di tipo “braided” caratterizzato da estese barre longitudinali. La pendenza media del tratto prospiciente la cassa di espansione è di circa 0.008. In sponda destra nel tratto in esame si riconoscono le More Vinzoniane.

Da un punto di vista plano-altimetrico l’area presenta una conformazione a schiena d’asino, dove le quote maggiori sono poste a circa 50 metri dalla sponda del fiume Magra, mentre il terreno degrada in direzione della S.S. n.62.

Le condizioni ottimali per la realizzazione di un’opera in derivazione prevedono che il corso d’acqua sia pensile, in modo tale che il piano di campagna, più basso della sommità arginale, rappresenti il fondo della cassa.

Nell’area in esame (figura 4.3.1) queste condizioni non sono pienamente verificate perché il corso d’acqua non è arginato.

Figura 4.3.1: corso d’acqua in corrispondenza della sezione M109

Quindi, per le due differenti tipologie di progetto analizzate è stato messo in conto un rimodellamento del terreno, attraverso la costruzione di un argine adeguato in sinistra idraulica.

Studiando le differenti sezioni è stata scelta così la posizione più idonea per la realizzazione dell’argine longitudinale. Esso costituisce, assieme all’argine sinistro della cassa (lato SS 62), una delimitazione dell’area invasabile (figure 4.3.2 e 4.3.3).

Figura 4.3.2: panoramica area di laminazione

Vista la conformazione dell’area deputata all’intervento, si è supposto di realizzare l’opera in due moduli, collegati differentemente.

Nel primo caso è stata progettata un’unica cassa costituita da due moduli indipendenti ed alimentata tramite due soglie sfioranti a luci fisse (figura 4.3.4)

Nell’altro caso, mantenendo pressoché inalterate le caratteristiche geometriche delle casse è stata studiata una differente tipologia di laminazione, che prevede un’unica soglia sfiorante a luci fisse (figura 4.3.5).

Essa andrà ad alimentare solo il primo modulo, collegato al secondo tramite uno stramazzo.

Sfi_or ato_re la_ter ale Qmax Qsf Sfi_or ato_re la_ter ale Qsf Qv 1 modulo 2 modulo

Figura 4.3.4: schema generale di cassa alimentata mediante sfioratori laterali (1° ipotesi di progetto)

soglia a stramazzo Sfi_or ato_re la ter ale Qmax Qsf 1 modulo 2 modulo Qv restringimento