Capitolo 3
Il contesto operativo
Per i paragrafi del capitolo 3 valgono le stesse considerazioni fatte all’ interno della parte I: “La Variante Aurelia e la sua storia”- cap 4 - § 4.2” dato che lo svincolo si inserisce nel più ampio contesto territoriale comprendente le colline livornesi ed il tratto costiero tra Calafuria ed il Romito.
Pertanto per ogni paragrafo si riportano in sintesi i dati caratteristici della regione oggetto del presente studio, rendendoli di più immediata comprensione con l’ ausilio di documentazione fotografica.
3.1 Geologia
3.1.1 Inquadramento geologico regionale
L’ area oggetto del presente studio è formata da rocce appartenenti alla “Serie Ligure” e alla “Serie Toscana”.
Al primo gruppo appartengono argilloscisti, calcari marnosi, diaspri e “ofioliti” o “pietre verdi”(gabbri, serpentini, basalti).
Alla Serie Toscana appartiene l'arenaria quarzosa denominata “Flysch Arenaceo di Calafuria” o “Macigno”.
A questi due gruppi si associano i sedimenti più recenti costituiti da materiale ghiaioso e sabbioso di origine continentale (fluviale e eolico) o marina.
3.1.2 Stratigrafia
La tavola seguente, tratta dalla Carta Geologica d’Italia alla scala 1:100.000, foglio N°111 “Livorno”, mostra la
geologia dell’area di studio. Come si può ossevare il tracciato, suddiviso in 3
gallerie, attraversa essenzialmente quattro litologie, costituite da arenarie tipo “Macigno”
(Ma), Argilloscisti a
Palombini (Ga) e lembi di gabbri (ε) e diaspri (DP) in essi contenuti.
Sono inoltre segnalati estesi depositi quaternari di sabbie e ghiaie cementate (qP), a luoghi di origine eolica.
Le Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia identificano la serie liguride (Ga,, ε, DP) come “Coltre Ofiolitica”, descrivendola come un complesso
eterogeneo e disordinato di rocce sedimentarie più o meno metamorfosate che inglobano ammassi di rocce verdi, note come “ofioliti”.
3.1.3 Tettonica
Ad eccezione delle Arenarie di Calafuria, che fanno parte del complesso del Macigno (falda toscana), i “Monti Livornesi” sono costituiti da terreni alloctoni di provenienza ligure.
Questi ultimi sono stati traslati dalla loro posizione originaria circa 20 milioni di anni fa, in parte per scivolamento gravitativo.
Dal Miocene superiore si è sviluppata una tettonica distensiva con la creazione di bacini minori.
I terrazzi che ricoprono i sedimenti antichi hanno cominciato a formarsi dal Pleistocene medio, quando la sedimentazione non è più stata dominata dalla tettonica ma dalle oscillazioni del livello del mare.
I terrazzi presenti non risultano dislocati da faglie.
Nell’ area di studio l’ unità tettonicamente inferiore è costituita dal Macigno di Calafuria, su cui giacciono in sovrascorrimento le unità liguridi.
La fascia ofiolitica è inglobata nelle Argilliti a Palombini, secondo una direzione grosso modo NW-SE.
Le sequenze sedimentarie del complesso alloctono liguride sono interessate da faglie sub-parallele tra loro e da thrust sia sub-orizzontali che orientati NW-SE (direzione appenninica).
I diaspri appaiono interessati da pieghe a “Z”, mentre nelle Argilliti a Palombini si notano pieghe coricate.
In questa formazione, quasi sempre a struttura caotica, sono comunque state cartografate due pieghe con assi di estensione lineare.
In particolare possono essere individuate le direttrici principali per le strutture tettoniche.
La direzione appenninca (NW-SE), la antiappenninica (NE-SW, che caratterizzano i fossi di erosione) e la N-S sono le strutture dominanti, cui seguono, come rilevato in campagna, alcune direttici minori, come WNW-ESE.
