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Universita' Degli Studi Di Bologna Facolta' Di Ingegneria Distart

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Universita' Degli Studi Di Bologna Facolta' Di Ingegneria Distart UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTA’ DI INGEGNERIA DISTART STUDIO IDRAULICO DEL TORRENTE SENIO NEL TRATTO COMPRESO TRA LA LOCALITA’ ISOLA E LA FOCE IN RENO: VERIFICA DELLE CONDIZIONI DI DEFLUSSO IN PIENA E PROPOSTE DI INTERVENTO Febbraio 1997 Redattori dello Studio Prof. Ing. Sandro Artina (Responsabile Scientifico) Prof. Ing. Alberto Bizzarri Prof. Ing. Alberto Lamberti Prof. Ing. Ezio Todini Professionisti collaboratori Dott. Ing. Attilio Castellarin Dott. Ing. Roberto Menozzi Dott. Ing. Massimo Plazzi Dott. Ing. Leonardo Schippa Dott. Ing. Rosa Vignoli Il Direttore del DISTART Dott. Ing. Agostino A. Cannarozzi RINGRAZIAMENTI Si ringrazia per la collaborazione: ing. Piermario Bonotto geom. Antonio Montanari della Segreteria dell’Autorità di Bacino del Reno ing. Paolo Ferretti del Servizio Provinciale Difesa del Suolo di Bologna della Regione Emilia- Romagna ed i collaboratori Geom. Luigi Biggi e Ettore Cellini. l’Ufficio Idrografico e Mareografico di Bologna ed in particolare il geom. Enrico Cerioni ed il Geom. Enzo Pola. Un ringraziamento particolare alla sig.ra Loredana Castagnoli della Segreteria dell’Autorità di Bacino del Reno che ha provveduto alla predisposizione informatica del testo definitivo. V INDICE INTRODUZIONE E SCOPO DEL LAVORO PAG.1 CAPITOLO 1 CARATTERISTICHE DEL BACINO DEL TORRENTE SENIO “ 3 1.1 INQUADRAMENTO STORICO “ 3 1.2 INQUADRAMENTO TERRITORIALE “ 3 1.2.1 ASPETTI GEOGRAFICI, IDROGRAFICI E GEOMORFOLOGICI “ 3 1.2.2 ASPETTI CLINATICI “ 10 1.3 IL PROBLEMA DELLE PIENE NEL TORRENTE SENIO “ 11 1.3.1 EVENTI STORICI DI PIENA “ 11 1.3.2 PRESENZA ED ATTIVITÀ ANTROPICHE “ 19 1.4 DESCRIZIONE DELLA GEOMETRIA DEL TORRENTE SENIO “ 20 1.4.1 METODOLOGIA DI RILIEVO “ 21 1.4.2 RISULTANZE DEL RILIEVO “ 22 CAPITOLO 2 SCHEMATIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO IDRAULICO DEL BACINO DEL TORRENTE SENIO “ 25 2.1 ANALISI DEL QUALITATIVA DEL COMPORTAMENTO IDRAULICO “ 25 2.2 SCHEMA DI INDAGINE DEL COMPORTAMENTO IDRAULICO, ELEMENTI DI CONOSCENZA ACQUISIBILI ED OBIETTIVI PERSEGUIBILI “ 26 CAPITOLO 3 STRUMENTI D’INDAGINE ADOTTATI “ 29 3.1 NATURA DEL PROBLEMA “ 29 3.2 LINEAMENTI DEL MODELLO MATEMATICO DI TRASFORMAZIONE AFFLUSSI-DEFLUSSI: ARNO “ 30 3.3 DATI NECESSARI AL MODELLO ARNO “ 30 3.4 LINEAMENTI DEL MODELLO MATEMATICO DI PROPAGAZIONE DELLE PIENE: MIKE11 “ 30 3.5 DATI NECESSARI AL MODELLO MIKE11 “ 34 3.5.1 