valutazione di compatibilita’...
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STUDIO DI GEOLOGIA TECNICA ED INGEGNERIA AMBIENTALE V i a S a b o t i n o 1 / B - 37 1 2 4 V E R O N A t e l . f a x : 0 4 5 / 8 3 0 . 1 0 . 9 6 e - m a i l : r o m an o r i zzo t t o @g m a i l . co m
COMUNE DI VERONA PROVINCIA DI VERONA
Committente: GIRELLI GIANPAOLO GIRELLI SERGIO GIRELLI SILVANO FLOVER s.r.l.
Piano Urbanistico Attuativo denominato “GREEN VILLAGE” sito in via Castel San Fidardo
Comune di Bussolengo (VR)
VALUTAZIONE DI COMPATIBILITA’ IDRAULICA
Verona, Aprile 2018
STUDIO DI GEOLOGIA TECNICA ED INGEGNERIA AMBIENTALE Via Sabotino 1/B 37124 VERONA tel fax 045 8301096 r o man o r i z z o t t o@ gma i l . c o m 2
INDICE
1 PREMESSA ..................................................................................................................................... 3
2 SINTESI DELLE CARATTERISTICHE DEI LUOGHI..................................................................... 4
3 ANALISI IDROLOGICA ................................................................................................................. 6
3.1 GENERALITÀ ........................................................................................................................... 6
3.2 CURVE DI POSSIBILITÀ PLUVIOMETRICA ........................................................................... 7
4 ANALISI IDRAULICA ..................................................................................................................... 9
4.1 STIMA DELL’IDROGRAMMA DI PIENA .................................................................................. 9
4.2 STIMA DEI VOLUMI SPECIFICI DI INVASO......................................................................... 12
4.3 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO DELL’INVASO ......................................................... 13
4.4 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO CINEMATICO .......................................................... 15
5 DIMENSIONAMENTO MISURE COMPENSATIVE ...................................................................... 17
5.1 PREMESSA ........................................................................................................................... 17
5.2 CALCOLO IDROGRAMMI DI PIENA ..................................................................................... 17
5.3 PROVE DI PERMEABILITÀ ................................................................................................... 20
5.4 CALCOLO VOLUMI D’INVASO ............................................................................................. 22
5.5 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO DELL’INVASO ......................................................... 24
5.6 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO CINEMATICO .......................................................... 25
5.7 DIMENSIONAMENTO VOLUMI DI INVASO ......................................................................... 26
6 CONCLUSIONI ............................................................................................................................. 28
ELENCO ALLEGATI
1. TOPOGRAFIA ...................................................................................................... scala 1:25.000
2. CARTA TECNICA REGIONALE ............................................................................. scala 1:5.000
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1 PREMESSA
Per incarico dei Sig.ri Girelli Gianpaolo, Sergio, Silvano e di FLOVER S.R.L. sono state
eseguite indagini idrauliche ed idrogeologiche sui terreni interessati dal Piano Urbanistico Attuativo
denominato “Green Village”, in Comune di Bussolengo -si vedano allegati 1 «Topografia scala
1:25.000» e 2 «Carta Tecnica Regionale scala 1:5.000» -.
Il piano in esame interessa un’area di circa 19,100 m2,dei quali circa 14,000 m2 di pertinenza
dei lotti dove sono previsti i fabbricati (di seguito chiamato lotto privato) e 5,100 m2 extra lotto per
la realizzazione della viabilità interna, dei parcheggi e delle aree verdi.
Delle superfici interne ai lotti circa 10,500 m2 saranno destinate alla realizzazione degli
edificati impermeabili (tetti, interrati extra sagoma, accessi, scivoli, marciapiedi) ed i restanti 3,500
m2, pari a circa il 25% dell’area complessiva, sarà mantenuto a verde profondo.
Le aree extra lotto saranno così suddivise:
2,819 m2 per la realizzazione di superfici impermeabili (strade private, strade di lottizzazione
e marciapiedi), 936 m2 per i parcheggi drenanti ed i restanti 1344 m2 a verde (pubblico e privato).
Stralcio fuori scala Planimetria del PUA in esame
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Attualmente l’area è ad uso agricolo.
La presente relazione ottempera a quanto richiesto dalla DGRV n. 2948 del 06/10/2009 ed
alle NTA del Piano di Assetto del Territorio del Comune di Bussolengo in merito al rispetto
dell’invarianza idraulica.
La presente analisi, sulla base di una valutazione degli aspetti morfologici, litologici e
territoriali che caratterizzano l’area in progetto, presenta una soluzione delle gestione delle acque
meteoriche, per il conseguimento della sostanziale invarianza idraulica.
Lo studio ha richiesto:
raccolta e consultazione di dati bibliografici e cartografici;
esame geologico, geomorfologico, idrogeologico ed idrologico dell’area – da “Relazione
Geologica e Geotecnica” datata febbraio 2017.
2 SINTESI DELLE CARATTERISTICHE DEI LUOGHI
L'area oggetto d’intervento, da un punto di vista geologico e geomorfologico appartiene
all'alta pianura veronese, costituita da conoidi fluvioglaciali e fluviali sovrapposte e terrazzate,
depositate dal Fiume Adige, nei periodi interglaciali e postglaciali ed è posta ad una quota di circa
75 metri s.l.m.
