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I N D I C E
1. INQUADRAMENTO GENERALE DEL BACINO .................................................................................... 2
1.1. DESCRIZIONE DEL BACINO DEL TORRENTE DORA DI MELEZET ................................................................ 2 1.2. PARAMETRI MORFOMETRICI, GEOMETRICI E IDROGRAFICI ......................................................................... 2
2. ELABORAZIONE DEI VALORI DI PORTATA DI MASSIMA PIENA, ANALISI CLIMATICA ED IDROLOGICA ....................................................................................................................................................... 4
1.3. DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI MASSIMA PIENA ............................................................................. 5 1.4. LA CURVA DI PROBABILITÀ PLUVIOMETRICA DELL’AUTORITÀ DI BACINO ................................................ 5 1.5. IL METODO RAZIONALE ........................................................................................................................... 10 1.6. CONCLUSIONI – PORTATA AL COLMO ...................................................................................................... 11 1.7. TRASPORTO SOLIDO ................................................................................................................................ 12 1.8. ANALISI DEI DATI ..................................................................................................................................... 12
3. RELAZIONE IDRAULICA ........................................................................................................................ 14
3.1. PREMESSA ........................................................................................................................................... 14
4. VERIFICA DELLE SEZIONI IDRAULICHE ......................................................................................... 14
4.1. VERIFICA DELLA SEZIONE DI PROGETTO .................................................................................... 23
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1. INQUADRAMENTO GENERALE DEL BACINO
1.1. DESCRIZIONE DEL BACINO DEL TORRENTE DORA DI MELEZET
Il torrente Dora di Melezet nasce dal versante Sud-Est del massiccio del Monte Thabor ad
una quota di circa m.3200 s.l.m.
Il bacino che sottende il torrente in corrispondenza della sezione di chiusura considerata in
corrispondenza della fontana Giolitti è suddivisibile in tre sottobacini:
- il primo costituito in sinistra orografica da quello del torrente Rho;
- il secondo costituito dall’insieme dei due bacini della comba della Gorgia e del Curguas,
in destra orografica;
- il terzo bacino, il più considerevole, è costituito da quella della Valle stretta che si
estende in territorio Francese sino al massiccio del Monte Thabor.
Alla sezione di chiusura considerata il bacino presenta dunque una superficie di
complessivi Kmq 84.70 circa per una lunghezza dell’asta principale prolungata allo
spartiacque di 16.5 km.
L’altezza media del bacino risulta di 2000 m. slm.
L’altezza della sezione di chiusura considerata è di 1250 m. slm..
1.2. PARAMETRI MORFOMETRICI, GEOMETRICI E IDROGRAFICI
Per un adeguato inquadramento delle caratteristiche del bacino in esame vengono nel
seguito forniti alcuni parametri e curve caratteristiche del bacino stesso.
I dati per i calcoli dei parametri morfometrici e geometrici derivano dall’analisi dettagliata della
cartografia CTR a scala 1:10.000 in base alla quale si sono perimetrale le superfici e si sono
effettuate le misurazioni di lunghezza e perimetrali.
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Coefficienti di forma
Caratterizzano in maniera sintetica le caratteristiche del bacino.
A partire dai dati morfometrici, si sono calcolati:
Rapporto di circolarità: area del bacino rapportata al cerchio di uguale perimetro
Rc= 4S/P2 = 0.05
Con S superficie in km2 e P perimetro in km.
S= 84,70 Kmq
P= 44,116 Km
Coefficiente di uniformità: rapporto tra il perimetro P e la circonferenza di uguale area S
Ru= P/2 S = 1.350
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2. ELABORAZIONE DEI VALORI DI PORTATA DI MASSIMA PIENA, ANALISI
CLIMATICA ED IDROLOGICA
La determinazione della portata di massima piena di un corso d'acqua in una assegnata
sezione richiede di conoscere l’esatto bilancio idrologico del bacino imbrifero sotteso,
tenendo conto di un periodo di tempo generalmente molto breve (alcune ore o al massimo
pochi giorni) e di una serie di condizioni iniziali ed al contorno numerose e talvolta di difficile
determinazione.
Tale bilancio dovrebbe essere valutato per tutti i fenomeni di piena prevedibili, nell'ipotesi di
conoscere a priori la distribuzione e l'intensità dei deflussi.
Date le difficoltà intrinseche ad effettuare un rigoroso bilancio idrologico sono state definite da
tempo delle metodologie sufficientemente attendibili per determinare dei valori di portata di
riferimento utili per i dimensionamenti idraulici delle opere o le verifiche da effettuare.
