COMUNE DI CAPOTERRA · Ing. S. Liberatore ‐ Relazione dello studio Idrologico e Idraulico 7 esclusivamente nel perimetro urbano. In particolare si possono individuare i seguenti

COMUNE DI CAPOTERRA Provincia di Cagliari

PIANO URBANISTICO COMUNALE

Studio di Compatibilità Idraulica Parte Seconda - IDRAULICA

AMMINISTRAZIONE

IL SINDACO:

Francesco Dessì

L’ASSESSORE ALL’URBANISTICA

Veronica Pinna

IL RESPONSABILE DEL SETTORE URBANISTICA ED EDILIZIA PRIVATA

Fabrizio Porcedda Ingegnere

PROFESSIONISTA CONSULENTE

Saverio Liberatore Ingegnere Idraulico

RELAZIONE DELLO STUDIO IDROLOGICO E IDRAULICO Data Revisione n° Data Revisione Agosto 2010 2 Ottobre 2011

Allegato n°.......... alla Delibera ............ n°................. del ......................................

Elaborato

H1.2

Saverio

Rettangolo

Relazione dello studio Idrologico e Idraulico

Studio di Compatibilità Idraulica del Piano Urbanistico del Comune di Capoterra

2

SOMMARIO

§ RELAZIONE DELLO STUDIO IDROLOGICO ....................................................................... 4 1. AREE OGGETTO DI INDAGINE .................................................................................. 6

1.1. Dati disponibili ................................................................................................................. 8 1.2. Elaborazioni contenute nella presente relazione .............................................................. 9

2. IDROLOGIA DEL TERRITORIO DI CAPOTERRA ......................................................... 10 3. USO DEL SUOLO .................................................................................................... 17 4. METODOLOGIA APPLICATA ................................................................................... 19

4.1. Analisi geomorfologica .................................................................................................. 19 4.2. Curve di possibilità pluviometrica ................................................................................. 22 4.3. Altri parametri ................................................................................................................ 24 4.1. Determinazione della portata di piena ............................................................................ 25

5. BACINI IDROGRAFICI............................................................................................. 28 5.1. Premessa ........................................................................................................................ 28 5.2. Bacino del rio Santa Lucia ............................................................................................. 28 5.1. Bacino idrografico del rio Mason'e Ollastu .................................................................... 31 5.2. Bacino del rio S’Acqua Tomasu .................................................................................... 34 5.2.1 Canale di guardia S. Rosa ............................................................................................. 36 5.2.2 Canale “Baccu” Tinghinu ............................................................................................. 38 5.2.3 Canale Liori ................................................................................................................... 39 5.3. Bacino idrografico del canale Mangioi .......................................................................... 41 5.3.1 Bacino del Rio de Is Coddus .......................................................................................... 47 5.3.2 Bacino rio Monte Nieddu ............................................................................................... 49

6. CALCOLO DELLE PORTATE DI PIENA ...................................................................... 51 6.1. Rio Santa Lucia .............................................................................................................. 51 6.2. Canale di guardia S. Rosa .............................................................................................. 53 6.1. S’Acqua Tomasu ............................................................................................................ 57 6.2. Bacini urbani: canale Liori e canale mangioi ................................................................. 58 6.3. Baccu Tinghinu .............................................................................................................. 60 6.4. Rio Is Coddus ................................................................................................................. 60 6.5. Rio Mason'e Ollastu ....................................................................................................... 61 6.6. Rio Monte Nieddu .......................................................................................................... 62 6.7. Considerazioni circa le portate adottate nello studio idrologico .................................... 62

§ RELAZIONE DELLO STUDIO IDRAULICO ....................................................................... 65 7. STUDIO DI SIMULAZIONE IDRAULICA..................................................................... 66

7.1. Oggetto delle simulazioni .............................................................................................. 66 7.2. I modelli utilizzati .......................................................................................................... 67 7.3. Dati geometrici e idraulici .............................................................................................. 68 7.4. Condizioni al contorno ................................................................................................... 72 7.5. Studio di simulazione idraulica ...................................................................................... 76

8. RISULTATI DELLO STUDIO DI SIMULAZIONE IDRAULICA ........................................ 80 8.1. Rio Santa Lucia .............................................................................................................. 80 8.2. Rio s’Acqua Tomasu ...................................................................................................... 81 8.3. Canale di Guardia S. Rosa ............................................................................................. 83 8.4. Canali interni: canale Liori ............................................................................................. 90 8.5. Canale Mangioi .............................................................................................................. 93 8.5.1 Analisi Idraulica ............................................................................................................ 93 8.5.2 Modello di propagazione della zona tra la via Diaz e la via Cagliari ........................... 95 8.5.3 Modello di propagazione della zona della via Machiavelli ........................................... 98

Ing. S. Liberatore ‐ Relazione dello studio Idrologico e Idraulico

3

8.6. Baccu Tinghinu .............................................................................................................. 99 8.7. Rio Mason'e Ollastu ..................................................................................................... 103 8.8. Rio Monte Nieddu ....................................................................................................... 105

9. CONCLUSIONI ...................................................................................................... 106


4

§

Relazione dello studio idrologico


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PREMESSA

La presente relazione di studio idrologico e idraulico contiene la rassegna e

l’approfondimento dei quegli aspetti legati alla pericolosità idraulica dei corsi d’acqua

che interessano il comune di Capoterra. Come riportate nella relazione di Compatibilità

idraulica (allegato H1), il territorio è stato oggetto di molteplici studi e progettazioni i

cui risultati sono considerati patrimonio conoscitivo imprescindibile dello studio di

Compatibilità Idraulica, acquisendone i contenuti ancora attuali o attualizzandoli

rispetto alle modificazioni del territorio nel frattempo intervenute (variazione della

coperture dei suoli, interventi, studi di approfondimento e aggiornamento etc).

Pertanto, nella relazione vengono approfonditi aspetti non considerati negli studi

temporalmente antecedenti che hanno riguardato il territorio comunale negli ultimi

anni, soprattutto a seguito della tragica sequenza di eventi estremi che hanno

caratterizzato l’ultimo decennio. Con riferimento alla ripartizione dei bacini idrografici

della quale si è già riferito nell’allegato H1, sono stati acquisiti e considerati gli studi

precedenti e, in una fase successiva all’acquisizione di tutti gli studi disponibili, sono

state effettuate le verifiche ricercando eventuali modificazioni del territorio nel

frattempo intervenute che determinino alterazioni sul processo di trasformazione

afflusso‐deflusso come le trasformazioni urbanistiche dei luoghi, modificazioni della

rete di raccolta o del corpo idrico recettore, intese come verifica della permanenza

della condizione idraulica di valle assunta nelle fasi di simulazione idraulica dei canali.

Le procedure utilizzate per l’indagine sono quelle ampiamente documentate nelle

Linee Guida del PAI (R.A.S., 2000) alle quali viene fatto esplicito riferimento.


6

1. AREE OGGETTO DI INDAGINE

Date le finalità che si propone la presente relazione idrologica, che è allegata agli

studi di compatibilità idraulica del PUC, l’oggetto degli approfondimenti sui caratteri

idrologici riguarderà l’intero territorio comunale, quest’ultimo considerato ripartito nei

principali bacini idrografici che sono stati presi a riferimento per le argomentazioni

trattate, così come riportato nell’allegata relazione sulla Pericolosità idraulica del

territorio di Capoterra (relazione H1). Come già esposto nell’allegato, i principali bacini

individuati nel territorio comunale sono i seguenti:

Stagno di Cagliari (o di Capoterra);

Bacino del rio Santa Lucia;

Bacino del rio S. Gerolamo e Mason’e Ollastu;

Bacino del rio Monte Nieddu (territorio di Capoterra : “Canale de su

Scanduiu”;

Bacini minori costieri.

Considerando che si tratta di una analisi eseguita a scala comunale, alcuni dei bacini

citati ricadono solo in piccola parte nel perimetro amministrativo, mentre per altri si ha

che lo spartiacque naturale coincide per lunghi tratti con il suddetto limite.

Lo Stagno di Capoterra non possiede alimentazioni da bacini idrografici che

contribuiscono modificando sensibilmente i livelli idrici poiché questi sono regolati da

una rete di canali che smorzano l’eventuale piena.

Dal punto di vista idraulico, diversa potenzialità è esprimibile dal bacino del rio di

Santa Lucia il quale possiede la foce in una porzione dello stagno di Capoterra, da

quale poi –mediante due bocche a mare‐ i deflussi confluiscono nel mare del Golfo.

Considerata la sezione di chiusura in corrispondenza delle foci nell’arenile, il perimetro

del bacino sotteso ricadente nel territorio comunale ricalca l’area di studio del PAI di

Capoterra aggiornato al 2006. Come citato in premessa, nel 2009 sono stati effettuati

studi conoscitivi riguardanti la fenomenologia e gli effetti sull’area urbana di Capoterra

e sulle zone limitrofe, legati all'evento alluvionale del 22 ottobre 2008 che hanno

consentito di ricostruire la perimetrazione delle aree vulnerate al fine di pervenire alla

mappatura delle aree di esondazione per quell’evento. Anche quest’ultimo studio ha

come oggetto l’area del sottobacino idrografico di sponda destra del rio S. Lucia chiuso

alla sezione di foce. All’interno del sottobacino medesimo sono individuabili i seguenti

bacini minori, tutti affluenti del S. Lucia, alcuni dei quali si alimentano oramai


7

esclusivamente nel perimetro urbano. In particolare si possono individuare i seguenti

maggiori compluvi:

a) rio Acqua ‘e Tomasu (comprendendo anche il bacino del canale di guardia

Santa Rosa);

b) Bacino urbano con il Rio (o canale) Liori e i collettori principali facenti capo al

canale Mangioi;

c) Canale di guardia "Santa Rosa";

d) Canale "Baccu Tinghinu";

e) Rio de Is Coddus;

Il bacino del rio S. Gerolamo e del Mason’e Ollastu, considerato che attualmente

presentano una foce unica nel golfo, comprende un’area che ricade completamente

nel territorio di Capoterra e possiede una rete di drenaggio caratterizzata interamente

dai due principali corpi idrici:

f) rio San Gerolamo

g) rio Mason’e Ollastu

Il bacino del rio di Monte Nieddu è l’ultimo bacino di relativa estensione dell’elenco

precedente e l’unico a non avere la foce sul golfo; esso è alimentato dai deflussi del

versante di sud‐occidentale e nella parte più montana l’asta di drenaggio principale

assume la denominazione di “Canali de su Scanduiu”, per la porzione di asta fluviale in

territorio di Capoterra. L’asta fluviale studiata nel seguito sarà denominata:

h) rio di Monte Nieddu (Canali de su Scanduiu).


8

Figura 1 ‐ Principali bacini idrografici individuabili nel territorio comunale.

1.1. DATI DISPONIBILI

Rispetto all’esigenza di raccogliere elementi di conoscenza sulla funzionalità

idraulica delle rete idrografica cartografata, è stata effettuata una valutazione del

materiale già a disposizione, considerando la disponibilità degli studi di cui si è detto,

purché ufficializzati con atto formale di adozione o approvazione da parte dell’Autorità

Idraulica o da parte dell’Amministrazione Comunale per tutti gli aspetti conoscitivi del

territorio, acquisendo i risultati delle elaborazioni ivi contenute in quanto pertinenti

all’oggetto e agli scopi della presente relazione.

Per il bacino del rio Santa Lucia, per l’asta principale del rio è disponibile lo studio

relativo al “Piano Stralcio delle Fasce Fluviali” (PSFF), mentre per i bacini tributari che

interessano il comune di Capoterra è stata effettuata nel 2006 e nel 2009 la revisione

delle aree a pericolosità idraulica per alcuni sottobacini, a seguito della realizzazione

delle opere di salvaguardia. Inoltre, sono stati acquisiti i risultati dell’analisi conoscitiva

effettuata successivamente all’alluvione del 2008. Pertanto, riguardo ai sottobacini del

rio di Santa Lucia, si hanno a disposizione i dati morfometrici e idrologici utilizzati in

quelle elaborazioni.

SANTA LUCIA

S. GEROLAMO

MASON’E OLLASTU

MONTE NIEDDU

STAGNO DI CAPOTERRA


9

Per il bacino del rio San Gerolamo sono disponibili i risultati dello studio

denominato “Analisi dell'assetto fisico del Rio San Gerolamo‐Mason’e Ollastu a seguito

dell'evento di piena del 22 Ottobre 2008 ‐ Rivisitazione e Integrazione dello studio

denominato Piano Stralcio delle Fasce Fluviali, per la verifica delle delimitazioni delle

fasce fluviali e per l'individuazione delle prime necessarie azioni (opere, vincoli e

direttive), per il conseguimento di un assetto del corso d'acqua compatibile con la

sicurezza idraulica del territorio e la salvaguardia delle componenti naturali e

ambientali”, il quale studio ripercorre le elaborazioni idrologiche e idrauliche sia al fine

di ricostruire l’evento del 2008, sia per aggiornare l’idrologia della zona e indicare

preliminarmente le opere necessarie alla messa in sicurezza.

1.2. ELABORAZIONI CONTENUTE NELLA PRESENTE RELAZIONE

Nell’obbiettivo di acquisire tutti gli elementi conoscitivi utili all’analisi idrologica e

idraulica, considerato che gli studi già effettuati non coprono l’estensione dell’intero

territorio comunale, emerge l’esigenza di effettuare analisi integrative in modo da

completare il quadro complessivo degli elementi di pericolosità idraulica

eventualmente presenti.

L'analisi è stata comunque estesa a tutti i principali bacini del territorio comunale di

Capoterra e, in particolare alle seguenti aste idrografiche

rio Santa Lucia

rio Acqua ‘e Tomasu

canale di guardia Santa Rosa;

rio (o canale) Liori;

rio (o canale) Mangioi;

canale Baccu Tinghinu;

rio de Sa ‘e is Coddus;

rio San Gerolamo;

rio Mason'e Ollastu;

rio di Monte Nieddu.