Da un punto di vista geomorfologico la zona si presenta subpianeggiante, con lieve
pendenza verso Est. A Nord, a circa 200 metri dal sito in esame, il piano campagna è interrotto da
un salto morfologico che costituisce la scarpata di terrazzo che separa il conoide alluvionale dal
sottostante piano di divagazione dell’Adige, posto a quote medie di circa 80 metri s.l.m, cioè circa
50 metri inferiori a quelle dell’area di intervento. Il confine tra le due unità geomorfologiche
presenta andamento sinuoso, rappresentando antichi percorsi meandriformi del fiume Adige, in
successive fasi erosive dei sedimenti alluvionali dallo stesso depositati.
L'area in oggetto è situata nella parte occidentale dell'alta pianura veronese, caratterizzata
dalle ampie conoidi sovrapposte che il fiume Adige ha deposto dopo il suo tratto montano. Questa
unità geomorfologica confina a Ovest con le pendici collinari dell’anfiteatro morenico del Garda.
Il sottosuolo è costituito prevalentemente da materiali a granulometria grossolana - ghiaie e
sabbie con ciottoli e, talora, blocchi -, con locali intercalazioni argillose, per uno spessore accertato
superiore ai 150-200 metri.
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Dal punto di vista idrologico, la zona in esame fa capo al fiume Adige, che ne ha
condizionato la storia litostratigrafica, morfologica ed idrogeologica.
Essa fa parte di un’area completamente urbanizzata ove la rete idrografica naturale è stata
canalizzata e coperta.
Nella zona in studio non sono state rilevate morfologie legate a ruscellamento concentrato,
ad erosione diffusa o a deflusso difficoltoso.
Per il P.A.I. (Piano di Assetto Idrogeologico dell’Autorità di Bacino del Fiume Adige) questa
porzione del territorio comunale non è considerata a pericolosità o a rischio idraulico.
La consultazione della bozza delle mappe di allagabilità e rischio del Piano di Gestione delle
Alluvioni del Distretto Idrografico delle Alpi Orientali, in recepimento alla Direttiva 2007/60 (D. Lgs.
49/2010) confermano la non esondabilità dell’area d’intervento anche per eventi meteorici con
tempi di ritorno di 300 anni.
Per quel che concerne le caratteristiche idrogeologiche, poiché il sottosuolo è costituito
almeno per i primi 80 metri, da depositi sciolti a granulometria prevalentemente grossolana, ci si
trova in presenza dell’acquifero freatico indifferenziato degli Autori. Locali e modeste falde sospese
possono essere sostenute, in profondità, da livelli conglomeratici, che comunque hanno
estensione molto limitata.
I fattori di ricarica principali sono stati individuati nelle dispersioni della falda di subalveo
della grande vallata montana dell'Adige, nelle infiltrazione degli afflussi meteorici diretti, nelle
dispersioni delle falde di subalveo delle valli lessinee e dei rilievi morenici e nelle infiltrazioni di
acque irrigue.
Il regime della falda è caratterizzato da un'unica fase di piena (tarda estate, inizio autunno) e
da un'unica fase di magra (primavera); la direzione di deflusso generale avviene da N.N.O. verso
S.S.E. e la profondità media della superficie freatica varia da valori massimi di 40÷50 metri, al
limite settentrionale (territorio di Bussolengo e Pescantina) fino a raggiungere i valori minimi di 1÷2
metri al limite meridionale, dove le acque vengono a giorno nei punti più depressi della fascia detta
delle "risorgive".
Le oscillazioni freatiche variano da valori massimi di oltre 10 metri al limite settentrionale,
fino a valori minimi inferiori ad 1 metro lungo la fascia delle risorgive.
Più in particolare, per quanto riguarda la zona di interesse del presente studio, il livello
statico misurato in pozzi è di circa 55-60 metri s.l.m., cioè a oltre 70 metri dal piano campagna. La
direzione di deflusso sotterraneo è circa da N.N.O. verso S.S.E. ed il gradiente locale è dell’ordine
dello 0.5 ‰ .
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3 ANALISI IDROLOGICA
3.1 GENERALITÀ
Per caratterizzare il comportamento idrologico dell’area oggetto d’intervento, con la
determinazione della portata, che la rete di drenaggio deve essere in grado di convogliare e
smaltire, si utilizzano opportuni metodi di trasformazione afflussi-deflussi, che consentono di
associare ad una determinata grandezza idrologica un’assegnata probabilità di accadimento a
partire da eventi pluviometrici caratterizzati dalla medesima probabilità.
Lo scopo dell’elaborazione statistica dei dati è la determinazione dei coefficienti a (mm/ore)
e n che compaiono nelle equazioni di possibilità pluviometrica:
h = a t n
dove: h = altezza di pioggia in mm
t = tempo in ore
Il concetto di rischio idraulico è quantificato dal tempo di ritorno Tr, definito come l’inverso
della frequenza media probabile del verificarsi di un evento maggiore, ossia il periodo di tempo nel
quale un certo evento è mediamente uguagliato o superato.
