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CAPITOLO 6
STUDIO DI UN IMPIANTO AD ACQUA FLUENTE SU UNA
TRAVERSA ESISTENTE
L'argomento centrale del presente lavoro è finalizzato allo studio ed alla progettazione di un mini impianto idroelettrico ad acqua fluente con il quale si intende sfruttare la derivazione esistente ed attualmente attiva sul rio Lucido in Località Piandimolino, Frazione di Monzone nel Comune di Fivizzano (MS).
In particolare si è valutato, in base ai rendimenti, alle portate disponibili nell'arco dell'anno medio e del salto disponibile, la tipologia di macchina più idonea da installare nel sito a disposizione.
Per raggiungere gli obbiettivi prefissati è stato necessario eseguire un'analisi delle portate ed un rilievo topografico per meglio conoscere lo stato dei luoghi.
Nei capitoli che seguiranno saranno illustrate le metodologie di analisi effettuate relativamente ciascuna problematica affrontata.
6.1 IL BACINO DEL FIUME MAGRA
Il bacino idrografico del Fiume Magra si estende per circa 1.700 km2, comprendendo la Val di Vara, la Lunigiana e la bassa Val di Magra ligure; vi ricadono 2 Regioni, 4 Province, 4 Comunità Montane, 46 Comuni; vi risiedono circa 157.000 persone, concentrate nel territorio ligure della bassa valle del Magra.
La superficie del bacino idrografico Magra-Vara è di 1698,5 km2, di cui 983,9 km2 ricadenti in territorio toscano e 714,6 km2 in territorio ligure.
La percentuale complessiva di territorio ricadente in Regione Toscana è dunque pari al 57,7% e quella ricadente in Regione Liguria è pari al 42,3%.
Il fiume Magra occupa il fondo di una profonda depressione tettonica posta tra l'Appennino tosco-emiliano e quello ligure, esso nasce in Toscana dal monte Borgognone, a 1401 metri d’altezza e sfocia nel mar Tirreno con un ampio estuario situato tra Bocca di Magra e Fiumaretta, nel comune di Ameglia, in Liguria, dopo 62 Km di percorso. Interessa le province
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di Massa Carrara e La Spezia, da Pontremoli ad Ameglia, e tutto il territorio della Lunigiana. Il fiume è costeggiato dalla SS 62 della Cisa. È il terzo fiume toscano per superficie, con circa 1662 km2, dopo l' Arno e l' Ombrone e riceve lungo il percorso numerosi affluenti di minore o maggior portata che nascono dai gioghi dell’Appennino Tosco Emiliano, Tosco Ligure e dalle Alpi Apuane. Il fiume si divide in tratto superiore, medio e inferiore. Nella sua parte alta, caratterizzata da un regime torrentizio fino a Pontremoli, i principali affluenti sono i torrenti Verde, Gordana, Teglia, tutti da destra. In questa prima parte, priva di inquinamento, il fiume è costeggiato da ontani neri e salici di ripa. Inoltre da segnalare la formazione di piccoli canyon e salti d’acqua, come il piscio di Pracchiola, una cascata di trenta metri. Nel suo tratto medio, tra Pontremoli e Aulla, il Magra rallenta la sua corsa per la diminuzione di dislivello. Da destra riceve le acque dei torrenti Mangiola, Osca e Penolo, mentre da sinistra il Caprio, il Bagnone, il Taverone e l’Aulella con notevoli portate d’acqua. Qua la riva è popolata da saliceti arbustivi, mentre le terrazze alluvionali dall' ontano nero, dal pioppo nero e dalla robinía. La zona fluviale del fiume Magra in territorio ligure è molto diversa dalla parte alta del suo scorso. Riceve le acque del suo principale affluente, il Vara, all'altezza di Bolano e Santo Stefano Magra, scorrendo poi fino al mare lentamente per cinque km e disegnando ampi meandri. Nonostante la vasta piana sia intensamente coltivata e sfruttata, conserva interessanti ambienti acquitrinosi, laghetti e stagni. Zone umide importanti, ideali per la nidificazione e la sosta di numerose specie di volatili. Le rive sono ricche di salici, ripaiolo e rosso, e pioppi, con l'euforbia dolce, il lamiastro, il geranio nodoso e il biancospino, mentre dove l'acqua scorre più lenta si sviluppano piante acquatiche e palustri come il millefoglio d'acqua, il coltellaccio, la lisca maggiore e la lisca a foglie strette.
Affluenti di destra: - torrente Canossilla - torrente Cisavola - torrente Cisolagna - rio Gazzola - torrente Geriola - torrente Gordana - torrente Màngiola - torrente Osca - torrente Pènolo - torrente Teglia
89 - fiume Vara - torrente Verde Affluenti di sinistra: - torrente Aulella - torrente Bagnone - torrente Caprio - torrente Civiglia - torrente Gorgoglione - torrente Monia - torrente Tarasco - torrente Taverone
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Regime idraulico
Il fiume Magra è un corso d'acqua a regime appenninico con piene autunnali e primaverili, periodi di magra durante la tarda estate e l'inverno.