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2. IDROLOGIA DEL TERRITORIO DI CAPOTERRA

L’allegato “Linee Guida” del PAI riporta, tra le metodologie applicate per la

determinazione delle pioggia di progetto la possibilità di utilizzare, quale metodo

indiretto, le elaborazioni statistiche CNR‐VAPI basate sulla distribuzione TCEV1 con

curve di possibilità pluviometrica espresse in forma h(T,t)=a tn nella quale i parametri a

ed n sono dati dalle espressioni contenuti nella tabella seguente che riporta la Tab. 8

delle citate Linee Guida.

Le curve di possibilità pluviometrica come richiamate nelle Linee Guida sono state

applicate per la verifica idraulica negli studi di aggiornamento delle aree a pericolosità

nelle molteplici revisioni del PAI di Capoterra.

Tabella 1 – Coefficienti delle curve di possibilità pluviometrica (CNR‐VAPI, 2000) applicabili a qualunque località dell’isola per la corrispondente sottozona, assegnato il tempo di ritorno e la durata della precipitazione

Come più volte riferito, lo studio sull’evento del 2008 sul rio San Gerolamo (nel

seguito indicato come SRSG, 2010) contiene una serie di elaborazioni idrologiche

finalizzate alla ridefinizione locale delle curve di possibilità climatica (o pluviometrica,

CPP) valide per l’area di influenza, che utilizzano le serie storiche disponibili per le

stazioni di misura di Capoterra, Is Cannoneris, Pixinamanna e Pula integrate con i

pluviogrammi registrati dagli strumenti di misura nel periodo 1988 – 2008.

Per la stazione di Capoterra, non essendo disponibili dati di precipitazione intensa

precedenti il 1988, la serie di durata da 1 a 24 ore è limitata a 18 anni utili di

osservazioni, mentre per la medesima stazione è disponibile una serie di 75 anni

riguardanti i massimi delle piogge giornaliere. Dall’esame dei dati disponibili sono stati

individuati i valori massimi annuali delle precipitazioni giornaliere e di quelle di breve 1 Sechi GM, Pira E., Deidda R. Analisi regionale di frequenza delle precipitazione intense in Sardegna. L’Acqua (2000)


11

durata (1, 3, 6, 12 e 24 ore). Le serie storiche disponibili per ogni singola stazione di

misura sono state regolarizzate con la legge di probabilistica TCEV determinando i

parametri della distribuzione per tutte le durate considerate.

La fase dello studio idrologico sopra descritta è stata preliminare alla

determinazione delle curve di possibilità pluviometrica locali, sulla base dei valori di

altezza di precipitazione calcolati con la legge statistica TCEV per ciascuna durata e

tempo di ritorno, interpretati mediante la forma regressiva ai minimi quadrati

tipicamente espressa dalla relazione h=a tn (con a ed n parametri individuati con la

regressione). I valori delle altezze di pioggia per le stazioni studiate sono consegnate

nella Tab. 3 dell’allegato “Relazione Idrologica” allo studio citato che per comodità è

riportata di seguito nel testo (Tabella 3).

Come si può osservare dalla tabella contenente le altezze di precipitazione e come

anche rilevato dagli stessi autori dello studio, la CPP relativa alla stazione di Capoterra

determina altezze di precipitazione notevoli:

“le curve relative alla stazione di Capoterra risultano estremamente ed

eccessivamente critiche per il fatto che su 18 anni di misura della serie sono

presenti ben due eventi straordinari. La limitata estensione delle serie

storiche della stazione di Capoterra per le precipitazioni di durata 1÷24 ore fa

sì che l’estrapolazione probabilistica per tempi di ritorno maggiori di 50 anni

risulti poco affidabile e largamente sovrastimata.”

Per ovviare a questo problema, nello studio è stata proposta una relazione

determinata ipotizzando e verificando il legame statistico esistente tra i valori di

precipitazione massima giornaliera e quelli relativi agli eventi di pioggia intensi e di

breve durata, sfruttando l’estensione sufficientemente ampia della base temporale di

dati disponibili per la stazione di Capoterra riguardanti i valori massimi giornalieri di

pioggia.

La relazione proposta ha la forma

)(),( ThtTth g .

I parametri α e β sono stati calcolati localmente sulla base dei dati di ciascuna

stazione ad esclusione di quella di Capoterra per la quale invece i valori dei parametri

sono stati scelti in relazione a quelli già calcolati sulla base di considerazioni di analogia

di comportamento idrologico riscontrato tra le osservazioni delle altre stazioni

considerate e la stazione di Capoterra. I valori dei parametri α e β ottenuti sono

consegnati nella Tabella 2 mentre le relazioni che permettono di calcolare l’altezza di


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precipitazione in maniera diretta sono consegnate di seguito per ciascuna delle stazioni

considerate:

(Is Cannoneris) 382.02LogT13.72758LogT10.6868121.63664),( tTth

(Capoterra) 400.02LogT31.98518LogT23.12148-24.59409),( tTth

(Pixinamanna) 344.02LogT49966.6LogT13465.5275351.41),( tTth

(Pula) 261.02LogT40604.0LogT49919.3221651.11),( tTth

Tabella 2 – Coefficienti α e β nella relazione tra massima altezza di precipitazione annua di durata assegnata e massime giornaliere di assegnato tempo di ritorno per ciascuna stazione pluviometrica studiata.

STAZIONE α β

Is Cannoneris 0,340 0,382

Capoterra 0,350 0,400

Pixinamanna 0,384 0,344

Pula 0,437 0,261

Successive elaborazioni hanno portato a considerare una relazione regionalizzata (di

primo livello) ipotizzando l’appartenenza delle quattro stazioni a una zona

idrologicamente omogenea. Le seguenti relazioni sono valide per tutte le stazioni

considerate:

)(436.0),( 323.0 ThtTth g

323.02LogT10.00240LogT.611262284799.61),( tTth

la prima delle quali consente di calcolare la precipitazione per qualunque durata “t”

compresa tra 1 e 24 ore nota l’altezza di precipitazione massima giornaliera hg di

assegnato tempo di ritorno calcolata con la legge TCEV, mentre la seconda permette di

determinare direttamente le massime altezze di precipitazione in funzione degli

assegnati valori di durata e tempo di ritorno.


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Tabella 3 ‐ Altezze di precipitazione di assegnato tempo di ritorno e parametri a e n delle curve di possibilità climatica (SRSG, 2010)

TR 1 ora 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore 1 giorno IS CANNONERIS

(anni) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) a n

2 22.3 39.1 53.2 72.4 85.7 78.5 23.51 0.431

5 34.3 54.1 73.9 102.6 134.1 108.0 34.06 0.435

10 48.3 65.6 88.9 124.7 173.6 132.9 45.04 0.408

20 65.4 80.0 105.8 149.3 212.4 167.1 58.76 0.377

25 71.1 86.2 112.2 158.4 224.8 181.4 63.74 0.368

50 88.5 119.2 142.2 194.0 262.9 235.4 83.97 0.340

100 105.9 176.6 228.4 249.0 300.7 295.3 115.54 0.321

200 123.1 237.1 347.8 321.1 338.4 356.0 149.47 0.315

500 145.9 316.9 505.9 422.0 388.1 436.2 193.10 0.311

TR 1 ora 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore 1 giorno CAPOTERRA


2 19.8 31.3 41.5 54.5 66.9 55.9 20.26 0.388

5 28.1 45.7 67.5 83.4 100.4 80.2 29.37 0.410

10 53.6 113.6 160.5 139.8 157.1 99.8 67.20 0.322

20 123.7 218.5 261.2 272.5 289.1 127.6 143.42 0.259

25 146.0 251.8 293.2 272.5 333.5 141.5 167.64 0.234

50 214.8 354.3 391.6 449.7 470.2 218.8 240.10 0.242

100 283.0 456.1 489.4 582.4 605.9 317.3 312.31 0.236

200 351.1 557.4 586.8 714.7 741.1 416.1 384.16 0.232

500 440.8 691.2 715.2 889.3 919.4 546.5 478.90 0.229

TR 1 ora 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore 1 giorno PIXINAMANNA


2 23.5 36.9 47.6 57.8 73.4 62.5 24.30 0.354

5 36.8 55.7 73.0 88.7 110.2 91.4 37.74 0.345

10 47.8 71.4 92.5 113.5 139.8 117.3 48.83 0.338

20 59.4 87.8 111.8 138.1 170.7 149.9 60.32 0.333

25 63.1 93.1 118.0 146.0 180.9 161.8 64.04 0.331

50 74.7 109.7 137.0 170.3 212.5 200.8 75.57 0.328

100 86.3 126.2 156.0 194.5 244.1 241.0 87.07 0.325

200 97.9 142.6 174.8 218.5 275.7 281.4 98.53 0.323

500 113.2 164.4 199.7 250.3 317.5 334.7 113.66 0.321

TR 1 ora 3 ore 6 ore 12 ore 24 ore 1 giorno PULA


2 16.1 23.9 32.1 38.9 48.8 42.7 16.33 0.351

5 25.2 36.4 45.7 54.5 67.8 62.9 25.58 0.309

10 33.9 49.0 56.9 66.6 80.6 79.8 34.94 0.266

20 42.6 61.9 69.0 79.5 92.9 97.2 44.60 0.237

25 45.3 66.1 73.0 83.9 96.8 102.8 47.71 0.231

50 53.9 78.8 85.7 97.8 108.8 120.1 57.34 0.214

100 62.3 91.5 98.5 112.0 120.8 137.3 66.96 0.202

200 70.8 104.1 111.3 126.4 132.7 154.5 76.57 0.193

500 81.9 120.7 128.3 145.5 148.4 177.2 89.28 0.184

Ulteriori elaborazioni contenute nello SRSG hanno considerato una

regionalizzazione di secondo livello assumendo la validità di parametri della

distribuzione TCEV già determinati in precedenza in altri studi (CNR‐VAPI, 2000) e validi

per l’intera Isola.


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Infine, quale ultima alternativa è stata proposta una procedura che prevede la

considerazione dei dati “accorpati” delle quattro stazioni in esame costruendo, per

ogni durata di pioggia considerata (da 1 a 24 ore e 1 giorno), un campione di altezze di

precipitazione massime annue scegliendo per ogni anno il valore massimo registrato,

indipendentemente dalla stazione in cui effettivamente si è verificato. Anche in

considerazione di tale approccio (definito “maggiorante”), sono state proposte le

relative curve di possibilità pluviometrica valide per l’intera zona di influenza delle

stazioni esaminate.

Nell’analisi conclusiva proposta al termine delle elaborazioni, gli Autori presentano

le seguenti considerazioni che si riportano integralmente:

Pertanto, la procedura per poter al meglio interpretare i valori di precipitazione più

probabile nell’area di influenza del pluviometro di Capoterra è rappresentata

dall’applicazione delle curve regionalizzate di primo livello utilizzando la distribuzione

TCEV aggiornata o l’utilizzo delle curve basate sulle massime piogge giornaliere. Sulla

base di tale assunzione, come si può osservare dalla figura che segue e come anche

sottolineato dagli Autori, l’evento registrato a Capoterra presenta un tempo di

ritorno superiore a 1000 anni. Come accennato anche nella relazione di Compatibilità

Idraulica (Allegato H1.1), da quanto precedentemente delineato, emerge un aspetto di

disomogeneità del quale è necessario tenere conto e che riguarda i fondamenti

idrologici dei criteri di progetto assunti per le opere di difesa più importanti per il

territorio comunale poiché la Normativa prevede metodi di determinazione statistica

delle altezze di precipitazione (metodi indiretti) che sono stati codificati con procedure

assai dettagliate alle quali è necessario riferirsi.

Riguardo all’adozione delle “nuove curve” di possibilità pluviometrica indagate per

l’area di Capoterra più di un dubbio pare emergere circa le procedure applicate che

hanno portato alla loro scelta. Né il principio della cautela in tal caso pare giungere in

aiuto nel dirimere la questione, in quanto essa è usualmente riferita ad aspetti di

incertezza connaturati nella stima di parametri ingegneristici il cui valore è incerto o


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poco conosciuto e, comunque, determinerebbe variazioni nei risultati apprezzabili ma

limitate.

Nel caso della verifica funzionale delle opere idrauliche collaudate circa 2 anni

prima dell’alluvione del 2008, l’adozione delle “nuove curve” non può intendersi una

scelta di maggior cautela poiché determina criteri di assai più esigente prestazione

richiesta alle opere (in alcuni casi il 300% delle portate e anche superiori) rispetto a

quelli sui quali è stata basata la progettazione.

Pertanto, lo scrivente ritiene che siano certamente da tenere in considerazione i

risultati delle elaborazioni idrologiche contenute nello SRSG, conoscenza di per se

stessa sufficiente ad indurre ad effettuare nuove verifiche ed approfondimenti, ma è

pare altrettanto opportuno accostare ad esse i risultati delle elaborazioni effettuate

sulla base dei criteri che hanno assoggettato la progettazione delle suddette opere. Il

confronto critico, accoppiato con tecniche di valutazione (del tipo analisi costi‐

benefici), possono condurre ad una scelta maggiormente consapevole dei criteri di

dimensionamento (e di verifica) delle opere idrauliche.

Tali aspetti hanno determinato un dibattito sulle modalità di esecuzione delle

procedure di determinazione della pericolosità idraulica del territorio,

evidenziandosi che riguardo alle opere per la sicurezza idraulica (come i canali di

guardia o circondariali) l’adozione delle modalità più restrittive rappresentate dalle

nuove curve di possibilità pluviometrica del 2010, appare la scelta più appropriata in

relazione all’importanza dell’opera.