Tr = 1 / [1-P (hH) ]
L’equazione di possibilità pluviometrica fornisce, per un fissato tempo di pioggia t, il massimo
valore di h nel periodo pari al tempo di ritorno Tr e viene utilizzata, nei modelli afflussi-deflussi, per
la determinazione della portata afferente all’area interessata.
La ricerca presso gli enti dei dati pluviometrici ha portato all’individuazione della stazione
pluviometrica di San Pietro in Cariano, la più prossima all’area in esame e gestita da ARPAV:
Per l’elaborazione dell’indagine idrologica sono stati raccolti i dati pluviometrici delle serie
storiche del valore di altezza di precipitazione di durata pari a 1, 3, 6, 12, 24 ore, fornite dal Centro
Meteorologico ARPAV di Teolo.
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3.2 CURVE DI POSSIBILITÀ PLUVIOMETRICA
La regolarizzazione statistico-probabilistica, impiegata per il calcolo dei tempi di ritorno, fa
riferimento alla distribuzione di Gumbel. Tale legge si basa sull’introduzione di un’ipotesi relativa al
tipo di distribuzione dei più grandi valori estraibili da più serie costituite da osservazioni tra loro
indipendenti.
La distribuzione cumulata di probabilità è descritta dalla seguente funzione:
))exp(exp()(
uxxF
dove χ e u rappresentano rispettivamente i parametri di concentrazione e della tendenza
centrale stimati con il metodo dei momenti:
N
ix xi
Nmx
1
1
N
ix mxxi
Nsx
1
2)(1
1
misura della dispersione attorno al valore medio;
moda;
con = 0,5772 costante di Eulero.
Indicando con F(x) la probabilità di non superamento del valore x, il tempo medio di ritorno è
calcolato dalla relazione:
))(1(
1
xFTr
dove Tr rappresenta quindi il numero medio di anni durante i quali il valore x viene superato
una sola volta.
Come prescritto nella D.G.R.V. 2941 del 9 ottobre 2009 “in relazione all’applicazione del
principio dell’invarianza idraulica lo studio dovrà essere corredato di analisi pluviometrica con
ricerca delle curve di possibilità climatica per durate di precipitazione corrispondenti al tempo di
corrivazione critico per le nuove aree da trasformare. Il tempo di ritorno cui fare riferimento viene
definito pari a 50 anni.”
sx
6
mxu
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Per la determinazione delle precipitazioni nell’ambito della valutazione di compatibilità
idraulica applicata al PUA, è stata ricavata una curva di possibilità pluviometrica dall’elaborazione
dei dati della stazione di San Pietro in Cariano. In particolare è stata ricavata, per un tempo di
ritorno pari a 50 anni, la seguente curva bi-paramentrica:
San Pietro in Cariano
Tempo di ritorno (anni) Curva di possibilità (h [mm], t [min])
50 165.009.59 th
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4 ANALISI IDRAULICA
4.1 STIMA DELL’IDROGRAMMA DI PIENA
Per la definizione dell’idrogramma di piena è stato utilizzato il metodo di Nash, il quale
assume che il bacino si comporti come una serie di n serbatoi e la portata confluente Q(t) viene
calcolata come funzione lineare del volume invasato. In questo caso l’evento piovoso è stato
simulato sinteticamente con l’obiettivo di pervenire ad un corretto dimensionamento dei volumi di
invaso necessari alla laminazione delle portate di piena.
La prima fase di quest’analisi ha comportato la definizione di uno ietogramma costante.
Questo ietogramma, sicuramente il più diffuso nell’ambito progettuale, è dedotto dalle curve di
possibilità pluviometrica con l’ipotesi che l’andamento temporale dell’intensità di pioggia sia
costante in tutta la durata. Per la sua definizione è necessario quindi specificare la durata
dell’evento. Quest’ultima risulterà funzione delle portate in ingresso al sistema di laminazione,
prodotte dall’evento piovoso, e di quelle in uscita, proporzionali alla superficie dell’area da servire.
Il metodo adottato per la stima della durata dell’evento piovoso è di tipo iterativo e conduce, caso
per caso, a risultati diversi, massimizzando comunque ogni volta i volumi prodotti.
Non tutto il volume affluito durante una precipitazione giunge alle canalizzazioni per essere
convogliato verso il recapito finale. I fenomeni idrologici che avvengono sulla superficie del bacino
scolante modificano sostanzialmente sia la distribuzione temporale che il volume della pioggia utile
ai fini del deflusso nella rete di drenaggio. Se si prescinde dall’evapotraspirazione e
dall’intercettazione (del tutto trascurabili in un bacino durante un evento di pioggia particolarmente
intenso) i fenomeni idrologici che intervengono sono sostanzialmente legati all’infiltrazione e
immagazzinamento di acqua nelle depressioni superficiali esistenti.
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Questi processi, in realtà molto complessi, sono normalmente trattati con un approccio di
tipo concettuale, basato cioè su equazioni empiriche e non derivanti dalla modellazione rigorosa
del fenomeno fisico.
