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Studio delle Interazioni tra Opere di Sbarramento Fluviale , Correnti Idriche Superficiali e Sotterranee: Cassa di Espansione del Torrente Crostolo in Località Rivalta nel Comune di Reggio Emilia. Lisa Borgatti 1 , Federico Cervi 2 , Alessandro Corsini 2 , Marcello Fiorentini 3 ,

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Presentation Transcript
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Studio delle Interazioni tra Opere di Sbarramento Fluviale, Correnti Idriche Superficiali e Sotterranee: Cassa di Espansione del Torrente Crostolo in Località Rivalta nel Comune di Reggio Emilia

Lisa Borgatti1, Federico Cervi2, Alessandro Corsini2, Marcello Fiorentini3,

Giovanni Moretti3, Stefano Orlandini3, Maurizio Pellegrini2, Francesco Ronchetti2

  • Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, dei Trasporti, delle Acque, del Rilevamento, del Territorio, Università degli Studi di Bologna.
  • Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia.
  • Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia.
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Torrente Crostolo

Tratto arginato

Casse di espansione

Ponte del Tondo

Cassa di Rivalta

Fasce fluviali

slide4

Modello Idrologico

Analisi Territoriale:

DTM 20 m × 20 m, Regione Emilia Romagna.

Uso del suolo “Corine”, Regione Emilia Romagna.

Banca dati geologica, Regione Emilia Romagna.

Definizione dei parametri del metodo CN per la stima della pioggia efficace.

Precipitazioni ragguagliate al bacino con il metodo dei Poligoni di Thiessen.

Calibrazione del modello idrologico utilizzando eventi registrati dalla rete pluvio-idrometrica dell’ARPA-ER.

laminazione delle piene della cassa di rivalta
Laminazione delle Piene della Cassa di Rivalta

Analisi effettuata utilizzando il programma HEC-ResSim, USACE.

Idrogramma in ingresso corrispondente ad una precipitazione sintetica con durata pari a 3 h. Determina il raggiungimento della quota massima di regolazione.

laminazione della cassa di rivalta aspetti generali
Laminazione della Cassa di Rivalta: Aspetti Generali

Idrogramma in ingresso

Idrogramma in uscita

Volume accumulato

Volume rilasciato

laminazione della cassa di rivalta analisi delle portate
Laminazione della Cassa di Rivalta:Analisi delle Portate
  • La capacità di laminazione dell’idrogramma:
  • è circa il 40%, se la quota di invaso non raggiunge la quota massima di regolazione
  • diminuisce all’aumentare della durata di precipitazione
  • diminuisce al calare della sezione utile delle luci di fondo
  • diminuisce all’aumentare del volume inizialmente presente nell’invaso
laminazione della cassa di rivalta quote e volumi
Laminazione della Cassa di Rivalta: Quote e Volumi

Il tempo critico per l’invaso è in corrispondenza dell’invaso massimo

Il tempo critico non varia con le diverse configurazioni delle paratoie

L’andamento delle quote è analogo a quello dei volumi

tcr= 3 h

soglie di precipitazione della cassa di rivalta
Soglie di Precipitazione della Cassa di Rivalta

Condizione di insicurezza

Condizione di sicurezza

Le soglie per il sormonto arginale sono maggiori delle precipitazioni massime possibili di Cati

Limitando l’efflusso dalle luci di fondo le curve si abbassano, in particolare quelle con la condizione iniziale di invaso pieno

laminazione della cassa di rivaltella
Laminazione della Cassa di Rivaltella

Idrogramma in ingresso

Idrogramma in uscita

La cassa risente della laminazione attuata da quella di Rivalta

Scarsa laminazione degli idrogrammi in ingresso

Le percentuali di laminazione sono sotto al 10%

L’idrogramma in uscita segue quello in entrata

laminazione della cassa di rivaltella quote e volumi
Laminazione della Cassa di Rivaltella: Quote e Volumi

Si considera solo l’evento che porta alla tracimazione del manufatto di Rivalta

Il volume immagazzinato è maggiore se le luci di fondo sono ostruite

Il livello dell’invaso si alza di 60 cm se le luci sono ostruite

soglie di precipitazione della cassa di rivaltella
Soglie di Precipitazione della Cassa di Rivaltella

Condizione di insicurezza

Condizione di sicurezza

Se le luci sono ostruite le soglie si abbassano indipendentemente dalla durata di precipitazione

I valori riportati sono intermedi tra le soglie per la tracimazione del manufatto di Rivalta e le curve di Cati

tracimazione delle arginature di rivalta valutazione del periodo di ritorno
Tracimazione delle Arginature di Rivalta Valutazione del Periodo di Ritorno