In sostanza, la mancanza d’osservazioni dirette di portata nel bacino considerato rende
indispensabile il ricorso a metodi indiretti per la valutazione delle portate di progetto. I metodi
d’uso corrente sono riconducibili a due gruppi:
– metodi deterministici che individuano la portata in funzione della precipitazione
d’assegnata durata e probabilità (per esempio, il metodo razionale);
– modelli concettuali «afflussi-deflussi» per la determinazione dell’idrogramma
conseguente ad assegnate precipitazioni in funzione di parametri morfometrici del
bacino, di dati sulla copertura vegetale e sulle caratteristiche del suolo.
L’indagine idrologica prevede di fornire portate d’assegnata probabilità alla sezione di
chiusura dei sottobacini.
Pertanto la metodologia adottata per la valutazione della portata di massima piena nella
sezione in esame prevede l'elaborazione dei dati disponibili mediante l'impiego di metodi
concettualmente molto diversi tra loro. Tale scelta è dettata dal fine di stimare il valore di
massima piena dal confronto critico dei risultati ottenuti.
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1.3. DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI MASSIMA PIENA
Per la determinazione delle portate di massima piena si sono utilizzati alcuni diversi metodi di
calcolo e successivamente si è operata la scelta in base al raffronto critico dei risultati
ottenuti. I metodi presi in considerazione sono:
– Elaborazioni di tipo deterministico effettuate secondo il metodo razionale a partire dalle
curve di possibilità pluviometrica proposte dall’Autorità di Bacino, o, in alternativa, dalle
precipitazioni dedotte secondo il metodo TCEV proposto dalla Regione Piemonte.
– Modello fisico afflussi/deflussi mediante l’applicazione di codici di calcolo sviluppati dall’
Hydrologic Engineering Center – U.S. Army Corp 1991.
Il primo fa riferimento ad un modello fisico afflussi/deflussi deterministico sia pure di tipo
semplificato, il secondo è un modello fisico ad afflussi/deflussi completo.
Ancora prima di entrare nei dettagli dei singoli metodi occorre precisare che i tempi di ritorno
scelti risultano pari a 100, 200 e 500 anni. Sono stati considerati questi tre valori poiché al
primo fanno riferimento un gran numero di formulazioni empiriche nonché la tabella 7.16 del
PS45 redatto dall’Autorità di Bacino per la non interferenza o la messa in sicurezza delle
infrastrutture primarie, il secondo è un valore intermedio sufficientemente significativo, mentre
il terzo è un valore di riferimento tipico in caso di opere che richiedono un massimo livello di
protezione per le quali una rottura, o un non corretto funzionamento comporti seri rischi di vite
umane.
Inoltre i valori di tempo di ritorno di 200 e 500 anni sono quelli utilizzati per il calcolo dei valori
di piena sulla base dei quali sono state tracciate le fasce fluviali del “Piano Stralcio” redatto
dall’Autorità di Bacino, valide per i corsi d’acqua principali.
1.4. LA CURVA DI PROBABILITÀ PLUVIOMETRICA DELL’AUTORITÀ DI BACINO
Con riferimento al Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico, in particolare alla Direttiva sulla
piena di progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica, ai
fini dell'individuazione dei parametri progettuali di assetto idrogeologico ed idraulico del
bacino in esame, sono state desunte le curve di probabilità pluviometrica che verranno
utilizzate sia per la determinazione dei valori di portata attraverso il metodo razionale, che per
il metodo afflussi deflussi.
Tali curve trovano giustificazione da indagini storiche regolarizzate relative a singole stazioni
di misura, successivamente aggregate ai bacini pluviometrici omogenei in considerazione
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delle caratteristiche morfologiche delle zone esaminate, in relazione alla determinazione dei
parametri caratteristici della curva di possibilità climatica funzionale al calcolo del volume di
piena.
La curva assume pertanto la forma seguente:
h = a · tn
dove:
h = rappresenta l'altezza di precipitazione espressa in mm
t = rappresenta la durata della precipitazione espressa in giorni
a ed n = rappresentano parametri corrispondenti alle caratteristiche pluviometriche.
Per la stazione di misura di Bardonecchia la curva di probabilità pluviometrica riportata nella
tabella 1 allegata alla Direttiva sopracitata riporta i seguenti valori:
Stazione di misura T = 20 anni T = 100 anni T = 200 anni T = 500 anni a n a n a n a n
1372 Bardonecchia 18.06 0.483 22.74 0.478 24.73 0.476 27.37 0.475
Ove "T" rappresenta il tempo di ritorno.