Pertanto, per il canale di guardia S. Rosa e per il Canale Baccu Tinghinu realizzato

dal CBSM, lo studio affronterà il problema della determinazione delle portate su base

statistica utilizzando la procedura che prevede l’utilizzo delle curve di possibilità

pluviometrica del 2010 utilizzando i risultati dello studio SRSG per la parte idrologica

che si riferisce alle “nuove curve” di regionalizzate di primo livello, ottenute sulla base

dei valori di altezza di precipitazione calcolati con la legge statistica TCEV per ciascuna

durata e tempo di ritorno, interpretati mediante la forma regressiva ai minimi quadrati

(metodo CNR‐VAPI, 2010).

Per uniformità, anche per le aste fluviali naturali che saranno oggetto di studio nella

presente relazione idrologica (in particolare Rio Monte Nieddu e rio s’Acqua Tomasu)

le analisi idrologiche saranno effettuate mediante la suddetta procedura, al fine di

determinare i deflussi alle varie sezioni di controllo che sono state individuate e che

sottendono i relativi bacini idrografici.


16

Figura 2 ‐ Altezze di precipitazione misurata durante l'evento del 22 ottobre 2008 e curve di possibilità pluviometriche TCEV aggiornate al primo livello di regionalizzazione (fonte: PSFF)

REGIONALIZZAZIONE 1 (4 stazioni)

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

0 6 12 18 24

Tempo (ore)

Pre

cip

itaz

ion

e (m

m)

TR5

TR10

TR20

TR50

TR100

TR200

TR500

Is Cannoneris

Capoterra

Pixinamanna

Pula

Oss. Astronomico

Cagliari

Capoterra (telepluv.)

Santa Lucia di Capoterra


17

3. USO DEL SUOLO

Per una maggiore economia dei tempi sono stati utilizzati –ove possibile‐ i risultati

di elaborazioni già effettuate al medesimo scopo, restando da accertare una

modificazione delle ipotesi adottate la cui validità possa essere nel frattempo

decaduta. In particolare, al fine di trovare un eventuale riscontro alla eventualità di

una sostanziale variazione intervenuta a carico della capacità di produzione di deflusso

nelle aree in studio, sono stati ricercati gli elementi di interesse che costituiscano

fattori di rilievo nella determinazione dei parametri idrologici ed idraulici, ed in

particolare cercando di individuare alcune possibili modificazioni a carico del bacino

idrografico, con alterazioni sul processo di trasformazione afflusso‐deflusso.

Quale considerazione del tutto generale, si osserva che l’evento del 22 ottobre 2008

ha provocato modificazioni morfologiche sugli alvei e sui suoli che sono tuttora ancora

visibili sia per gli effetti diretti delle ingenti precipitazioni che per quelli indiretti causati

dagli interventi di messa in sicurezza del territorio realizzati nelle ore successive

all’evento dalla Protezione Civile, che spesso hanno comportato pesanti modificazioni

alla morfologia fluviale di alcuni corsi d’acqua.

Per la determinazione dell’utilizzo dei suoli si è fatto riferimento alle indicazioni

contenute nella relazione del consulente geologo alla quale si rimanda

integralmente.

Rispetto agli studi precedenti (2006), dalle aerofotogrammetrie disponibili è

possibile rilevare le modificazioni sul territorio le quali potenzialmente incidono sui

parametri che rappresentano la capacità di infiltrazione dei suoli e, di conseguenza,

sulle caratteristiche degli idrogrammi di piena a carico della rete fognaria. In

particolare, un primo intervento di una certa importanza riguarda la realizzazione

dell’edificio adibito a “Palazzetto dello Sport” al quale è annessa un’area di parcheggio

pavimentato avente un’area di oltre 3000 mq. Tale area contribuisce al bacino del rio

Concia attraverso la rete fognaria di cui il parcheggio è dotato. Un secondo intervento,

lungo il canale S. Rosa, è localizzato nei versanti delle sponde del rio S’Acqua Tomasu

in prossimità della via Tempio, ove è in corso di realizzazione un’opera di edilizia

privata che ha interessato anche il fondo valle, con opere di sistemazione del corso

d’acqua in accordo con il Consorzio di Bonifica della Sardegna Meridionale, stazione

appaltante dei lavori di messa in sicurezza finanziati a seguito dell’alluvione del 1999.

Una parte del versante di sponda destra è stato interessato da un rilevante intervento

di sbancamento che ha alterato localmente la morfologia del pendio fino alla quota di

scorriment

intervento

ma alteran

elaborazio

nella revis

modificazio

dell’alluvio

Figura 3 – Evideffetti dopo l'a

In sinte

in aree be

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sia la quan

Tuttavia

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deflussi ch

Studio di Com

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8.

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1

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o il 2006 si

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no Urbanistico

8

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ologia del b

onde, ha m

nti le aree d

esentato l’a

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a sinistra lo sta

ai punti pre

mo di essi p

termini di

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e impermea

impermeab

i elevato te

o del Comune

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i pericolosit

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ato al 2006. A d

ecedenti, es

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cessi di infilt

e piene dell

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bili, sia effe

enore idrico

e di Capoterra

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ntiere che p

destra lo stato a

ssendo essi

ere in qualc

ella rete idr

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e reti idrog

udio del 20

meteoriche

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o dei suoli.

cqua. Tale

e Tomasu,

rfologica di

te nel 2006

guito delle

per effetto

attuale e gli

i localizzati

che misura

rografica in

umentando

rafiche.

006 è stata

e nei suoli

una stima

a stima dei


19

4. METODOLOGIA APPLICATA

4.1. ANALISI GEOMORFOLOGICA

Le elaborazioni idrologiche sviluppate nella seguente relazione sono finalizzate alla

determinazione delle portate di massima piena, partendo dalle precipitazioni e

trasformando gli afflussi meteorici in deflussi, con l'ausilio di modelli che simulano i

processi di perdita e di trasferimento verso valle della precipitazione netta. Tale

metodo, adotta una procedura che necessita delle caratteristiche geo‐pedologiche

riferite all’area del bacino in esame per la determinazione dei parametri di

trasformazione degli afflussi, fornendo come risultato l’idrogramma di piena per

ciascuna sezione di interesse per ciascuno dei tempi di ritorno considerati.

Per l’esecuzione dell’analisi morfologica è stato utilizzata come informazione di

base la cartografia numerica regionale per le aree rurali e la cartografia numerica

comunale in scala 1:5000 per le aree territoriali urbane e periurbane. Successivamente

sono stati ricalcolati i valori dei parametri morfometrici avvalendosi del modello

digitale di terreno basato sui voli LIDAR del 2008. La procedura prevede la

delimitazione di un macrobacino di interesse e la costruzione del modello digitale di

terreno (TIN). Una analisi particolare riguarda la ricerca delle linee di compluvio e di

displuvio all’interno del macrobacino mediante la discretizzazione delle aree in un

reticolo regolare che interessa l’intero bacino in studio. Il calcolo delle grandezze

morfologiche dei bacini interessati (pendenza, direzione dello scorrimento) con

individuazione e definizione geometrica della rete di drenaggio di ciascuna unità

idrografica elementare esaurisce tale fase di studio morfologico.

La ripartizione dei bacini principali in sottobacini di ampiezza minore è connessa alla

necessità di effettuare l’indagine idrologica individuando ulteriori sezioni di controllo

oltre quelle di confluenza.

La caratterizzazione dei bacini contribuenti comprende anche la determinazione dei

parametri di forma e delle grandezze tipiche rivolte allo studio dei versanti, della rete

idrografica e della copertura dei suoli. Per avere un’informazione completa sulla

morfologia del bacino, si è provveduto alla modellazione numerica della superficie del

suolo con le tecniche DTM che consentono, sulla base di una informazione digitale


20

della cartografia, lo studio dei parametri anzidetti con la medesima precisione della

cartografia di base. In tal modo sono stati calcolati i parametri seguenti.

Come descritto in molti manuali tecnici, la pendenza media del bacino è stata

calcolata adoperando la formula:

jj

jm

i

lL

i

con L = lunghezza asta principale, jl = lunghezza del segmento fluviale generico fra

due curve di livello

j

j l

hi

con H = equidistanza delle curve di livello. In alternativa, la disponibilità di un modello digitale di terreno di dettaglio ha

consentito l'utilizzo dell'analisi raster, attribuendo a ciascun elemento territoriale di

area elementare (nel caso corrente 1m²) una quota altimetrica che è stata mediata su

tutti gli elementi areale compresi nel perimetro del bacino.

La pendenza media del bacino è stata misurata definita dalla relazione di Alvard‐

Horton, considera due curve di livello successive, la distanza planimetrica media di tra

le due curve di livello e li la lunghezza della curva di livello intermedia. Si ha che

i ii

ii im lz

SS

Sii

1

essendo Si =Dzi × li la superficie compresa tra due curve adiacenti e la pendenza

media tra le due curve definita dalla relazione:

i

iii s

lzi

Come alternativa, anche in questo caso è stata applicata la conoscenza

dell'orientamento e della pendenza dell'elemento areale per effettuare il calcolo della

pendenza dei versanti del bacino. L’applicazione delle metodologie descritte ha

permesso di determinare i seguenti valori per ciascuno dei sottobacini presi in esame.

Come noto, la stima del tempo di corrivazione si riferisce al percorso idraulicamente

più lungo che un volume idrico elementare deve percorrere liberamente per

raggiungere la sezione del corso d’acqua in esame. Per il calcolo del tempo di

corrivazione Tc si è scelto di adottare di volta in volta la formulazione ritenuta più

adatta. In particolare la formula di Ventura e quella di Pasini, per i bacini costituiti da


21

versanti ripidi e fondovalle di moderata pendenza si è dimostrata particolarmente

aderente:

formula di Ventura orei

AT

mc 1272.0

A titolo di confronto sono stati calcolati i tempi di corrivazione anche con le formule

di Giandotti, Pasini e con la relazione fornita dal Soil Conservation Service:

5.07.08.0 9/100000227.0 SCNLtc

dove:

S = pendenza media del bacino espressa come percentuale (perciò compresa tra 0 e

100)

CN = Curve Number del Soil Conservation Service

Il valore di CN utilizzato nella relazione precedente è quello relativo alle condizioni

di umidità del suolo di tipo AMC‐III.

Per il calcolo del tempo di corrivazione Tc si è scelto quindi di porre a confronto

anche le altre quattro diverse formule seguenti:

formula di Giandotti: 080.0

50.14

HH

LAT

m

c

formula di Viparelli: oreL

Tc 3600)50.11(

formula di Pasini Tc=0.108 A1/3 L1/3 im

‐1/2

ove si è inteso indicare, come di consueto, con:

A la superficie del bacino in Kmq;

im è la pendenza media dell’asta principale del reticolo;

L la lunghezza dell’asta principale in metri;

Hm l’altitudine media del bacino;

hs è l’altitudine della sezione terminale;

iv la pendenza media dei versanti

Ho è l’altitudine della sezione terminale espressa sempre in metri;

Nelle tabelle contenute nei paragrafi che seguono sono consegnati i valori del

tempo di corrivazione calcolati per tutti i sottobacini in esame.

Nell’ultima riga di ciascuna tabella è inoltre indicato il valore adottato tra quelli

calcolati, il quale è stimato essere quello più adatto alla propagazione dei contributi dei

bacini scolanti sulla rete idrografica in relazione alle caratteristiche pedologiche dei

bacini, alla morfologia dei luoghi e ai parametri della rete idrografica.


22

4.2. CURVE DI POSSIBILITÀ PLUVIOMETRICA

L’attribuzione delle curve di possibilità pluviometrica al territorio isolano esaminato

è realizzabile utilizzando due approcci basati sull’analisi statistica delle precipitazioni

brevi, condotti utilizzando le distribuzioni probabilistiche LogNormale e TCEV, così

come richiamato nelle Linee guida del PAI. Il primo approccio, basato sulla

distribuzione log‐normale2 consente di individuare sul territorio regionale zone nelle

quali possa ritenersi omogeneo il regime delle piogge di breve durata e grande

intensità, permettendo di ricavare per ognuna di esse le espressioni delle

corrispondenti curve di possibilità pluviometrica. La metodologia utilizza la funzione di

probabilità Log‐normale (o di Galton‐Gibrat) per esprimere la probabilità di non

superamento della pioggia h ricavando l’altezza di precipitazione critica relativa ad un

evento avente un prefissato periodo di ritorno. Un secondo approccio per la stima

delle curve di possibilità pluviometrica fa riferimento alla distribuzione probabilistica

TCEV ed è stato anch’esso sviluppato in numerose pubblicazioni (Deidda, Pira e Sechi,

2000) e tiene conto delle serie storiche delle precipitazioni fino al 1989. La forma del

legame tra l’altezza di precipitazione di assegnata durata e il tempo di ritorno alla

quale ci si riporta è quella usuale monomia nl ah ove hl () è l’altezza di pioggia

lorda in mm di durata (in ore) e T (in anni) è il tempo di ritorno.

