E’ vietata la riproduzione anche parziale, la concessione a terzi, la diffusione del presente elaborato, se non dietro nostra espresso autorizzazione scritta. Ogni violazione sarà perseguita a norma di legge.
REGIONE MARCHE
PROVINCIA ASCOLI PICENO
COMUNE ASCOLI PICENO
AUTORIZZAZIONE UNICA
CENTRALE IDROELETTRICA “BRECCIAROLO”
Impianto per la produzione di energia elettrica con derivazione di acqua in
sponda destra del fiume Tronto, nel comune di Ascoli Piceno.
RELAZIONE IDROGEOLOGICA
ED IDRAULICA
AU 2
Progettista e Collaboratori
Dott. Ing. ALBERTO ROMAGNOLI
Dott. Ing. ALBERTO DONINI
Dott. Ing. Junior. MICHELE EMILI
Dott. Ing. DAVIDE NATALONI
Dott. Geol. STEFANO BOCCAROSSA
Dott. Agr. SAMUELE MENCARONI
Proponenti:
ENERGY SEEKERS s.r.l. Via Arceviese n.22, 60010 OSTRA (AN)
Tel.:071 7988047 Fax: 0712509971
mail: [email protected] PEC: [email protected]
N. Stato Data Descrizione
01 Emesso 17 aprile 2012 Emissione per progetto preliminare
02 Emesso 26 giugno 2012 Emissione per progetto definitivo
03 Emesso 25 luglio 2012 Emissione per autorizzazione unica
IMPIANTO IDROELETTRICO su fiume Tronto località “BRECCIAROLO” – Ascoli Piceno
Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l.
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 2
Indice
1. Premessa .................................................................................................................................3
2. Idrologia .................................................................................................................................4
2.1 Descrizione del bacino ............................................................................................................4
2.2 Analisi del PAI (piano di assetto idrogeologico della regione marche) .....................................7
2.3 Calcolo della portata di piena con Tr =50 - 100 - 200 anni ..................................................... 11
2.4 Calcolo della portata di piena con metodo cinematico ............................................................ 16
2.5 Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse ................................................................. 18
2.6 Studio idrologico delle portate derivabili ............................................................................... 21
2.6.1 Metodo di calcolo della curva di durata delle portate.............................................................. 21
3. Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV) .............................................................. 23
3.1 Applicazione del metodo di calcolo ....................................................................................... 23
4. Considerazioni conclusive ..................................................................................................... 32
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 3
1. Premessa
La società Energy Seekers s.r.l. prevede la realizzazione di una derivazione di acqua
fluviale dal fiume Tronto con la costruzione di una centrale mini-idroelettrica nel territorio
comunale di Ascoli Piceno, precisamente in località Brecciarolo.
A tal fine sono state descritte le caratteristiche idrogeologiche della zona e sono stati
elaborati i dati idrologici per determinare i parametri idraulici sul Fiume Tronto.
Il sito si trova a circa 250m a valle del ponte della Strada Statale n.236, in sponda destra
orografica del fiume Tronto, in prossimità di una traversa in calcestruzzo armato utilizzata per
la regimazione della portata.
Cartograficamente l’area è individuabile sulla Carta Tecnica Regionale 1:10.000 alle
sezioni 326120 e 326160 e sulla cartografia IGM alla tavoletta 133 III° al 25.000.
A livello catastale, l’opera impegna, temporaneamente o permanentemente le particelle n.
36, 37, 42, 43, 64, 87, 88, 89, 90, 98, 453, 454, 455, 457, 458, 561, 462, 463, 540, 893, 905,
944, 956, 1036, 1039, 1206, 1207 del foglio 81 del comune di Ascoli Piceno.
Il sito di interesse è classificato secondo il PRG - zona 10 - zona verde vincolato B.
(art.93NTA).
Le coordinate Gauss Boaga delle opere sono le seguenti:
opera di presa: Long. 13° 38' 17,03'' – Lat. 42° 50' 50,40''
restituzione: Long. 13° 38' 50,69'' – Lat. 42° 51' 00,26''.
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2. Idrologia
2.1 Descrizione del bacino
Il fiume Tronto nasce in provincia di L'Aquila sul versante Sud-Ovest dei monti della Laga
e, più precisamente, tra i monti Laghetta e Carduto, a 2270 metri s.l.m. Dopo un percorso di
93 Km sfocia nel mare Adriatico a Nord dell'abitato di Martinsicuro (TE), segnando il confine
tra le regioni Marche ed Abruzzo. Il suo bacino idrografico si estende rispettivamente nelle
regioni Lazio, Abruzzo e Marche a ricoprire un'area complessiva di circa 1192 Kmq. Durante
il decorso verso il mare Adriatico riceve numerosi affluenti,fra i quali ricordiamo: Fluvione (a
53,5 Km dalla sorgente), Chiaro (a 62Km), Bretta (a 67 Km), Chifente (a 73,3 Km), Lama (a
75,5 Km), Morrice(a 78,2 Km), Fiobbo (a 83,2 Km), S. Mauro (a 84 Km), tutti provenienti
dalla sinistra idrografica; Castellano (a 61,5 Km), Tarrapone (a 66Km), Marino (a 69,1 Km),
provengono invece dalla destra idrografica.