I rilievi strutturali nelle aree di cava e in affioramenti naturali hanno confermato quanto osservato a grande scala.
3.1.4 Idrogeologia
La permeabilità degli ammassi rocciosi presenti nell’ area di studio varia notevolmente. Gli argilloscisti a interstrati calcarei (Palombini) sono virtualmente impermeabili, e presentano una permeabilità locale per fissibilità e fessurazione.
Nelle aree dove si ha questa formazione la circolazione idrica è in genere limitata ai terreni di copertura e alla roccia alterata e decompressa prossima alla superficie.
Non si esclude comunque la presenza di modeste falde profonde in aree particolarmente segnate da faglie e altre strutture tettoniche.
Particolarmente pericolosi sono i contatti con i blocchi ofiolitici che, generalmente fratturati, rappresentano un'area di minore tensione interstiziale e quindi nei millenni si riempiono di acqua ed, a luoghi, di gas.
L’ aureola di contatto è quindi un’ area che può rappresentare venute d’ acqua in pressione durante lo scavo.
Le pressioni possono essere elevate (anche se diminuiscono nel tempo) e rappresentare un rischio da prevedere.
I diaspri presentano analoghe caratteristiche di permeabilità, con una fratturazione maggiore.
Le arenarie di Calafuria presentano una permeabilità secondaria limitata alle zone superficiali, dove maggiore è la fratturazione.
Le uniche rocce sedi di acquiferi profondi sono i Gabbri e i Basalti.
L’ intensa fratturazione rende queste formazioni delle vere rocce-serbatoio, con acqua solitamente in pressione anche elevate, rappresentando l’ accumulo di acque fermate dagli argilloscisti sotto carichi litostatici ben più alti di quelli attuali.
I depositi alluvionali, le coltri detritiche, le sabbie, le ghiaie, i conglomerati, la “panchina” sono caratterizzati da una buona permeabilità, ma trattandosi di terreni superficiali le loro caratteristiche idrogeologiche non vengono considerate, poiché non interessano le opere in progetto.
Si riporta di seguito una tabella riassuntiva dei valori della falda misurati nei sondaggi geognostici durante le fasi di perforazione (1989 e 2003).
3.1.5 Geomorfologia
La morfologia del territorio è funzione di diversi fattori, tra i quali ricordiamo: le litologie del substrato, la giacitura degli strati, le strutture tettoniche, le ampiezze dei bacini relativi ai grandi collettori rappresentati dai corsi d’acqua principali che condizionano il pattern erosivo ed il trasporto a mare.
I materiali più competenti, caratterizzati da una ridotta erodibilità, costituiscono gli alti strutturali, con forme sovente aspre, stabili, mentre le formazioni più soggette a degradazione da parte degli agenti atmosferici, generano rilievi poco elevati e a bassa acclività, a bassa e media stabilità.
Il tracciato stradale in oggetto attraversa un territorio che può essere suddiviso in due aree principali.
Il primo tratto, corrispondente al Parco Naturale di Calafuria, impostato sulle arenarie di tipo Macigno, è caratterizzato da forme aspre, segnate da numerosissime cave e ricoperto da vegetazione tipo “macchia”.
La copertura vegetale, tutta giovane, è il segno di un incendio di vaste proporzioni che ha interessato l’ area.
Verso il mare si ha la presenza di una alta falesia.
Il secondo tratto, impostato sulle rocce argilloscistose presenta forme più dolci, ricoperte di boschi, con alcune aree più aspre in corrispondenza dei corpi ofiolitici, come ad esempio lo sperone del Romito.
Un altro elemento ben definito sono i terrazzi sospesi, tutti incisi dai torrenti. La loro quota varia con l’ età, i più antichi sono ad una quota maggiore.
La rete idrografica superficiale è ben sviluppata, a ridosso della costa infatti, ma anche più all'interno, l'area in esame è solcata da numerosi corsi d'acqua, denominati “Botri”, la loro caratteristica è quella di essere ubicati praticamente sempre in corrispondenza di faglie tettoniche.