L’approccio che è stato qui applicato utilizza le curve di possibilità pluviometriche

elaborate per l’area di Capoterra, Sarroch, Villa San Pietro e Pula nell’ambito dello

Studio di Revisione delle Fasce Fluviali del rio San Girolamo (2010) che utilizzano le

serie storiche disponibili per le stazioni di misura di Capoterra, Is Cannoneris,

Pixinamanna e Pula integrate con i pluviogrammi registrati dagli strumenti di misura

nel periodo 1988 – 2008 (vedi Capitolo 2 ‐ Idrologia del territorio di Capoterra). Nel

considerare le curve di possibilità pluviometriche con i coefficienti aggiornati

localmente per l’area di Capoterra, coma già esplicitamente affermato, si è fatto

riferimento alla curva regionalizzata di primo livello espressa nella forma:

323.02LogT10.00240LogT.611262284799.61),( tTth

Per i bacini di ampiezza maggiore di 1 kmq, ll ragguaglio all’area, effettuato

mediante il coefficiente di riduzione areale r (adimensionale), è fornito dalla seguente

relazione: 2

11),( fb fAr

2 Metodo sviluppato in numerose pubblicazioni (Cao et al. 1969, 1972, 1993, Piga et al., 1985).


23

dove f1 = 0.0394 Ab0.354, Ab = area del bacino espressa in km

2, , = durata della pioggia lorda in ore. Dalle espressioni precedenti si ottiene l’altezza di pioggia lorda

hl,r() di durata , ragguagliata all’area del bacino: n

blbrl aArhArh ),()(),()(,

ed in modo analogo l’intensità media di pioggia lorda il,r() di durata , anch’essa ragguagliata all’area del bacino:

1,, ),(/)()( n

brlrl aArhi

Figura 4 – Curve di possibilità pluviometrica valide per la zona di Capoterra (SRSG, 2010)

Curve di possibilità pluviometrica (2010)

0

100

200

300

400

0 1 2 3 4 5 6

durata (ore)

alte

zza

di

pre

cip

itaz

ion

e (m

m) h(t,2)

h(t,5)

h(t,10)

h(t,15)

h(t,20)

h(t,30)

h(t,50)

h(t,100)

h(t,200)

h(t,500)

h(t,1000)


24

Tabella 4 – Curve di possibilità pluviometrica: altezze di precipitazione (in mm) per assegnati probabilità di accadimento, tempo di ritorno e durata della pioggia (SRSG, 2010)

Prob 10% 7% 5% 3% 2% 1% 0.5% 0.2% 0.1%

Tr 10 15 20 30 50 100 200 500 1000

Durata (ore) h(t,10) h(t,15) h(t,20) h(t,30) h(t,50) h(t,100) h(t,200) h(t,500) h(t,1000)

0.08 22.17 25.67 28.32 32.30 37.71 45.75 54.60 67.55 78.29

0.17 27.73 32.11 35.43 40.40 47.17 57.23 68.30 84.50 97.94

0.25 31.61 36.60 40.39 46.06 53.77 65.23 77.86 96.33 111.64

0.33 34.69 40.17 44.32 50.54 59.00 71.59 85.44 105.71 122.52

0.50 39.54 45.79 50.52 57.61 67.26 81.60 97.40 120.50 139.66

1 49.46 57.28 63.20 72.07 84.14 102.08 121.84 150.74 174.70

2 61.87 71.65 79.05 90.16 105.25 127.69 152.41 188.56 218.54

3 70.53 81.67 90.12 102.77 119.98 145.56 173.74 214.95 249.12

6 88.23 102.17 112.73 128.56 150.08 182.09 217.33 268.88 311.63

12 110.37 127.81 141.02 160.82 187.74 227.78 271.87 336.35 389.83

24 138.06 159.88 176.40 201.17 234.85 284.94 340.09 420.75 487.65

4.3. ALTRI PARAMETRI

Il calcolo del valore medio del CN (Curve Number) è stato effettuato relativamente

alle condizioni critiche di umidità antecedente del suolo, ovvero corrispondente alla

condizione AMC (Antecedent Moisture Condition) di tipo III. In considerazione della

presenza di un bacino montano scarsamente impermeabile, dell’area urbana e degli

elevati tempi di ritorno si adotta un CNIII pari a 100, valore che è stato assunto

cautelativamente per tutti i sottobacini considerati.

Si ritiene utile osservare che tale ipotesi di valutazione del parametro CN, già

affrontata nello studio di revisione del PAI di Capoterra del 2006, è da porre in

relazione con la relativa uniformità sia delle caratteristiche litopedologiche dei suoli

che alle caratteristiche di copertura dei suoli.

Tale condizione inoltre può considerarsi cautelativa in relazione all’aumento delle

aree nuove opere di interesse pubblico realizzate e di nuove aree edificate, le cui vie di

accesso stradali sono state pavimentate ed annesse al reticolo viario urbano.

La durata dell’evento meteorico critico , ovvero la durata della pioggia lorda, è stato assunto pari alla somma del tempo tf necessario per colmare i volumi di perdita

iniziale Ia, così come definiti nel metodo del CN del SCS, e del tempo di corrivazione tc :


25

cf tt

Utilizzando una pioggia lorda di progetto ad intensità costante, il tempo tf

necessario per colmare i volumi di perdita iniziale Ia, trascorso il quale inizia il

contributo al deflusso, è pari a:

)(/ , rlaf iIt

Determinata la durata e l’altezza hl,r() della pioggia lorda (ragguagliata), si è calcolata l’altezza hn,r di pioggia netta e ragguagliata utilizzando il metodo del Curve

Number del Soil Conservation Service (SCS, 1975; 1985), ovvero la seguente relazione:

SIh

Ihh

arl

arlrn

)(

)(

,

2,

,

dove l’altezza ragguagliata delle perdite iniziali Ia ed il parametro S, sono forniti, in

mm, dalle seguenti relazioni:

25425400

CN

S

SIa 2.0

L’intensità media di pioggia netta necessaria per determinare le portate al colmo è

stata calcolata considerando che la durata del deflusso è pari a tc in quanto durante il

tempo iniziale tf non si ha contributo al deflusso. Si è dunque utilizzata la relazione

seguente:

crnrn thi /,,

4.1. DETERMINAZIONE DELLA PORTATA DI PIENA

Il metodo applicato si basa sull’ipotesi che la formazione della piena sia dovuta a un

fenomeno di trasformazione degli afflussi in deflussi di caratteristiche essenzialmente

lineari, decurtando le precipitazioni delle perdite per infiltrazione e sotto l’ipotesi che il

trasferimento di massa liquida nella rete idrografica e si realizzi trascurando i fenomeni

di laminazione da invaso.

L’ipotesi di funzionamento sincrono consente di valutare la portata di deflusso nella

sezione di chiusura sommando le portate elementari che si valutano nelle sezioni a

monte contribuenti alla sezione di valle. Le intensità di pioggia netta e ragguagliata

sono state determinate applicando il metodo del Curve Number (CN) sviluppato dal

Soil Conservation Service alle piogge meteoriche lorde ricavate dalle curve segnalatrici


26

di possibilità climatica valide nelle località esaminata. Il ragguaglio all’area è stato

effettuato mediante le espressioni del Department of Environment Water Council.

Nell’applicazione del metodo razionale, la criticità della portata al colmo di piena è

stata considerata pari a quella dell’evento di pioggia che le ha dato origine e si

attribuisce quindi, alla portata di colmo, il medesimo tempo di ritorno utilizzato per la

determinazione delle piogge di progetto ottenute dalla curva di possibilità climatica.

La portata di deflusso nella sezione di chiusura si ottiene sommando le portate

elementari che si presentano nello stesso istante nella sezione. La relazione che, nella

sua forma canonica, rappresenta analiticamente il metodo razionale si esprime:

Qc = c h A / TP

essendo

c il coefficiente di deflusso,

h l’altezza di pioggia ragguagliata

TP la durata della pioggia

A la superficie del bacino.

Si osservi che nello stimare il deflusso di piena si attribuisce all’altezza di pioggia il

medesimo tempo di ritorno dell’evento di piena cercato. Come richiesto dal PAI, le

portate di piena sono state calcolate per tempi di ritorno pari a 50, 100, 200 e 500

anni. I contributi unitari al deflusso q (m3/km2) stati ovviamente ottenuti dividendo la

portata calcolata alla sezione di chiusura per l’area del bacino sotteso. La relazione

precedente per il calcolo della portata al colmo nelle sezioni di chiusura dei bacini

considerati può essere scritta anche come:

brnc AiQ ,

dove:

in,r = intensità media di pioggia netta e ragguagliata di assegnato tempo di ritorno T.

Ab = superficie del bacino sotteso dalla sezione di chiusura del bacino

Nelle tabelle seguenti sono presentati i valori di portata al colmo della piena

calcolati per ciascuna delle sezioni di interesse utilizzando l’altezza di precipitazione

calcolata con la distribuzione lognormale e mediante la distribuzione TCEV.

Qualora l’estensione delle superfici scolanti sia molto inferiore a 1 kmq, il valore del

colmo di portata di piena è stato calcolato utilizzando il contributo unitario del bacino

principale.


27

Per i sottobacini di minore estensione, nelle tabelle sono evidenziati i valori di

portata calcolati con il metodo del contributo unitario, mentre per i bacini maggiori è

stato utilizzato il metodo CNR‐VAPI riferito alla revisione locale delle CPP (SRSG, 2010).


28

5. BACINI IDROGRAFICI

5.1. PREMESSA

Lo studio ha recepito la nuova ripartizione dei bacini idrografici determinata dalle

nuove opere di recente realizzazione le quali sono state concepite per il trasferimento

delle acque di deflusso di origine meteorica verso aree lontane dalle zone urbane più

sensibili. Tale modificazione altera la naturale originaria ripartizione dei deflussi nel

reticolo idrografico, realizzando la continuità idraulica tra il bacino Liori Alto e quello di

s’Acqua Tomasu. In particolare, lo studio morfologico ha evidenziato la delimitazione e

l’ampiezza dei bacini scolanti secondo il nuovo assetto dato al territorio con la

realizzazione dei canali circondariali e l’intercettazione delle acque meteoriche dei

bacini a monte dell’abitato.

5.2. BACINO DEL RIO SANTA LUCIA

Dall'esame della figura che rappresenta la delimitazione idrografica, si evidenzia

come la maggior estensione del bacino del Santa Lucia si alimenta all’esterno del

perimetro comunale ed è anche il recapito finale dei numerosi sottobacini di sponda

destra che drenano le aree del centro capoluogo e quelle limitrofe (Figura 5). La

cartografia mostra che il rio riceve l'apporto di almeno nove compluvi di sponda destra

e pressoché nessuno da quella sinistra in seguito alle modifiche imposte al reticolo

idrografico da interventi di bonifica di cui si è già detto. Attualmente una rete di canali

minori provvedere al drenaggio dei piccoli bacini pianeggianti esistenti nel territorio di

sponda sinistra verso il Canale Imboi. Per la descritta situazione in virtù della quale il

corso d'acqua interessa il territorio di Capoterra per gli ultimi 4.6 km del suo tracciato,

una sezione di controllo è stata considerata coincidente con la foce nella laguna,

assunta a quota 1 m slm (sezione S1).


29

Figura 5 ‐ Perimetrazione del territorio comunale e quella del bacino del rio Santa Lucia (in verde).

Le caratteristiche del bacino totale, rilevate con l'ausilio del DTM regionale, sono

sintetizzate nella tabella seguente (Tabella 5):

Tabella 5 ‐ Caratteristiche fisiografiche del bacino del rio S. Lucia (bacino totale)

superficie bacino (kmq) A 112.80

altitudine media bacino (m slm) Hm 317.20

altitudine sezione (m slm) Hs 2.00

pendenza media del bacino ib 0.4020

lunghezza fluviale (km) L 30.22

rapporto di circolarità bacino 0.16

quota massima scorrimento (m slm) 1081.32

dislivello massimo (m) 1079.32

pendenza media asta fluviale im 0.0032

I valori ottenuti del tempo di corrivazione sono consegnati nella tabella seguente,

ove si evidenziano tempi compresi tra circa 10 e 24 ore (escludendo la relazione di

Viparelli), la cui differenza considerevole induce ad effettuare alcune considerazioni

aggiuntive.

Tutte le relazioni empiriche qui utilizzate infatti tengono conto della pendenza

media dell'asta fluviale che, come sopra riportato, è stata calcolata con la relazione di

Schwartz che considera le pendenze di ciascun tratto fluviale elementare, relazione

che fornisce un valore di pendenza assai limitato in confronto con quello rilevabile per i

versanti del bacino. Data la prevalenza delle lunghezza di scorrimento nell'asta fluviale


30

rispetto alla lunghezza teorica dello scorrimento nel versante maggiormente pendente,

la scelta di considerare relazioni empiriche basate sull'utilizzo del parametro di

pendenza dell'asta fluviale si considera ampiamente giustificato.

Tutte le relazioni proposte considerano tra i loro parametri l'area del bacino (oltre

alla pendenza dell'asta fluviale), mentre solo quella di Pasini considera la lunghezza

dell'asta, ottenendo valori del tempo di concentrazione ridotti a circa la metà di quello

proposto dalle relazioni di Ventura e VAPI le quali, queste ultime, possono essere

considerate in sostanziale accordo. Inoltre è noto come la relazione VAPI, la quale è

stata determinata da un'analisi di correlazione multipla su una base di dati relativa a

stazioni idrometriche su vari bacini del territorio regionale, per ampiezze superiori a

100 kmq come quello in esame, fornisce valori maggiori rispetto a quelli calcolati

mediante le altre relazioni empiriche che sono qui considerate.

Pertanto, in assenza di ulteriori informazioni, considerando in tale caso la relazione

VAPI relativamente più adatta di quella di Pasini in quanto ne è stata documentata

l'applicazione ai bacini dell'Isola di estensione simile a quella del bacino del rio di

S. Lucia, si stima che il tempo di corrivazione sia da ricercarsi nell'intervallo compreso

tra 17.5 e 23.8 ore.

A causa della relativa incertezza nella scelta del valore più appropriato, è stato

comunque deciso di determinare il valore delle corrispondenti portate di piena alla

sezione considerata valutando gli effetti derivanti dall'adozione di ciascuna scelta

rappresentata dai valori citati.

Tabella 6 ‐ Tempo di corrivazione calcolato con le relative espressioni (bacino totale)

Ventura (ore) Tc 23.8

Viparelli (coeff. 1.00) (ore) Tc 8.3

Pasini (ore) Tc 9.9

Vap‐Sardegna (ore) Tc 17.5


31

Figura 6 ‐ Profilo longitudinale del rio S.Lucia

5.1. BACINO IDROGRAFICO DEL RIO MASON'E OLLASTU

Con le medesime metodologie più volte richiamate è stata effettuata l'analisi

morfometrica del bacino del rio Mason'e Ollastu considerando come sezioni di

interesse quelle nel seguito descritte e rappresentate planimetricamente nella figura

seguente.


32

Figura 7

Sulla base dei dati di uso, copertura e classificazione idrologica dei suoli, si adotta

qui un valore del parametro CNII=68 (CNIII=83) ottenendo il valore di assorbimento

iniziale già riportato in Tabella 27.