DESCRIZIONE DELLA GEOMETRIA DELL’ALVEO E DELLE “SEZIONI SINGOLARI” “34 3.5.2 CONDIZIONI AL CONTORNO “ 37 CAPITOLO 4 RISULTATI DEL MODELLO AFFLUSSI-DEFLUSSI ARNO “ 41 4.1 IDROGRAMMI DI PIENA CONSEGUENTI ALLE PIOGGIE CON TEMPO DI RITORNO TR = 25, 100 ANNI A ISOLA, CONFLUENZA SINTRIA, PONTE DEL CASTELLO (INTERBACINO) “41 I 4.2 IDROGRAMMI DI PIENA CONSEGUENTI ALLE PIOGGE DEL DICEMBRE 1992 A ISOLA, CONFLUENZA SINTRIA, PONTE DEL CASTELLO (INTERBACINO) “ 41 CAPITOLO 5 STUDIO IDRAULICO DEL TRATTO DI VALLE (PONTE DEL CASTELLO - CONFLUENZA IN RENO) FINALIZZATO A DETERMINARNE L’OFFICIOSITA’ IDRAULICA PAG.43 5.1 DATI DISPONIBILI “ 43 5.2 TARATURA DEL MODELLO IDRAULICO “ 45 5.2.1 METODOLOGIA, RISULTATI OTTENIBILI E LORO VALIDITÀ “ 45 5.2.2 MODALITÀ DI ASSEGNAZIONE DELLA CONDIZIONE AL CONTORNO ALLA CONFLUENZA IN RENO “ 45 5.2.3 MODALITÀ DI ASSEGNAZIONE DEI COEFFICIENTI DI SCABREZZA “ 46 5.3 TARATURA SUI DATI DI LIVELLO DELLA PIENA DELL’APRILE 1996: VALORI DI SCABREZZA DELL’ALVEO E PORTATE AL COLMO “ 49 5.4 TARATURA SUI DATI DI LIVELLO DELLE PIENE DEL NOVEMBRE 1991, DICEMBRE 1992 E GENNAIO 1994: VALORI DI SCABREZZA DELL’ALVEO E PORTATE AL COLMO “ 67 5.5 DETERMINAZIONE DELL’OFFICIOSITÀ IDRAULICA DEL TRATTO DI VALLE E DELLE SCALE DI DEFLUSSO IN CORRISPONDENZA DELLE STAZIONI TELEIDROMETRICHE “ 91 5.5.1 SCALE DI DEFLUSSO CON I VALORI DI SCABREZZA DEL 1992 CORRISPONDENTI AD UNO STATO DI SCARSA MANUTENZIONE “ 94 5.5.2 SCALE DI DEFLUSSO CON I VALORI DI SCABREZZA DEL 1996 CORRISPONDENTI ALLO STATO DI MANUTANZIONE ATTUALE “ 94 5.5.3 SCALE DI DEFLUSSO CON I VALORI DI SCABREZZA CORRISPONDENTI AD UN ADEGUATO PROGRAMMA PLURIENNALE DI INTERVENTI DI MANUTENZIONE “ 96 5.5.4 INDICAZIONI DI LETTERATURA SULLE SCABREZZE ASSOCIABILI ALLE CARATTERISTICHE MORFOLOGICO-VEGETAZIONALI IPOTEIZZATE PER IL TORRENTE SENIO “ 98 5.6 MODALITÀ DI RICOSTRUZIONE DELL’INTERA SCALA DI DEFLUSSO A PONTE DEL CASTELLO NEL 1992 “ 101 CAPITOLO 6 STUDIO IDRAULICO DEL TRATTO DI MONTE (ISOLA-PONTE DEL CASTELLO): QUANTIFICAZIONE DEL CONTRIBUTO ALLA LAMINAZIONE DELLE PIENE DERIVANTE DALL’EVENTUALE SPAGLIAMENTO NELLE AREE ESONDABILI “ 103 6.1 DATI DISPONIBILI “ 103 6.2 TARATURA DEL MODELLO IDRAULICO “ 103 6.2.1 METODOLOGIA, RISULTATI OTTENIBILI E LORO VALIDITÀ “ 103 6.2.2 SCEWLTA DELL’EVENTO DI PIENA PER LA TARATURA DEL MODELLO “ 104 6.3 TARATURA DEL MODELLO SULL’EVENTO DI PIENA DEL 5-11 DICEMBRE 1992 “ 105 II 6.3.1 MODALITÀ DI ASSEGNAZIONE DELLE SCABREZZE PER TRONCHI PAG. 105 6.3.2 MODALITÀ DI ASSEGNAZIONI DELLE CONDIZIONI AL CONTORNO “ 113 6.3.3 MODELLAZIONE DELLE ZONE DI ESPANSIONE NATURALE “ 114 6.3.4 RISULTATI DELLA TARATURA “ 121 6.4 DETERMINAZIONE