I principali di questi sono il Botro Maroccone, il Botro Calafuria, il Botro Calignaia, il botro Quercianella e il Torrente Chioma.
L'andamento è in genere NE-SW, il carattere torrentizio.
La forma e le dimensioni dei bacini idrografici, la pendenza dell'alveo, le incisioni profonde dei versanti e la debole quantità di materiale detritico alla base dei torrenti evidenziano una forte azione erosiva di questi.
Nell’ area di indagine si segnala la presenza di una frana in roccia nei pressi dell’ imbocco Sud della galleria “Calafuria” con scivolamento dei blocchi lungo la superficie di stratificazione.
Non si segnalano altre evidenti instabilità in questa litologia.
Per quanto riguarda le Argilliti a Palombini, la natura litologica, costituita da alternanze di strati a diverso comportamento meccanico, e l’ assetto caotico, favoriscono la formazione di frane di colamento e scoscendimento.
Si segnalano accumuli nei pressi dell’ imbocco Sud della galleria “Quercianella” e nella valle che collega questa galleria alla “Romito”.
3.1.6 Considerazioni climatiche
Il clima dell'area oggetto del presente studio, situata a poche centinaia di metri dalla costa, è profondamente condizionato dalla presenza del Mar Tirreno.
Non si ha infatti, contrariamente alla Toscana “interna” una notevole escursione termica, ma il clima appare mitigato durante tutto l'anno.
E' importante studiare anche la piovosità dell'area in esame, per capire i collegamenti esistenti fra precipitazioni atmosferiche e circolazione idrica del sottosuolo.
La zona di interesse è caratterizzata da una piovosità media annua compresa tra 800 e 900 mm, in particolare nel periodo di tempo che va dal 1921 al 1950, in corrispondenza della stazione di Livorno si sono registrati 821 mm di pioggia e 913 mm per la stazione di Quercianella.
Si riscontra una graduale leggera diminuzione delle precipitazioni medie annue nel periodo di tempo compreso tra il 1951 al 1974.
In generale si rileva che le precipitazioni in corrispondenza della zona di Quercianella sono sempre superiori rispetto quelle dell'area di Livorno, anche se la prima registra una media annua di giorni piovosi di 69 mentre la seconda di 83.
Si ricorda inoltre che le massime precipitazioni si hanno nei mesi di ottobre e novembre e che l'andamento dei deflussi idrici sotterranei sono strettamente legati con le precipitazioni atmosferiche.
3.1.7 Rilievi strutturali
E’ stato effettuato un rilievo strutturale degli ammassi rocciosi al fine di una caratterizzazione geomeccanica degli stessi.
In particolare sono state analizzate 13 stazioni, 3 delle quali in aree di cava, le rimanenti in affioramenti naturali (impluvi) o di origine antropica (intagli stradali ecc.).
La planimetria con l’ ubicazione dei rilievi e i risultati ottenuti è mostrata nella carta geologico-strutturale allegata al presente lavoro.
La maggior parte degli affioramenti analizzati (9) interessano la galleria “Calafuria”. Le litologie attraversate dal manufatto sono costituite da arenarie di tipo “Macigno”, particolarmente adatte alle analisi geomeccaniche.
Questa formazione interessa anche parte della galleria “Romito”, in particolare l’ imbocco Nord.
La rimanente parte della galleria e la successiva (galleria “Quercianella”), attraversano terreni ofiolitici, a struttura tendenzialmente caotica, caratterizzati principalmente dalle “Argilliti a Palombini”.
In queste litologie sono stati effettuati solo due rilievi geomeccanici, sia per la mancanza di affioramenti adatti a un rilevamento strutturale degli ammassi sia per il continuo variare delle famiglie di giunti.
3.1.8 Sintesi dei dati raccolti
Si riportano di seguito le sintesi dei dati raccolti in campagna durante i rilievi strutturali.