Al seguito del ricevimento dell'acqua dagli affluenti sopra elencati la portata media annua sale a circa 40 m3/sec, presso la foce, con una media mensile massima in novembre di quasi 90 m3/sec ed una media mensile minima in agosto di circa 7 m3/sec. I valori massimi sono in particolare raggiunti in autunno ed in primavera. La portata minima assoluta è di 5 m3/s, mentre quella massima assoluta supera i 3.000 m3/s. Ogni anno si verificano mediamente una decina di piene generalmente violente e di breve durata.
Dai dati del Servizio Idrografico Nazionale del Ministero dei Lavori Pubblici si può stabilire che generalmente il regime dei flussi ricalchi quello degli afflussi meteorici, con piene elevate e magre accentuate; inoltre gli elevati valori dei coefficienti di deflusso indicano una scarsa azione protettiva dei versanti sulle acque meteoriche, mentre il trasporto solido abbondante, sta ad indicare la facile erodibilità dei bacini.
Tali piene in casi particolari, portano ad esondazioni, generalmente nel tratto finale del fiume dove gli argini sono bassi e risente dell'andamento del moto ondoso e delle maree del Mar Ligure, che possono contrastare il deflusso delle acque.
Il fiume Magra presenta acque di buona qualità grazie alla mancanza di grossi insediamenti industriali e alla velocità delle acque che ne consentono un veloce ricambio. Le acque provengono da terreni prevalentemente silicei 35 % (dominano nell'intero bacino le arenarie), quindi argilliti e marne il 25%: le formazioni calcaree rappresentano appena il 5%.
Caratteristiche del fiume Magra: - Lunghezza: 62 Km - Portata media: 40 m3/s
- Altitudine della sorgente: 1401 m s.l.m.
- Sorgente: Tra il Monte Borgognone e il Monte Tavola - Sfocia: Mar ligure, presso Bocca di Magra (SP)
- Comuni attraversati: Pontremoli, Villafranca in Lunigiana, Aulla, Santo Stefano di Magra, Vezzano Ligure, Arcola, Sarzana e Ameglia
- I principali affluenti: Aulella, Bagnone, Canossilla, Caprio, Cisavola, Cisolagna, Civiglia, Gazzola, Geriola, Gordana, Gorgoglione, Màngiola, MoniaOsca, Pènolo, Tarasacco, Taverone, Teglia, Vara e il Verde.
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Fig. 6.2 Comuni ricadenti nel bacino del fiume Magra
6.2 DESCRIZIONE DELLO STATO ATTUALE DEI LUOGHI
Il rio Lucido si presenta come tipico rio di bassa montagna, con fondo ciotoloso e con pendenze medie nel tratto di interesse pari allo 1 – 2 %; lungo le sponde e nel letto stesso del rio sono presenti numerosi affioramenti di roccia anche di notevoli dimensioni. Inoltre le aree di pertinenza fluviale presentano un lussureggiante e folta vegetazione spontanea anche nella stagione estiva, a riprova del fatto che la zona in questione è ricca d'acqua in tutto l'arco dell'anno.
Allo stato attuale, a monte dell'area sul quale si intende realizzare l'impianto di produzione idroelettrica, è presente una opera di presa attualmente utilizzata da uno stabilimento industriale, è posta ad una quota di circa 185 m s.l.m. Il sistema di derivazione esistente, è composto da una briglia in cemento che sbarra interamente il corso d'acqua generando un
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salto di altezza media di circa 4,70 - 4,80 m, e da una paratoia a ghigliottina montata in un muraglione di sponda in cemento armato posto in sinistra idrografica immediatamente a monte della briglia. Le acque cosi derivare sono convogliate tramite un canale a sezione rettangolare, di dimensioni medie di 1,90 - 2,00 m di base e di 1,00 - 1,15 m di profondità, con pendenza pari a 0,1%, verso valle ad una distanza, misurata lungo il canale adduttore, di circa 70 m, al punto in cui le acque, tramite una tubazione in circolare in cls vengono addotte all'attuale utilizzazione industriale.
Prima dell'immissione sopra descritta, il percorso del canale, intercetta lo scarico di un piccolo fosso affluente sinistro del rio che sfocia tramite uno scatolare 1000x600 il quale tramite uno scivolo in c.a. sovrapassa il canale adduttore generando quindi un piccolo sifone oltre il quale parte il condotto circolare per lo stabilimento posto a valle.
Il canale di cui sopra è realizzato in sponda sinistra ad una quota superiore all'alveo del rio Lucido in quel punto.
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Fig. 6.4 Paratoia a ghigliottina dell’opera di presa
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Fig. 6.6 Paratoia dello scarico del canale adduttore
Fig. 6.7 Canale adduttore
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Fig. 6.8 Tratto terminale del condotto di adduzione, scatolare fosso affluente del rio lucido, tubazione circolare di adduzione alla cartiera