Il valori dei coefficienti di deflusso utilizzati sono quelli indicati nell’Allegato A della D.G.R.V.
n.2948 del 6 ottobre 2009 – indicazioni operative per la redazione dei nuovi strumenti urbanistici –
proposti nella letteratura di settore e adottati nella normale pratica progettuale, in mancanza di una
descrizione dettagliata della copertura del suolo.
Tipologia area Coefficiente di
deflusso
Agricola 0,1
Permeabili (aree verdi) 0,2
Semi-permeabili (grigliati drenanti con sottostante
materasso ghiaioso, strade in terra battuta o stabilizzato)
0,6
Impermeabili (strade, tetti, marciapiedi) 0,9
L’altra fase dell’analisi porta alla creazione dell’idrogramma di piena.
Tra i diversi metodi a disposizione, si è scelto il “metodo lineare di Nash”. Tale metodo
schematizza il bacino come un sistema nel quale i flussi in ingresso ed in uscita sono legati al
contenuto d’acqua all’interno del sistema.
Il contenuto d’acqua è definito attraverso una funzione di immagazzinamento che dipende
dalla natura del sistema idrologico oggetto della simulazione.
Tale funzione è chiamata funzione di trasferimento u(t) e rappresenta la risposta del bacino
ad un impulso di precipitazione unitario.
La portata totale viene quindi espressa come segue:
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La funzione di risposta di questo modello è data dalla convoluzioni delle singole funzioni di
risposta esponenziali (funzione di risposta di ogni singolo serbatoio):
11 !
Al fine di aumentare la flessibilità del modello, è stata sfruttata a proprietà della funzione
Γ(z):
Γ z
Che per z=n, cioè se viene valutata per un numero intero assume il seguente valore
Γ n 1 !
In questo caso n perde il significato di numero dei serbatoi per diventare un parametro del
modello.
k invece rappresenta il tempo di corrivazione del bacino.
In caso di intensità di precipitazione costante il modello di Nash può essere scritto come
segue:
Φ ̅ Φ ̅ 1Γ ,
Γ
Φ ̅ Φ ̅Γ , ⁄ Γ ,
Γ
Con:
Γ ,
Γ
Il tempo di corrivazione del bacino è il tempo necessario perché la goccia d’acqua caduta nel
punto idraulicamente più lontano possa raggiungere la sezione di chiusura del bacino stesso.
Esso è valutato indipendentemente dalla possibile interferenza nel deflusso della goccia con
altre particelle d’acqua.
ric ttt
dove:
ti = tempo di ingresso, cioè il tempo che impiega la particella d'acqua a giungere alla più
vicina canalizzazione scorrendo in superficie,
tr = è il tempo di trasferimento lungo i canali della rete di drenaggio fino alla sezione di
chiusura.
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Per la determinazione dei valori di ti si può far uso della tabella di Fair del 1966:
Descrizione del Bacino ti [min]
Centri urbani intensivi con tetti collegati direttamente alle canalizzazioni e frequenti
caditoie stradali <5
Centri commerciali con pendenze modeste e caditoie stradali meno frequenti 10 – 15
Aree residenziali estensive con piccole pendenze e caditoie poco frequenti 20 – 30
Per la determinazione del tempo tr si accetta normalmente che esso si possa calcolare sulla
base della velocità di moto uniforme dell'acqua nelle canalizzazioni – pari a 1 m/s –, ipotizzate
piene ma non in pressione.
A questo punto è possibile a partire dai parametri pluviometrici (a,n) di progetto, dal
coefficiente di deflusso e dal tempo di corrivazione, ottenere per il tempo di ritorno di 50 anni i
volumi necessari alla laminazione delle portate di pioggia.
4.2 STIMA DEI VOLUMI SPECIFICI DI INVASO
Il dimensionamento del bacino di laminazione può essere effettuato a partire dalle curve di
possibilità pluviometrica; anche in questo caso si considera un tempo di ritorno pari a 50 anni.
Il volume specifico affluente, Vi, al bacino è:
3'' mtaSVi n
Il volume Vu, che s’infiltra nel terreno è:
3mtQuVu
Dato che il volume idrico stoccato nel bacino di laminazione varia durante il ciclo di invaso e
svaso, si impone, a favore di sicurezza, che la superficie drenante sia la sola superficie di base.
Risulta dunque che il volume specifico invasato, Vinvasato, nel bacino di laminazione è dato
dalla differenza:
3)()( mtVutViVinvasato
Come consigliato dalla delibera n°2948/2009, per l’area in esame, di cui sono note le
distribuzioni delle superfici d’uso del suolo, si è proceduto alla verifica del volume di laminazione
utilizzando anche i metodi dell’invaso e cinematico.
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4.3 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO DELL’INVASO
Il metodo dell’invaso lineare assimila il comportamento del bacino a quello di un serbatoio
nel quale entra la portata p, che rappresenta la precipitazione meteorica che insiste sul bacino, e
dal quale esce attraverso una luce la portata q, che rappresenta la portata uscente data dalla
differenza tra la p e il volume W proprio del bacino.