Affioramenti 1 e 2
Gli affioramenti 1 e 2 interessano l’imbocco Nord della galleria “Romito”.
L’area è stata in passato adibita a cava di materiale da costruzione per l’estrema durezza della roccia presente (“Macigno”).
Le seguenti foto mostrano una panoramica delle due aree di studio.
affioramento 1
Le litologie sono costituite da arenarie stratificate in grossi banchi che superano i 4 metri di spessore.
Tra uno strato e l’altro possono esserci sedimenti più fini, di spessore modesto. Gli ammassi si presentano poco alterati.
Affioramenti 3 e 4
Gli affioramenti 3 e 4 interessano l’imbocco Sud della galleria “Calafuria”.
L’area è stata in passato adibita a cava di materiale da costruzione per l’estrema durezza della roccia presente (“Macigno”). Gli affioramenti 3 e 4 sono opposti agli affioramenti 1 e 2. Le seguenti foto mostrano una panoramica delle due aree di studio.
affioramento 3
Affioramento 5
L’affioramento 5 è posto in un intaglio stradale e interessa la galleria “Calafuria” nel suo tratto mediano. La litologia è costituita dalle arenarie di tipo “Macigno” di età oligocenica. Qui l’alterazione è leggermente superiore che nei precedenti affioramenti, in quanto non si è in area di cava, ma in superficie “naturale”. La fotografia mostra l'affioramento analizzato.
affioramento 5
Affioramento 6
L’affioramento N° 6 è posto in un impluvio e interessa la galleria “Calafuria” nel suo tratto mediano. La formazione presente è costituita dalle arenarie del “Macigno”. La fotografia seguente mostra l'affioramento. Data l’origine naturale dell’affioramento sia il materiale roccia che i giunti si presentano maggiormente alterati che in cava.
Affioramento 7
L’affioramento 7 è posto nei pressi del sondaggio N°3, parte nell’impluvio e parte nell’intaglio stradale.
La formazione del Macigno appare alterata e decompressa.
Affioramenti 8 e 9
Gli affioramenti 8 e 9 interessano la galleria “Calafuria” nei pressi dell'imbocco della discenderia.
La prima area indagata è situata in una cava (dismessa), è stato quindi possibile riconoscere oltre ai giunti anche alcune faglie di modesto rigetto.
Le litologie sono comuni alle altre aree analizzate: si hanno arenarie in strati che superano abbondantemente il metro, con a volte sottili strati più fini.
L’alterazione è bassa, sono presenti cristallizzazioni a quarzo e calcite nelle fratture. L’affioramento 9 è posto più vicino all’asse stradale lungo l’impluvio affluente del Botro Calafuria, in asse con l'incrocio tra la discenderia e la galleria.
Essendo un affioramento naturale, si presenta maggiormente alterato del precedente.
affioramento 8
Affioramenti 10 e 12
Gli affioramenti 10 e 12 interessano l’area dell’imbocco Nord della galleria “Calafuria”. Sono entrambi situati in impluvi, si hanno quindi giunti e “materiale roccia” più alterati che in cava.
La formazione interessata è costituita dai termini inferiori del “Macigno”, in cui si ha la presenza di strati più fini intercalati alle arenarie viste in precedenza.
Si è inoltre in un' area particolarmente disturbata dal punto di vista tettonico, con la presenza del sovrascorrimento della Formazione di Antignano sui sedimenti più recenti della “Falda Toscana”.
affioramento 10
Affioramento 11
L’affioramento 11 interessa l’imbocco Sud della galleria “Quercianella”. L’ubicazione è mostrata nella tavola geologico-strutturale allegata al presente studio. La litologia è costituita dalle argilliti a Palombini, con sovrastante un complesso conglomeratico quaternario ben visibile nella fotografia seguente. Le giaciture misurate si riferiscono quasi esclusivamente ai livelli di calcare selcioso (Palombini), poichè la componente marnosa e argillosa presenta superfici di frattura tendenzialmente curve. Data la natura estremamente plastica e la disposizione caotica di tale litologia i valori rilevati in superficie sono da considerarsi puntuali e soggetti a cambiamenti anche a pochi metri di distanza.
affioramento 11
Affioramento 13
L'affioramento 13 interessa la galleria “Quercianella” ed è situato nei pressi del sondaggio 10. La formazione di substrato presente è costituita dalle “Argilliti a Palombini”.