Le sezioni di interesse, disposte in corrispondenza dell'asta principale e alla

confluenza dei maggiori apporti laterali sono descritte nelle tabelle seguenti. In

particolare, la sezione S3 è presa in corrispondenza della traversa (danneggiata

durante l'evento del 22 ottobre 2008), mentre la sezione S1 ricade in corrispondenza

del ponte sulla SS195 mentre per la sezione della confluenza con il rio San Gerolamo

sono state adottate le portate di colmo dello studio SRSG su quel bacino idrografico.

Inoltre, nella stima dei parametri si è inoltre tenuto conto dell'esigenza di effettuare

valutazioni che siano in accordo con le ipotesi alla base dello studio sul rio San

Gerolamo in relazione alla determinazione delle portate al colmo di piena determinate

per quel corso d'acqua.

S2

S3

S4

S5


33

Tabella 7 ‐ Caratteristiche della sezione S1 e del bacino sotteso





lunghezza collettore (km) L 7.52




pendenza media collettore im 0.0244











Tabella 9 ‐ ‐ Caratteristiche della sezione S3 e del bacino sotteso











34





















I valori dei tempi di corrivazione adottati sulle corrispondenti sezioni sono calcolati

con le usuali relazioni e consegnate nella Tabella 12.

Tabella 12 ‐ Tempi di corrivazione alle sezioni considerate e valori adottati

S1 S2 S3 S4 S5

Ventura 2.8 2.25 1.95 1.35 0.34

Viparelli (coeff. 1.20) 1.74 1.53 1.09 0.79 0.25

Pasini 1.86 1.59 1.40 1.01 0.33

Valore adottato 1.86 1.59 1.40 1.00 0.34

5.2. BACINO DEL RIO S’ACQUA TOMASU

Il tracciamento delle linee di displuvio per la delimitazione dei bacini tributari ha

tenuto conto del canale “Santa Rosa” che, nella parte più elevata del proprio tracciato,

è stato realizzato incidendo del pendio nella zona ovest del centro urbano.


35

Come si osserva nella figura seguente:

“S3parz” rappresenta la chiusura del bacino del canale di guardia alla confluenza

con il rio s’Acqua Tomasu;

“S3A1” quella di chiusura del bacino (parziale) del rio s’Acqua Tomasu in

corrispondenza della confluenza con il canale S. Rosa;

“S3” è la sezione di chiusura del bacino di Santa Rosa e S’Acqua Tomasu alla loro

confluenza;

S5 la sezione di chiusura del bacino totale del rio S’Acqua Tomasu alla confluenza

con il rio S. Lucia.

Figura 8 – Bacini idrografici contribuenti e relative sezioni di controllo oggetto di studio. Nella figura: alla sezione S3parz contribuiscono i bacini del canale di guardia n. 59, 55 e 551. Alla sezione S3 contribuisce il bacino 54 e alla sezione S5 contribuisce anche il n.47.

A seguito della delimitazione dei bacini scolanti si è proceduto nel calcolo delle loro

grandezze morfometriche (la quota massima del terreno nel bacino, il dislivello

massimo, l’altitudine media, la pendenza media, il perimetro etc). Nella tabelle alle

pagine seguenti sono elencate le sezioni di interesse individuate, in relazione agli studi

idrologici ed idraulici, e le caratteristiche dei bacini sottesi.


36

Tabella 13 ‐ Caratteristiche delle sezioni di interesse e dei bacini sottesi: Bacino del rio S’Acqua Tomasu

S’ACQUA TOMASU SEZIONE

S3a1 S5parz S5tot

Superficie kmq 0.51 0.26 1.78

Quota sezione m 30 9 9

Quota massima m 218 52 331

Quota minima m 30 9 9

Quota media m 92.4 32.2 95.8

pendenza bacino ‐ 0.275 0.135 0.273

lunghezza asta km 1.820 1.065 2.245

pendenza asta 0.0452 0.017 0.024

Tabella 14 ‐ – Tempi di corrivazione. Bacino del S’Acqua Tomasu

S3a1 S5

Ventura (ore) 0.43 1.10

Giandotti (ore) 0.88 1.17

Viparelli (ore) 0.51 0.62

Pasini (ore) 0.5 1.11

SCS (ore) 0.18 0.21

valore adottato (ore) 0.88 1.10

5.2.1 Canale di guardia S. Rosa

Primariamente, sono stati delimitati i bacini e sottobacini contribuenti in relazione

della cui ampiezza sono stati determinati i relativi deflussi ai vari tempi di ritorno. Nella

Tabella 15 sono contenuti i valori caratteristici dei bacini indicati nella Figura 9.

Figura 9‐ Bacini contribuenti al canale di guardia S. Rosa


37

Oltre a tali sezioni sono stati considerati i vari sottobacini tributari al canale di

guardia, i quali hanno tutti estensione inferiore ai 100 ettari, come mostrato nelle

tabelle successive.

Tabella 15 ‐ Caratteristiche delle sezioni di interesse e dei bacini sottesi: Bacino del canale S.Rosa

SANTA ROSA SEZIONE SEZIONE

S1 S3parz

Superficie kmq 0.477 1.10

Quota sezione m 69.7 30

Quota massima m 332 331

Quota minima m 69.7 30

Quota media m 151 113.9

pendenza bacino ‐ 0.40 0.03072

lunghezza asta km 1.10 2.24

pendenza asta 0.38 0.027

(segue)

SANTA ROSA BACINO BACINO BACINO BACINO

55 591 592 593

Superficie kmq 0.12 0.135 0.05 0.11

Quota sezione m 54.6 69. 66.60 64.86

Quota massima m 184 225.5 109.24 221.23

Quota minima m 54.6 69 66.60 64.86

Quota media m 81.8 100.8 82.73 128.75

pendenza bacino ‐ 0.118 0.1706 0.643 0.279

lunghezza asta km 0.61

pendenza asta 0.053

Tabella 16 – Tempi di corrivazione. Bacino canale circondariale “Santa Rosa”

S3parz

Ventura (ore) 0.81

Giandotti (ore) 1.03

Viparelli (ore) 0.62

Pasini (ore) 0.89

SCS (ore) 0.2

valore adottato (ore) 0.81


38

5.2.2 Canale “Baccu” Tinghinu

Il canale nasce con il proposito di intercettare le acque della valle del Baccu

Tinghinu e, mediante una deviazione assai pronunciata in corrispondenza del Cimitero,

immette i deflussi verso un bacino laterale. Nel valutare il bacino sotteso pertanto,

sono stati considerati i bacini effettivamente allacciati anche se –in realtà‐ alcuni

sottobacini sono attraversati o con le sponde a quota superiore del piano di campagna

o con tracciato a gira poggio. La considerazione delle aree contribuenti ha comunque

considerato le zone suddette.

Tabella 17 ‐ Caratteristiche delle sezioni di interesse e dei bacini sottesi: Bacino del canale Baccu Tinghinu

BACCU TINGHINU SEZIONE

S10

Superficie kmq 2.324

Quota sezione m 1.30

Quota massima m 480

Quota minima m 1.30

Quota media m 109.8

pendenza bacino ‐ 0.239

lunghezza asta km 5.42

pendenza asta 0.0123

Tabella 18 – Tempi di corrivazione. Bacino totale (S. Lucia) del canale circondariale Baccu Tinghinu

S10

Ventura (ore) 1.75


Viparelli (v=1.5) (ore) 1.01

Pasini (ore) 2.27

SCS (ore) 0.46



39

Figura 10 – Bacini e sottobacini del canale “Baccu Tinghinu”

5.2.3 Canale Liori

Prima della costruzione del canale di guardia, il bacino della frazione Santa Rosa

apparteneva, per una parte, al bacino principale del rio Concia e per la parte più

settentrionale a quello del Canale Liori, entrambi i bacini estendendosi dalle alture di

monte Arbu fino al rio Santa Lucia (Figura 11). Nel valutare le caratteristiche del

bacino del canale Liori è stata quindi considerata l’interruzione determinata dal

tracciato del canale di guardia il quale intercetta –almeno come ipotesi funzionale

preliminare‐ i deflussi provenienti da monte deviandoli nel bacino contermine di

S’Acqua Tomasu. Il bacino del canale Liori è quindi costituito dal solo bacino

identificato in figura come 591; in caso di insufficienza idraulica del canale S. Rosa

eventuali apporti possono derivare anche dai bacini 59, 590 e 592. Nella Tabella 19

sono consegnate le caratteristiche del bacino del canale Liori.


40

Figura 11 ‐ Bacino originario del Rio Liori ‐ Rio Mangioi: attualmente esso è disconnesso da S. Rosa per effetto della presenza del canale di guardia. Il bacino del canale Liori è quindi costituito dal solo bacino identificato in figura come 591. Eventuali apporti possono derivare dai bacini 59, 590 e 592 in caso di insufficienza idraulica del canale S. Rosa.

Tabella 19 – Bacino del canale Liori: caratteristiche delle sezioni di interesse

SEZIONE S11 S12 S13 S14 S15

Superficie kmq .114 .215 .362 .470 .541

quota sezione m 0 33.35 33.35 14.1 7.75

quota massima m 51.20 51.20 51.20 51.20 51.20

quota minima m 0 33.35 33.35 14.01 7.75

quota media m 66.67 60.38 53.71 48.44 44.86

pendenza bacino ‐ 0.086 0.0721 0.0597 0.0545 0.0528

lunghezza asta km 0.43 0.65 1.13 1.87 2.20

pendenza asta 0.0257 0.0252 0.0160 0.0132 0.0135

I tempi di corrivazione sono calcolati con le usuali relazioni relativamente alla

sezione S15 di confluenza con il rio S. Lucia. Riguardo alla tabella seguente si osserva

che il tempo di corrivazione adottato è relativo ad una velocità media (compresa la


41

porzione di bacino nella quale avviene il ruscellamento) pari a circa 0.76 m/s, secondo

la relazione di Ventura.

Tabella 20 – Bacino totale del canale Liori alla sezione S15: tempo di corrivazione

SEZIONE S15

Ventura ore 0.81

Ventura (2) ore 0.41

Giandotti ore 1.28

Viparelli (coeff. 1.00) ore 0.61

Pasini ore 0.99

VAPI‐Sardegna ore 1.92

SCS ore 0.47

Valore adottato ore 0.81

5.3. BACINO IDROGRAFICO DEL CANALE MANGIOI

Con le ipotesi riassunte in premessa, la delimitazione del bacino del canale Mangioi

è stata effettuata considerando, come sezione di chiusura, la confluenza con il canale

Liori.

Una indagine cartografica ha permesso di localizzare la posizione e il tracciato del

rio Mangioi sia nella carta catastale di primo Impianto che in quella IGM del 1897. Il rio

(anche se con il nome di Garroppu) era ben individuato e scorreva esterno al centro

abitato. Mentre sulla carta IGM si fa confluire sul rio S. Lucia con tracciato ad anse

(impreciso) nel catastale esso si disperde non appena incrocia l'attuale via Cagliari, alla

periferia dell'abitato, ove esso disperde i suoi deflussi nel substrato alluvionale sul

quale è stato anche edificato il centro urbano di Capoterra.

Tale situazione è simile anche a quella del Baccu Tinghinu per il quale in occasione

delle piogge più abbondanti i deflussi raggiungevano la zona del cimitero per poi

infiltrarsi nel materasso alluvionale sul quale si era ricavato il modesto alveo. Tale

circostanza è stata più volte constatata anche su compluvi relativi a sottobacini del

Mason'e Ollastu e può ritenersi tipica di alcune aree pedemontane.


42

Figura 12 ‐ Il rio Mangioi nella carta IGM del 1897 (indicato dalla freccia)

Figura 13 ‐ Il rio Mangioi nella carta catastale di impianto.

Lo studio delle delimitazioni dei bacino contribuenti è stato effettuato in più fasi, sia

per la necessità di individuare con attendibile precisione la delimitazione delle superfici

scolanti alle sezioni di controllo considerate, sia per necessità modellistiche connesse

all'impiego di strumenti differenziati applicabili a casistiche particolari, che necessitano

di dati sempre più precisi e coerenti con la realtà dei luoghi. L'analisi delle curve di

livello rappresentative degli spazi esterni all'area urbana sono un dato sufficiente per

l'analisi morfologica dei bacini scolanti in canalizzazioni naturali (quindi aperte), per le

aree urbane dotate di reti fognanti delle acque pluviali è necessario considerare anche

i bacini delle opere di raccolta che esercitano una parzializzazione dei bacini idrografici

morfologici. Inoltre, la presenza degli edifici ha comportato una selezione dei dati in

modo da poter distinguere quelli relativi al terreno da quelli attribuibili alle superfici

edilizie. Il primo passo è stato comunque rappresentato dall'analisi delle pendenze e


43

delle curve di livello al suolo (considerato privato dei fabbricati e dei manufatti edilizi)

dell'area urbana, la quale ha consentito di individuare l'area che contribuisce alla

sezione idrografica indicata come sezione S20 nella seguente Figura 14.

Figura 14 ‐ Bacino sotteso dalla sezione S20. La delimitazione è stata individuata utilizzando la cartografia in scala 1:4000.

Il bacino complessivo individuato, ha un'area un area di circa 1 kmq e la

delimitazione proposta nella Figura 14 non tiene conto dell'azione di indirizzo che gli

elementi presenti sul suolo (edifici, strade, muri e marciapiedi) esercitano sulla

direzione di scorrimento superficiale i quali provocando una alterazione degli effetti

della sola pendenza sulle masse liquide e ne condizionando il loro percorso. Come

ipotesi generale, di tale influenza, se non espressamente richiamato, non si terrà

conto.