Schematizzando un’area di trasformazione urbana come un invaso lineare, si può scrivere
l’equazione di continuità della massa nei termini seguenti:
)()()()()(
tkWtPtQtPdt
tdW
essendo p(t) la pioggia netta all’istante t e q(t) la portata uscente, dipendente dal volume
invasato W(t).
La portata di picco è calcolata attraverso la formula:
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slkaSQ nc /65.078.2 1
con: S superficie scolante in ha;
φ coefficiente di afflusso;
a, n parametri curva di possibilità pluviometrica;
k costante d’invaso in ore.
La costante d’invaso k si determina con la formula URBISPRO dedotta con criteri empirici a
seguito di numerosi riscontri in bacini urbani sperimentali:
k =0.7*tc
dove k [ore] è il parametro del modello; tc [ore] è il tempo di corrivazione del bacino.
Il volume da invasare all’interno dei bacini di laminazione si calcola in modo implicito in
funzione delle grandezze adimensionali:
F(n, m) = k
w G(n, m) = c Q k
W
0
dove k è la costante d’invaso in ore del bacino, w è la durata critica per i bacini (quella cioè
che conduce al massimo volume d’invaso W0), Qc è la portata critica del bacino a monte.
Assegnato poi il rapporto m = 1/η= Qc/Qumax, le grandezze F e G sono calcolabili con le
equazioni:
011
1
2
1
1
F
n
n
n
e
Fm
D
FD
m
FD
m
ln)n(Fn
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G(n,m) =
Fn
n
nnn
eD
Fmln
mm
F
FD
m
FD
m
lnD
F
D
F11
1
1
1
1
11
= c Q k
W
0
In particolare, trovato con la prima il valore di F, è immediato calcolare la durata critica
m,nFkw e il volume da invasare m,nGQkW c0 . E’ da notare che tali risultati sono validi
solo nel caso in cui la durata critica w della vasca e la durata critica c = C k del bacino rientrino
nel medesimo campo di validità del parametro n della curva di possibilità pluviometrica.
4.4 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO CINEMATICO
Questo approccio schematizza un processo di trasformazione afflussi-deflussi nel bacino a
monte di tipo cinematico. Le ipotesi semplificate adottate sono le seguenti:
ietogramma netto di pioggia a intensità costante (ietogramma rettangolare);
curva aree tempi lineare;
svuotamento della vasca a portata costante pari a Qu, (laminazione ottimale).
La portata di picco è calcolata con la formula:
sltaSQ ncc /78.2 1
con: S superficie scolante in ha;
φ coefficiente di afflusso;
a, n parametri curva di possibilità pluviometrica;
tc tempo di corrivazione in ore.
con queste ipotesi si può scrivere l’espressione del volume W invasato nei bacini in funzione
della durata della pioggia , del tempo di corrivazione del bacino tc, della portata uscente drenata
massima dalla vasca Qu,, del coefficiente di afflusso , dell’area del bacino S e dei parametri a ed
n della curva di possibilità pluviometrica:
cuu
n
ucn tQQ
aSQtaSW
12
Imponendo la condizione di massimo per il volume W, cioè derivando l’espressione
precedente rispetto alla durata ed eguagliando a zero si trova:
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0)1( 21
u
nw
ucnw Q
aAQTnaAn
dalla quale si ricava la durata critica w per i bacini di laminazione, che, inserita nella
precedente consente di stimare il volume W0 da invasare.
Se si considerano per le varie grandezze le unità di misura solitamente utilizzate nella
pratica, ossia: W in m3, S in ha, a in mm/oran, in ore, tc in ore, Qu in l/s, le equazioni diventano:
cuu
n
ucn TQ.Q.
aAQT.aAW
63632951101
2
0)1(36.078.2 21
u
nw
ucnw Q
aAQTnaAn
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5 DIMENSIONAMENTO MISURE COMPENSATIVE
5.1 PREMESSA
L’area diintervento occupaun area di circa 19,100 m2, dei quali 14,000 per la realizzazione
dei lotti abitativi ed i restanti 5,100 per la creazione di verde, viabilità interna e parcheggi.
Attualmente l’area è ad uso agricolo.
Come riportato nella D.G.R.V. n°2948/2009, trattandosi di un intervento su superficie
compresa tra 1 ha e 10 ha, il grado di impermeabilizzazione potenziale è significativo.
Di seguito dunque vengono illustrate le misure compensative per garantire la conservazione
della portata massima defluente dall’area in trasformazione ai valori precedenti
l’impermeabilizzazione.
Considerate le caratteristiche litologiche dei terreni e l’assenza di corsi d’acqua
prossimi all’area di intervento, si è scelto di invasare l’intero volume d’acqua all’interno
della rete di raccolta delle acqua meteoriche e nei pozzetti di ispezione a dispersione
adeguatamente dimensionati per permettere la infiltrazione nel sottosuolo di portate
equivalenti a quelle che naturalmente si infiltrano allo stato attuale, garantendo quindi il
concetto di invarianza idraulica.