La tipologia fluviale del Tronto presenta caratteristiche variabili mano a mano che si
procede verso valle; come è sovente riscontrabile nella gran parte dei fiumi della zona
appenninica, il primo tratto del fiume, subito dopo le sorgenti, scorre in senso longitudinale
alla catena montuosa, per poi disporsi perpendicolarmente ad essa. Il tronco medio superiore,
che si estende fino alla periferia Ovest di Ascoli Piceno, è caratterizzato da pochi e piccoli
insediamenti urbani ed industriali, ad esclusione degli opifici dediti alla lavorazione di marmi
e travertini posti nel territorio di Acquasanta Terme. Il secondo tratto, che va da Ascoli Piceno
alla foce, è caratterizzato da importanti insediamenti urbani e da una diffusa attività
industriale; il fiume diventa, in tale tratto, il recapito dei numerosi scarichi di origine cloacale
ed industriale, subendo come conseguenza diretta un progressivo deterioramento nella qualità
delle sue acque. A conferma di ciò si può citare il fenomeno di enorme sviluppo algale che si
verifica sul letto del fiume, in coincidenza dei mesi più caldi e dei più bassi regimi di portata.
La portata del Tronto viene spesso alterata a causa delle consistenti derivazioni a scopo
idroelettrico operate durante il suo percorso. Una prima derivazione si rileva a monte di
Amatrice, dove il Tronto viene fatto confluire, insieme al torrente Trontino, nel bacino
artificiale di Scandorella, che alimenta l'omonima centrale; dopo un percorso di 500 metri tale
derivazione si riversa nuovamente nel Tronto. A monte di Arquata, le acque vengono di
nuovo captate e condotte per circa 13 Km alla centrale di Venamartello. Di qui si riversano
ancora nel Tronto originando il bacino di Colombara; dopo poco vengono ricaptate per
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alimentare la centrale di Capodiponte. Le acque di scarico della centrale vengono riversate
ancora nel Tronto e subito dopo, assieme a quelle del torrente Fluvione, vengono ricondottate
per circa 6 Km per alimentare la centrale di Ascoli Porta Romana.
La portata media del Tronto a 28 Km dalla foce (Brecciarolo) è di 17,18 mc/sec.
Figura 1 Bacino idrografico fiume Tronto
Il progetto prevede l’utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune
di Ascoli Piceno, circa 250 metri più a valle del ponte stradale (SP236) che collega la Via
Salaria Inferiore SP235 al Viale del Commercio. Nel sito oggetto di intervento esiste già una
briglia realizzata per la regolazione del deflusso del fiume.
La sezione di chiusura di interesse, in corrispondenza della quale è stata progettata la
derivazione per l’impianto idroelettrico in oggetto, sottende un bacino idrografico di 972
Kmq. (vedi fig. 1.2)
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Figura 2 Sezione di chiusura del bacino idrografico
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2.2 Analisi del PAI (Piano di Assetto Idrogeologico)
Secondo il PAI delle Marche, l’area di interesse risulta ricadere all’interno della fascia di
territorio inondabile assimilabile a piene con tempo di ritorno Tr fino a 100 anni, in un’area
classificata come – Aree inondabili a rischio elevato.
Le Norme di Attuazione relativo al Piano consento per le aree della fascia inondabile (art.
11, comma h):
“2. Nelle aree di cui al precedente comma 1) sono consentiti, nel rispetto delle specifiche
norme tecniche vigenti:…
h) realizzazione ed ampliamento di infrastrutture tecnologiche o viarie, pubbliche o di
interesse pubblico, nonché delle relative strutture accessorie; tali opere, di cui il soggetto
attuatore dà comunque preventiva comunicazione all’Autorità di bacino contestualmente alla
richiesta del parere previsto nella presente lettera, sono condizionate ad uno studio da parte del
soggetto attuatore in cui siano valutate eventuali soluzioni alternative e la compatibilità con la
pericolosità delle aree, anche attraverso la previsione di misure compensative, previo parere
vincolante della Autorità idraulica competente che nelle more di specifica direttiva da parte
dell’Autorità può sottoporre alla stessa l’istanza”
Lo stesso articolo prevede le seguenti prescrizioni per la realizzazione dell’opera:
“... Tutti gli interventi consentiti dal presente articolo, salva diversa specificazione, sono
accompagnati da una verifica tecnica volta a dimostrare la compatibilità tra l’intervento, le
condizioni di dissesto e il livello di rischio dichiarato. Tale verifica redatta e firmata da uno o
più tecnici abilitati deve essere allegata al progetto di intervento e valutata dall’ente
competente nell’ambito del rilascio di provvedimenti abilitativi. Le costruzioni consentite dal
presente articolo dovranno avere, di norma, il piano terra ad una quota superiore a un metro
dal piano di campagna; sono inoltre vietati piani interrati e destinazioni abitative al piano
terra.
Figura 3 - Carta del dissesto e delle aree esondabili - PAI
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 8
Il progetto dell’ impianto idroelettrico in oggetto prevede la risistemazione degli elementi
idraulici preesistenti attualmente in condizioni di degrado tali da non consentirne il corretto
funzionamento.