Nei capitoli successivi verrà effettuato il calcolo delle portate di piena che

contribuiscono alla sezione S20, con i dati relativi del bacino sopra considerato. In tale

successiva fase, si è voluto approfondire la ripartizione dei bacini urbani elementari

contenuti nel bacino S20 al fine di individuare anche le piccole aree di contributo che

sono tributarie del canale ed escludendo invece quelle che gravitano su bacini urbani

differenti da quello in studio. Con l'analisi del modello digitale della superficie, sono

stati individuati circa un migliaio di aree aventi estensione media di circa 1500 mq, per

ciascuna delle quali è stato individuato un percorso di drenaggio superficiale. Tale

reticolo determinato con metodi numerici derivante dal rilievo laser‐scanner ad alta

risoluzione, è stato messo in relazione con il tracciato della canalizzazione in studio.

I risultati osservabili nella Figura 16, possono essere di seguito riassunti. Il tracciato

del canale Mangioi si può schematicamente suddividere in 3 tronchi:


44

il tronco più a monte si sviluppa entro un compluvio che raccoglie e indirizza

le acque superficiali entro il canale, compluvio individuabile fino al Corso

Gramsci, indicato come sezione S17 che sottende il bacino A1;

il tratto intermedio, delimitato schematicamente dall'angolo tra la via Diaz ‐

via Mameli cui può essere attribuito il bacino A2 e A3a;

il tratto finale è delimitato a valle dalla confluenza con il canale Liori (sezione

S20) e possiede come tributari i bacini parziali A3b, A4 e A5 (corrispondenti

alle sezioni S18b, S19 e S20).

L'ingresso del tracciato del canale nel bacino A3b+A4+A5 avviene in corrispondenza

della direttrice delle vie Mameli e Donizetti.

Dall'esame della morfologia delle superfici si evidenzia che la via Cagliari, pur

estendendosi lungo una linea di displuvio, essa si sviluppa ben incisa cosicché, in

corrispondenza di ciascun incrocio, la strada presenti sempre una quota minore

rispetto a quella della viabilità ad essa incidente. L'effetto prodotto è evidente

sopratutto durante gli eventi intensi durante i quali i deflussi veicolati dalle canalette

stradali percorrono tutta la sua lunghezza da monte verso valle, incrementando la

portata e senza disperdersi nelle strade laterali. Tale fatto trova riscontro oggettivo

anche con quanto accaduto durante l'evento del 22 ottobre 2008 (Figura 15).

Figura 15 ‐ Via Cagliari all'alba del 22 ottobre 2008


45

Figura 16 ‐ Linee di scorrimento individuate dall'analisi delle pendenze su microbacini urbani e bacini aggregati come contribuenti alla medesima sezione di controllo, sul tracciato del canale Mangioi.

A4

A5

A1

A2

A3b

A3a


46

Inoltre si può osservare che la via Cagliari realizza la disconnessione tra il bacino A3a

da quello A3b; pertanto gli allagamenti del bacino A2, interessano il bacino A3a ma

non quello A3b in quanto la via Diaz prima e la via Cagliari poi, sottraggono l'intero

eventuale deflusso superficiale deviandolo verso valle.

In conclusione, l'analisi ad elevato dettaglio delle superfici territoriali ha condotto

verso una generale riconsiderazione delle estensioni tributarie del canale in esame

passando dagli iniziali 1.1 km² a 0.69 con una riduzione di circa il 50%. Nella Tabella 21

è presentata una sintesi delle caratteristiche del bacino totale, come individuato dalla

somma delle aree che contribuiscono al canale Mangioi.

I bacini parziali A3b, A4 e A5, evidenziati nella Figura 17, sottesi rispettivamente

dalle sezioni S18a, S19 ed S20, possiedono una superficie di estensione pari

rispettivamente a 1.72, 3.13 e 10.34 ettari.

Tabella 21 ‐ Caratteristiche del bacino sotteso dalla sezione S20





lunghezza fluviale (km) L 2.05





I tempi di corrivazione del canale Mangioi sono stati calcolati utilizzando le relazioni

usualmente adoperate per piccoli bacini urbani. Nella Tabella 22 seguente sono

consegnati i valori calcolati e quelli adottati.

Tabella 22 ‐ Tempi di corrivazione calcolati per il bacino complessivo del canale Mangioi.

Ventura (ore) 0.97

Ventura (2) (ore) 0.55

Kirpich (ore) 0.58

Viparelli (coeff. 1.00) (ore) 0.57

Watt‐Chow (ore) 0.59

SCS (ore) 0.50

Valore adottato (ore) 0.60


47

Figura 17 ‐ Delimitazione delle superfici tributarie in ambito urbano per il rio Mangioi alla sezione S20

5.3.1 Bacino del Rio de Is Coddus

Il bacino è ben individuabile a sud di quello del Baccu Tinghinu e, rispetto ai bacini

periurbani, ha una superficie ben maggiore (3.52 kmq) che raccoglie le acque

meteoriche del versante settentrionale del rilievo denominato “Su Sinzurro” (m 179.8)

e meridionale del Monte Arrubiu (m 347 slm). Lo spartiacque interessa la zona

Muxiaridda e attraversa la SP 91 interessandone circa 450 m della sua lunghezza ove è

presente un manufatto di attraversamento. A valle della strada provinciale, sono

presenti le ampie aree di espansione di Is Pixinas fittamente circondate da serre, ove il

suolo a pendenze pressoché nulle. Le aree sono collegate al recapito finale (rio S.

Lucia) mediante un canale di bonifica presso il Podere di Nissa.

Il bacino è stato suddiviso nei sottobacini B91, B96, B95, B94 e B85. Con circa 14.8

km di lunghezza complessiva della rete idrografica, la superficie si dimostra ben

drenata presentando un indice di densità di drenaggio pari a 4.2 .

A3b

A4

A5

S18b


48

Figura 18 – Bacino del rio de Is Coddus

Nella tabella seguente è presentata una sintesi delle caratteristiche morfologiche

del bacino alla sezione di confluenza con il rio di S. Lucia.

Tabella 23 – Carattteristiche morfometriche del bacino totale del rio Is Coddus

BACINO IS CODDUS

superficie bacino kmq 3.520

altitudine media bacino m slm 51.86

altitudine sezione m slm 1.50

pendenza media del bacino ‐ 0.1390

lunghezza collettore Km 5.237

rapporto di circolarità bacino ‐ 0.16

quota massima scorrimento m slm 224.7

dislivello massimo m 223.20

pendenza media asta fluviale ‐ 0.0229

La tabella dei tempi di corrivazione mostra una certa uniformità per le relazioni

usualmente adottate per bacini della dimensione di quello in studio. Il tempo adottato

è quello di Ventura cui corrisponde una velocità media di scorrimento pari a 0.92 m/s.


49

Tabella 24 – Tempi di corrivazione del rio Is Coddus

Sezione S85

Ventura (ore) 1.58


Viparelli (v=1.0) (ore) 1.45

Pasini (ore) 1.89

SCS (ore) 0.74


5.3.2 Bacino rio Monte Nieddu

Criterio del tutto analogo ai precedenti è stato seguito nella delimitazione del

bacino del rio Monte Nieddu, il cui sottobacino studiato è sotteso dalla sezione a quota

219 m slm in corrispondenza del confine comunale. Nella Tabella 26 sono consegnati i

tempi di corrivazione calcolati con le relazioni usualmente adottate. Come si può

osservare, il valore adottato tiene conto in maniera esplicita della pendenza dell’asta

principale la quale, per i bacini esaminati, sono stati calcolati valori assai maggiori

rispetto alle pendenze medie dei versanti, delle quali tiene conto invece, ad esempio,

la formula di Pasini.

Figura 19 ‐ Sottobacini del rio di Monte Nieddu considerati nello studio


50

Per questo motivo – essenzialmente legato alla caratteristica tipica dei bacini

analizzati, i quali possiedono versanti assai pendenti e scarsamente permeabili, ma

sono invece drenati da corsi d’acqua principali assai meno pendenti, sono state

ritenuto più aderenti al contesto specifico i valori forniti dalla formula di Ventura e di

quella di Pasini.

Tabella 25 ‐ Caratteristiche delle sezioni di interesse e dei bacini sottesi: Bacino del Rio Monte Nieddu

MONTE NIEDDU SOTTOBACINI

172 190parz 186 190tot

Superficie kmq 1.9 0.8 1.7 4.4

quota sezione m 238 219 238 219

quota massima m 713 565 664 713

quota minima m 238 219 238 219

quota media m 454 337.7 402.6 413

pendenza bacino ‐ 26° 25.9° 27° 26.3°

lunghezza asta km ‐ ‐ ‐ 3.31

pendenza asta ‐ ‐ ‐ ‐ 0.036

Tabella 26 ‐ – Tempi di corrivazione. Bacino del Rio Monte Nieddu

Sezione 190tot

Ventura (ore) 1.41


Viparelli (v=1) (ore) 0.91

Pasini (ore) 1.39

SCS (ore) 0.22



51

6. CALCOLO DELLE PORTATE DI PIENA

6.1. RIO SANTA LUCIA

Con le premesse metodologiche sopra riportate e con le considerazioni contenute

nei paragrafi precedenti sulla stima del tempo di corrivazione, si riportano nel seguito i

valori calcolati del colmo della portata di piena ai tempi di ritorno di 50, 100, 200 e 500

anni come indicato nelle Norme. Nella stima si è tenuto conto, per la determinazione

delle perdite del bacino, dell'applicazione del metodo Curve Number, in accordo con

quanto già sviluppato per altri bacini nel presente studio. Sulla base dei dati di uso,

copertura e classificazione idrologica dei suoli, si adotta qui un valore del parametro

CNII=67 (CNIII=83) ottenendo il valore di assorbimento iniziale riportato in Tabella 27.

Tabella 27 ‐ Perdite iniziali calcolate con il metodo CN

CN di bacino CN 83.1

Stima del massimo invaso (mm) S 51.6

Assorbimento iniziale (mm) Ia 10.3

Al solo fine di un confronto critico si riportano i valori di portata ottenuti

considerando entrambi i citati valori del tempo di corrivazione come presentato nei

paragrafi precedenti e il valore di portata al colmo della piena con tempo di ritorno

biennale come riportato nella relazione allegata al PSFF. Il calcolo della portata di piena

effettuato con il metodo indiretto (f. razionale) porta ai valori di colmo presentati nella

Tabella 28 per il tempo di corrivazione pari a 17.5 ore e nella Tabella 29 per quello pari

a 23.8 ore. Come si può osservare, la variazione in termini di portata corrispondente

all'adozione del primo dei due tempi di corrivazione si traduce in una modifica del

valore di colmo di circa il 17%.


52

Tabella 28‐ Portate al colmo di piena di assegnato tempo di ritorno e contributi unitari (tc=17.5 ore ‐ VAPI2010)

Tr (anni) 2 50 100 200 500

Q (m³/s) 44.4 283.8 361.7 448.4 576.3

q (m³/s km²) 0.4 2.5 3.2 4.0 5.1

Tabella 29‐ Portate al colmo di piena di assegnato tempo di ritorno e contributi unitari (tc=23.8 ore ‐VAPI2010)

Tr (anni) 2 50 100 200 500

Q (m³/s) 39.0 236.7 300.3 371.0 475.2

q (m³/skm²) 0.3 2.1 2.7 3.3 4.2

L'applicazione del metodo diretto con l'impiego della distribuzione TCEV (Cao, 1988)

utilizzando le relazioni valide per i bacini di esposizione occidentale porta a valori

consegnati nella Tabella 30.

Tabella 30‐ Portate al colmo di piena di assegnato tempo di ritorno e contributi unitari (Metodo diretto)

Tr (anni) 2 50 100 200 500

Q (m³/s) 36.8 249.7 302.9 356.1 425.7

q (m³/skm²) 0.3 2.2 2.7 3.2 3.8

Le richiamate elaborazioni del Piano Stralcio delle Fasce Fluviali (PSFF) hanno

considerato, per il bacino del rio Santa Lucia alla sezione di chiusura presso la laguna di

Capoterra, un valore di portata che risulta assai prossimo a quello qui ottenuto con il

metodo indiretto applicando le nuove curve di possibilità pluviometriche regionalizzate

(metodo già indicato precedentemente come VAPI2010). In particolare, si osserva dal

grafico di Figura 20 che le portate ottenute nello studio del PSFF sono risultate

praticamente intermedie tra i valori precedentemente calcolati. Inoltre, in

considerazione della limitata influenza da attribuirsi al pluviometro di Capoterra

sull'estensione del bacino del rio S. Lucia, le portate espresse dall'applicazione dei

metodi sopra citati appaiono essere cautelative.

Per le considerazioni sopra riportate, si sceglie di adottare come portate di

riferimento per il successivo studio idraulico i valori ricavati con il metodo diretto

quali quelle contenute dello studio PSFF, consegnate nella seguente Tabella 31.


53

Figura 20 ‐ Confronto tra valori delle portate al colmo di piena ottenuti con i metodi indiretti e il metodo diretto con riferimento allo PSFF

Tabella 31 ‐ Sintesi dei valori delle portata di colmo per la sezione S1 del bacino del rio S. Lucia.

Tr (anni) 2 50 100 200 500

Qtc=17.5 (m³/s) 44.4 283.8 361.7 448.4 576.3

Qtc=23.9 (m³/s) 39.0 236.7 300.3 371 475.2

Qdir (m³/s) 36.8 249.7 302.9 356.1 425.7

Qpsff (m³/s) 36.0 265.0 323.0 380.0 455.0

6.2. CANALE DI GUARDIA S. ROSA

Per ciascuno dei sottobacini individuati come tributari del canale di guardia, sono

state calcolate le portate al colmo della piena nelle varie sezioni di controllo lungo il

percorso disposte sulla base del punto di immissione nel canale stesso. I sottobacini

hanno area media di circa 0.2 kmq e il calcolo delle portate di ciascun contributo al

canale di guardia è stato effettuato sulla base dei valori al colmo determinati con il

metodo razionale (VAPI, 2010) alla sezione S3parz in corrispondenza della confluenza

con il rio Acqua Tomasu (Figura 21). Per il bacino complessivo sono state determinate

le caratteristiche morfometriche, consegnate in tabella, e le altezze di pioggia netta

determinate con il metodo Curve Number assumendo il parametro CN=96. Il valore

delle portate di deflusso e relativi contributi unitari sono riportati nella Tabella 33.