DELL’OFFICIOSITÀ IDRAULICA DEL TRATTO DI MONTE “ 123 CAPITOLO 7 SCELTA DEGLI EVENTI IDROLOGICI DI PROGETTO “ 125 CAPITOLO 8 RISPOSTA NATURALE DEL SISTEMA AGLI EVENTI IDROLOGICI DI PROGETTO “ 133 8.1 CONSIDERAZIONI GENERALI SULLA LAMINAZIONE NATURALE DELLE PIENE FRA ISOLA E PONTE DEL CASTELLO “ 133 8.2 COMPORTAMENTO DEL TORRENTE SENIO DURANTE LA PIENA CONSEGUENTE ALLA PIOGGIA CENTENARIA DI DURATA 18 ORE “ 134 8.3 COMPORTAMENTO DEL TORRENTE SENIO DURANTE LA PIENA CONSEGUENTE ALLE PIOGGE CENTENARIE DI DURATA 12 E 24 ORE “ 138 8.4 COMPORTAMENTO DEL TORRENTE SENIO DURANTE LE PIOGGE CON TEMPO DI RITORNO 25 ANNI E DURATA 18 E 24 ORE “ 145 8.5 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE SULLE PORTATE DI PIENA AL COLMO IN ARRIVO A PONTE DEL CASTELLO “ 152 8.6 IL RISCHIO IDRAULICO NELLE CONDIZIONI ATTUALI DEL SISTEMA “ 153 CAPITOLO 9 PROPOSTE DI INTERVENTO “ 155 9.1 INTERVENTI PROPONIBILI PER AUMENTARE LA OFFICIOSITÀ IDRAULICA DEL TRATTO ARGINATO DI BASSA PIANURA E PER PROTEGGERE CENTRI ABITATI ED INFRASTRUTTURE “ 157 9.2 INTERVENTI PROPONIBILI PER LA MODERAZIONE DELLE PORTATE DI PIENA AL COLMO IN ARRIVO A PONTE DEL CASTELLO “ 158 9.3 LOCALIZZAZIONE E CARATTERISTICHE DEGLI INVASI DI LAMINAZIONE “ 160 9.4 CARATTERISTICHE DELLA TRAVERSA E DELLE OPERE DI PRESA “ 163 9.5 OPERE LONGITUDINALI DI CONTENIMENTO DELLE PIENE “ 169 9.6 IPOTESI DI UTILIZZO DEGLI INVASI A SCOPO PLURIMO “ 169 9.7 CONSIDERAZIONI RIASSUNTIVE “ 173 CAPITOLO 10 COMPUTO METRICO DI MASSIMA DELL’INTERVENTO PROPOSTO “ 193 10.1 ESPROPRIO DEI TERRENI “ 193 III 10.2 LAVORI DI SCAVO PAG. 196 10.3 ARGINATURE “ 197 10.4 MANUFATTI E VARIANTE DELLA STRADA PROVINCIALE TEBANO-VILLA SAN GIORGIO IN VEZZANO “ 197 BIBLIOGRAFIA “ 199 APPENDICE A - SINTESI DEL MANUALE TECNICO DEL PROGRAMMA DI CALCOLO ARNO APPENDICE B - STUDIO PER IL CALCOLO DELLE PORTATE AL COLMO E DEGLI IDROGRAMMI DI PIENA SUL FIUME SENIO NELLE SEZIONI PIÙ SIGNIFICATIVE E ALLA CONFLUENZA SINTRIA APPENDICE C - SINTESI DEL MANUALE TECNICO DEL PROGRAMMA DI CALCOLO MIKE 11 IV INTRODUZIONE E SCOPO DEL LAVORO Il Torrente Senio, ultimo affluente in destra del Reno, ha manifestato nel corso degli ultimi decenni situazioni di sofferenza idraulica generalizzate: ciò ha indotto a redigere il presente studio, inteso a definire le linee generali per una adeguata risistemazione idraulica del torrente stesso. L’ultimo episodio critico risale al Dicembre 1992 quando, in occasione di deflussi non particolarmente elevati (ancorché caratterizzati da tre ondate di piena successive e ravvicinate), in alcune zone del tratto arginato a valle i livelli idrometrici si sono alzati fino ad