L’ intervento proposto, inoltre,
- non produce effetti negativi sulle situazioni di pericolosità idraulica e di rischio
idraulico ovvero sui beni naturali esistenti nelle aree perimetrate dal PAI;
- b) mantiene l'efficienza delle opere idrauliche e non produce ostacoli al libero deflusso
delle acque;
- c) non produce alterazioni significative a carico della naturalità degli alvei, della
biodiversità degli ecosistemi fluviali, dei valori paesaggistici;
- d) è progettato nel rispetto degli indirizzi, criteri e metodi per la realizzazione di
interventi sui corsi d’acqua della Regione Marche.
Al fine di minimizzare anche i rischi residui, l’impianto idroelettrico ha le seguenti
caratteristiche:
- l'opera non ha ripercussioni sulla qualità delle acque utilizzate poiché non ne modifica
le caratteristiche chimico fisiche;
- viene assicurato l'equilibrio del bacino idrico perché viene garantito il rilascio di una
adeguato deflusso di minimo vitale;
- non riduce la disponibilità idrica del bacino poiché tutta la portata prelevata viene
restituita in alveo;
- non ha influenza sulla capacità di ravvenamento della falda;
- non interferisce con le destinazioni d'uso della risorsa pubblica.
Sono state inoltre valutate eventuali soluzioni alternative.
Il posizionamento dell’opera di presa è subordinato alla presenza della briglia fluviale, che
permette l’utilizzo della paratoia mobile; questa consentirà di avere un tiranti idrico tale da
consentire il deflusso della risorsa idrica all’opera di presa in condizioni di normale portata;
qualora il pelo libero naturale superasse un livello definito limite (es. in occasione delle piene
o in occasione di portata significative), un sistema automatico permette di ritrarre
completamente la paratoia mobile riportandola al livello naturale e consentendo il deflusso
completo della portata con il passaggio del detrito solido.
Per quanto riguarda la definizione del tracciato del canale ed il posizionamento della
centrale di produzione, questi sono stati progettati tenendo in considerazione del minimo
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 9
utilizzo di suolo ma avendo un salto adeguato al corretto sfruttamento della risorsa a
disposizione con un investimento accettabile. Le soluzioni adottate consento inoltre di non
interferire con il naturale andamento del fiume, garantendo in ogni momento il deflusso
minimo vitale ed al contempo il passaggio del detrito solido.
Per quanto riguarda la compatibilità tra l’intervento, le condizioni di dissesto ed il livello di
rischio dichiarato, occorre verificare la sicurezza degli impianti e degli addetti ai lavori delle
opere sottoposte al rischio di esondazione.
La compatibilità dell'intervento risulta dalle seguenti considerazioni:
- in caso di piena, le opere civili (vasche e canali in terra) non subiscono danni derivanti
dalla completa sommersione;
- le turbine ed i generatori installati nella centrale sono progettati per lavorare
completamente immersi in acqua;
- i quadretti locali di comando delle centraline oleodinamiche di movimentazione delle
paratoie di macchina, sgrigliatrici e di rotazione delle pale delle turbine, saranno
installate in apposito locale presso la centrale di produzione ad una quota tale da
preservarli dall'immersione in caso di piena;
- i quadri elettrici di comando, controllo e consegna saranno installati ad una certa
distanza dalla sponda del fiume, in un locale prefabbricato posizionato in prossimità
della piazzola di accesso all’area
- La posizione della centrale di produzione e del locale prefabbricato per i quadri elettrici
di comando e controllo è in zona priva di rischio esondazione, ma entrambi verranno
realizzati con i quadri e le apparecchiature elettriche poste almeno 1 metro al di sopra
della massima piena bicentenaria.
- la centrale sarà gestita con automatismi e tramite telecontrollo, per cui le strutture
saranno normalmente NON presidiate dal personale;
- tutti i locali dell’impianto rimarranno prevalentemente chiusi e non saranno accessibili
al personale non addetto;
- l'entità delle strutture, in prevalenza realizzate sotto terra o senza discostarsi
sensibilmente dal profilo attuale del terreno, è tale da non creare ostacolo al deflusso
della corrente né da comportare una riduzione del volume d'invaso dell'area di
espansione.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 10
In conclusione l’opera in progetto non contrasta con le norme attuative perchè:
- si tratta di una tipologia di opera consentita dal PAI ;
- è compatibile con le norme e le prescrizioni dettate dal PAI;
- è previsto un miglioramento delle opere di regimentazione delle portate fluviali
(riparazione della briglia, pulizia dell’alveo e delle sponde) e quindi risultano
compatibili anche con i lavori idraulici, ancora non conclusi, del progetto
“Riduzione dei livelli di rischio e di pericolosità idraulica nella zona industriale di
Marino del Tronto”(Autorità di Bacino Interregionale del Tronto).
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 11
2.3 Calcolo della portata di piena con Tr =50 - 100 - 200 anni
Il calcolo della portata di piena è stato eseguito a partire da un’analisi statistica delle
precipitazioni di massima intensità e durata oraria registrate dalla stazione pluviografica
Ascoli Piceno, su di un campione di 21 anni (1980-2010) riportati negli Annali Idrologici del
Sistema Idrografico e Mareografico Nazionale (S.I.M.N.) – Parte I – Tab.III.