L’allegato 3 alla suddetta direttiva riporta infine i parametri da adottare in funzione della
discretizzazione del bacino considerato in base e ad un reticolo di 2 km per lato :
Nella pagina seguente è riportata la sovrapposizione del bacino considerato al reticolo
idrografico.
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Ai fini della determinazione del valore Sono state considerate 14 celle che sono interamente
ricadenti nel bacino considerato.
Ai fini del calcolo del valore della massima precipitazione da utilizzare si è scelto di
considerare il valore medio di quelli calcolati per le singole celle che sono riportati nella
tabella riportata nella pagina seguente.
-
9 -
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18
6,2
69
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1.5. IL METODO RAZIONALE
Sulla base delle curve individuate, la determinazione della portata di massima piena é stata
condotta anche mediante l'adozione del modello cinematico o di corrivazione, per quanto
attiene la trasformazione degli afflussi meteorici nel fenomeno di formazione della piena.
Come noto, il modello si basa sulle seguenti ipotesi di linearità del modello fisico:
– la formazione della piena risulta essenzialmente legata ad un fenomeno di trasferimento
della massa liquida;
– ogni particella d'acqua presenta un movimento sulla superficie del bacino tributario
invariabile nel tempo che risulta legato esclusivamente alla posizione assunta dalla
particella medesima;
– ogni particella d'acqua nel proprio moto di trasferimento lungo il bacino non risulta
influenzata dalla presenza di altre particelle;
– la portata si ottiene quale somma dei contributi elementari delle singole particelle
precipitate che nello stesso istante si trovano nella sezione di chiusura considerata.
Tale assunzione deriva dalla analisi delle caratteristiche orografiche e morfologiche del
bacino che presenta conformazioni tali da rendere trascurabili gli effetti di invaso mentre
appaiono evidenti condizioni (pendenze, conformazioni degli alvei) simulabili con l'approccio
cinematico.
Il modello assunto a base progettuale per la determinazione della portata di piena individua
come durata critica della precipitazione quella corrispondente ad un tempo pari a quello di
corrivazione.
La determinazione di tale tempo caratteristico del bacino può essere effettuata, per bacini
con caratteristiche analoghe a quelle in esame, mediante l'utilizzo della formulazione di
Giandotti:
TcS L
H hore
4 1 5
0 8
,
, ( )( )
dove.
S = rappresenta l'estensione del bacino in Km², (in corrispondenza di ogni sezione di
chiusura)
- 11 -
L = rappresenta la lunghezza dell'asta principale in km, nel caso del sottobacino
considerato.
H = rappresenta l'altitudine media del bacino imbrifero sotteso, espresso in m s.l.m.
h = rappresenta la quota della sezione considerata
Il valore di Tc risulta quindi essere pari a 2.81 h
Il calcolo della portata di piena deriva dalla seguente formulazione:
dove:
Ci = coefficiente di deflusso relativo all’area sottesa dalla sezione di chiusura analizzata.
(assunto pari a 0.5 per tutti i sottobacini studiati)
hi = altezza di pioggia, relativa all’area omogenea considerata, per un tempo t = tc
Si = superficie del bacino in Km² relativa all’area considerata
1.6. CONCLUSIONI – PORTATA AL COLMO
Ai fini della verifica idraulica si ritiene cautelativo e corretto utilizzare il valore di portata
massima al colmo calcolato con il metodo razionale, utilizzando le curve di possibilità
climatica dell’Autorità di Bacino e considerando il valore medio tra quelli calcolati per le
singole celle
QC ( 200 anni) = 168,641 mc/sec
Il valore del coefficiente udometrico è pari a
u200 = QC ( 200 anni) / S = 168,641/84,7 = 1,99 mc / s*Kmq
in accordo con I valori rilevati in studi su bacini limitrofi con simili caratteristiche
cT
ShCQ
6.3
1max
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1.7. TRASPORTO SOLIDO
Si rileva che le formule di tipo empirico di Smart e Jaggi oppure di Schocklitsch, applicate a
bacini analoghi forniscano dati che sottostimano la portata.
Si ricavano dati dell’ordine dell’1 o 2% rispetto alla portata fluida.