Metodo proposto nel progetto VAPI (VAlutazione delle Piene in Italia)

dal Gruppo Nazionale Difesa Catastrofi Idrogeologiche

sfioro del manufatto di rivalta valutazione del periodo di ritorno
Sfioro del Manufatto di Rivalta Valutazione del Periodo di Ritorno

Metodo proposto nel progetto VAPI (VAlutazione delle Piene in Italia)

dal Gruppo Nazionale Difesa Catastrofi Idrogeologiche

tracimazione delle arginature di rivaltella valutazione del periodo di ritorno
Tracimazione delle Arginature di RivaltellaValutazione del Periodo di Ritorno

Metodo proposto nel progetto VAPI (VAlutazione delle Piene in Italia)

dal Gruppo Nazionale Difesa Catastrofi Idrogeologiche

propagazione dell onda di piena
Propagazione dell’Onda di Piena

HEC-RAS, U.S. Army Corps of Engineers

Ponte del Tondo

Portata pari a 260 m3 s-1 in uscita dalla cassa di Rivalta.

ulteriori considerazioni
Ulteriori Considerazioni
  • Circolare P.C.M. 19 Marzo 1996
    • [...] le manovre volontarie degli organi di scarico siano svolte, in generale ed ove non diversamente specificato, adottando ogni cautela al fine di determinare un incremento graduale delle portate scaricate contenendone al massimo l'entità.
  • D.P.C.M. 15 Dicembre 1998
    • Criteri di allertamento [...] Poiché obiettivo del programma è tutto il territorio nazionale, si ritiene opportuno dirigere gli sforzi per conseguire un livello minimo per tutto il paese, costituito quindi dall’uso di soglie pluviometriche.
  • Direttiva P.C.M. 27 Febbraio 2004
    • regolazione dei deflussi
    • piani di laminazione
  • Gestione delle piene artificiali
    • Pista ciclabile
    • Parco del Crostolo
    • Centri abitati
quadro normativo
Quadro Normativo
  • Circolare P.C.M. 19 Marzo 1996
    • Il documento di protezione civile deve altresì contenere: la prescrizione che le manovre volontarie degli organi di scarico siano svolte, in generale ed ove non diversamente specificato, adottando ogni cautela al fine di determinare un incremento graduale delle portate scaricate contenendone al massimo l'entità che, nella fase di allerta di cui alla lettera a), non deve superare, nella fase crescente, quella della portata affluente al serbatoio […]
  • Direttiva P.C.M. 27 Febbraio 2004
    • Le manovre previste dal documento di protezione civile e/o dal programma statico e dal piano di laminazione potranno essere direttamente eseguite dal gestore dopo averne data comunicazione all'ufficio compartimentale dal Registro Italiano Dighe ed all'ufficio territoriale del Governo di riferimento […]
    • Nel caso in cui il gestore, anche ai fini di salvaguardare l'opera, le popolazioni ed i beni a valle della diga, proponga di operare sia una manovra preventiva contemplata dal programma dinamico del piano di laminazione che una manovra in difformità a quanto rappresentato nel documento di protezione civile e/o nel piano di laminazione stesso, dovrà darne comunicazione all'Unità di comando e controllo attraverso l'Ufficio territoriale del Governo di riferimento.
lavoro in corso
Lavoro in Corso
  • Descrizione dettagliata della geometria idraulica del sistema fluviale
      • LiDAR aviotrasportato sull’intero bacino
      • Rilievo di sezioni significative
  • Monitoraggio dello stato idrico e dei flussi sub-superficiali in prossimità del manufatto e delle arginature della cassa di Rivalta
      • Indagini geognostiche
      • Installazione di un sistema di monitoraggio in continuo con trasmissione dei dati in remoto
      • Campagna di letture piezometriche in una rete di monitoraggio periodico allargata
piezometri sul rilevato arginale
Piezometri sul rilevato arginale

• 6 sezioni significative (+2) strumentate con piezometri di Casagrande e sonde per acquisizione dei dati in continuo e trasmissione in remoto

piezometri in platea
Piezometri in platea

• 6 piezometri di 2 m di profondità, fenestrati tra 1.5 e 1.8 m in corrispondenza dello strato in ghiaia lavata drenante posto immediatamente al di sotto di ciascuna delle piastre della vasca di dissipazione. Nel caso delle piastre con dissipatori, si è posizionato un piezometro in prossimità del manufatto principale, nella zona in cui si attendono le maggiori fluttuazioni di pressione dovute al risalto idraulico;

• 6 piezometri di 5 m di profondità circa, fenestrati tra 2 e 5 m in corrispondenza del substrato limoso;

• 2 piezometri di 20 m di profondità fenestrati in corrispondenza di lenti di materiale permeabile che si trovano a partire da quota di 85 m s.l.m. circa.