Il metodo statistico utilizzato per il calcolo dell’equazione di possibilità pluviometrica è
quello di Gumbel.
Il calcolo della portata di piena Qmax relativa al bacino idrografico della sezione di
interesse è stato realizzato applicando il metodo cinematico o razionale con la formula di
Giandotti per il calcolo del tempo di corrivazione tc .
Calcolo dell’equazione pluviometrica con metodo di Gumbel
Il metodo di Gumbel, detto anche doppio esponenziale, permette di descrivere con la
seguente equazione statistica gli eventi estremi di data durata che costituiscono una serie di
elementi fra loro indipendenti:
X (Tr ) = X + F ⋅ Sx
Dove:
X(Tr)= è l’evento relativo al tempo di ritorno Tr, nel nostro caso l’altezza di pioggia h(Tr);
X = è il valore medio degli eventi considerati, cioè m(t) al tempo di ritorno considerato;
SX = è lo scarto quadratico medio, s(t);
F è un valore definito fattore di frequenza.
Il fattore di frequenza adottato in questo caso è quello della distribuzione doppio
esponenziale di Gumbel definito per mezzo della variabile ridotta Y(Tr) funzione del tempo di
ritorno dell’evento piovoso che si sta indagando:
;)(
N
Nr
S
YTYF
−=
−−−=
r
r
rT
TTY
1lnln)(
Della variabile ridotta vengono ricavati la media, NY
, e lo scarto quadratico medio, SN, che
risultano funzione del solo numero di osservazioni effettuate N.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 12
Nel caso pratico si parte dal ricavare per ogni serie di osservazioni delle massime
precipitazioni (h) di durata oraria (t = 1, 3, 6, 12, 24 ore) le grandezze statistiche
caratteristiche:
Media: X
n
ht i
==∑)(µ;
Scarto quadratico Medio: xi Snht =−−= ∑ )1/()()( 2
µσ
Riportando la formulazione di F e le grandezze Statistiche m(t) e s(t) nella descrizione
statistica di Gumbel si ottiene:
)()()(
)()(r
N
N
N
rTY
S
tY
S
ttTX
σσµ +−=
Dai parametri delle precipitazioni di durata t (m e s), della variabile ridotta (YN e S) e
fissati tempo di ritorno (Tr=50 – 100 - 200) e numero di osservazioni (N=30), si ricavano con
le seguenti equazioni i valori dei parametri “alpha”, a(t) e moda, u(t) caratteristici della
distribuzione di Gumbel:
NStt /)()( σα =
N
N
YS
tttu
)()()(
σµ −=
Applicando questo procedimento si ricavano una serie di coppie di valori di altezza h per la
durata t che si verificano dopo un tempo di ritorno Tr.
Riportando i punti su un piano bilogaritmico è possibile, col metodo dei minimi quadrati,
ricavare una retta interpolatrice della tendenza avente la seguente forma:
nath =
Non si riportano, per brevità di trattazione, le formule relative al metodo dei minimi
quadrati, ma l’operazione è facilmente eseguibile tramite foglio di calcolo tipo Excel che
contiene all’interno la suddetta funzione di calcolo della retta interpolatrice.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 13
Si riportano i dati di precipitazione utilizzati per il calcolo:
Anno t = 1 ora t = 3 ore t = 6 ore t = 12 ore t = 24 ore
h (mm) h (mm) h (mm) h (mm) h (mm)
2010 31,20 33,80 39,80 55,20 59,00
2009 26,20 26,40 40,00 42,80 58,60
2008 22,40 23,20 32,40 53,00 69,20
2007 29,40 62,40 101,40 130,80 135,40
2006 14,40 25,60 36,40 43,80 50,20
2005 16,40 27,00 28,60 35,80 48,00
2004 21,80 28,80 40,60 49,00 62,80
2003 35,00 40,40 40,80 41,40 46,80
2002 28,40 38,00 46,20 48,20 48,80
2001 43,20 46,60 46,60 46,60 65,20
2000 37,00 41,00 53,40 70,40 82,60
1999 25,20 49,60 57,60 57,60 104,20
1998 17,00 34,60 42,80 45,00 53,00
1997 22,40 40,20 45,20 45,40 49,80
1996 77,60 98,20 147,80 148,20 148,40
1995 42,60 57,00 57,20 60,60 64,20
1994 52,00 94,20 103,40 108,80 110,40
1993 35,00 50,20 56,20 56,20 59,60
1992 65,00 125,60 138,60 140,20 143,40
1991 58,60 61,00 61,00 61,00 61,00
1990 14,20 23,40 31,80 50,80 84,00
Tabella B.1: Dati delle precipitazioni
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Il risultato dell’elaborazione numerica è il seguente:
Tabella B.2: Elaborazioni dati di pioggia
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Riportando i dati in forma grafica si calcolano i parametri a e n. Le equazioni di possibilità
pluviometrica sono le seguenti:
Tempo di ritorno 50 anni
2257,0
)50( 082,87 thrT ==
Tempo di ritorno 100 anni
2236,0
)100( 879,97 thrT ==
Tempo di ritorno 200 anni
2218,0
)200( 64,108 thrT ==
Figura 3: Equazioni di possibilità pluviometrica
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 16
2.4 Calcolo della portata di piena con metodo cinematico
Il metodo cinematico o razionale o del ritardo di corrivazione è largamente utilizzato per il
calcolo della portata conseguente ad un data precipitazione che si verifichi su bacini scolanti
di relativamente limitata estensione.