3.2 Geotecnica
3.2.1. Coperture
Nel lotto in oggetto le coperture risultano essere quasi sempre estremamente sottili. Fanno eccezione alcune aree, come la parte terminale del tracciato, in cui si hanno depositi alluvionali e sedimenti quaternari calcarenitici e conglomeratici noti localmente con il nome di “Panchina”.
Un’altra zona con presenza di depositi detritici, in parte costituiti da frane quiescenti è il territorio del botro Quercianella – Forconi (Rogiolo).
Qui l’unico sondaggio eseguito (S28), posto tra l’altro fuori asse, ha fornito uno spessore di detriti di circa 4 metri.
Gli stendimenti sismici eseguiti nell’area di imbocco delle due gellerie (Romito e Quercianella) hanno anch’essi fornito spessori di copertura esigui, dell’ordine dei 2-3 metri.
Un’altra zona che presenta coperture che possono influire sulla costruzione di opere d’arte è il botro Maroccone.
Qui i sondaggi hanno mostrato coperture detritiche con spessore massimo di 5 metri sul lato sinistro della valle, anche se questo sondaggio particolare è fuori asse.
L’altro sondaggio eseguito un po’ più a monte e in asse ha dato il substrato roccioso a 0.6 metri di profondità.
Qui si ha una placca di panchina pianeggiante mista a suolo agrario, che si allunga fino ad Antignano, oltre l’inizio del lotto in oggetto.
3.2.1.2 Substrato roccioso
Le tre gallerie oggetto del presente studio attraversano terreni a diverso comportamento meccanico.
La prima (galleria Calafuria) è inserita unicamente all'interno della formazione autoctona del “flysch arenaceo di Calafuria” (noto anche come “Macigno”).
L'imbocco nord della galleria successiva (Romito) è sempre rappresentato dalla formazione del Macigno; seguono poi le Argilliti a Palombini e i Gabbri e le Brecce di gabbro.
Il tratto finale interessa ancora le Argilliti a Palombini.
L'ultima galleria (Quercianella) si sviluppa interamente nella formazione delle Argilliti a Palombini.
Il flysch arenaceo di Calafuria presenta buone caratteristiche geomeccaniche, lo stesso si può affermare per i Gabbri, mentre le Argilliti a Palombini sono dotate di proprietà geomeccaniche tendenzialmente scadenti.
Queste ultime sono costituite da alternanze di materiale argillitico, di bassa qualità, con livelli calcarei e marnosi di buone caratteristiche, la predominanza di una litologia rispetto all'altra tende ad influenzare il comportamento complessivo della formazione. Come accennato, per le Argilliti a Palombini si nota che a volte gli strati calcarei (i “Palombini”) costituiscono l'ossatura stabile dell'ammasso rispetto al litotipo pelitico. Tali litologie hanno raggiunto valori di resistenza alla compressione fino a 80 MPa, e anche le prove triassiali eseguite in laboratorio hanno fornito coesioni di 9 MPa e angoli di attrito di 50°.
Nella stessa ossevazione diretta degli affioramenti si nota come le pareti rocciose appaiono in genere abbastanza acclivi (ad esempio sulla costa), segno di caratteristiche meccaniche “migliori” rispetto a quello che appare nella semplice visione dei risultati delle prove di laboratorio, in cui si era privilegiata la componente argillitica della formazione.