Questi valori sono scarsamente cautelativi e quindi, vista la tipologia di opera e considerate
le caratteristiche del bacino, si considera cautelativo, al fine di determinare l’altezza massima
del tirante idraulico, incrementare la portata al colmo di un valore pari al 15% e quindi si
assume che la portata di calcolo per la verifica delle sezioni idrauliche sia
QC - CALC ( 200 anni) = 168,641*1,15 = 193,937 mc/sec
1.8. ANALISI DEI DATI
I valori così ottenuti sono stati confrontati con quelli ricavati dallo “studio idraulico finalizzato
all’individuazione delle aree sondabili nel territorio del comune di Bardonecchia a supporto
degli elaborati di PRGC redatto nell’anno 2008 dall’ing. Martina.
All’interno della Relazione idraulica e idrologica si prende a riferimento la sezione di chiusura
C9, posta sulla Dora di Melezet a monte della confluenza del torrente Frejus e quindi nel
tratto che riguarda il sito in esame.
Con utilizzo del modello afflussi-deflussi viene definita per tale sezione una portata
con tempo di ritorno 200 anni:
TR ( 200 anni) = 169 mc/sec
Il valore è coincidente con quello ricavato nella presente relazione.
Ad ulteriore comprova della attendibilità dei risultati ottenuti si sono confrontati i valori con
quelli disponibili o ricavati da studi su bacini limitrofi ed analoghi a quello in esame.
- I dati forniti dall’autorità di bacino relativi alle portate di piena per il fiume Dora Riparia, di
cui il torrente Dora di Melezet costituisce il ramo più a monte, misurati a Susa, in
corrispondenza di una sezione di chiusura con un bacino avente una superficie pari a
844 Kmq, riportano una portata di 410 mc/sec con tempi di ritorno di 200 anni e quindi
con un coefficiente udometrico pari a 0,49 mc / s*Kmq.
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- I valori riportati dall’Università di Torino (DEIAFA) nell’ambito dello studio “verifica del
nodo idraulico di Cesana Torinese” (febbraio 2001) riportano per un tempo di ritorno di
200 anni , un valore di Qc = 228,05 su un bacino di 157 Kmq e quindi con un coefficiente
udometrico pari a 1,45 mc / s*Kmq
- La Relazione Idrologico Idraulica relativa all’intervento sulla “SP 215 del Sestriere
ricostruzione del ponte sul torrente Ripa “al Km 3+200 (aprile 2009) riporta per un bacino
complessivo delle dimensioni di 143 Kmq, con tempo di ritorno di 200 anni, una portata al
colmo pari a Qc = 239,56 e quindi un valore del coefficiente udometrico pari a 1,67 mc /
s*Kmq.
Sempre dal medesimo studio per il sottobacino principale del torrente Ripa, avente una
dimensione di 87,25 kmq e caratteristiche geomorfologiche assolutamente analoghe al
bacino oggetto di studio, si ricava un tempo di corrivazione pari a 2,81 h
(pari a quello calcolato per il bacino in progetto) e si ottiene una portata al colmo, con
tempo di ritorno 200 anni pari a
Qc = 150,164 e quindi con un coefficiente udometrico pari a 1,72 mc / s*Kmq.
Valore inferiore a quello ottenuto per il bacino in progetto.
- 14 -
3. RELAZIONE IDRAULICA
3.1. PREMESSA - Nel seguito si riporta la valutazione della capacità idraulica delle sezioni di alveo del
torrente Dora di Melezet esaminata per un tratto dlla lunghezza complessiva di ml. 130
Dci cui m. 100 a monte dell’attraversamento in progetto e m. 30 a valle del medesimo.
In questo tratto la pendenza rilevata del fondo alveo è del 1.86 %; l’alveo è completamente
addossato al versante in sponda destra mentre in sponda sinistra è presente una continua
difesa spondale in massi.