5.2 CALCOLO IDROGRAMMI DI PIENA
Nel corso del processo di approvazione degli interventi urbanistico – edilizi è richiesta, con
progressiva definizione, l’individuazione puntuale delle misure compensative.
Per l’area in esame, sono note le superfici a diversa destinazione d’uso del suolo ed è quindi
possibile calcolare la portata in uscita allo stato attuale e di progetto noto il coefficiente di deflusso
medio dell’area secondo i valori riportati nella D.G.R.V. n°2948/2009.
Per lo stato attuale il coefficiente di deflusso è:
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STATO ATTUALE
TIPOLOGIA Superficie (m2) Coefficiente di deflusso
PERMEABILE (agricola) 19,100.00 0,1
TOTALE 19,100.00 0,1
Allo stato ante opera, i parametri idraulici assunti per il calcolo dell’idrogramma di piena
sono:
STATO ATTUALE
Curva di possibilità pluviometrica 165.009.59 th
Tempo di corrivazione 20 min
Coefficiente di deflusso 0,1
Per lo stato di progetto vengono separate le aree occupate dai lotti e quelle esterne a questi
come segue:
STATO PROGETTO – LOTTI
TIPOLOGIA Superficie (m2) Coefficiente di deflusso
PERMEABILE (verde pubblico) 3,500.00 0,2
IMPERMEABILE 10,500.00 0,9
TOTALE 14,000.00 0,725
STATO PROGETTO – ESTERNO LOTTI
TIPOLOGIA Superficie (m2) Coefficiente di deflusso
PERMEABILE (verde pubblico) 1,344.00 0,2
IMPERMEABILE (strade e marciapiedi) 2,819.00 0,9
SEMIPERMEABILE (parcheggi) 936.00 0.6
TOTALE 5,099.00 0,66
i parametri idraulici assunti per il calcolo dell’idrogramma di piena sono:
STATO di PROGETTO - LOTTI
Curva di possibilità pluviometrica 165.009.59 th
Tempo di corrivazione 10 min
Coefficiente di deflusso medio 0,725
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STATO di PROGETTO - LOTTI
Curva di possibilità pluviometrica 165.009.59 th
Tempo di corrivazione 10 min
Coefficiente di deflusso medio 0,66
Gli idrogrammi di piena per lo stato attuale e di progetto, considerando una stessa durata di
pioggia pari a 180 minuti ma diversi tempi di corrivazione e coefficienti di deflusso sono:
Come si può notare allo stato attuale il tempo di corrivazione più elevato fa traslare
l’idrogramma nel tempo e il coefficiente di deflusso inferiore fa abbassare il picco della portata che
massimizza i volumi.
La portata massima in uscita dallo stato attuale è di 23.1 l/s pari a circa 12.1 l/s per ettaro di
lottizzazione, mentre allo stato di progetto la portata massima è pari a 87.7 l/spari a circa 45.9 l/s
per ettaro di lottizzazione
In via cautelativa ed in ottemperanza alle indicazioni del Consorzio di Bonifica
Veronese e alle indicazioni della Compatibilità idraulica del P.A.T., nei calcoli che seguono
sarà utilizzato un coefficiente pari a 10 l/s per ettaro di lottizzazione, da scaricare tramite
drenaggio.
Non essendoci nell’area reti di fognatura bianca o corsi d’acqua sarà necessario far infiltrare
nel terreno la portata uscente dalla lottizzazione, previa laminazione.
12.1
45.9
0.05.0
10.015.020.025.030.035.040.045.050.0
0 2 4 6 8 10 12 14
portata (l/s*h
a)
tempo (ore)
Inviluppo di piena
Stato attuale stato di progetto
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Per stimare la superficie disperdente data una determinata portata si utilizza la seguente
formula:
∗ ∗
Dove:
k= permeabilità del terreno;
i= carico idraulico, pari a 1.
A= area filtrante.
Il terreno presente nell’area di esame è costituito principalmente da ghiaie miste a sabbia
caratterizzate da un coefficiente di permeabilità di 10-4 m/s, come risultato dale prove di
permeabilità in sito di seguito descritte.
Sulla base della formula sopra riportata, la superficie disperdente che fa infiltrare la
portata defluente di 10 l/s per ettaro di lottizzazione risulta essere pari a 38.2 mq che
saranno suddivisi come segue: 28 mq per le aree occupate dai lotti e 10 mq per le restanti
superfici.
5.3 PROVE DI PERMEABILITÀ
Per valutare la capacità d’infiltrazione del terreno dell’area in esame, in corrispondenza di
due trincee ad una profondità di circa 2 metri in corrispondenza delle alluvioni ghiaio sabbiose
naturali sono state condotte prove di permeabilità con metodo dell’infiltrometro
L’infiltrometro ad anello singolo, realizzato in opera, è costituito da una tubazione in pvc del
diametro di 20 cm e con altezza di 2,0 metri, con infissione nel terreno di circa 10 cm.