Le immagini riportate di seguito tratte da “Le scienze della terra nei comuni di Livorno e Collesalvetti”, (AAVV, Quaderni del museo di storia naturale di Livorno, 1990), mostrano alcuni affioramenti di questa formazione nel torrente Chioma e sulla costa.
Il Flysch arenaceo di Calafuria si presenta come un’alternanza di arenarie in strati da medi a spessi fino a oltre 7 metri e sottili e rari livelli marnosi e argillosi.
Nell’area di imbocco della galleria Calafuria gli strati arenacei si presentano più sottili con livelli argillosi e marnosi più frequenti e di spessore maggiore che nelle rimanenti parti del tracciato.
La seguente immagine mostra una delle innumerevoli cave che interessano il parco naturale di Calafuria, in particolare si tratta dell’area di imbocco della galleria Romito.
Si nota la totale predominanza delle arenarie in strati che superano i due metri di spessore.
Le rocce ofiolitiche, costituite da basalti, gabbri e brecce di gabbro interessano la parte mediana della galleria Romito; queste formazioni, di età Giurassica, si presentano mischiate fra loro a formare un corpo caotico immerso nelle Argilliti a Palombini.
La disposizione strutturale sembra quella di una ampia piega coricata, così come si può osservare dal profilo geologico e geomeccanico della galleria.
Le caratteristiche meccaniche della formazione, ricavate dai sondaggi, dalle prove di laboratorio e dagli affioramenti nei pressi dell’area di studio, sono buone tendenti all’ottimo.
Le brecce si presentano cementate a quarzo e non si sono rinvenuti nell’area estesi blocchi serpentinizzati, talco e amianto, mentre in passato venivano estratti solfuri di rame.
L’altra formazione che può essere rinvenuta durante le perforazione è il litotipo delle Radiolariti (o Diaspri), che sono mischiate in struttura spesso caotica alle Argille a Palombini e alle rocce ofiolitiche. Le caratteristiche meccaniche della formazione possono essere assimilate a quelle delle Argille a Palombini. La seguente immagine, tratta da “Le scienze della terra nei comuni di Livorno e Collesalvetti”, (AAVV, Quaderni del museo di storia naturale di Livorno, 1990), mostra un affioramento caratteristico della litologia (affioramento di Radiolariti lungo la SS1 presso il Romito).
3.3 Idrologia
3.3.1 Introduzione
Il tracciato principale della Variante Aurelia in progetto ed il tracciato degli svincoli, delle vie di fuga e della Vecchia Aurelia ad essa connessi presentano un’ interazione con alcuni corsi d’acqua che hanno origine dai rilievi collinari dei Monti Livornesi, in particolare il Fosso del Malpasso, il Fosso della Sanguigna, il Rio Maroccone, il Botro Calafuria, il Botro Calignaia, il Botro Quercianella ed il Torrente Chioma.
Per quanto riguarda il Rio Maroccone, è stato svolto uno specifico studio idrologico ed idraulico di supporto alla sistemazione idrogeologica del suo tratto terminale, mentre per gli altri corsi d’ acqua per la determinazione della portata di massima piena è stato fatto riferimento allo studio “Regionalizzazione delle portate di piena in Toscana”, nato dalla collaborazione tra la Regione Toscana, il Dipartimento di Ingegneria Civile di Firenze e il PIN – Centro Studi Ingegneria di Prato.
Esso consiste nella valutazione della portata di piena in numerose sezioni del reticolo idrografico della Toscana, mediante l’elaborazione statistica dei dati idrologici (pluviometrici ed idrometrici) e delle informazioni territoriali relative al reticolo idrografico, al modello digitale del terreno, all’uso del suolo ed alla geolitologia, e successivamente l’utilizzo di un opportuno modello di trasformazione afflussi-deflussi e di formazione della piena.
L’applicazione di tale modello ai bacini della Toscana è risultata nel complesso soddisfacente, tenendo presente che le stime sono intrinsecamente affette da approssimazioni ed ipotesi semplificative.
