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Circ. n. 208

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IMPIANTO IDROELETTRICO DI BARGE
Oggetto:
DOMANDA DI CONCESSIONE DI DERIVAZIONE DI ACQUE SUPERFICIALI
DAL RIO INFERNOTTO
Regione Piemonte – Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Documentazione di progetto:
Elaborato:
RI.01
RELAZIONE IDROLOGICA E IDRAULICA
EMISSIONE
COMMESSA
PRESENTAZIONE
Barge _RI
Data
Sigla
REVISIONE 1
Data
Redazione
Ottobre 2012
luglio ’13
Verifica
Ottobre 2012
luglio ’13
Controllo
Ottobre 2012
luglio ’13
Timbro e firma dei professionisti responsabili:
SIPOWER srl
REVISIONE 2
Sigla
Data
Sigla
SOMMARIO
1
PREMESSA ............................................................................................................................................. 4
2
CARATTERISTICHE DEL PROGETTO ............................................................................................ 5
3
RISORSE IDRICHE SFRUTTABILI.................................................................................................... 6
3.1
Premessa ....................................................................................................................................................... 6
3.2
Regime pluviometrico .................................................................................................................................... 6
3.3
Regime delle portate ...................................................................................................................................... 7
3.3.1
3.4
Elaborazioni di carattere idrologico .................................................................................................................. 7
Determinazione delle portate naturali alla sezione di presa..........................................................................10
3.4.1
Metodologia SIMPO ........................................................................................................................................ 10
3.4.2
Misure dirette di portata................................................................................................................................. 17
3.5
Deflusso Minimo Vitale .................................................................................................................................18
3.6
Definizione della portata massima turbinabile ..............................................................................................20
3.7
Anno idrologico scarso ..................................................................................................................................21
3.8
Garanzia sulle risorse idriche disponibili nel tratto sotteso ...........................................................................22
4
VERIFICA IDRAULICA DELLA TRAVERSA DI DERIVAZIONE IN PROGETTO ................. 24
4.1
Premessa ......................................................................................................................................................24
4.2
Stima delle portate di piena ..........................................................................................................................24
4.2.1
4.3
Calcolo delle portate di piena con il Metodo Razionale .................................................................................. 25
Verifica del comportamento idraulico dell’alveo in esame all’opera di presa: metodologia adottata ...........27
4.3.1
Simulazione 1: scenario di portata media annua ............................................................................................ 30
4.3.2
Simulazione 2: scenario di portata bicentenaria ............................................................................................. 32
5
5.1
VERIFICA IDRAULICA DELL’ALVEO NELLA ZONA DELLA CENTRALE ............................. 36
Verifica del comportamento idraulico dell’alveo nei pressi della centrale .....................................................36
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
ALLEGATI TECNICI RICHIAMATI
Allegato 1
Dati di portata Rio Infernotto – Anno 2010
Allegato 2
Curva di durata delle portate naturali depurate della derivazione irrigua,
disponibili, turbinate, rilasciate e DMV modulato
3
Relazione Idrologica e
idraulica
1
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
PREMESSA
La documentazione seguente costituisce la relazione idrologico idraulica della documentazione
necessaria all’avvio della procedure di valutazione di impatto ambientale e di autorizzazione unica
alla realizzazione ed all’esercizio di un impianto idroelettrico ad acqua fluente nel comune di
Barge, utilizzante le acque del T. Infernotto, presentato dalla società scrivente.
Lo scopo dello studio è di determinare in via preliminare le risorse idriche disponibili in
corrispondenza dell’opera di presa in progetto al fine di determinare la curva di durata delle portate
per ottenere la producibilità dell’impianto e definire il dimensionamento idraulico.
4
Relazione Idrologica e
idraulica
2
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
CARATTERISTICHE DEL PROGETTO
La derivazione è prevista tra 762,73 m s.l.m. (quota dell’alveo nel punto di captazione) e la quota
di 676,50 m s.l.m. (quota della centrale di produzione) (si veda la tavola RT.02 allegata alla
Relazione tecnica).
Il progetto prevede un impianto ad acqua fluente costituito da opere di presa (traversa di
derivazione e tutte le componenti annesse), opere di adduzione (canale di derivazione, vasca
dissabbiatrice/carico, condotta forzata completamente interrata), edificio di centrale, canale di
restituzione delle acque turbinate e linea di connessione alla rete elettrica.
Per una completa descrizione delle opere si rimanda alla Relazione Tecnica di progetto (vedasi
elaborato RT.01).
Per quanto concerne l’inquadramento del bacino idrografico in esame, si faccia riferimento al
capitolo 3 della Relazione Geologico-tecnica.
5
Relazione Idrologica e
idraulica
3
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
RISORSE IDRICHE SFRUTTABILI
3.1 Premessa
Gli elementi necessari alla predisposizione del progetto e alle analisi ad esso connesse sono stati
ricavati da:
1.
PTA Regione Piemonte;
2.
Registrazioni giornaliere delle precipitazioni; stazione termopluviometrica in comune di
Barge (loc. Castellazzo di Barge) – Banca dati meteorologica – ARPA Piemonte;
Metodo SIMPO – Studio e progettazione di massima delle sistemazioni dell’asta
3.
principale del Po, dalle sorgenti alla foce, finalizzata alla difesa ed alla conservazione del
suolo e nella utilizzazione delle risorse idriche. Magistrato del Po. Parma (1980).
Il calcolo delle risorse idriche fruibili all’interno del bacino idrografico considerato costituisce un
aspetto fondamentale nello studio di fattibilità di un impianto per la produzione di energia
idroelettrica. Esso, infatti, fornisce i dati attraverso i quali è possibile valutare la tipologia delle
apparecchiature elettromeccaniche da installare, il loro rendimento, i tempi e le modalità di
funzionamento dell’impianto stesso.
Il calcolo delle risorse idriche disponibili viene fatto prendendo in considerazione:

portata giornaliera del corso d’acqua;

quantitativo d’acqua effettivamente utilizzabile ai fini idroelettrici.
3.2 Regime pluviometrico
Nel bacino in esame è presente una stazione di monitoraggio termopluviometrica gestita
dall’ARPA Piemonte; la stazione è situata sul versante destro della valle del Rio Infernotto in
località Castellazzo di Barge.
La stazione ha registrato una serie di misure pluviometriche giornaliere praticamente continua nel
periodo 1999-2011; gli anni 1999-2000 e 2011 tuttavia risultano incompleti pertanto non vengono
considerati nella presente analisi.
6
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Di seguito si riportano i dati essenziali relativi al periodo analizzato:
Anno
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Pmedia
[mm/giorno]
2,14
5,50
2,80
2,73
3,39
2,57
3,12
4,13
3,98
4,69
Pmax
[mm/giorno]
45,60
135,20
81,40
56,00
115,60
116,80
81,40
118,20
117,00
183,60
media periodo
[mm/anno]
Pannua
[mm/anno]
782,00
2007,00
1020,60
997,60
1237,00
939,80
1137,60
1500,00
1452,00
1710,80
1278,44
Tabella 1 – Sintesi delle informazioni pluviometriche relative al periodo 2001-2010 per la stazione pluviometrica di Barge.
3.3 Regime delle portate
Il regime idraulico di un corso d'acqua è strettamente collegato alle caratteristiche climatiche e
morfologiche del suo bacino di alimentazione. Di norma l'analisi verte su aspetti riguardanti la
climatologia, la geologia e la copertura dei suoli nonché la verifica degli interventi antropici in grado
di determinare modifiche al regime naturale delle acque.
Nel caso in esame, è stata condotta una ricerca bibliografica sui dati disponibili; la ricerca ha
ristretto il campo all’utilizzo delle fonti richiamate nel § 3.1.
Nel corso dell’analisi, sono stati in larga parte tralasciati gli aspetti geologici, in quanto ritenuti non
essenziali ai fini della determinazione del regime idraulico corso d’acqua in esame.
3.3.1 Elaborazioni di carattere idrologico
Il Piano di Tutela delle Acque della Regione Piemonte riporta, nell’elaborato I.C/1, l’analisi
statistica delle portate caratteristiche dei regimi ordinari e di magra.
Le portate del regime ordinario (portata media annuale, portate della curva di durata) sono state
desunte dall’applicazione di formule di regionalizzazione, denominate formule SIMPO (“Studio e
progettazione di massima delle sistemazioni idrauliche dell’asta principale del Po”, Convenzione
7
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
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Magistrato per il Po/S.I.M.P.O. – H.C. Hydrodataconsult, 1980/81), sviluppate per l’intero bacino
del Po e parzialmente ricalibrate sui bacini di interesse.
Nel campo della regionalizzazione delle portate naturali, le formule SIMPO, grazie alla loro
struttura semplice e flessibile, permettono di conseguire guadagni, in termini di rispondenza ed
affidabilità, anche nel caso di aggiornamenti delle formule stesse a scala locale.
Le formule, ottenute mediante modelli statistici a regressione multipla (con lo scopo di ricercare le
leggi di dipendenza delle portate da fattori fisico-climatici) e calibrate sulla base dei risultati
dell’analisi sui dati storico-statistici, consentono di determinare i valori caratteristici di deflusso per
qualsiasi sezione del reticolo idrografico del bacino padano, noti i dati fisio-climatici di base.
All’insieme
dei
bacini
elementari
è
stato
quindi
applicato
tale
sistema
statistico
di
regionalizzazione, derivato dall'elaborazione dei dati relativi alle stazioni di misura presenti
sull'intero bacino del Po.
Tale sistema ha fornito le espressioni per il calcolo dei contributi specifici di portata riferiti ai valori
caratteristici del deflusso (portata media annua, portate medie mensili e valori della scala di durata
delle portate), formule che legano tali valori di portata alle principali grandezze del bacino
idrografico: superficie, altitudine media e afflusso medio annuo.
Le caratteristiche strutturali delle espressioni sono le seguenti:

riferimento al valore di deflusso per unità di superficie del bacino sotteso (q espresso in l/s
kmq);

numero limitato di variabili indipendenti;

esplicitazione del grado di verosimiglianza nella simulazione (correlazione e deviazione
standard);

esplicita significatività idrologica dei parametri fisiografici considerati;

principali parametri climatici e fisiografici utilizzati: afflusso (A espresso in mm), altitudine
media del bacino sotteso (H in m s.l.m.), temperatura media del bacino sotteso (T in °C),
superficie degli invasi e delle aree glaciali (S in kmq);

struttura lineare o esponenziale delle formule;

possibilità di limitata “zonatura” delle formule e/o dei singoli coefficienti;

identificazione della modalità di separazione tra la condizione di regime naturale e quella di
regime regolato o alterato artificialmente;

identificazione
della
modalità
di
passaggio dal
dato
simulato dal
modello
di
regionalizzazione al dato di progetto (tenendo conto del grado di verosimiglianza del
singolo valore simulato);

calibratura anche in base a misure istantanee di portata disponibili.
8
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Le formule SIMPO sono state sviluppate differenziando il bacino padano in tre zone:

Zona A: zona “alpina”, comprendente tutti i bacini idrografici in sinistra e destra Po, dal
sistema Sarca-Mincio fino al sistema Tanaro-Bormida-Orba compreso;

Zona B: zona dell’”asta del Po”, comprendente tutte le porzioni di bacino residue di pianura
affluenti direttamente all’asta del Po;

Zona C: zona “appenninica”, comprendente tutti i bacini in destra Po, dallo Scrivia al
Panaro.
Di seguito si riportano le espressioni per il calcolo dei contributi specifici di portata (in l/s kmq)
riferiti ai valori caratteristici relativi alla zona A del bacino padano:
- q MEDA  24,5694  0,00860 H  0,03416 A
- qGEN  14,16232  0,00683 H  0,36918 DS
- q FEB  16,49263  0,00824 H  0,37478 DS
- q MAR  22,74646  0,01111 H  0,46902 DS
- q APR  13,85406  0,01101 H  1,15662 DS
- qMAG  9,83665 0,00797 H  1,63288 DS
- qGIU  34,9228  0,02826 H  1,62190 DS
- qLUG  24,4942  0,02066 H  1,04446 DS
- q AGO  16,0687  0,00955 H  0,95881 DS
- qSET  13,0179  0,00232 H  1,21272 DS
- qOTT  4,54832  0,00479 H  1,33784 DS
- q NOV  16,50714  0,01604 H  1,25843 DS
- qDIC  18,06197  0,01030 H  0,56036 DS
- q10  5,06749 S 0,057871  DS 0,965037
- q91  1,29772 S 0,009539  DS 0,976926
- q182  0,54425 S 0,049132  DS 0,980135
- q274  0,18670 S 0,069105  DS 1,108675
- q355  0,07560 S 0,068232  DS 1, 234733
con:

S, kmq, superficie del bacino;
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idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico

H, in m s.l.m., altitudine media del bacino;

A, in mm, afflusso meteorico medio annuo sul bacino;