In breve il metodo parte dalla considerazione che la massima portata alla sezione
considerata si raggiunga nel momento in cui giungono i contributi di tutte le parti che
formano il bacino. Il tempo necessario perché il contributo della parte di bacino
idraulicamente più lontana raggiunga la sezione è definito tempo o ritardo di corrivazione tc.
La conclusione raggiunta dal metodo cinematico è che considerando varie durate di
precipitazione, quella che produce la massima portata di deflusso è la precipitazione di durata
pari allo stesso tempo tc.
Una volta definito il valore di tc in ore la portata massima in mc/sec è ricavabile dalla
seguente formula:
c
ShQ
τϕ
3600
106
max =
dove:
⋅ f = coefficiente di deflusso del bacino;
⋅ S = l’estensione in kmq;
⋅ h = l’altezza di pioggia in m calcolata tramite l’equazione di possibilità
pluviometrica per il t = tc.
Il parametro che risente maggiormente di variabilità è il coefficiente di deflusso, poiché
dipende non solo dalle caratteristiche intrinseche del bacino (geologia, pedologia,
vegetazione, morfologia, ecc.) ma anche dalla stagione in cui si verifica l’evento e dal grado
di imbibimento del suolo a causa di precedenti precipitazioni o particolari condizioni
stagionali di falda.
Un aiuto nella definizione del parametro si ricava dal valore di permeabilità media del
bacino del Tronto pari al 39% riportato dagli Annali Idrologici. Considerando anche la
bassissima probabilità che una pioggia di intensità critica possa essere estesa all’intero bacino
e l’elevata capacità di invaso del reticolo idrografico del fiume, si può cautelativamente
assumere un valore del coefficiente di deflusso istantaneo pari a f = 0,40
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 17
Il tempo di corrivazione in ore si è determinato con la formula di Giandotti (1933):
;)(8,0
5,14
ZH
LSc
−
+=τ
avendo considerato:
⋅ L = lunghezza dell’asta principale in km;
⋅ H = altitudine media del bacino imbrifero sotteso in m s.l.m.;
⋅ Z = la quota della sezione considerata in m s.l.m.;
⋅ S = l’estensione del bacino in kmq.
Posto che le caratteristiche del bacino considerato sono le seguenti:
⋅ L = 69 Km
⋅ Hm = 1280 m s.l.m.
⋅ Z = 83 m s.l.m.
⋅ S = 972 kmq
Si ricava:
;24,812118,0
695,19724=
⋅+=cτ
Di conseguenza l’altezza di pioggia corrispondente in mm è:
mmhrT 19,140)50( =
=
mmhrT 85,156)100( =
=
mmhrT 44,173)200( =
=
Applicando tutti i dati precedentemente calcolati alla formula per il calcolo della portata
massima si ottiene, in mc/s:
Tempo di ritorno 50 anni
smcQTr
/76,1836)50max( ==
Tempo di ritorno 100 anni
smcQ Tr /99,2054)100max( ==
Tempo di ritorno 200 anni
smcQTr
/38,2272)200max( ==
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 18
2.5 Stima del livello di piena nelle sezioni di interesse
Il livello di piena si può stimare in termini bidimensionali in base alla relazione Q = S x v,
dove con Q si è definita la portata in mc/s, con S la sezione bagnata in mq e con v la velocità
di deflusso in m/s.
Se si considera cautelativamente una velocità di deflusso della portata di piena pari a v =
2,5 m/s, la sezione liquida richiesta dal moto del fluido sarà pari a
Tempo di ritorno 50 anni
27.7345,2
76,1836mS ==
Tempo di ritorno 100 anni
26.8265,2
99,2054mS ==
Tempo di ritorno 200 anni
28.9085,2
38,2272mS ==
Per la stima dei livelli idraulici è stata presa in considerazione la sezione fluviale in
corrispondenza della centrale di produzione:
IMPIANTO IDROELETTRICO su fiume Tronto località “BRECCIAROLO” – Ascoli Piceno
Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l.
Figura 4: Area di progetto
Per la piena bicentenaria, si è considerata una sezione liquida di 908,8mq, senza
considerare le zone golenali, che corrisponde ad una quota per il livello di piena bicentenaria
pari a 90,8m s.l.m.
Nel tratto di fiume attorno alla sezione corrispondente alla briglia esistente, il corso del
Tronto può essere considerato mediamente costante come forma e come caratteristiche
idrauliche (scabrezza delle superfici, presenza di vegetazione, ecc.); questa risulta essere la
sezione di più interesse per il calcolo del livello di massima piena con un tempo di ritorno di
200 anni. Va sottolineato che la presenza della paratoia mobile non influenzerà negativamente
sul deflusso delle piene, in quanto questa viene automaticamente abbassata fino a raggiungere
il livello attuale, ogniqualvolta si verifichino portate che superino i livelli stabiliti.
