TAGLIAMENTO:relazioni sulle casse di espansione dal 1984
PROPOSTA PONTE LAMINANTE
Simulazione matematica della transizione di unonda di piena centennale sul medio e basso Tagliamento
Deflusso di massima piena sul tratto Pinzano-foce
Ing. Paolo Reggiani, Ph.D. Ir. Eelco Verschelling
Novembre 2005
Q4014.00
Relazione Tecnica
Comuni di Spilimbergo, San Daniele del Friuli,
Dignano, Pinzano e Ragogna
Committente:
Simulazione matematica della transizione di un onda di piena centennale sul medio e basso Tagliamento
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Figure 22: Massimi della superficie libera per scabrezza Manning pari a 0,035 m-1/3s ed un livello del mare a valle pari a +1,0 sul medio mare (caso 1).
7 La transizione dellonda di piena in presenza delle casse despansione
Dato che londa di piena di progetto in assenza delle casse pu transitare per Latisana dopo che il ponte ferroviario della Venezia-Trieste sia stato sollevato e lalveo a valle opportunamente calibrato, non risulta necessario eseguire ulteriori verifiche di deflusso per portate inferiori tenenti conto degli effetti di laminazione delle casse. Perci stato concordato con il cliente di non eseguire esplicitamente simulazioni di deflusso con le casse despansione in azione. Si ritiene comunque importante osservare che in caso della realizzazione della sola cassa numero 1 (volume di invaso pari a 12 milioni di m3), la portata residua nellalveo del Tagliamento rimane di 4400 m3/s circa (vedi progetto preliminare). Considerando un effetto di laminazione naturale fra Pinzano e Latisana pari a 200 m3/s (appurato dalle simulazioni precedenti), la portata massima raggiungente Latisana in tal caso 4200 m3/s. Il passaggio di tale portata richiede comunque il sollevamento del ponte ferroviario. I 4200 m3/s raggiungono infine lincile del Cavrato, dove, in caso di corretto funzionamento, ne vengono deviati 2500 m3/s per il canale scolmatore. La portata residua in alveo pari a 1700 m3/s non per in grado di transitare per la parte bassa del Tagliamento allo stato attuale senza causare delle tracimazioni dellargine e conseguenti esondazioni in vari punti. Ci stato appurato con la simulazione del caso 5 in Tabella 2, che prevede un deflusso di 1700 m3/s per il Tagliamento a valle dellincile. Linviluppo dei massimi livelli del pelo libero riportato in Figura 23.
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Questo fatto evidenzia che, indipendentemente della realizzazione della sola cassa numero 1, la calibratura del basso Tagliamento risulta indispensabile. Senza di essa la sicurezza idraulica non assicurata.
Figure 23: Massimi della superficie libera per scabrezza Manning pari a 0,035 m-1/3s, diversione di
2700 m3/s per il canale scolmatore Cavrato ed un livello del mare pari a +2,0 sul medio mare (caso 5).
8 Conclusioni e raccomandazioni
8.1 Premesse
Prima di presentare le conclusioni del presente studio , si ritiene necessario evidenziare una serie di premesse importanti: Il presente studio idraulico riporta una simulazione numerica uni-dimensionale della
propagazione dellonda di progetto a Pinzano stabilita dal Prof. Maione ed utilizzata per il dimensionamento delle casse despansione, come riportato sul Piano Stralcio.
Le simulazioni numeriche effettuate sul medio e basso Tagliamento sono state effettuate in base alle sezioni rilevate dalla ditta Barigazzi nel 1982. Si assume che la forma dellalveo allo stato attuale non sia cambiato in modo sostanziale rispetto a quel rilevamento.
Il presente studio stato eseguito senza una taratura approfondita del modello data lassenza di scale di deflusso e misure di portate per particolari eventi di riferimento, dati essenziali per una taratura.
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Lincertezza sulla simulazione idraulica del fiume dovuta alla mancanza di misure stata compensata effettuando unanalisi di sensitivit del modello rispetto alla scabrezza idraulica e la condizione al contorno a valle basata su delle scelte dei parametri e del livello del mare molto cautelativi.