Le portate utilizzate ai fini della verifica idraulica delle sezioni sono:
Tr200 = QC ( 200 anni) = 168,641 mc/sec = 169 mc/sec
Tr200+solido = QC - CALC ( 200 anni) = 168,641*1,15 = 193,937 mc/sec = 194 mc/sec
4. VERIFICA DELLE SEZIONI IDRAULICHE
Relativamente alla verifica delle sezioni idrauliche, si specifica che sono adottate le seguenti
condizioni al contorno:
- Condizione a monte: pendenza del fondo 0,019
- Condizione a valle: pendenza del fondo 0,025
- Scabrezza secondo Manning: 0,03
02
46
810
1214
1618
-1012345
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 7
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
02
46
810
1214
1618
-101234
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 6
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
05
1015
2025
-2-1012345
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 5
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
05
1015
20-2-10123
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 4
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
010
2030
40-2-101234
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 3
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
05
1015
20-2
.0
-1.5
-1.0
-0.50.0
0.5
1.0
1.5
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 2
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
05
1015
2025
-3-2-1012
Riv
er =
Dor
a R
each
= 1
RS
= 1
Sta
tion
(m)
Elevation (m)
Leg
end
WS
Tr2
00+
solid
o
WS
Tr2
00
Gro
und
Ban
k S
ta
- 22 -
- Nel seguito si riporta il profilo idraulico ricavato
- 23 -
- la tabella riepilogativa dei dati riguardanti le sezioni
Relativamente alla sezione 3, che è quella in cui viene inserita la passerella in progetto, si
ottiene che la superficie del pelo libero calcolato e riferito alla portata Tr 200+solido è alla
quota di m 0.98 rispetto al sistema di riferimento adottato.
4.1. VERIFICA DELLA SEZIONE DI PROGETTO
Ai fini della determinazione del franco idraulico da adottare per la progettazione
dell’intradosso della struttura in progetto, in virtù della velocità del fluido nella sezione di
progetto (≥ 6 m/sec) si deve considerare il valore pari a 0.50 l’altezza cinetica.
Dalla tabella precedente, per la sezione 3 con valori di portata :
tr200 + solido: franco uguale o maggiore a 1/2v2/2g ovvero ½ x 6,88 / (2 x 9.8) = 1,207
metri
- 24 -
tr200: franco uguale o maggiore a 1/2v2/2g ovvero ½ x 6,56 / (2 x 9.8) = 1,097 metri
si considera l’ipotesi più cautelativa e si assume il valore pari a 1,21 metri
Per la verifica il franco idraulico tra l’intradosso della struttura ed il livello della superficie di
massima piena (Tr 200+solido) deve essere mantenuto per almeno i 2/3 della luce
dell’impalcato.
Nella sezione di progetto si verifica che la luce dell’impalcato è pari a m. 17.63 e quindi i
suoi 2/3 misurano m. 11.75.
La parte di impalcato che mantiene il franco idraulico calcolato misura
m. 12.38 ≥ 11.75.
Per quanto riguarda la parte di fondazione che spicca dal terreno per raggiungere il piano di
calpestio in progetto si esprimono le seguenti considerazioni in virtù della verifica delle
sezioni idrauliche e dello stato di fatto dei luoghi.
Si nota infatti che, a monte della sezione di progetto, già a partire dalla sezione 6, la portata
di riferimento tende ad esondare in sponda sinistra.
La sezione 6 è ubicata a circa 80 metri a monte rispetto a quella di progetto.
Il livello della superficie libera dalla portata tende successivamente ad abbassarsi rispetto a
quello della sponda sinistra ma rimane sempre superiore a questo. In sponda destra è
vincolato dal versante.
L’area del piazzale da cui si diparte la passerella è quindi teoricamente esondabile
considerando la (Tr 200+solido).
Tuttavia si deve rilevare che la parte che fuori esce dal terreno per raggiungere il piano di
calpestio della passerella, è “protetta” dal fabbricato esistente a monte, posto a circa 12.50
metri di distanza. La rampa di accesso alla passerella, nel senso del flusso è ubicata
centralmente rispetto ad esso.
Il fabbricato ha le dimensioni in pianta di m. 20*8 ed un’altezza di m. 4 circa.
A valle della passerella in progetto, a delimitare il piazzale, esiste un muretto di recinzione
cieco per circa 50 cm a partire dal piano del piazzale e per tutta la larghezza dello stesso.
- 25 -
Queste considerazioni portano a considerare del tutto trascurabile l’ostacolo al flusso
rappresentato dalla rampa di accesso alla passerella. Comunque al fine di minimizzare tale
ostacolo si è progettata la passerella con un raggio di curvatura tale da minimizzare tale
altezza pur dovendo mantenere il franco idraulico di progetto.
Considerando la velocità del flusso e le condizioni sopra richiamate non si può certo
considerare la riduzione dell’invaso determinata da tale volume im progetto.
La presenza delle difese spondali lungo entrambe le sponde permette di eliminare il rischio
di scalzamento relativamente alle fondazioni della passerella.
La passerella sarà appoggiato su plinti di fondazione a loro volta fondati su pali fino ad
incontrare il sub-strato e quindi in modo da non interessare le difese spondali esisnteti sia in
destra che in sinistra orografica.