Il valore ricavato è puramente di stima, ma è lecito pensare che l’errore rispetto al
comportamento reale sia dell’ordine delle decine di centimetri.
Prevedendo una escursione massima rispetto al valore stimato di 0,7 m. si può considerare
una quota del pelo libero nel punto di interesse non superiore a 91,5 m. s.l.m.
La centrale quindi sarà realizzata in modo da avere il piano fuori terra con pavimento a
quota superiore rispetto al livello di massima piena con tempo di ritorno di 200 anni, in modo
da evitare qualsiasi danno alle apparecchiature elettriche che saranno posizionate in loco.
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 20
Figura 3.4: Sezione del Tronto in corrispondenza della briglia esistente con livello della massima piena con Tr= -200 anni
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 21
2.6 Studio idrologico delle portate derivabili
Lo studio delle portate disponibili è di grande importanza perché permette di determinare la
portata massima da derivare e di dimensionare in modo adeguato l’impianto elettrico.
La caratteristica del deflusso fluviale estremamente importante ai nostri scopi è la “curva di
durata delle portate” (FDC – flow duration curve).
La durata di una portata è definita come la frazione di anno, solitamente giorni, in cui si
hanno portate uguali o maggiori di tale portata nella sezione considerata. La curva di durata è
dunque rappresentata su un piano cartesiano avente come ascissa la durata, in giorni, è come
ordinata la portata corrispondente; il suo andamento è naturalmente decrescente all’aumentare della
durata.
Avendo a disposizione i dati di portata giornaliera relativi ad un intero anno, il calcolo della
curva di durata risulta di relativa facilità; in caso contrario, esistono doversi studi che propongono
vari metodi di calcolo per la regionalizzazione delle portate.
Occorre tuttavia considerare che il potenziale idrico a disposizione è inferiore di quello
rappresentato dalla curva delle durate, stante il vincolo di rilascio al fiume nella sezione di
derivazione di una quantità d’acqua pari al Deflusso Minimo Vitale.
Ai nostri fini è importante dunque determinare la Curva di Utilizzazione, ovvero la Curva di
Durata della portata realmente derivabile, con i valori di portata decurtati di una quantità d’acqua
pari al DMV.
Nei pressi della sezione di chiusura del bacino del fiume Tronto considerato, non sono
ubicate stazioni di rilevamento per la misurazione delle portate nel fiume; sono però presenti dati
idrologici di un periodo di 5 anni, della stazione di “Brecciarolo”, circa 1 km a monte della sezione
considerata. Questi dati sono sufficienti per caratterizzare la portata nel tratto di interesse, in
considerazione del fatto che si riferiscono agli anni 2010 – 2009 – 2008 – 2007 - 2006
2.6.1 Metodo di calcolo della curva di durata delle portate
Per calcolare la curva di durata delle portate, si è utilizzato un campione di dati di 5 anni (2010-
2006) relativi alla stazione “Brecciarolo” sita a circa 1 km a monte della derivazione.
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 22
Figura 3.5_Curva di durata delle portate relativa ad un periodo di osservazione di 5 anni, rapportato ad un anno; in ascissa si trova la percentuale di giorni in cui si verificano le portate in un anno tipo
0
5
10
15
20
25
30
35
0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
Curva disponibilità portate periodo di 5 anni
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 23
3. Determinazione del deflusso minimo vitale (DMV)
3.1 Applicazione del metodo di calcolo
Il progetto prevede l’utilizzo ai fini idroelettrici delle acque del fiume Tronto nel comune di
Ascoli Piceno circa 100 metri più a valle del ponte stradale che collega la Via Salaria Inferiore
SP235 e la Strada della Bonifica. Nel sito oggetto di intervento esiste già una briglia realizzata per la
regolazione del deflusso del fiume.
Il progetto prevede l’utilizzo di un dislivello di 5,2 metri tra quota 85,27 e 79,77 m s.l.m., con lo
scopo di produrre energia elettrica da cedere totalmente al gestore della rete.
Per la valutazione della portata istantanea derivabile dal Fiume Tronto alla sezione di interesse
risulta indispensabile la preliminare valutazione della portata di deflusso minimo vitale del corso
d’acqua, definita come “il deflusso che, in un corso d’acqua, deve essere presente a valle delle
captazioni idriche al fine di mantenere vitali le condizioni di funzionalità e di qualità degli
ecosistemi interessati”, ovvero la portata minima del fiume in grado di garantire la conservazione
dell’ecosistema e la sopravvivenza certa delle specie che lo definiscono, con particolare riferimento
alla fauna e alla flora ivi esistente.
Per il calcolo del DMV specifico per la sezione di interesse della derivazione in questione, si
è fatto riferimento alla formula proposta dal PIANO DI TUTELA DELLE ACQUE (PTA),
sezione D, Allegato I, II, approvato con D.A.A.L.R. N°145 DEL 26/01/2012.
Principale scopo delle attività svolte dal gruppo di lavoro suddetto era quello di ottenere una
formulazione che potesse migliorare l’indicazione, fino ad allora assai generica per l’intero territorio
Marchigiano, di un DMV pari a 2 l/s per Kmq. Il metodo proposto tiene invece conto di diversi
fattori fisici ed ambientali (precipitazioni, altitudine, stato ecologico del corso d’acqua, valore
naturalistico, geomorfologia dell’alveo..).