DS, in l/s kmq, deflusso medio annuo specifico, pari a qMEDA.
Per la valutazione della congruenza dei valori di portata stimati attraverso le formule di
regionalizzazione, il Piano di Tutela delle Acque ha confrontato questi ultimi sia con i valori
statistici calcolati dai dati misurati alle stazioni idrometriche storiche, sia con altre fonti a
disposizione.
L’analisi ha permesso di “validare” la formula SIMPO sui valori di portata media annua, i più
significativi perché rappresentano il termine volumetrico di un bilancio idrologico.
Su alcune limitate aree particolari (piccoli-medi bacini di pianura con caratteristiche collinari,
anziché prettamente alpine o appenniniche) l’analisi di confronto (con i dati del modello in
mancanza di stazioni idrometriche) ha portato ad individuare un possibile coefficiente correttivo da
apportare all’espressione base della qMEDA, per renderla più valida, ai fini dell’individuazione del
volume annuo di risorsa disponibili per le valutazioni di bilancio.
3.4 Determinazione delle portate naturali alla sezione di presa
3.4.1 Metodologia SIMPO
Nel bacino del Rio Infernotto non esistono stazioni di misura idrometriche utili alla ricostruzione
delle portate per il presente progetto. Per il caso in esame, si propone pertanto il metodo SIMPO.
Tale metodologia risulta attualmente affidabile in quanto ampiamente utilizzata e sperimentata.
In particolare si ritiene utile l’applicazione della metodologia per la determinazione di alcuni
parametri particolarmente significativi della sezione idrologica di riferimento, quali i valori medi
annui degli afflussi (P), dei deflussi (DS), della portata media naturale (Qmed) e specifica (qMEDA),
nonché le portate di durate caratteristiche (Q10, Q91, Q182, Q275 e Q355 giorni).
La tabella seguente riporta di dati essenziali relativi alla stima della portata media per il bacino di
interesse:
10
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
Superficie bacino idrografico sotteso
Altitudine massima
Altitudine minima
Altitudine media
Afflusso meteorico medio annuo
Portata media specifica
Portata media naturale
S
11,06
2370
763
1448
1278,44
31,55
349,00
H
P
qMEDA
Qmed
kmq
m s.l.m.
m s.l.m.
m s.l.m.
mm
l/s kmq
l/s
Tabella 2 – Dati essenziali per la stima della portata media annua naturale alla sezione di interesse.
In maniera analoga, le formule precedentemente descritte sono state applicate per la
determinazione delle portate medie mensili:
qGEN
qFEB
qMAR
qAPR
qMAG
qGIU
qLUG
qAGO
qSET
qOTT
qNOV
qDIC
q [l/s/kmq]
15,92
16,39
22,64
34,41
53,23
57,18
38,38
28,01
28,61
30,73
32,99
20,83
Q [l/s]
176,10
181,24
250,41
380,56
588,72
632,37
424,48
309,84
316,41
339,89
364,82
230,38
Tabella 3 – Stima delle portate medie naturali mensili relative all’anno idrologico medio per la sezione di interesse
effettuata con il metodo SIMPO.
Regime idrologico medio mensile
700
600
portata [l/s]
500
400
300
200
100
0
Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
mesi
Figura 1 – Istogramma relativo alle portate medie naturali mensili ricostruite per il bacino in esame.
11
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
Dall'esame del diagramma soprastante si individua un regime idrologico caratterizzato da un
periodo di piena primaverile molto pronunciato e da un secondo massimo relativo nel periodo
autunnale; si individua inoltre una accentuata diminuzione di portate nei mesi invernali.
In maniera analoga sono state infine determinate le durate delle portate caratteristiche per il bacino
in esame da cui è stato possibile ricostruire il regime idrologico, espresso mediante la Curva di
Durata delle Portate:
Giorni
10
q
[l/s kmq]
Q
[l/s]
91
182
274
355
119,14
41,57
18,05
10,12
6,32
1317,68
459,73
199,58
111,95
69,89
Tabella 4 – Stima delle durate delle portate naturali per la sezione di interesse effettuata con il metodo SIMPO.
Curva di durata delle portate Rio Infernotto
3000
Portata naturale
Durata delle portate
2500
portata [l/s]
2000
1500
10
1000
500
91
182
274
355
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
durata [giorni]
Figura 2 – Curva di durata delle portate naturali relativa all’anno idrologico medio determinata per la sezione di interesse.
A seguito delle osservazioni pervenute da parte del Prof. Arch. Aimaro Oreglia D’Isola e del Dott.
Hilario Oreglia D’Isola rispettivamente Presidente e Legale Rappresentante del Consorzio Irriguo
“Rio Infernotto” (rif. nota prot. n. 15017 del 09.01.2012) in data 10 ottobre è stato eseguito un
sopralluogo allo scopo di verificare le caratteristiche e lo stato della derivazione in capo al
Consorzio Irriguo Rio Infernotto.
Di seguito vengono proposte le risultanze emerse nel corso dei rilievi:
12
Relazione Idrologica e
idraulica
■
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
la derivazione avviene non direttamente dal Torrente Infernotto, bensì da un suo tributario
afferente in sponda sinistra nel punto di coordinate E 1.360.684,44 N4.954.778,85;
■
l’acqua viene derivata in corrispondenza di una pozza alla base di un salto del corso
d’acqua (foto 1) inizialmente a mezzo di un canale a sezione rettangolare modellato direttamente
nella roccia affiorante (foto 2 e 2a di dettaglio) al termine del quale è posta una paratia in ferro (foto
3);
■
a valle della paratia le acque proseguono in canale scavato nei depositi incoerenti di
copertura (foto 4) fino all’imbocco del collettore interrato (foto 5);
■
ripercorrendo il tracciato della derivazione seguendo tracce di sentieri ammalorati e in larga
misura mascherati da infestanti sono stati individuati tratti in cui il collettore torna a cielo aperto
(condotta in PVC foto 6 e in ferro foto 7) per scaricare quindi in canale a cielo aperto (foto 8).
Dal momento che la derivazione in essere è collocata ad oltre 1 Km a monte rispetto all’impianto di
progetto si concludere logicamente che quest’ultimo non può distrarre in alcun modo risorse alla
derivazione in essere.
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Relazione Idrologica e
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Foto 1 – bacino da cui ha inizio la derivazione
Foto 2a – dettaglio del canale di cui alla foto 2
Foto 2 – tratto iniziale di canale in roccia
Foto 3 – paratoia in ferro al termine del canale in roccia
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Relazione Idrologica e
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Foto 4 – canale a valle della paratoia
Foto 5 – inizio collettore interrato (non visibile)
Foto 6 – collettore in PVC corrugato a cielo aperto
Foto 7 – collettore in ferro e scarico in canale a cielo
aperto
15
Relazione Idrologica e
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Foto 8 – canale a cielo aperto a valle del collettore in ferro
La derivazione in oggetto, secondo quanto comunicato dagli uffici competenti in materia della
Provincia di Cuneo, è autorizzata al prelievo di litri medi e massimi pari a 10 l/s nel periodo 1
maggio – 30 settembre
Nella figura seguente si riporta la curva di durata delle portate transitante presso l’opera di presa,
ridefinita in funzione della derivazione esistente in capo al Consorzio Irriguo Rio Infernotto.
16
Relazione Idrologica e
idraulica
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Figura 3 – Curva di durata delle portate transitanti relativa all’anno idrologico medio determinata per la sezione di
interesse in funzione della derivazione esistente in capo al Consorzio irriguo Rio Infernotto.
3.4.2 Misure dirette di portata
Nell’anno 2010 è stata redatta la campagna di misurazioni idrometriche sul Rio Infernotto, per
ottemperare a quanto richiesto dalla normativa regionale vigente in materia di derivazioni di acque
pubbliche per fini idroelettrici. In allegato 1 sono riportati i dati di portata rilevati nei pressi
dell’opera di presa (dimensioni del bacino sotteso pari a 11,1 kmq).
La determinazione delle portate naturali alla sezione di presa utili ai fini delle verifiche di fattibilità
tecnico-economica dell’impianto si devono basare comunque su una serie significativa di dati e
non ci si può quindi basare sull’anno di misure effettuate in quanto non statisticamente significativo
per sua definizione (scarsa disponibilità di dati): ci si basa quindi sulla metodologia SIMPO.
17
Relazione Idrologica e
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3.5 Deflusso Minimo Vitale
Il Deflusso Minimo Vitale (DMV) secondo la normativa regionale 1 è definito come “…la portata
minima istantanea che deve essere presente in alveo immediatamente a valle dei prelievi, a fine di
mantenere vitali le condizioni di funzionalità e di qualità degli ecosistemi interessati”.
Di seguito si riporta la metodologia adottata per il calcolo del DMV ai sensi della normativa vigente.
Il deflusso minimo vitale di base (DMVbase) rappresenta il valore di DMV idrologico corretto in
funzione della morfologia dell’alveo (parametro M) e dei fenomeni di scambio idrico dei corsi
d’acqua con la falda (parametro A); in una determinata sezione del corpo idrico esso è calcolato
con la formula seguente2:
DMVbase  k  qmeda  S  M  A
dove:

k è la frazione della portata media annua (parametro sperimentale determinato per singole
aree idrografiche);

qmeda, in l/s kmq, è la portata specifica media annua per unità di superficie del bacino;

S, in kmq, è la superficie del bacino sottesa dalla sezione del corso d’acqua;

M è un parametro morfologico;

A è un parametro che tiene conto dell’interazione tra le acque superficiali e le acque
sotterranee.
La valutazione della portata specifica media annua naturale di un corso d’acqua per unità di
superficie del bacino – detta qmeda – è effettuata secondo il modello di regionalizzazione delle
portate e cioè dalla formula:
qmeda  0.0086 H  0.03416 A  24.5694
dove:

H, in m s.l.m., è l’altitudine media sul livello del mare del bacino idrografico sotteso alla
presa;

1
A, in mm, è l’afflusso meteorico medio annuo, ragguagliato al bacino idrografico.
Decreto della Presidente della Giunta Regionale del 17 luglio 2007, n. 8/R, pubblicato sul BUR Piemonte n. 29 del 19
luglio 2007
2
Allegato A (art. 4) al D.P.G.R. 17 luglio 2007, n. 8/R
18
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
L’altitudine media del bacino è stata calcolata per mezzo della seguente relazione semplificata:
H  0.5  0.9  H max  H min
dove Hmax rappresenta l’altezza della vetta più elevata del bacino considerato e Hmin l’altezza del
fondo alveo alla sezione di prelievo.
Il Piano di Tutela delle Acque della Regione Piemonte (vedasi quanto riportato in R.3.1.1. e nella
tavola di piano A2.12.) assegna i valori ai parametri per il calcolo del DMVbase secondo quanto
indicato di seguito:


Superficie Bacino Idrografico sotteso S
Altezza max bacino imbrifero Hmax

kmq
2370
m s.l.m.
763
m s.l.m.
1448
1278,44
m s.l.m.
mm
Portata specifica media annua qMedA
31,55
l/s kmq




Parametro
Parametro
Parametro
Deflusso Minimo Vitale

Deflusso Minimo Vitale DMV base
0,15
0,9
1
47,01
50,00
l/s
l/s



Altezza min bacino imbrifero Hmin
11,06
Altitudine media del bacino idrografico H
Afflusso meteorico medio annuo A
K
M
A
DMV base calcolato
Il calcolo del DMVbase secondo la relazione espressa dal regolamento regionale determina pertanto
un valori pari a 47,01 l/s; tale valore viene poi corretto poiché, secondo quanto espresso al comma
5 dell’art. 6 del regolamento regionale, il DMVbase per i nuovi prelievi non può essere inferiore a 50
l/s.
In conclusione, il DMVbase calcolato secondo i disposti del D.P.G.R. del 17 luglio 2007, n.8/R viene
fissato in 50 l/s.
Nel caso di nuovi prelievi aventi una portata massima istantanea superiore alla portata naturale di
durata 120 giorni del corpo idrico alimentatore e comunque superiore a 500 litri al secondo, la
modulazione temporale dei rilasci è effettuata adeguando la portata di rilascio del DMV a valle
della traversa di derivazione alla portata istantanea in arrivo alla medesima (Modulazione di Tipo
A).
La portata da rilasciare nel corpo idrico a valle della presa sarà la seguente:
Qr = Qt
per Qt ≤ DMVbase
Qr = DMVbase + X% (Qt - DMVbase)
per Qt > DMVbase
19
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
in cui:

Qt = portata naturale del corpo idrico

X% = percentuale variabile dal 10 al 20%
Nelle seguenti valutazioni la X% è stata posta uguale al 10% in accordo con le precedenti
normative.
Nella figura seguente viene mostrato, sotto forma di curva di durata delle portate, l’andamento
della portata naturale e del deflusso minimo vitale modulato.
Per una analisi dettagliata dei rilasci si veda l’Allegato 2.
3000
Portata naturale
2500
DMV
portata [l/s]
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
durata [giorni]
Figura 4 – Curva di durata delle portate naturali e del DMV modulato.
3.6 Definizione della portata massima turbinabile
La differenza fra le portate naturali alla sezione di presa e il deflusso minimo vitale dà come
risultato la serie di portate che sono disponibili alla presa dell’impianto per la loro utilizzazione a
scopo idroelettrico.
20
Relazione Idrologica e
idraulica
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Dall’analisi tecnico - economica svolta per l’impianto idroelettrico previsto sul torrente, si è deciso
di limitare la portata massima turbinabile al valore di 650 l/s. Tale scelta è correlata a valutazioni di
carattere idrologico e a considerazioni progettuali di tipo economico.
Nella figura seguente sono riportate in un unico grafico le curve di durata delle portate transitanti,
delle portate disponibili alla sezione di presa e la curva di durata delle portate turbinate
dall’impianto idroelettrico in progetto.
Figura 5 – Curva di durata delle portate transitanti, disponibili, turbinate.
3.7 Anno idrologico scarso
E’ stata, infine, considerata la situazione del cosiddetto Anno Idrologico Scarso, definito come
l’anno caratterizzato da portate medie con frequenza di superamento dell’80%, secondo quanto
riportato dalla Legge Regionale del Piemonte n. 61 del 29 dicembre 2000 “Disciplina dei
procedimenti di concessione di derivazione di acqua pubblica”.
Utilizzando le curve di durate è stato possibile calcolare la portata media annua del torrente in
corrispondenza dell’opera di presa: da questo valore è stata, quindi, calcolata la portata media con
frequenza di superamento dell’80% rispetto ad un anno di 365 giorni. E’ stato, infine, calcolato il
21
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
rapporto tra la portata media annua in periodi di magra (cioè quella con frequenza di superamento
dell’80%) e la portata media annua in regime normale; con questi valori è stata ricostruita la curva
di durata delle portate riferite all’anno idrologico scarso: è caratterizzata da una forma simile alla
curva di durata delle portate dell’anno medio, anche se presenta un maggior appiattimento verso il
basso, a causa del ridotto apporto idrico in alveo conseguente gli scarsi apporti meteorici durante
l’anno idrologico scarso.
Nella figura sottostante viene riportato il confronto tra la curva di durata delle portate relativa
all’anno idrologico medio e quella dell’anno idrologico scarso.
Figura 6 – Curva di durata portate medie giornaliere di un anno idrologico scarso confrontata con la curva di durata delle
portate medie giornaliere di un anno idrologico medio.
3.8 Garanzia sulle risorse idriche disponibili nel tratto sotteso
La differenza fra le portate naturali medie mensili (Qnat) ed il Deflusso Minimo Vitale fornisce la
portata disponibile (Qdisp) per la captazione all’opera di presa. La Qdisp non coincide però con la
portata effettivamente derivata o turbinata (Qturb), poiché quest’ultima dipende dal rendimento delle
turbine utilizzate, le quali funzionano per range di portata definiti.
Il dimensionamento di una turbina è una scelta legata sia a valutazioni di carattere idrologico (Qdisp)
sia, soprattutto, a considerazioni di natura economica. In altre parole la capacità di captazione
22
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(Qturb) di un impianto (e quindi il dimensionamento del relativo sistema di produzione) è definita in
modo da massimizzare il beneficio economico per metro cubo annuo di acqua derivato.
In particolare l’analisi tecnico – economica, svolta per l’impianto idroelettrico in oggetto, prevede di
utilizzare una turbina tipo Pelton con range di attività da 65 l/s (Qturb min) a 650 l/s (Qturb max).
Il regime di flusso che si instaurerà a valle delle opere di presa è schematizzabile in tre condizioni
tipo:
A. la Qnat presenta valori compresi tra la portata a 365 giorni e quella di DMV+Q turb
min,
in
questo caso l’impianto rimane inattivo e rilascia a valle della sezione di presa l’intera
portata del torrente transitabile; all’ultima colonna dell’allegato 2, sono visibili i valori
rilasciati in questa condizione fra il giorno 365 ed il giorno 255;
B. la Qnat è compresa tra (DMV+Qturb min) e (DMV+Qturb max), in questo caso l’impianto preleva la
portata naturale in eccesso e rilascia a valle dell’opera di presa il DMV modulato; all’ultima
colonna dell’allegato 2, sono visibili i valori rilasciati in questa condizione fra il giorno 254
ed il giorno 41;
C. la Qnat è superiore a DMV+Qturb max, in questo caso l’impianto preleva la portata massima
turbinabile, rilasciando a valle dell’opera di presa il DMV modulato più la portata in eccesso
che sfiora dalla gaveta: all’ultima colonna dell’allegato 2, sono visibili i valori rilasciati in
questa condizione fra il giorno 40 ed il giorno 1.
In sintesi, per circa 3 mesi e 20 giorni l’impianto rimane inattivo e nel corso d’acqua a valle della
sezione di presa transita la portata naturale; per circa 7 mesi transita a valle della sezione di presa
la portata di DMV modulato; per circa 1 mese e 10 giorni transita a valle dell’opera di presa la
portata di DMV modulato con aggiunta la portata eccedente quella massima derivabile.
23
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idraulica
4
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Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
VERIFICA IDRAULICA DELLA TRAVERSA DI DERIVAZIONE IN PROGETTO
4.1 Premessa
L’inserimento di un elemento lineare progettato trasversalmente al flusso di corrente comporta
inevitabilmente l’innalzamento dei tiranti idrici a monte della struttura.
Allo scopo di valutare gli effetti che l’opera comporterà sul territorio circostante nei pressi della
captazione si sono eseguite le verifiche necessarie sia in caso di portata media ordinaria (0,35
mc/s) sia in caso di portata bicentenaria (ca. 80,00 mc/s).
Le verifiche idrauliche che seguono verranno condotte mediante l’ausilio del programma di calcolo
HEC-RAS, ideato dal U.S. Army Corps of Engineers quale sistema di analisi dei fiumi
dell’Hydrologic Center (HEC).
Il software è in grado di analizzare le reti di canali naturali ed artificiali, calcolando i profili del pelo
libero basandosi su di un’analisi a moto permanente e/o moto vario monodimensionale: HEC RAS
risolve l’equazione monodimensionale dell’energia, valutando le perdite di carico per attrito
attraverso l’equazione di Manning; tiene conto inoltre delle perdite localizzate con opportuni
coefficienti moltiplicativi della velocità.
Il calcolo del profilo locale può essere svolto anche in corrispondenza di punti singolari (ponti,
briglie, ecc…), valutando, quando necessario, il flusso di stramazzo e/o il flusso in pressione.
I paragrafi che seguono espongono la metodologia e le assunzioni seguite per la verifica idraulica
delle opere in progetto e, a conclusione, i risultati delle analisi svolte; nelle tavole allegate alla
documentazione di progetto sono riportati i tiranti idrici per ogni sezione nei casi esaminati.
4.2 Stima delle portate di piena
La stabilità e la sicurezza di un manufatto realizzato in alveo (come l’opera di presa) o nei pressi
del corso d’acqua (ad esempio il canale di adduzione) possono essere verificate solo in seguito ad
una attenta valutazione delle portate di piena del torrente, la cui determinazione può essere fatta
per via diretta, nel caso siano presenti idrometri per la misurazione delle portate medie, o per via
indiretta.
24
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Nel secondo caso, poiché non risultano serie storiche di misure di portata relative al corso d’acqua
considerato, la stima delle portate di piena con tempo di ritorno significativo può essere affrontata
attraverso l’impiego di metodi analitici che consentono la ricostruzione di un bilancio idrologico
relativo ad un evento di piena espresso in termini probabilistici.
Di seguito si illustrano i criteri e i calcoli utilizzati per la valutazione delle portate al colmo di piena
all’opera di presa in progetto secondo il Metodo Razionale.
Il metodo adottato risponde all'esigenza di ottenere, in mancanza di dati di misura, una valutazione
delle portate di piena prevedibili per assegnati tempi di ritorno in una sezione di un corso d'acqua
che sottende un bacino di piccole dimensioni.
4.2.1 Calcolo delle portate di piena con il Metodo Razionale
Tra i numerosi metodi analitici per la valutazione della portata di piena in una data sezione di
riferimento, la Formula Razionale3 trova frequente applicazione per i piccoli bacini.
Il metodo considera il bacino idrografico come una singola unità e stima il valore al colmo della
portata con le seguenti assunzioni:

la precipitazione è uniformemente distribuita sul bacino;

la portata stimata ha lo stesso tempo di ritorno T di quello dell’intensità di pioggia;

il tempo di formazione del colmo di piena è pari a quello della fase di riduzione;

l’intensità di pioggia ha una durata pari a quella del tempo di corrivazione Tc.
La formulazione del Metodo Razionale si scrive:
QT  0,28  C  iT  A
dove:

A, in kmq, è la superficie del bacino,

iT , in mm/h, è l’intensità critica della precipitazione di tempo di ritorno T;

C è il coefficiente di deflusso che tiene conto della riduzione dell’afflusso meteorico per
effetto delle caratteristiche di permeabilità dei suoli ricadenti nel bacino; in base alle
3
Kuichling E. (1889), The relation between the rainfall and the discharge of sewers in populous district, “Transaction of
American Society of Civil Engineering”
25
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coperture presenti nel bacino considerato, si è stimato un coefficiente di deflusso pari a
0,35.
L’intensità critica è quella che si deduce dalla curva di probabilità pluviometrica, di tempo di ritorno
T, in corrispondenza ad un durata della precipitazione pari al tempo di corrivazione Tc;
quest’ultimo viene definito come il tempo che impiega la precipitazione che cade nella parte più
distante del bacino a raggiungere la sezione terminale. Per il suo calcolo è stata utilizzata la
formula di Giandotti:
Tc 
4  S 1 / 2  1,5  L
0,8  H m  H 0 
1/ 2
In tale formula S rappresenta l’area del bacino, L la lunghezza dell’asta principale, Hm l’altezza
media sulla sezione e Ho l’altezza della presa.
Considerando una lunghezza dell’asta principale pari a 3,53 km, una superficie di bacino chiuso
all’opera di presa pari a 11,06 kmq e una corrispondente quota media dell’asta di 1448,00 m s.l.m.
ca., il tempo di corrivazione Tc viene calcolato in 0,90 ore.
Una volta calcolato il tempo di corrivazione è possibile determinare la durata critica della pioggia
per la quale si ha il raggiungimento del massimo valore di portata alla sezione di chiusura.
Il valore di Q200 ottenuto applicando la formula razionale è riportato nella tabella seguente:
Tempo di ritorno
[anni]
a
n
C
Q
[mc/s]
200
66,83
0,443
0,35
79,75
Tabella 5 – Portata di piena bicentenaria con il metodo razionale
I parametri a e n indicati nella tabella precedente sono quelli relativi alla cella AE123 derivati
dall’interpolazione spaziale effettuata dall’autorità di bacino4 con il metodo di kriging dei parametri
delle linee segnalatrici, discretizzate in base ad un reticolo di 2 km per lato.
4
Allegato 3; Direttiva sulla piena di progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idrauliche;
Piano stralcio per l’Assetto Idrogeologico (PAI) – Autorità di Bacino del Fiume Po
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4.3 Verifica del comportamento idraulico dell’alveo in esame all’opera di
presa: metodologia adottata
La metodologia adottata per la valutazione delle modifiche ai deflussi idrici in seguito alla
realizzazione delle opere si avvale del seguente schema procedurale:
1. stima della portata al colmo ad assegnata frequenza nelle sezioni determinate del corso
d’acqua oggetto di studio;
2. definizione delle principali caratteristiche geometriche e fisiche dell’alveo in esame;
3. calcoli idraulici in condizioni di moto permanente in assenza delle opere in progetto;
4. calcoli idraulici in condizioni di moto permanente in presenza delle opere in progetto.
Per eseguire con accuratezza tale procedura sono state svolte le seguenti analisi:

analisi topografica, consistente nell’acquisizione e nell’integrazione della base cartografica
esistente, con particolare riferimento alle sezioni trasversali del corso d’acqua;

analisi idrologica, consistente nell’acquisizione ed elaborazione dei dati pluviometrici e
idrometrici esistenti, al fine di definire la portata al colmo ad assegnata frequenza (periodo
di ritorno) per le sezioni di interesse lungo il corso d’acqua;

analisi idraulica (modello di calcolo), consistente nel valutare la capacità di smaltimento
delle singole sezioni o dei tratti di corso d’acqua mediante l’utilizzo di un modello per il
calcolo del profilo idraulico in condizioni di moto permanente;

definizione delle modifiche dei tiranti idrici, mediante la propagazione dei livelli idrometrici
calcolati in alveo e loro rappresentazione cartografica.
La ricostruzione idraulica del tratto di alveo considerato si basa sul rilievo topografico riportato
nelle tavole di progetto allegate, in particolare si sono considerate le 10 sezioni riportate, la cui
numerazione è coincidente con quella indicata nelle tavole RT.05 e RT.06. Allo scopo di affinare
l’approccio al comportamento idraulico del tratto d’alveo il programma permette l’introduzione di
ulteriori sezioni trasversali fittizie, realizzate mediante un processo di interpolazione lineare; tali
sezioni, usate in fase di calcolo, non vengono riportate nelle tabelle seguenti in modo da avere una
corrispondenza di lettura con le tavole allegate.
Nella figura sottostante viene riportata la ricostruzione 3D dell’alveo come elaborata dal codice di
calcolo in cui si può vedere la traversa di captazione.
27
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Barge presa
Plan: presa
17/11/2011
Legend
WS Qmed nat
Ground
Bank Sta
Ground
9
8.2*
7.6*
7.2*
6.2*
5.33333*
3
3.5*
4.66666*
4
2.8*
2.6*
2.4*
2.2*
2
Figura 7 – La figura riporta la ricostruzione in tridimensionale dell’alveo del Rio Infernotto nei pressi del sito di
realizzazione dell’opera di presa (stato di fatto). In alto si individua la struttura in cls (in grigio) della briglia esistente.
Sono stati quindi ricostruiti, mediante il codice di calcolo, due scenari riferibili alle condizioni di
portata media annua ed alle condizioni di piena bicentenaria; ogni scenario è stato a sua volta
analizzato in presenza e/o in assenza del manufatto in progetto.
Per quanto riguarda il primo scenario, le condizioni di portata media annua alla sezione di chiusura
(Qm) si basano su una portata stimata di 0,35 mc/s.
Le condizioni di piena bicentenaria (Q200), invece, sono state valutate considerando un deflusso
pari a 80,00 mc/s. In entrambi i casi le condizioni al contorno considerano la condizione di “altezza
critica” per ogni sezione. Per quanto riguarda la scabrezza del fondo alveo e delle aree golenali
sono stati considerati due valori differenti come indicato di seguito:

scabrezza di fondo alveo = 0,05 s/m1/3

scabrezza aree golenali = 0,06 s/m1/3
Sebbene a prima vista i valori di scabrezza adottati possono sembrare elevati, nel presente studio
si è considerato che all’interno delle perdite distribuite per attrito vi siano anche tutte le perdite
concentrate legate alla tortuosità dell’alveo e alle irregolarità del fondo (macro-scabrezze).
Per quanto riguarda la valutazione dello stato di progetto (inserimento dell’opera di presa), per
entrambe gli scenari considerati è stata aggiunta al codice di calcolo una nuova sezione
rappresentativa della singolarità in alveo (sez. 5.5, vedasi immagine seguente). Per quanto
riguarda le condizioni al contorno si sono considerati gli stessi valori indicati in precedenza
28
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(scabrezza, pendenza dell’alveo, ecc…). Il coefficiente di deflusso dello stramazzo (weir
coefficient) è stato stimato pari a Wc = 1,44 cui corrisponde un coefficiente  pari a 0,322 essendo
valida la seguente relazione:
Wc    2 g
Tale indicazione, cautelativa se confrontata con quanto definito in letteratura (i testi solitamente
indicano valori sperimentali compresi tra 0,37 e 0,39; vedasi Manuale dell’Ingegnere – NUOVO
COLOMBO), permette di considerare la particolare condizione in cui si trova a lavorare la struttura:
alveo in piena ricco di materiale in sospensione, che tende a mutare la vocazione a spigolo vivo
dello stramazzo in parete grossa favorendo il deflusso e, in termini analitici, innalzando il valore del
coefficiente in oggetto.
Barge presa prg_II
Plan: Plan 03
17/11/2011
Legend
WS Qmin nat
Ground
Bank Sta
Ground
9
8.2*
7.6*
7.2*
6.2*
3
5
4.33333*
2.8*
2.6*
2.4*
2.2*
2
Figura 8 – La figura riporta la ricostruzione in tridimensionale dell’alveo del Rio Infernotto nei pressi del sito di
realizzazione dell’opera di presa (stato di progetto). La struttura in ca. più bassa si riferisce alla briglia di derivazione in
progetto.
29
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4.3.1 Simulazione 1: scenario di portata media annua
L’effetto della traversa in condizione di portata ordinaria è valutato nella simulazione Qm.
Barge presa
Plan: presa
17/11/2011
Infernotto Principale
774
Legend
EG Qmin nat
WS Qmin nat
Crit Qmin nat
772
Ground
LOB
ROB
Elevation (m)
770
768
766
764
762
760
0
10
20
30
40
Main Channel Distance (m)
Figura 9 – Profilo dell’alveo del torrente: Qm - Stato di fatto.
Barge presa prg_II
Plan: Plan 03
17/11/2011
Infernotto Principale
774
Legend
EG Qmin nat
WS Qmin nat
Crit Qmin nat
772
Ground
LOB
ROB
Elevation (m)
770
768
766
764
762
760
0
10
20
30
40
Main Channel Distance (m)
Figura 10 – Profilo dell’alveo del torrente: Qm – Progetto; la struttura di colore grigio ca. nel mezzo del profilo indica la
sagoma della briglia di captazione in corrispondenza della luce di rilascio del DMV.
30
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L’analisi della figura precedente permette di riconoscere il deflusso rilasciato a valle della struttura
corrisponde al DMV; si nota, inoltre, la creazione a monte della traversa di un piccolo bacino di
calma il cui effetto è contenuto tra l’opera di presa e la briglia appena a monte.
Dal punto di vista idraulico, data l’area di localizzazione e la modesta altezza dell’opera, si ritiene
che il rigurgito indotto dalla traversa stessa non provochi in alcun modo disagio al territorio
circostante.
Sotto si riportano i risultati ottenuti per le simulazioni Qm allo stato di fatto e di progetto; nell’ultima
colonna si esprime la differenza che assume il tirante idrico nelle due condizioni considerate.
Stato di fatto
Sezione
Portata
10
[mc/s]
0,35
9.5
Inl Struct
9
8
7
6
0,35
0,35
0,35
0,35
5
4
3
2
1
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
Fondo
alveo
[m]
771
762,39
762,39
763,32
762,63
761,14
760,67
760,9
761,33
760,04
Tirante
idrico
[m]
772,16
763,49
763,49
763,45
762,83
761,55
761,58
761,57
761,49
760,31
Stato di progetto
Altezza
critica
[m]
771,02
763,45
762,83
761,49
760,31
Portata
[mc/s]
0,35
Inl
Struct
0,35
0,35
0,35
0,35
Inl
Struct
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
Fondo
alveo
[m]
771
Tirante
idrico
[m]
772,16
Altezza
critica
[m]
771,02
Differenza
tirante
idrico
[m]
0
0
762,39
762,39
763,32
762,63
764,46
764,46
764,46
764,46
762,83
0,97
0,97
1,01
1,63
0
761,14
760,67
760,9
761,33
760,04
761,55
761,58
761,57
761,49
760,31
0
0
0
0
0
761,49
760,31
Tabella 6 – Risultati delle simulazioni Qm.
31
Relazione Idrologica e
idraulica
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4.3.2 Simulazione 2: scenario di portata bicentenaria
Nelle figure e nelle tabelle riportate di seguito sono rappresentati i risultati riassuntivi delle
elaborazioni eseguite tramite il software, relativamente alle sezioni principali ed alle interpolazioni
originate dal modello di calcolo e disposte lungo il tratto d’alveo considerato.
Barge presa
Plan: presa
17/11/2011
Infernotto Principale
774
Legend
EG Q200
WS Q200
Crit Q200
772
Ground
LOB
ROB
Elevation (m)
770
768
766
764
762
760
0
10
20
30
40
Main Channel Distance (m)
Figura 11 – Profilo dell’alveo del torrente: Q200 - Stato di Fatto.
32
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Barge presa prg_II
Plan: Plan 03
17/11/2011
Infernotto Principale
776
Legend
EG Q200
WS Q200
774
Crit Q200
Ground
LOB
ROB
772
Elevation (m)
770
768
766
764
762
760
0
10
20
30
40
Main Channel Distance (m)
Figura 12 – Profilo dell’alveo del torrente : Q200 – Progetto.
Il confronto fra la simulazione con la portata bicentenaria Q200 nella situazione allo stato di fatto e di
progetto permette, nonostante tutto, di valutare l’influenza dell’opera di presa in caso di piena: si
può notare che per portate così elevate l’inserimento in alveo della traversa non comporta una
variazione apprezzabile del profilo a pelo libero, se non nei dintorni della sezione di inserimento
della traversa.
Tale innalzamento si “esaurisce” rapidamente nelle sezioni a valle (nella sez. 5 non si registrano
differenze nelle due condizioni) e a monte, dove il rigurgito viene comunque confinato dalla briglia
soprastante.
33
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
In caso di portata bicentenaria la sezione caratteristica della traversa può essere schematizzata
come di seguito:
Barge presa prg_II
Plan: Plan 03
River = Infernotto Reach = Principale
.06
17/11/2011
RS = 5.5
IS
.05
.06
768
Legend
EG Q200
WS Q200
Ground
767
Bank Sta
Elevation (m)
766
765
764
763
762
0
5
10
15
20
25
30
Station (m)
Figura 13 – Sez. 3.1: Simulazione Q200 con traversa di captazione.
Barge presa
Plan: presa
17/11/2011
River = Infernotto Reach = Principale
.06
RS = 6
.05
.06
768
Legend
EG Q200
WS Q200
Crit Q200
767
Ground
Bank Sta
Elevation (m)
766
765
764
763
762
0
5
10
15
20
25
30
Station (m)
Figura 14 – Sez. 3: Simulazione Q200 Stato di Fatto.
34
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Si riportano ora i risultati ottenuti per le simulazioni Q200 allo stato di fatto e con la traversa:
Stato di fatto
Fondo
alveo
Tirante
idrico
Sezione
Portata
10
9.5
9
8
7
6
[mc/s]
80
Inl Struct
80
80
80
80
[m]
771
[m]
774,36
762,39
762,39
763,32
762,63
765,51
765,43
764,89
764,58
5
4
3
2
1
80
80
80
80
80
761,14
760,67
760,9
761,33
760,04
763,95
763,37
763,44
763,11
762,76
Stato di progetto
Altezza
critica
[m]
771,75
764,89
764,58
763,95
763,37
763,11
762,76
Portata
[mc/s]
80
Inl Struct
80
80
80
80
Inl Struct
80
80
80
80
80
Fondo
alveo
Tirante
idrico
Altezza
critica
[m]
771
[m]
774,36
[m]
771,75
762,39
762,39
763,32
762,63
766,43
766,39
766,34
766,38
764,58
761,14
760,67
760,9
761,33
760,04
763,95
763,37
763,44
763,11
762,76
763,95
763,37
763,11
762,76
Differenza
tirante
idrico
[m]
0
0
0,92
0,96
1,45
1,8
0
0
0
0
0
0
Tabella 7 – Risultati delle simulazioni Q200.
35
Relazione Idrologica e
idraulica
5
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
VERIFICA IDRAULICA DELL’ALVEO NELLA ZONA DELLA CENTRALE
In maniera sostanzialmente analoga a quanto visto per la traversa di derivazione, si è proceduto
alla verifica di compatibilità idraulica dell’edificio centrale idroelettrica nei confronti della piena di
riferimento (piena duecentennale).
Ritenute valide le premesse e la base tecnico-scientifica vista per le precedenti elaborazioni,
mediante l’utilizzo della formula razionale si è stimato un incremento della piena di riferimento
dovuta alla maggiore superficie drenante sottesa dal bacino con sezione di chiusura considerata
nella zona della centrale.
Si considera quindi una superficie del bacino pari a 13,06 kmq, una lunghezza dell’asta torrentizia
principale di 4,40 km e una quota media pari a 1404,00 m s.l.m., da cui deriva un tempo di
corrivazione calcolato secondo il metodo di Giandotti pari a 0,97 ore.
Il valore di Q200 ottenuto applicando la formula razionale risulta quindi di 86,09 mc/s.
5.1 Verifica del comportamento idraulico dell’alveo nei pressi della centrale
La ricostruzione idraulica del tratto di alveo considerato si basa sul rilievo topografico riportato
nelle tavole di progetto allegate, in particolare si sono considerate le 4 sezioni riportate, la cui
numerazione è coincidente con quella indicata nelle tavole RT.08 e RT.09; sono state inoltre
introdotte ulteriori sezioni trasversali fittizie.
Nella figura seguente viene riportata la ricostruzione 3D dell’alveo come elaborata dal codice di
calcolo, con punto di vista da valle verso monte (dalla sponda dx); la sagoma nera corrisponde
all’edificio della centrale idroelettrica.
36
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Barge centrale
Plan: piena centrale
17/11/2011
13.1818*
13.4545*
12.8571*
13.7272*
14
12.7142*
Legend
Ground
Bank Sta
Ground
12.5714*
12.4285*
12.2857*
12.1428*
12
11.9166*
11.8333*
11.75*
11.6666*
11.5833*
11.5*
11.4166*
11.3333*
11.25*
11.1666*
11.0833*
11
Figura 15 – La figura riporta la ricostruzione in tridimensionale dell’alveo del Rio Infernotto nei pressi del sito di
realizzazione della centrale idroelettrica. La sagoma nera corrisponde all’edificio (posizionato sul pianoro in sinistra del
corso d’acqua. La linea rossa rappresenta il limite tra alveo vero proprio e aree potenzialmente esondabili.
Sono state quindi ricostruiti mediante il codice di calcolo due scenari riferibili alle condizioni di
portata massima relativa all’anno idrologico medio, valore desunto dalla ricostruzione idrologica
descritta nei primi capitoli della presente relazione, ed alle condizioni di piena bicentenaria.
Per quanto riguarda il primo scenario, le condizioni di portata massima dell’anno idrologico medio
(Qmax) si basano su una portata stimata di 2,584 mc/s.
Le condizioni di piena bicentenaria (Q200), invece, sono state valutate considerando un deflusso
pari a 86,09 mc/s. In entrambi i casi le condizioni al contorno considerano la condizione di “altezza
critica” per ogni sezione. Per quanto riguarda la scabrezza del fondo alveo e delle aree golenali
sono stati considerati due valori definiti in precedenza:

scabrezza di fondo alveo = 0,05 s/m1/3

scabrezza aree golenali = 0,06 s/m1/3
Per quanto riguarda la prima ipotesi (portata massima nell’anno idrologico medio), il modello
proposto definisce un deflusso della piena confinato nell’alveo del Rio Infernotto; in questo caso
non si escludono quindi pericoli connessi con la dinamica torrentizia (vedasi immagini e tabelle
seguenti).
37
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
Barge centrale
Plan: piena centrale
17/11/2011
13.0909*
Legend
13.4545*
12.8571*
13.7272*
14
WS Qmax nat
Ground
12.7142*
Bank Sta
12.5714*
Ground
12.4285*
12.2857*
12.1428*
12
11.9166*
11.8333*
11.75*
11.6666*
11.5833*
11.5*
11.4166*
11.3333*
11.25*
11.1666*
11.0833*
11
Figura 16 – Ricostruzione tridimensionale della zona in condizioni di portata massima nell’anno idrologico medio.
Barge centrale
Plan: piena centrale
17/11/2011
Infernotto Principale
677
Legend
EG Qmax nat
WS Qmax nat
Crit Qmax nat
676
Ground
LOB
ROB
Elevation (m)
675
674
673
672
671
0
5
10
15
20
25
30
Main Channel Distance (m)
Figura 17 – Profilo dell’alveo con indicazione del tirante idrico raggiunto in condizioni di portata massima relativa all’anno
idrologico medio; il piano di calpestio della centrale idroelettrica è posizionato a quota 676,2 m s.l.m., ben oltre il profilo di
piena del Rio Infernotto.
38
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
La seconda ipotesi (portata duecentennale) vede ancora una volta il deflusso della piena
concentrato nell’alveo naturale; il pianoro su cui è ubicata la centrale viene appena lambito.
Barge centrale
Plan: piena centrale
17/11/2011
Legend
13.1818*
13.4545*
12.8571*
13.7272*
14
WS Q200
Ground
12.7142*
Bank Sta
12.5714*
Ground
12.4285*
12.2857*
12.1428*
12
11.9166*
11.8333*
11.75*
11.6666*
11.5833*
11.5*
11.4166*
11.3333*
11.25*
11.1666*
11.0833*
11
Figura 18 – Ricostruzione tridimensionale della zona in condizioni di portata duecentennale; come si può vedere il corso
d’acqua lambisce il pianoro su cui è ubicata la centrale
Barge centrale
Plan: piena centrale
17/11/2011
Infernotto Principale
678
Legend
EG Q200
WS Q200
Crit Q200
677
Ground
LOB
ROB
Elevation (m)
676
675
674
673
672
671
0
5
10
15
20
25
30
Main Channel Distance (m)
Figura 19 – Profilo dell’alveo con indicazione del tirante idrico raggiunto in condizioni di portata duecentennale; il piano di
calpestio della centrale idroelettrica è posizionato a quota 676,2 m s.l.m..
39
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Le tabelle seguenti riportano le grandezze idrauliche considerate nella presente elaborazione:
4
4
[mc/s]
86,09
2,58
Fondo
alveo
[m]
673,51
673,51
3
3
86,09
2,58
673,62
673,62
675,77
674,1
675,77
674,1
2
2
86,09
2,58
672,45
672,45
674,93
673,02
674,93
1
1
86,09
2,58
671,67
671,67
674,38
672,18
674,38
672,18
Sezione
Portata
Tirante
Altezza critica
idrico
[m]
[m]
676,44
676,44
674,38
quota piano di calpestio centrale
idroelettrica
676.20 m
s.l.m.
Tabella 8 – Risultato delle elaborazioni idrauliche proposte per la zona della centrale idroelettrica.
L’analisi proposta evidenzia quindi una situazione in cui, in considerazione anche delle incertezze
insite nel modello, non possa essere esclusa a priori l’eventualità che in condizioni di piena come
quella considerata il Rio Infernotto possa lambire il piazzale di manovra antistante la centrale
idroelettrica. Per tale ragione il progetto prevede la realizzazione di un muretto di contenimento
delle piene fluviali posizionato al contorno del piazzale di manovra (per i dettagli progettuali vedasi
quanto riportato nella tavola RT.09 e nella Relazione tecnica).
40
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Allegato 1
Dati di portata Rio Infernotto
Anno 2010
41
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Dati di portata Rio Infernotto - Anno 2010 - Superficie bacino sotteso 11,1 kmq
Giorno
GEN
FEB
MAR
APR
MAG
GIU
LUG
AGO
SET
OTT
NOV
DIC
1
-
0,20
0,18
0,23
0,67
1,00
0,89
0,43
0,33
0,28
0,33
0,28
2
0,22
0,20
0,18
0,22
0,67
0,95
0,87
0,43
0,33
0,28
0,45
0,28
3
0,22
0,20
0,19
0,23
0,66
0,90
0,90
0,42
0,32
0,28
0,40
0,27
4
0,23
0,20
0,18
0,23
0,73
0,89
0,89
0,42
0,32
0,31
0,37
0,27
5
0,23
0,20
0,18
0,22
0,76
0,94
0,85
0,42
0,32
0,33
0,35
0,27
6
-
0,19
0,18
0,22
0,72
0,97
0,81
0,40
0,32
0,32
0,34
-
7
0,23
0,19
0,18
0,22
0,63
0,98
0,78
0,39
0,34
0,32
0,34
0,27
8
0,23
0,20
0,18
0,23
0,57
0,97
0,76
0,39
0,34
0,32
0,33
0,27
9
-
0,20
0,18
0,23
-
0,96
0,74
0,38
0,35
0,32
0,32
0,26
10
0,23
0,19
0,18
0,25
0,53
1,01
0,73
0,38
0,34
0,32
0,31
0,26
11
0,23
0,20
0,17
0,28
0,58
0,99
0,70
0,38
0,33
0,31
0,30
0,26
12
0,23
-
0,18
0,27
0,59
0,97
0,69
0,38
0,33
0,30
0,30
0,25
13
0,22
0,20
0,17
0,27
0,59
1,00
0,65
0,38
0,32
0,29
0,30
0,25
14
0,22
0,20
-
0,27
0,60
0,95
0,64
0,40
0,32
0,29
0,30
0,24
15
0,22
0,19
0,18
0,27
0,58
1,35
0,63
0,40
0,31
0,29
0,32
0,24
16
0,22
0,19
0,18
0,27
0,55
3,85
0,62
0,40
0,31
0,30
0,34
0,24
17
0,22
0,19
0,18
0,27
0,54
2,32
0,60
0,40
0,30
0,29
0,33
0,24
18
0,22
0,18
0,18
0,27
-
-
-
0,40
0,31
0,28
0,33
0,24
19
0,22
0,19
0,18
0,27
0,54
1,16
-
0,38
0,30
0,27
0,32
0,23
20
0,22
0,20
-
0,29
0,52
1,07
-
0,38
0,31
0,27
-
0,23
21
0,22
0,18
0,19
-
0,56
0,93
0,54
0,37
0,30
-
0,32
0,23
22
0,21
-
0,20
0,36
0,60
0,84
0,52
-
0,30
0,27
0,32
0,23
23
0,21
0,18
0,20
0,41
0,70
0,80
0,52
0,38
0,29
0,27
0,31
0,23
24
0,21
0,19
0,21
0,43
0,82
0,78
0,49
0,38
0,31
0,27
0,30
0,24
25
0,20
0,18
0,22
0,44
0,91
0,77
0,50
0,37
0,30
0,27
0,28
0,23
26
0,20
0,19
0,23
0,48
0,95
0,76
0,48
0,37
0,29
0,26
0,29
0,23
27
0,21
0,18
0,22
0,54
0,97
0,79
0,47
0,38
0,29
0,25
0,28
0,23
28
0,21
0,19
0,22
0,53
0,97
0,81
0,46
0,35
0,29
0,25
0,28
0,23
29
0,20
0,22
0,57
0,91
0,87
0,45
0,35
0,28
0,25
0,28
0,23
30
0,21
0,24
0,63
0,89
0,91
0,45
0,35
0,28
0,25
0,28
0,22
31
0,20
0,24
0,44
0,34
0,97
0,28
0,22
42
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Allegato 2
Curva di durata delle portate naturali depurate della derivazione irrigua, disponibili, turbinate, rilasciate
e DMV modulato
43
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Relazione Idrologica e
idraulica
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
0
2580,31
303,45
2276,86
650,00
1930,31
1
2201,61
265,58
1936,03
650,00
1551,61
2
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40
777,22
123,14
654,08
650,00
127,22
44
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
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645,50
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519,01
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102,09
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422,00
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81
494,54
94,87
399,66
399,66
94,87
45
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
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effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