Il presente studio non prevede alcuna analisi di stabilit degli argini. I risultati qui riportati non sono applicabili per il caso in cui avvenga un collasso degli argini in qualsiasi punto lungo il tratto di fiume in esame.
Il presente studio non tiene conto della presenza di acque sotterranee nel materasso alluvionale, specialmente dato il fatto che linterazione fra il fiume ed i moti di falda avviene su scale temporali assai pi lunghe rispetto a quelle al deflusso di un onda di piena.
Il presente studio non costituisce in alcun modo una valutazione dimpatto ambientale, n del progetto delle casse n delle opzioni qui presentate. Una confronto completo delle varie soluzioni idrauliche richiede unanalisi addizionale di tipo socio-economico ed ecologico. Tali analisi non sono state effettuate in sede del presente studio.
Figure 24: situazione dellalveo o presso Latisana, vista da satellite (Landsat TM).
8.2 Conclusioni
Date le premesse di cui sopra, si possono riassumere gli esiti dello studio nei seguenti punti: 1. In assenza delle casse despansione a Pinzano/Spilimbergo ed in presenza di un livello
del mare alla foce pari a 2 metri sopra il medio mare, la piena massima di progetto stabilita dal Piano Stralcio (picco di 4600 m3/s), transita per la sezione di Latisana (ponte Ferrovie dello Stato) raggiungendo una quota del pelo libero massima di 10.85m sul medio mare a patto che siano verificate le condizioni idrauliche a valle di Latisana specificate sotto.
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2. La portata massima a Latisana risulta pari a 4400 m3/s, implicando una laminazione di
200 m3/s circa sul Tratto Pinzano-Latisana. 3. Labbassamento del pelo libero a Latisana al livello 10,85m, cio sotto la cima
dellargine, in assenza delle casse despansione frutto del deflusso per il canale scolmatore Cavrato e dellottimizzazione delle condizioni di deflusso in Tagliamento a valle di Latisana (riduzione della scabrezza idraulica).
4. Si pu concludere che esistono varie alternative alla costruzione delle casse
despansione nel Greto del Tagliamento al fine di assicurare la sicurezza idraulica di Latisana per londa di progetto, a patto che siano verificate le seguente condizioni sul tratto del fiume compreso fra Latisana ed il mare (circa km 27,500 e km 0,00):
Lalveo del fiume da Latisana alla foce e nel canale scolmatore Cavrato deve essere
calibrato in modo tale da portare la scabrezza di Manning ad un valore effettivo pari o inferiore a 0,035 m-1/3s (preferibilmente a 0,032 m-1/3s). Dalla Figura 24 evidente che lalveo del fiume in corrispondenza di Latisana stato pulito sulla sponda in sinistra orografica (lato Friuli-Venezia-Giulia), mentre la golena in destra orografica (lato Veneto) coperta da un fitto manto vegetale di salici ed altri arbusti. La vegetazione contribuisce ad un aumento della scabrezza e inevitabilmente allinnalzamento della superficie di pelo libero. Si dubita che allo stato attuale si raggiungano dei valori di scabrezza effettiva pari o inferiori a 0,035 m-1/3s sul basso Tagliamento.
Il tratto del Tagliamento a valle dellincile del Cavrato richiede ulteriori lavori di
innalzamento localizzato dellargine maestro per permettere il passaggio di una portata massima residua pari a 1900 m3/s, stabilita dal presente studio.
Il ponte ferroviario della linea Venezia-Trieste deve essere sollevato, portando la
quota della parte pi bassa dellimpalcato della struttura alla quota della sommit dellargine (12,00 m.s.m.m); allo stato attuale la quota di massima piena superiore alla quota inferiore dellimpalcato della struttura. Tale intervento permette peraltro di chiudere le incisioni nel muretto di protezione (vedi Figura 15), aumentando il franco di sicurezza. Va inoltre considerato che la struttura del ponte allo stato attuale costituisce uno sbarramento al transito dei tronchi e delle ramaglie trasportate dalle acque, comportando una progressiva ostruzione delle luci di passaggio e conseguente rincollo delle acque.