La formula di calcolo del DMV è costituita da una componente idrologica, calcolabile con la
formula parametrica o, in alternativa, con la formula razionale, con una ulteriore specificazione per i
bacini montani, e da una componente morfologico - ambientale:
dove:
DMV = deflusso minimo vitale complessivo, espresso in l/s;
maidr CDMVDMV ⋅=
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Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l.
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 24
mondmvidr BHPSGqDMV ⋅⋅⋅⋅⋅=
TGPNEC mIFFma ⋅⋅⋅= ),max(
DMVidr = componente idrologica del DMV, calcolata con la formula parametrica definita come
segue:
Cma = componente morfologica-ambientale, intesa come fattore moltiplicativo della
componente idrologica, definita come segue
I fattori inclusi nella formula della componente idrologica sono i seguenti:
• Q d,m,v = rilascio specifico = 1,6 l/s x kmq.
Stabilisce una portata minima di riferimento proporzionale alla
superficie del bacino sottesa alla sezione del corpo idrico nel quale si
calcola il DMV.
• G = Fattore geografico
Stabilito in corrispondenza delle sezioni fluviali dotate di stazioni
idrometrografiche SIMN in modo tale che il prodotto dei fattori della
componente idrologica (Q d,m,v x G x S x P x A) della formula risultasse pari
all’incirca al 10 % della portata media annua del corso d’acqua.
I valori indicati per i principali corsi d’acqua sono i seguenti:
Trattandosi del Fiume Tronto, il fattore assume valore 1.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 25
• S = Superficie imbrifera espressa in Kmq del bacino idrografico sotteso alla
sezione di derivazione = 972 Kmq
• P= Parametro di precipitazione media
Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella:
Per la stima delle precipitazioni medie annue si utilizzeranno i dati ufficiali e le serie storiche,
pubblicati sugli Annali Idrologici, delle stazioni pluviometriche del SIMN e dei Centri Funzionali
Regionali, relative al periodo 1950-1989, ricadenti all’interno o in posizione limitrofa al bacino
idrografico sotteso dalla sezione di interesse e distribuite in maniera rappresentativa rispetto alla
variazione altimetrica della superficie imbrifera. Tali dati di precipitazione sono riportati nella
pubblicazione “Campo medio della precipitazione annuale e stagionale sulle Marche per il periodo
1950-2000” del Centro Funzionale della Protezione Civile della Regione Marche e dell’Osservatorio
Geofisico sperimentale di Macerata.
Il dato di precipitazione media annua relativo alla località Brecciarolo nel comune di Ascoli
Piceno dove è ubicata la nostra sezione di derivazione risulta essere di circa 1060 mm, come si
desume dalla seguente carta relativa alla Regione Marche nel periodo 1950-1989v.
Essendo l’altezza media del bacino pari a 877 m s.l.m., dalla precedente tabella si è ricavata la
precipitazione media annua, da cui:
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 26
il valore del fattore P associato sarà dunque di 1060/1000=1,06.
• H = Parametro di Altitudine media
Rappresenta l’altitudine media, in metri sul livello del mare, nel bacino idrografico sotteso
dal punto in cui si calcola il DMV.
Le classi ed i fattori del parametro sono indicati nella seguente tabella:
L’altitudine media del bacino nella zona di nostro interesse risulta pari a 877 m s.l.m., come
riportato sugli Annali Idrografici relativi alla Stazione di Brecciarolo, ubicata circa nel sito
dell’impianto.
Il valore del parametro H risulta quindi pari a 1,23
• Bmon = 1.0, fattore moltiplicativo per tratti di corsi d’acqua a regime di flusso
perenne evidenziati in Tav. 1-D.5 sotto la denominazione “Reticolo Idrografico Principale per il
DMV” e situati all’interno del “Limite Fascia Carbonatica Montana A”, assunto uguale a:
- 2,0 per i soli tratti montani dei Fiumi Potenza, Scarsito, Chienti (rami di Gelagna e di Pieve
Torina), Fornace, Fiastrone, Tenna, Aso, Tronto, nonché dei loro tributari evidenziati;
- 1,0 per i restanti tratti fluviali.
I fattori inclusi nella formula della componente morfologica-ambientale Cma, intesa come fattore
moltiplicativo della componente idrologica sono:
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 27
E =, Parametro dello stato ecologico dei corsi d’acqua identificato dall’indice SECA,
che combina due indicatori:
• LIM (Livello di Inquinamento da Macrodescrittori) che fornisce un’indicazione
sullo stato trofico e microbiologico della matrice acquosa del corpo idrico prendendo in
considerazione 8 macrodescrittori, vale a dire una serie di parametri tipici delle attività umane e che
sono indici di inquinamento organico (ossigeno, azoto, fosforo..)
• IBE (Indice Biotico Esteso) che descrive lo stato biologico prendendo in esame le
comunità dei macroinvertebrati bentonici che vivono, almeno una parte del loro ciclo biologico, a
contatto con i substrati di un corso d’acqua.
La determinazione del SECA viene effettuata considerando il risultato peggiore tra il dato
relativo ai Macrodescrittori e quello relativo all’IBE.