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500

Portata al colm

o

Qtc=17.5 (m³/s)

Qtc=23.9 (m³/s)

Qdir (m³/s)

Qpsff (m³/s)


54

I valori di contributo sono stati utilizzati per l’attribuzione delle portate di colmo ai

sottobacini e, conseguentemente, alle sezioni di controllo lungo il canale di guardia, in

corrispondenza delle immissioni individuate sulla base della carta dell’idrografia

superficiale, individuando un punto di immissione per ciascun sottobacino.

Tabella 32 – Caratteristiche del bacino totale del canale di guardia







quota massima scorrimento (m slm) 331



Tabella 33 – Valori delle portate e dei contribute calcolate con il metodo VAPI (2010).

Sezione ID

PORTATE AL COLMO (mc/s) note

Q50 Q100 Q200 Q500

S3parz 27.8 33.8 40.5 50.25 vapi

CONTRIBUTI AL COLMO (mc/s kmq)

Q50 Q100 Q200 Q500

S3parz 25.29 30.78 36.83 45.68

In particolare sono state considerate le seguenti confluenze:

canale lato stadio, che raccoglie le acque di un versante del quartiere S.Rosa

(bacino 59) e quelle derivanti dal bacino del rio Mangioi sopra via Siena (bacino

712);

del versante ovest del quartiere di S. Rosa (rete fognaria di via Belvedere),

(bacino B590‐B592);

del bacino identificato con il cod. B593, a monte del canale, ove defluiscono

anche le portate del canale alto del quartiere (Sezione B593),

del bacino compreso tra il canale di guardia e quello parallelo alla via S. Lucia,

che sversa a monte dell’attraversamento dell’omonima strada (bacino B55),

per complessivi 4 punti di immissione e corrispondenti sezioni di controllo nel

canale.


55

Figura 21 – Bacino totale del canale di guardia e sezione di chiusura indicata con la freccia (sezione S3Parz)

Tabella 34 –Bacini tributari del Canale di Guardia. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale per la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

Sezione ID

Sezione chiusa a:

area PORTATE AL COLMO SUL CANALE note

kmq Q50 Q100 Q200 Q500

B59 Via del Parco 0.43 10.9 13.2 15.8 19.6 calcolate con qS3parz.

B771 Via Siena 0.10 2.5 3.0 3.6 4.4 calcolate con qS3parz

Bacino totale 13.3 16.2 19.4 24.1 Somma

B591 Via Belvedere 0.135 3.4 4.2 5.0 6.2 calcolate con qS3parz

B593 0.11 2.8 3.4 4.1 5.0 calcolate con qS3parz



S3parz SR 1.100 27.8 33.8 40.5 50.25 vapi

Tabella 35 –Canale di Guardia. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute sommando i valori di portata al colmo.

Sezione ID

PORTATE AL COLMO SUL CANALE note

Q50 Q100 Q200 Q500

B59 10.9 13.2 15.8 19.6

B771 2.5 3.0 3.6 4.4

13.3 16.2 19.4 24.1 somma

B591 16.7 20.4 24.4 30.2

B593 19.5 23.8 28.4 35.3

B55 22.6 27.5 32.9 40.7

B551 26.6 32.4 38.7 48.1

S3parz 27.8 33.8 40.5 50.25 vapi


56

Come accennato, il calcolo delle portate al colmo di piena per i sottobacini ha

permesso di ottenere le portate massime di deflusso ai relativi tempi di ritorno per le

sezioni di controllo sul canale. Le portate massime ai sottobacini tributari sono

consegnate in Tabella 34, mentre le portate complessive sul canale (determinate per

continuità) sono consegnate in Tabella 35.

Al fine di poter stabilire la funzionalità idraulica e i bilanci delle portate istantanee

anche in termini di eventuali perdite per tracimazione, non essendo sufficiente

determinare il solo valore di colmo degli idrogrammi di piena, sono stati calcolati gli

idrogrammi dei deflussi alle sezioni di calcolo, risultanti dall’applicazione del metodo

Curve Number dell’SCS con schemi semplificati di trasformazione della pioggia lorda e

di routing applicati a schemi idrologici semplificati costituiti da un bacino e da un

invaso (o canale) lineare. Il modello di trasformazione degli afflussi in deflussi è

implementato nel bacino mentre, nel canale, l’algoritmo di routing determina il ritardo

(lag) nella propagazione verso la sezione di controllo. La procedura ha implicato la

determinazione degli idrogrammi dei sottobacini tributari e la taratura è avvenuta in

modo tale che, in ciascuna delle 4 sezioni di controllo del canale, si ottenessero le

portate calcolate con i contributi unitari del bacino principale sotteso alla sezione

S3parz.

Per il calcolo degli idrogrammi è stato utilizzato il modello HMS dell’Hydrologic

Engineering Center dello US‐ Army Corps of Engineers. Lo schema idrologico applicato

per la determinazione degli idrogrammi tributari è consegnato in Figura 22.

Figura 22 – Schema idrologico dei bacini tributari del Canale di Guardia.

N


57

Una volta effettuata la taratura delle portate alle sezioni considerate sul canale

principale, sono stati considerati gli idrogrammi di ciascun bacino contribuente ai

relativi punti di immissione. L’andamento degli idrogrammi è invece consegnato in

Figura 23.

Figura 23 – Idrogrammi di piena utilizzati nella verifica idraulica del canale di guardia

6.1. S’ACQUA TOMASU

Sul bacino del rio s’Acqua Tomasu sono state calcolate le portate al colmo della

piena ai tempi di ritorno del PAI, come consegnati nella tabella seguente. Il calcolo ha

utilizzato il valore dei contributi unitari relativi al bacino idrografico chiuso alla sezione

di confluenza con il canale S. Rosa (sezione S3A1) e alla sezione S5 di confluenza al rio

S. Lucia.

Idrogramma del bacino tributario

0

5

10

15

20

25

30

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

S1Q50

S1Q100

S1Q200

S1Q500


0

1

2

3

4

5

6

7

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)po

rtat

a (m

c/s)

B591Q50

B591Q100

B591Q200

B591Q500


0

1

2

3

4

5

6

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

B593Q50

B593Q100

B593Q200

B593Q500


0

1

2

3

4

5

6

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

B55Q50

B55Q100

B55Q200

B55Q500


58

Tabella 36 – Bacino del Rio S’Acqua Tomasu. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale e la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

Sezione ID

Sezione chiusa a:

sezione RAS

area PORTATE note

‐ kmq Q50 Q100 Q200 Q500

S3B confl (monte) 8.74 0.098 2.45 2.98 3.57 4.44 calcolate con il qS3a1

S3B1 sinistra iniz 426.46 0.030 0.75 0.91 1.09 1.36 calcolate con il qS3a1

S3C1 AT alveo alto 2859.32 0.030 0.75 0.91 1.09 1.36 calcolate con il qS3a1

S3C AT (monte) 2482.38 0.101 2.53 3.08 3.68 4.57 calcolate con il qS3a1

S3A2 AT confl (valle) 2453.74 ‐ 4.98 6.06 7.26 9.01 somma

S3A ponte SP 1904.94 0.339 8.48 10.32 12.36 15.35 calcolate con il qS3a1

S3A1 SRosa (monte) 1113.33 0.510 12.76 15.53 18.6 23.1 vapi

S3parz SR 1.100 27.8 33.8 40.5 50.25 vapi

S3 AT (valle) 1093.28 1.610 40.56 49.33 59.1 73.35 somma

S5parz confl. S.Lucia 0.260 6.55 7.97 9.54 11.85 calcolate con il qS5

S5 confl. S.Lucia 0 1.800 47.11 57.3 68.64 85.2 vapi

6.2. BACINI URBANI: CANALE LIORI E CANALE MANGIOI

Il bacino del canale Liori contribuisce per un valore di piena calcolata alla sezione di

chiusura del bacino totale (sezione S15) in corrispondenza della confluenza con il rio

S.Lucia secondo i valori consegnati nella tabella seguente. Per il calcolo dei deflussi

netti è stato adottato un parametro Curve Number che teoricamente esclude le

perdite del bacino (pari infatti a 99) con una evidente forzatura che riguarda la

presenza di fenomeni di invaso i quali ‐di fatto‐ determinano una aliquota di perdita di

pioggia netta.

Stante la modesta estensione dei bacini contribuenti, in corrispondenza delle

sezioni di controllo ai bacini parziali, la portata di colmo è stata calcolata attribuendo al

sottobacino il medesimo valore di contributo unitario relativo al bacino complessivo

proporzionalmente alla superficie.

Tabella 37– Bacino del Canale Liori. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale per la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

SEZIONE ID AREA PORTATE note

n kmq Q50 Q100 Q200 Q500

S11 0.11 3.1 3.7 4.4 5.5 Contributo un. qS15


S13 0.36 9.7 11.8 14.1 17.4 Contributo un.qS15


S15 0.54 14.5 17.6 21.1 26.1 CNR‐VAPI


59

La portata di piena del bacino principale del canale Mangioi è stata calcolata con il

metodo indiretto applicando la procedura VAPI2010, mentre le portate ai sottobacini

individuati sono state determinate con il metodo del contributo unitario, stante la

limitata estensione delle aree in esame.

Nella tabella che segue sono consegnate le portate al colmo di piena in

corrispondenza della sezione S20 e si osserva dalla Tabella 38 il valore eccezionale del

contributo unitario già per i tempi di ritorno più bassi, ottenuto con le assegnate curve

di possibilità pluviometrica.

Tabella 38 ‐ Bacino del canale Mangioi. Valori della portata di colmo per le sezione S20 (bacino totale) e contributi unitari.

Tr (anni) 50 100 200 500

QS20 (m³/s) 27.58 33.70 40.45 50.31

qS20 (m³/s km²) 31.70 38.74 46.49 57.83

Sulla base dei valori di riferimento consegnati nella tabella, è possibile calcolare il

contributo di ogni singolo bacino parziale sotteso alle sezioni di controllo del canale

considerate, ammettendo la proporzionalità del contributo al valore di colmo della

piena (Tabella 39).

Tabella 39 ‐ Estensioni dei bacini totali del canale Mangioi e valori della portata di colmo per le corrispondenti sezioni.

Tr (anni) A (km²) 50 100 200 500

QS16 (m³/s) 0.09 2.7 3.3 4.0 4.9

QS17 (m³/s) 0.32 10.0 12.2 14.6 18.2

QS18c (m³/s) 0.44 13.8 16.9 20.2 25.2

Allo scopo di poter studiare il dettaglio del comportamento del canale lungo il suo

percorso fino allo sbocco nel rio Liori, nella Tabella 40 seguente viene anche

consegnato il valore di portata in corrispondenza della sezione S18a, S18b, S19 e S20.

Infatti, come apparrà evidente nel seguito dell'analisi idraulica, lo studio porterà anche

a considerare la stima delle portate ai bacini parziali alle sezioni S18a, S18b e S19 per

poter effettuare le simulazioni in condizioni di colmo della canalizzazione del Mangioi e

quindi la totale indisponibilità ad accogliere ulteriori deflussi superficiali (Tabella 40).


60

Tabella 40 ‐ Bacini parziali del canale Mangioi (via Machiavelli). Valori della portata di colmo per le corrispondenti sezioni.

Tr (anni) Area parz.(km²) 50 100 200 500

QS18b (m³/s) 0.017 0.55 0.67 0.80 0.99

QS18a (m³/s) 0.031 0.99 1.21 1.46 1.81

QS19 (m³/s) 0.103 3.28 4.01 4.81 5.98

QS20 (m³/s) 0.090 2.85 3.49 4.18 5.20

6.3. BACCU TINGHINU

Sul bacino del Baccu Tinghinu sono state calcolate le portate al colmo della piena ai

tempi di ritorno del PAI, come consegnati nella tabella seguente. Il calcolo ha utilizzato

il valore dei contributi unitari relativi al bacino idrografico chiuso alla sezione S10 di

confluenza nel rio S. Lucia, facendo riferimento ai bacini indicati nella Figura 10.

Tabella 41 – Bacino del Canale Baccu Tinghinu. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale per la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

Sezione ID

Sezione chiusa a:

area PORTATE note

kmq Q50 Q100 Q200 Q500

B73 Imbocco can. 0.96 20.9 25.5 30.5 37.8 Contrib.un. qS10

B823 Cimitero 0.12 2.7 3.3 3.9 4.9 Contrib.un. qS10

B821 immissione 0.27 5.9 7.1 8.5 10.6 Contrib.un. qS10

B822 Via matteotti 0.60 13.1 16.0 19.1 23.7 Contrib.un. qS10

B79 0.02

B80 0.16

B82 0.16

79+80+82 0.33 7.2 8.8 10.5 13.1 Contrib.un. qS10

S10 Bacino totale 2.32 50.5 61.5 73.6 91.2 CNR‐VAPI

6.4. RIO IS CODDUS

Di seguito vengono individuate le portate al bacino del rio Is Coddus ripartito nei

sottobacini B91, B96, B95, B94 e B85. Il bacino complessivo, considerato il tempo di

corrivazione adottato, produce le portate statisticamente individuate e consegnate

nella tabella seguente che riporta anche i contributi unitari espressi in mc/s Kmq.


61

Tabella 42 – Valori delle portate e dei contributi calcolate con il metodo VAPI (2010).

Sezione ID

PORTATE AL COLMO (mc/s) note

Q50 Q100 Q200 Q500

S85 48.93 60.98 74.30 93.83 vapi

CONTRIBUTI AL COLMO (mc/s kmq)

Q50 Q100 Q200 Q500

S85 13.90 17.32 21.11 26.66

Sulla base di tali contributi sono stati calcolati i valori dei colmi di piena per i

sottobacini B91, B96, B95, B94 e B85. Il bacino B91 è stato ripartito in ulteriori 2

sottobacini di uguale contributo per uniformità nell’attribuzione delle portate alle

sezioni di controllo.