La prova effettuata è a carico variabile e la permeabilità viene ricavata dalla formula (US
Navy Bureau, 1972) di seguito riportata:
H
h
tt
fRK ln
11
2
12
dove:
K = conducibilità idraulica calcolata (cm/s);
R = raggio interno dell’infiltrometro (cm);
t2 – t1 = tempi (s)
h e H = altezze (cm)
f = fattore di forma ottenuto dal rapporto Cu/5 dove Cu è il coefficiente di
uniformità del terreno dato da (d60/ d10).
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Al fine di ottenere un risultato statisticamente significativo le prove sono state ripetute per 3
cicli successivi di carico.
Di seguito si illustrano i risultati ottenuti.
PROVA IN T1
0
10
20
30
40
50
60
0
30 60 90 120
150
180
210
240
270
Alt
ezza
(cm
)
Tempo (s)
PROVA in TRINCEA 1
prova 1
prova 2
prova 3
prova 1 prova 2 prova 3
tempo altezza altezza altezza0 50 45 5015 41 34 4030 35 29 3545 30 26 3360 26 24 3090 23 21 26
120 19 18 22180 14 14 20240 10
H1 28 cmH2 12 cmT1 45 secT2 240 secRAGGIO 10 cmF 1
K 0.025 cm/s2.48E-04 m/s
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PROVA IN T2
In base ai risultati delle prove eseguite, il coefficiente di permeabilità K medio per la alluvioni
ghiaio sabbiose risulta pari a 10-4 m/s.
5.4 CALCOLO VOLUMI D’INVASO
Di seguito venogo riportati i risultati dei volumi da invasare per rispettare l’invarianza
idraulica applicando il metodo razionale.
Il volume specifico immagazzinato, Vimmagazzinato, nel bacino di laminazione è dato dalla
differenza:
3)()( mtVutViV toimmagazina
0
10
20
30
40
50
600
30 60 90 120
150
180
210
240
270
Alt
ezza
(cm
)
Tempo (s)
PROVA in TRINCEA 2
prova 1
prova 2
prova 3
prova 1 prova 2 prova 3
tempo altezza altezza altezza0 46 44 5215 33 30 4030 28 28 3445 25 26 3260 24 25 3190 20 23 28
120 18 21 26180 19 24240 18
H1 28 cmH2 17 cmT1 45 secT2 240 secRAGGIO 10 cmF 1
K 0.015 cm/s1.46E-04 m/s
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La portata in uscita verso la rete idrografica esistente non dovrà essere superiore a 14 l/s
per le superfici occupate dai lotti e a 5.1 l/s per le aree esterne.
Il massimo valore della differenza tra Vi e Vu è pari a 572 m3, per l'area interna ai lotti, e 186 m3,
per il quella esterna, che se rapportato alle singole superfici di trasformazioni determinao volumi
specifici pari a circa 408 m3/ha per l'area interna ai lotti e a 365 m3/ha per l'area esterna.
0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
Vo
lum
e (m
c)
tempo (h)
VOLUME DI LAMINAZIONE - LOTTI
volume in ingresso
volume da invasare
volume in uscita
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Vo
lum
e (m
c)
tempo (h)
VOLUME DI LAMINAZIONE - EXTRA LOTTI
volume in ingresso
volume da invasare
volume in uscita
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Come consigliato dalla delibera n°2948/2009, per l’area in esame, di cui sono note le
distribuzioni delle superfici d’uso del suolo, si è proceduto alla verifica del volume di laminazione
utilizzando anche i metodi dell’invaso e cinematico.
5.5 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO DELL’INVASO
La portata di picco è calcolata attraverso la formula:
slkaSQ nc /65.078.2 1
con: S superficie scolante in ha;
φ coefficiente di afflusso;
a, n parametri curva di possibilità pluviometrica;
k costante d’invaso in ore.
La costante d’invaso k si determina con la formula URBISPRO dedotta con criteri empirici a
seguito di numerosi riscontri in bacini urbani sperimentali è pari a k =0.7*tc dove k [ore] è il
parametro del modello; tc [ore] è il tempo di corrivazione del bacino.
La portata massima è dunque pari a:
Qc= 652 l/s per l'area interna ai lotti
Qc= 216 l/s per l'area esterna
Il volume da invasare all’interno della vasca di laminazione si calcola in modo implicito in
funzione delle grandezze adimensionali:
F(n, m) = k
w G(n, m) = c Q k
W
0
dove k è la costante d’invaso del bacino, w è la durata critica per i bacini (quella cioè che
conduce al massimo volume d’invaso W0), Qc è la portata critica del bacino a monte.
Assegnato poi il rapporto m = 1/η= Qc/Qumax, le grandezze F e G sono calcolabili con le
equazioni:
011
1
2
1
1
F
n
n
n
e
Fm
D
FD
m
FD
m
ln)n(Fn
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G(n,m) =
Fn
n
nnn
eD
Fmln
mm
F
FD
m
FD
m
lnD
F
D
F11
1
1
1
1
11
= c Q k
W
0
In particolare, trovato con la prima il valore di F, è immediato calcolare la durata critica
m,nFkw e il volume da invasare m,nGQkW c0 . E’ da notare che tali risultati sono validi
solo nel caso in cui la durata critica w della vasca e la durata critica c = C k del bacino rientrino
nel medesimo campo di validità del parametro n della curva di possibilità pluviometrica.