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396,06
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388,90
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361,02
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357,62
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100
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101
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267,15
267,15
80,15
46
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
123
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264,31
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250,40
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176,75
70,10
159
244,44
69,86
174,58
174,58
69,86
160
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69,63
161
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170,31
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162
237,35
69,15
168,20
168,20
69,15
163
235,03
68,92
166,11
166,11
68,92
47
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
164
232,73
68,69
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164,04
68,69
165
230,45
68,46
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161,98
68,46
166
228,19
68,24
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159,95
68,24
167
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168
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155,94
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169
221,53
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153,96
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170
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152,00
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171
217,20
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150,06
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148,14
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173
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146,24
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174
210,86
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144,35
66,51
175
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142,49
66,30
176
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140,64
66,09
177
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138,81
65,89
178
202,69
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137,00
65,69
179
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135,21
65,49
180
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133,44
65,29
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65,10
182
194,86
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128,24
64,71
184
192,86
64,71
128,15
128,15
64,71
185
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127,10
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118,82
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117,80
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109,85
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203
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108,87
108,87
62,56
204
170,36
62,46
107,90
107,90
62,46
48
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
205
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106,94
62,35
206
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105,98
105,98
62,24
207
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105,02
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208
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104,07
104,07
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102,18
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90,33
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72,80
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245
130,49
58,47
72,02
72,02
58,47
49
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
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71,24
58,38
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70,46
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99,02
50
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
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Portata
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effettiva
[giorni]
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[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
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53,40
26,40
0,00
79,80
320
79,30
53,35
25,95
0,00
79,30
321
78,81
53,30
25,51
0,00
78,81
322
78,32
53,25
25,07
0,00
78,32
323
77,84
53,20
24,63
0,00
77,84
324
77,36
53,16
24,20
0,00
77,36
325
76,89
53,11
23,78
0,00
76,89
326
76,42
53,06
23,36
0,00
76,42
327
75,96
53,01
22,94
0,00
75,96
51
Relazione Idrologica e
idraulica
Provincia di Cuneo – Comune di Barge
Domanda di concessione di derivazione di acque superficiali dal Rio Infernotto per uso idroelettrico
Durata
Portata
naturale
Portata
DMV
Portata
disponibile
Portata
turbinata
Portata
rilasciata
effettiva
[giorni]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
[l/s]
328
75,50
52,97
22,53
0,00
75,50
329
75,05
52,92
22,12
0,00
75,05
330
74,60
52,88
21,72
0,00
74,60
331
74,16
52,83
21,32
0,00
74,16
332
73,72
52,79
20,93
0,00
73,72
333
73,29
52,75
20,54
0,00
73,29
334
72,86
52,71
20,15
0,00
72,86
335
72,44
52,66
19,77
0,00
72,44
336
72,02
52,62
19,40
0,00
72,02
337
71,61
52,58
19,03
0,00
71,61
338
71,20
52,54
18,66
0,00
71,20
339
70,80
52,50
18,30
0,00
70,80
340
70,40
52,46
17,94
0,00
70,40
341
70,01
52,42
17,59
0,00
70,01
342
69,62
52,38
17,24
0,00
69,62
343
69,24
52,34
16,89
0,00
69,24
344
68,86
52,31
16,55
0,00
68,86
345
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52,27
16,22
0,00
68,49
346
68,12
52,23
15,89
0,00
68,12
347
67,76
52,19
15,56
0,00
67,76
348
67,40
52,16
15,24
0,00
67,40
349
67,05
52,12
14,92
0,00
67,05
350
66,70
52,09
14,61
0,00
66,70
351
66,36
52,05
14,30
0,00
66,36
352
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52,02
14,00
0,00
66,02
353
65,69
51,99
13,70
0,00
65,69
354
65,36
51,96
13,40
0,00
65,36
355
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13,11
0,00
65,04
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12,83
0,00
64,72
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0,00
64,41
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0,00
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0,00
63,80
360
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0,00
63,50
361
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0,00
63,21
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0,00
62,92
363
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0,00
62,64
364
62,36
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10,70
0,00
62,36
365
62,09
51,63
10,46
0,00
62,09
52
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