Si è assunto lo stato ecologico (SECA) sufficiente, in base ai dati di rilevamento della stazione
seguente di monitoraggio:
Da cui si desume che la classe dello stato ecologico è 3.
In base alla tabella seguente
E=1.2
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 28
Max (N, PIFF) tale espressione indica che nella formula sarà applicato il massimo tra i
valori del parametro N, naturalità, e del parametro PIFF, correlato all'indice di
funzionalità fluviale, calcolati distintamente.
Nel tratto fluviale considerato si è proceduto a calcolare distintamente entrambi i parametri N e PIFF
e nella formula verrà utilizzato solo quello tra i due parametri che assumerà il valore più elevato.
I parametri N e PIFF da considerare sono quelli più elevati del tratto fluviale interessato:
• N = Parametro di Naturalità
L’opera in progetto è contigua aree urbanizzate, pertanto si assume N= 1
• IFF = Indice di Funzionalità Fluviale
Esso per definizione è valutato in relazione allo stato complessivo dell’ambiente fluviale e
della sua funzionalità, intesa come risultato della sinergia e dell’integrazione di una serie di fattori
biotici ed abiotici presenti nell’ecosistema acquatico ed in quello terrestre ad esso collegato.
L'analisi dell'integrità e funzionalità del fiume. Tronto è stata effettuata tramite l'utilizzo
dell'Indice Funzionale Fluviale (I.F.F.) che ha evidenziato la situazione illustrata in dettaglio nella
seguente tabella, riferita alla sezione fluviale della soglia esistente.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 29
Punteggio medio 206 da cui si ha:
PIFF=1.0
Nella formula sarà applicato il massimo tra i valori dei due parametri N e IFF che nell caso
considerato è risultato pari a 1.0
• Gm = Parametro Geomorfologico
Il Parametro tiene conto delle caratteristiche geomorfologiche locali dell’alveo (i.e. perimetro
bagnato e raggio idraulico, rapporto lunghezza/profondità dell’alveo, pendenza e tipologia
morfologica dell’alveo, presenza di pools, permeabilità dei substrati..). La sua determinazione spetta
all’autorità competente al rilascio della concessione. In attesa assume un valore unitario.
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RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 30
• T = Modulazione temporale di portata
Parametro differenziato per ogni mese e per bacini idrografici, che permette di variare il DMV
base nei vari periodi dell’anno, in funzione della variabilità idrologica delle portate naturali. I fattori
da assegnare al parametro in ogni mese dell’anno, nei vari bacini idrografici, sono riportati nella
successiva tabella.
Quindi si assume per il parametro T:
T = 1.3 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)
T = 1.5 (febbraio, marzo)
T = 1.0 (luglio, agosto, settembre, ottobre)
Pertanto, essendo DMV = DMVidr*Cma
Dove:
DMVidr =2041 l/s
Cma = 1.56 (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)
Cma =1.8 (febbraio, marzo)
Cma =1.2 (luglio, agosto, settembre, ottobre)
Da cui:
DMV = 3185 l/s (novembre, dicembre, gennaio,aprile, maggio, giugno)
DMV = 3675 l/s (febbraio, marzo)
DMV = 2450 l/s (luglio, agosto, settembre, ottobre)
Si è scelto come valore del DMV rilasciato per tutto l’anno 3,7 mc/s
RELAZIONE IDROLOGICA – Autorizzazione Unica 31
Figura 4: Curva di utilizzazione della portata
0
5
10
15
20
25
30
35
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Curva utilizzazione periodo di 5 anni
IMPIANTO IDROELETTRICO “BRECCIAROLO” – Ascoli Piceno – Fiume Tronto
Soggetto proponente: ENERGY SEEKERS s.r.l. e FREE ENERGY s.n.c.
RELAZIONE IDROLOGICA 32
4. Considerazioni conclusive
In base a considerazioni basati sulla curva di utilizzazione della portata e facendo una
valutazione sui costi-benefici derivanti dalla produzione di energia elettrica, si è scelto come
valore di portata massimo derivabile 12mc/s, disponibile per circa 65 giorni all’anno.
Considerando una durata annua della derivazione pari a 265 giorni all’anno, si ottiene un
volume derivato pari a circa 100.245.600 mc all’anno.
Nella tabella seguente sono riportati i dati di portata derivabile mensile ed annua.
Durata (%)
Durata (gg/anno)
Portata (mc/sec) DMV
Portata
disponibile (mc/sec)
5 18 15,7 3,7 12
10 36 15,7 3,7 12
15 54 15,7 3,7 12
20 73 15,2 3,7 11,5
25 91 12,7 3,7 9
30 109 11,7 3,7 8
35 127 10,45 3,7 6,75
40 146 9,45 3,7 5,75
45 164 8,2 3,7 4,5
50 182 7,2 3,7 3,5
55 200 6,2 3,7 2,5
60 219 5,5 3,7 1,8
65 237 4,95 3,7 1,25
70 255 4,45 3,7 0,75
75 273 3,7 3,7 0
80 292 3,7 3,7 0
85 310 3,7 3,7 0
90 328 3,7 3,7 0
95 346 3,7 3,7 0
100 365 3,7 3,7 0