Nel caso in esame, ricordando che la portata in uscita è pari a 10 l/s ettaro, si calcola il volume
d’invaso pari a 552 m3 per l'area interna ai lotti, e pari a 179 m3 per l'area esterna che se rapportati
alle superfici oggetto di trasformazione determinano un volume specifico pari a circa 394 m3/ha
per l'area interna ai lotti e pari a circa 350 m3/ha per l'area esterna.
5.6 VERIFICA VOLUMI CON IL METODO CINEMATICO
La portata di picco è calcolata con la formula:
sltaSQ ncc /78.2 1
con: S superficie scolante in ha;
φ coefficiente di afflusso;
a, n parametri curva di possibilità pluviometrica;
tc tempo di corrivazione in ore.
La portata massima è dunque pari a:
Qc= 744 l/s per i lotti
Qc= 246 l/s per le aree esterne ai lotti
Se si considerano per le varie grandezze le unità di misura solitamente utilizzate nella
pratica, ossia: W in m3, S in ha, a in mm/oran, in ore, tc in ore, Qu in l/s, le equazioni diventano:
cuu
n
ucn TQ.Q.
aAQT.aAW
63632951101
2
0)1(36.078.2 21
u
nw
ucnw Q
aAQTnaAn
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Il volume da invasare è pari a W0,cinematico = 565 m3 per i lotti e W0,cinematico = 184 m3 per l'area
esterna, che se se rapportati alle superfici oggetto di trasformazione determinano un volume
specifico pari a circa 404 m3/ha per i lotti e di circa 360 m3/ha per l'area esterna.
5.7 DIMENSIONAMENTO VOLUMI DI INVASO
Riassumendo per i vari metodi si ha:
LOTTI
Metodo
razionale
Metodo
dell’invaso
Metodo
cinematico
408 m3/ha 394 m3/ha 404 m3/ha
EXTRA LOTTI
Metodo
razionale
Metodo
dell’invaso
Metodo
cinematico
365 m3/ha 350 m3/ha 360 m3/ha
Attraverso il metodo razionale si hanno i risultati più cautelativi e saranno dunque
utilizzati per la progettazione.
Per le aree extra lotti l’intero volume sopra calcolato (186 mc) verrà contenuto all’interno della rete
di raccolta delle acque bianche e neipozzi di dispersione collegati alal rete.
In particolare la rete di scolo sarà compostra da:
- due condotte del diamentro Φ 800 mm lunghe 80 m in grado di immagazzinare con
riempimento all’80%, 64 mc;
- una condotta della lunghezza di 100 metri con diametro Φ 800 mm in gradi di
immagazzinare con riempimento all’80%, 40 mc,
- 7 pozzi di dispersione aventi diametro pari a 2000 mm e profondità di circa 3 metri in grado
di contenere complessivamente con riempimento all’80%, 52mc;
- 12 pozzi di dispersione aventi diametro pari a 120 0mm e profondità di 3 metri in grado di
immagazzinare complessivamente con riempimento all’80%, 32 mc.
Al fine di rispettare i limiti di portata scolante (totale 5,1 l/s) la superficie drenate complessiva di
tutti i pozzi dovrà essere di 51 mq, cioè 2.7 mq per pozzo.
Nell’immagine sottosante è indicata la distribuzione della rete di scolo.
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Per quanto riguarda i singoli lotti (18 lotti complessivi), mediamente ciascuno di essi dovrà
prevedere volumi di invaso di circa 32 mc e una supericie disperdente di circa 8 mq.
6 CONCLUSIONI
Lo studio eseguito secondo le indicazioni operative per la “Valutazione di compatibilità
idraulica per la redazione degli strumenti urbanistici” contenute nella D.G.R.V. n°2948 del 6 ottobre
2009, ha rilevato che:
il substrato dell'area in esame è costituito da ghiaie e sabbie alluvionali;
la permeabilità degli strati costituenti il sottosuolo è medio-alta;
la falda si trova ad oltre 50 metri dall'attuale piano campagna;
i coefficienti di deflusso da utilizzare nelle considerazioni tecniche sono quelli previsti
dalla D.G.R.V. n°2948 del 6 ottobre 2009.
Per quanto riguarda le misure compensative in funzione delle prevedibili variazioni della
permeabilità e della risposta idrologica dell’area d’intervento, nella relazione è stato illustrato il
dimensionamento della rete di raccolta delle acque meteorica e dei pozzi perdenti.
Verona,aprile 2018
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ALLEGATO 1
(stralcio delle tavolette F°48 II N.E. «Pescantina» e F°48 II N.O. «Castelnuovo»)
TOPOGRAFIA scala 1:25.000
ubicazione dell’area di intervento
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ALLEGATO 2
(stralcio dell’elemento n°123101 «Pastrengo», n°123114 «Bussolengo Nord», n°123102
«Palazzolo», n°123113 «Bussolengo Sud»)
CARTA TECNICA REGIONALE scala 1:5.000
ubicazione dell’area di intervento