Il canale Cavrato deve essere calibrato in modo tale da consentire un passaggio di
2500 m3/s dacqua, come previsto dal Piano Stralcio. Tale deviazione contribuisce ad abbassare il profilo di rigurgito a monte, riducendo la quota della superficie di pelo libero in corrispondenza di Latisana. Tale calibratura richiede la messa in sesto del canale, portandolo ad una sezione di larghezza media pari a 500 metri, e riducendo la scabrezza idraulica ad un valore pari o inferiore a 0,035 m-1/3s. inoltre suggerita una calibratura dellincile, per esempio tramite una soglia sfiorante, che consenta di attivare il canale scolmatore al raggiungimento di una portata-soglia in alveo del Tagliamento pari a 1500 m3/s.
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5. La sicurezza idraulica a Latisana pu essere incrementata efficacemente con interventi mirati sul basso Tagliamento, in termini di calibratura idraulica dellalveo del Tagliamento e del canale scolmatore Cavrato e tramite una attenta manutenzione delle golene e rimozione di vegetazione in alveo sul tratto a valle di Latisana.
6. Senza un buon funzionamento del canale Cavrato la piena di progetto causerebbe
inevitabilmente delle tracimazioni a valle dellincile, sia in presenza delle casse despansione, che in loro assenza. Una messa in sesto di tale tratto tramite un opportuno rafforzamento degli argini e calibratura idraulica ritenuto essenziale onde prevenire inondazioni sul basso Tagliamento (zona di Bibione, Lignano Sabbia dOro).
7. In ogni caso, e indipendentemente dalla messa in sicurezza di Latisana, il tratto del
Tagliamento a valle dellincile del Cavrato richiede degli interventi di calibratura idraulica mirati a permettere il passaggio di una portata massima di 1900 m3/s prevista dal presente studio. Dalla modellazione risulta che allo stato attuale ci impossibile, dato che le sommit arginali risultano inferiori in alcuni punti rispetto alle quote necessarie alla sicurezza. La scabrezza idraulica allo stato attuale supera con alta probabilit il valore raccomandato di 0,035 m-1/3s per la presenza di fitta vegetazione nelle zone golenali.
8. Come alternativa al punto precedente (aumentare la portata massima transitabile in
Tagliamento a valle dellincile a 1900 m3/s ) possibile incrementare la portata massima deviata per il canale scolmatore Cavrato, portandola a 2700 m3/s. Tale intervento ridurrebbe la portata massima residua nel Tagliamento, a valle dellincile, ad un massimo di 1700 m3/s.
9. Il funzionamento di progetto sia delle casse despansione che della presente soluzione
basata esclusivamente sulla calibratura del canale scolmatore e del tratto di fiume a valle di Latisana richiede unadeguata e regolare gestione del sistema (manutenzione dellimbocco delle varie opere, delle soglie scolmatrici e dellincile del Cavrato, pulizia dellalveo, gestione della scabrezza idraulica ecc.). In caso di mancato adempimento dei lavori di manutenzione e di unadeguata gestione del sistema non pu esserne garantito il corretto funzionamento.
10. Il modello matematico stato messo a disposizione del Committente. Le simulazioni
sono verificabili e ripetibili con qualsiasi strumento di calcolo paragonabile al modello utilizzato (Sobek 1-D), utilizzando gli stessi parametri idrodinamici e le medesime sezioni.
11. La simulazione effettuata in sede del presente progetto la pi completa possibile con riferimento a correnti a pelo libero uni-dimensionali. Data lalta densit di dati geometrici a disposizione, una simulazione del sistema effettuata tramite la soluzione delle equazioni di De Saint Venant considerata del tutto sufficiente per linvestigazione richiesta dal committente.
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