In particolare, i risultati ottenuti sono attendibili per bacini di estensione superiore a 10 km2, mentre per bacini meno estesi, si valuta che i valori di portata così ottenuti possono essere affetti da un errore di sottostima al massimo del 30%.
Pertanto nelle verifiche idrauliche oggetto della presente relazione, a favore di sicurezza, è stato fatto riferimento al valore di portata con tempo di ritorno 200 anni indicato dal PIN incrementato del 30%.
Infine per tutti i corsi d’acqua, una volta determinata l’altezza liquida nelle sezioni significative, è stato calcolato il franco di sicurezza in modo da verificare il rispetto delle disposizioni circa i contenuti dello studio idrologico-idraulico del Comitato Tecnico del Bacino Toscana Costa del 30/01/2002, che prevedono che il franco di sicurezza sia da assumersi almeno uguale ad 1/2 dell’altezza d’acqua per piene con Tr=
200 anni. Inoltre esse prevedono che qualora tale rapporto risulti superiore a 50 cm nei tratti non arginati o superiore ad 1 metro nei tratti arginati od in presenza di attraversamenti, i suddetti valori possano essere comunque valutati quali franchi di sicurezza accettabili.
IL TORRENTE CHIOMA:
Si tratta di un corso d’ acqua che marca il limite meridionale del Comune di Livorno. Esso possiede una discreta portata ed un bacino di alimentazione di discreta entità compreso tra il territorio di Livorno ed il Comune di Collesalvetti.
Nel tratto collinare del suo percorso il Torrente Chioma ha un alveo che si presenta in discrete condizioni non essendo particolarmente colmo di materiale.
Di contro nella parte terminale, sede dello svincolo in esame, presenta come gran parte dei corsi d’ acqua un alveo in condizioni precarie per la gran quantità di detrito che si è accumulato in esso e per la notevole colonizzazione vegetale delle sponde interne. I rischi di contaminazione da attività antropica per questo corso d’ acqua sono assai limitati, non attraversando lungo il suo percorso zone antropizzate.
3.3.2 Problemi ideologici e idraulici
Breve descrizione del reticolo idrografico interferente con l’opera in progetto.
Il tracciato principale in progetto si sviluppa nella sua quasi totalità in galleria con alcune eccezioni in cui torna visibile; a livello di corpi idraulici attraversati occorre perciò distinguere:
Parte di tracciato in galleria
Intersezioni senza interferenza idraulica con i seguenti rii: Botro Calafuria (4 rami affluenti)
Fosso della Madonnina (2 rami affluenti) n. 2 rami del Fosso della Stazione
Fosso del Convento Fosso della Chioma Parte di tracciato visibile
Attraversamento dei seguenti rii:
Ramo in sinistra idraulica del Botro Malpasso Rio Sanguigna
Rio Maroccone Botro Calignaia Botro Quercianella Rio dei Poggi Botro Forconi Torrente Chioma
Nel complesso la rete idrografica presenta le caratteristiche di un reticolo dendritico – pur incassato al fondo - ma poco sviluppato fino a Quercianella, mentre risulta moderatamente sviluppato per i bacini quercianellesi.
Il reticolo risulta per intero influenzato dagli elementi tettonici che condizionano l’orientamento delle aste fluviali.
Il reticolo è scarsamente gerarchizzato e con bassa densità di drenaggio, notevolmente influenzato dalle litologie presenti e dalle condizioni idrologico-climatiche della zona; si ritiene pertanto che si trovi attualmente in una fase giovanile della sua evoluzione. Dall’analisi dei bacini idraulici non si ravvedono particolari problematicità per la scarsa significatività dei bacini in termini di portata (ad eccezione del Torrente Chioma).
Rischio idraulico.
Dagli studi idrologici-idraulici anche in confronto con il Piano di Assetto Idrogeologico adottato recentemente dal Bacino Toscana Costa, nei corpi idraulici elencati non si verificano particolari condizioni di rischio di esondazione.