azzerare i franchi arginali, minacciando l’abitato di Cotignola e la stabilità di manufatti ed attraversamenti, mentre a monte della sezione di chiusura del bacino montano (in località Castel Bolognese) si sono verificati estesi allagamenti, anche in prossimità di centri abitati. Lungo l’intero corso montano non sono presenti arginature di rilievo, anche se sporadicamente si riscontrano modesti rialzi in terra a difesa delle aree coltivate a ridosso del corso d’acqua; pertanto, in occasione di episodi di piena anche relativamente contenuti, si manifestano esondazioni ed invasioni di aree prospicienti il corso d’acqua che contribuiscono fortemente alla laminazione dell’onda di piena. Il tratto di pianura a valle di Castel Bolognese è, al contrario, completamente arginato, con modestissime capacità di laminazione a causa delle ridotte dimensioni delle aree golenali e dell’assenza di aree di espansione e di accumulo. Questo studio è dedicato all’analisi della propagazione delle piene lungo l’asta compresa tra la località Isola a monte e la confluenza in Reno a valle (per una lunghezza complessiva di circa 63 km) ed all’individuazione e dimensionamento di massima delle opere per il controllo delle piene. 1 2 CAPITOLO 1 CARATTERISTICHE DEL BACINO DEL TORRENTE SENIO 1.1 INQUADRAMENTO STORICO L’ininterrotta ricerca da parte delle popolazioni padane di un equilibrio fra le proprie necessità e le risorse del territorio ha determinato nei secoli un continuo riassetto dell’idrografia dell’area romagnola e ferrarese che ha interessato ripetutamente anche il corso del Torrente Senio. Alcune fonti indicano che prima del VI secolo il Senio sfociava nelle valli settentrionali di Ravenna e dopo il X secolo raccoglieva anche il Santerno, al quale si univa a monte di Cotignola. Attorno al 1530 Papa Clemente VII avviò le prime bonifiche ravennati, che interessarono il Senio deviandolo entro il Po di Primaro, nel cui letto storico oggi scorre il Reno, e portandolo nel contempo a colmare le valli a Nord di Alfonsine. Verso il 1680, nel contesto delle opere della cosiddetta “bonificazione maggiore”, avviata all’inizio del secolo da Papa Clemente VIII, si aprì un nuovo alveo più ad oriente, costruendo in tal modo gli argini pressoché definitivi. 1.2 INQUADRAMENTO TERRITORIALE 1.2.1 ASPETTI GEOGRAFICI, IDROGRAFICI E GEOMORFOLOGICI Il Torrente Senio è l’ultimo degli affluenti di destra del Fiume Reno (fig. 1.2.1); si forma alla confluenza del Fosso di Campanara e del Fosso dell’Aghezzola, che nascono presso il Monte Carzolano (1187 m s.l.m.), in Toscana.
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