3.3.3 Verifica idraulica dell’attraversamento del Torrente Chioma
Lo svincolo nel suo complesso attraversa il torrente Chioma in cinque punti: 1. ponte in direzione Grosseto – Livorno (sezione di monte);
2. ponte in direzione Livorno – Grosseto (sezione di valle); 3. rampa Grosseto – Chioma;
4. rampa Livorno – Chioma; 5. strada di cantiere.
In questa sede si riportano le valutazioni effettuate per i primi due attraversamenti. L’ area del bacino sottesa dalla sezione dell’attraversamento è coincidente con l’ area totale del bacino pari a 18.00 km2.
Considerando il valore di portata unitaria di 10.47 mc/s.km2 indicato dal PIN incrementato del 30%, si ottiene una portata di piena con tempo di ritorno 200 anni pari a: Q200 = 188.5 mc/s.
L’attraversamento del Torrente Chioma sul tracciato principale è realizzato da un ponte costituito da travi appoggiate a sezione composta acciaio-calcestruzzo di campata 40 m. Per quanto riguarda la sezione di monte, la verifica idraulica viene effettuata determinando l’ altezza liquida nella sezione in condizioni di moto uniforme attraverso la formula di Manning: 2 / 1 3 / 2 3 / 5 1 ) 16 ( i C A n Q= dove: n coefficiente di scabrezza; A l’ area della sezione;
C contorno bagnato della sezione; i pendenza di fondo dell’alveo.
A favore di sicurezza, si assume come coefficiente di scabrezza n = 0.035, corrispondente a corsi d’ acqua con alveo in ghiaia e movimento di materiali sul fondo. La pendenza longitudinale dell’alveo è stata assunta pari a: i = 1%.
Esprimendo nella formula precedente l’ area A ed il contorno bagnato C della sezione in funzione dell’altezza liquida h e risolvendo l’ equazione, si deduce che:
la portata di 188.5 mc/s corrispondente ad un tempo di ritorno 200 anni defluisce nella sezione con un’ altezza di 2.58 m, quindi con un franco di 15.82 m rispetto all’ intradosso dell’ impalcato del ponte ed un franco di 12.22 m rispetto al ciglio di sponda, in accordo con le disposizioni circa i contenuti dello studio idrologico-idraulico del Comitato Tecnico del Bacino Toscana Costa del 30/01/2002.
Analogamente applicando lo stesso procedimento alla sezione di valle e assumendo come pendenza di fondo i = 1%, si deduce che:
la portata di 188.5 mc/s corrispondente ad un tempo di ritorno 200 anni defluisce nella sezione con un’ altezza di 3.20 m, quindi con un franco di 15.30 m rispetto all’ intradosso dell’ impalcato del ponte ed un franco di 10.90 m rispetto al ciglio di sponda.
3.3.4 Aree a pericolosità idraulica
Dall’ analisi della Carta di Tutela del Territorio contenuta nel progetto di piano stralcio per l’assetto idrogeologico del Bacino Toscana Costa adottato con D.G.R.T. n.831/2001, si rileva che i tratti del Rio Maroccone, del Botro Calafuria, del Botro Calignaia e del Botro Quercianella interessati dagli attraversamenti del presente progetto sono delimitati da una fascia a pericolosità idraulica molto elevata.
Gli attraversamenti in questione però realizzati in condizioni di sicurezza idraulica, non aumentano il livello di rischio nelle aree adiacenti e non precludono la possibilità di attenuare ed eliminare le cause che determinano le condizioni di rischio.
L’ area in destra idraulica del Torrente Chioma in prossimità della foce risulta perimetrata come area a pericolosità idraulica molto elevata.
Tuttavia gli interventi ivi previsti consistono in interventi di adeguamento delle infrastrutture esistenti non altrimenti localizzabili e non concorrono ad incrementare il rischio in altre aree.