Tabella 43 – Bacino del rio Is Coddus. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale per la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

Bacino ID area PORTATE note

kmq Q50 Q100 Q200 Q500

B91.1 0.45 6.3 7.8 9.5 12.0 50% di B91

B91.2 0.45 6.3 7.8 9.5 12.0 50% di B91

B96 0.66 9.1 11.4 13.9 17.5 Contr.. unit di B85tot



B85parz 1.32 18.3 22.8 27.7 35.0 Contr.. unit di B85tot

B85tot 3.52 48.9 60.9 74.3 93.8 VAPI

6.5. RIO MASON'E OLLASTU

Come più volte richiamato, il calcolo della portate di piena è stato effettuato in

conformità con il metodo VAPI tenuto conto degli aggiornamenti del 2010. Le portate

al colmo ottenute con l'applicazione del metodo indiretto sono consegnate nella

tabella seguente. Il valore della portata alla sezione di confluenza è stato assunto pari a

quello calcolato nel SRSG, come sopra richiamato.


62

Tabella 44 ‐ Sintesi dei valori delle portata di colmo per le corrispondenti sezioni. Il valore della portata alla sezione di confluenza con il rio S. Gerolamo è stato assunto pari a quello calcolato nello studio SRSG.

Tr (anni) 50 100 200 500

QS1 (m³/s) 94.0 127.0 164.0 219.0

QS2 (m³/s) 77.7 104.3 134.7 180.5

QS3 (m³/s) 70.4 95.2 123.7 166.6

QS4 (m³/s) 58.1 78.9 102.7 138.8

QS5 (m³/s) 24.0 34.0 46.0 64.0

QStot* (m³/s) 95.0 132.0 176.0 238.0

6.6. RIO MONTE NIEDDU

Sul bacino del rio Monte Nieddu, il calcolo delle portate al colmo della piena ai

tempi di ritorno del PAI è stato effettuato per il sottobacino relativo all’asta principale

del “Canale de su Scanduiu”. Il calcolo ha utilizzato il valore dei contributi unitari

relativi al bacino idrografico chiuso alla sezione a quota 219 m slm, in corrispondenza

del limite comunale di Capoterra. Sono consegnati nella tabella seguente, facendo

riferimento ai bacini sottesi alle corrispondenti sezioni indicati nella Figura 10, i valori

delle portate calcolate con il metodo VAPI aggiornato.

Tabella 45 – Bacino del Rio Monte Nieddu. Portate al colmo della piena (in m³/s) con tempo di ritorno indicato, ottenute con il metodo razionale per la distribuzione TCEV (metodo CN‐VAPI, 2010)

Sezione ID

Sezione chiusa a:

area PORTATE note

kmq Q50 Q100 Q200 Q500

B172 Bacino alto 0.05 0.9 1.1 1.26 1.6 Contrib.un.

B190 0.63 10.9 13.2 15.9 19.74 Contrib.un.

1.26 21.8 26.5 31.7 39.5 Contrib.un.

B186 1.90 32.9 39.9 47.9 59.3 Contrib.un.

B186tot Bacino tot. 4.40 76.2 92.7 111 137.5 CNR‐VAPI

6.7. CONSIDERAZIONI CIRCA LE PORTATE ADOTTATE NELLO STUDIO IDROLOGICO

Come più spesso richiamato, per la determinazione delle portate relative ai bacini

idrografici dell’area di Capoterra è stata effettuata la determinazione statistica della


63

pioggia lorda mediante le curve di possibilità pluviometrica basate sulla distribuzione

TCEV i cui parametri sono stati recentemente aggiornati dal piano stralcio delle fasce

fluviali del rio San Gerolamo (studio indicato brevemente come SRSG, 2010).

L’adozione delle suddette procedure per i tempi di ritorno previsti dal Piano per

l’Assetto Idrogeologico, ha determinato un incremento notevole delle portate da

utilizzarsi nelle simulazioni idrauliche, con valori superiori mediamente del 300%

rispetto a quelli adottati con la precedente revisione dei parametri della TCEV.

Nella tabella seguente sono sintetizzati i valori dei contributi unitari per i bacini

idrografici come ottenuti nella presente relazione idrologica.

Tabella 46 – Valori dei contributi unitari

Bacino q50 q100 q200 q500

1 Is Coddus 13.90 17.32 21.11 26.66

2 Acqua Tomasu 25.02 30.45 36.43 45.18

3 Santa Rosa 25.29 30.78 36.83 45.68

4 Liori 26.87 32.62 38.95 48.20

5 Mangioi 31.70 38.74 46.49 57.83

6 B. Tinghinu 21.74 26.46 31.65 39.25

7 S. Gerolamo (parz) 10.90 15.90 21.90 30.90

Nei grafici successivi invece viene proposto un confronto critico tra i valori dei

contributi adottati e quelli relativi al metodo di Sirchia (aggiornata successivamente da

Fassò nel 1968). Tale metodo, come è noto, è di fondamento empirico e consente di

determinare i massimi contributi unitari prevedibili mediante una curva (detta “curva

inviluppo dei massimi contributi”) determinata sulla base dell’osservazione degli eventi

di piena in Sardegna. Si osserva che per l’evento del 22 ottobre 2008 sul rio S.

Gerolamo sono stati calcolati contributi unitari variabili tra 19 e 41 m³/s km² per bacini

di ampiezza compresa tra 3.2 e 28 km².


64

Figura 24 – Confronto tra i valori dei contributi unitari adottati nel presente studio, rispetto ai massimi contributi unitari determinati con il metodo di Sirchia‐Fassò

Is C

od

dus

Acq

ua T

om

asu

San

ta R

osa

Lio

ri Man

gio

i

B. T

ing

hin

u

San

Ger

ola

mo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

q (m

³/s

km²)

A (kmq)

qSirchia

Tr=50 anni

Is C

od

dus

Acq

ua T

om

asu

San

ta R

osa

Lio

ri Man

gio

i

B. T

ing

hin

u

San

Ger

ola

mo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

q (m

³/s

km²)

A (kmq)

qSirchia

Tr=100 anni

Is C

od

dus

Acq

ua T

om

asu

San

ta R

osa

Lio

ri

Man

gio

i

B. T

ing

hin

u

San

Ger

ola

mo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

q (m

³/s

km²)

A (kmq)

qSirchia

Tr=200 anni

Is C

od

dus

Acq

ua T

om

asu

San

ta R

osa

Lio

ri

Man

gio

i

B. T

ing

hin

u

San

Ger

ola

mo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.000.

0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

q (m

³/s

km²)

A (kmq)

qSirchia

Tr=500 anni


65

§ Relazione dello studio Idraulico


66

7. STUDIO DI SIMULAZIONE IDRAULICA

L’obiettivo dello studio è quello di indagare con quali modalità le acque transitano

nei tronchi idrici esaminati, individuando i siti ove la criticità di manifesta e

determinando l’entità dei volumi eventualmente esondanti che si diffondono sul

territorio. Al fine di circostanziare le possibili situazioni di insufficienza dei corsi

d’acqua, peraltro spesso appartenenti al reticolo idrografico minore, nello studio sono

valutate le conseguenze idrauliche sul territorio, in termini di aree destinate ad essere

allagate a causa di eventi critici per la rete e per le opere di difesa esistenti.

Le informazioni geometriche relative alle quote del terreno, alle caratteristiche

dimensionali delle opere (sezioni trasversali e profili longitudinali dei canali, ponti e

scatolari) sono tratte dagli elaborati progettuali forniti dall’amministrazione comunale

o direttamente dagli enti realizzatori delle opere stesse. Poiché gran parte delle

condizioni esaminate si riferiscono a corsi d'acqua e canalizzazioni (naturali o artificiali)

si è proceduto verso un'analisi idraulica mediante la simulazione monodimensionale

della corrente in condizioni di portata costante pari al valore massimo di colmo come

determinati nella relazione idrologica, valutando la necessità di ulteriori

approfondimenti mediante strumenti adeguati per casi particolari.

Lo studio di simulazione idraulica qui presentato si riferisce alle portate calcolate

con il metodo VAPI con aggiornamento delle curve di possibilità pluviometrica al 2010

e considerando quanto specificato nelle Linee Guida del PAI. Pertanto, nel seguito, ove

non diversamente specificato, le simulazioni si intendono eseguite con le portate

riportate nelle corrispondenti tabelle dello studio idrologico.

Per il rio S. Lucia, nel seguito viene riportato lo studio idraulico sviluppato nel

presente studio di compatibilità idraulica, benchè successivamente, in accordo con

l'ADIS, siano stati adottati le elaborazioni e i risultati di cui al PSFF.

7.1. OGGETTO DELLE SIMULAZIONI

L’analisi idraulica è stata estesa a tutti i corsi d'acqua principali dei bacini idrografici

studiati per i quali è stato necessario approfondire il livello di funzionalità che essi

possono offrire in condizioni di criticità.

Riguardo ai canali principali di raccolta delle acque meteoriche che si sviluppano

all’interno del centro urbano, essi saranno considerati a tutti gli effetti come dei corsi


67

d’acqua ordinari qualora dalle simulazioni del canale di guardia S. Rosa si evincesse la

completa efficacia delle sezioni idrauliche all’intercettazione e al collettamento dei

deflussi immessi per cui si possa affermare l’assenza di connessione tra bacini di

alimentazione esterni all’abitato e quelli urbani.

Nell' assenza di apporti esterni, confermata per il canale Mangioi durante la fase di

simulazione, i canali interessati non potranno conseguentemente classificarsi come

opera urbana di raccolta delle acque meteoriche poiché, come sarà evidenziato nel

seguito.

Tale assunto non è stato accettato dall'ADIS la quale ha richiesto l'analisi idraulica

dei canali interni anche se alimentati delle sole aree urbane.

Come premesso, i tronchi fluviali esaminati sono pertanto i seguenti:

Rio Santa Lucia (foce)

Rio s’Acqua Tomasu

Canale di Guardia S. Rosa

Canali interni

Canale circondariale Baccu Tinghinu

Rio de Sa Is Coddus

Rio Mason'e Ollastu

Rio Monte Nieddu (canale de su

Scanduiu).

7.2. I MODELLI UTILIZZATI

Le elaborazioni dei canali sono state effettuate a mezzo del software RAS (River

Analysis System ‐ 2002) sviluppato dal Hydrologic Engineering Center (HEC) dello U.S.

Department of The Army Corps of Engineers, che implementa un modulo di calcolo

idraulico dei profili di corrente in moto permanente o gradualmente variati sia entro

singoli tronchi di canale che in reti di canali a sviluppo dendritico, presentando la

possibilità di specificare condizioni al contorno separatamente a monte e a valle. Come

è noto, il modello può determinare automaticamente condizioni energetiche variabili

lungo il canale che determinano il passaggio di regime da corrente lenta a veloce e

viceversa in relazione agli effetti locali dovuti alla presenza di opere d'arte che ne

modificano la geometria. Dal punto di vista computazionale per le situazioni più

semplici e lineari il modello si basa sulla risoluzione l'equazione dell'energia con una

dimensione mentre utilizza l'equazione dei momenti in situazioni laddove si abbiano

rapidi cambiamenti di quota del profilo liquido. Le perdite di carico sono calcolate

mediante l'equazione di Manning di cui parametro può essere specificato per zone

diverse della sezione trasversale. Inoltre il modello può individuare situazioni di non

linearità, come nel caso dei risalti idraulici, che andamenti del profilo determinato dalla


68

presenza di ponti, ostruzioni, soglie, situazioni di imbocco e sbocco da manufatti, casi

che tipicamente si presentano nel caso di corsi d’acqua tombati.

Per situazioni per le quali si abbiano frequenti salti di fondo, lunghi tratti tombati o

la presenza di accumuli o di perdite nei volumi defluenti, lo strumento modellistico

adottato è rappresentato dal modello dell’US‐EPA (USA ‐ Environmental Protection

Agency) denominato “Storm Water Management Model” (SWMM). Il problema di

routing è affrontato mediante una procedura (dynamic wave routine) che permette di

risolvere le equazioni di De Saint Venant a una dimensione, complete dei termini

inerziali. Essa pertanto produce in teoria i risultati più accurati. Con questa

metodologia di routing è possibile tenere conto del volume invasato dal canale o dalla

tubazione e simulare i rigurgiti, le perdite di carico di imbocco e di sbocco, le possibili

inversioni dei flussi e dei tratti in pressione delle canalizzazioni. Poiché la soluzione

accoppia le quote idriche ai nodi con la portata dei condotti, la procedura può essere

applicata ad ogni tipo di configurazione della rete, anche a quella contenente

diversioni verso valle e tracciati ad anello. Questa possibilità generalmente si paga in

termini di carico computazionale, poiché l’integrazione nel tempo delle equazioni

differenziali è effettuata con passo temporale assai ridotto, una necessità connessa

con il mantenimento di un'adeguata stabilità numerica nel calcolo e accuratezza.

Tabella 47 – Modelli idraulici utilizzati per le varie simulazioni

ASTA FLUVIALE MODELLO TIPO SIMULAZIONE

1 Acqua Tomasu RAS STEADY

2 Canale S. Rosa SWMM UNSTEADY

3 Canale Liori SWMM + RAS STEADY

4 Canale Mangioi SWMM + RAS STEADY

5 Baccu Tinghinu RAS STEADY

6 Is Coddus RAS STEADY

7 Monte Nieddu RAS STEADY

7.3. DATI GEOMETRICI E IDRAULICI

I dati forniti sono direttamente derivanti dagli elaborati cartografici e da quelli

progettuali eventualmente necessari e disponibili per le opere di attraversamento o

sistematorie. La geometria delle sezioni fluviali degli alvei naturali derivano dalle

rilevazione aeree ad alta definizione (LIDAR) che sono state effettuate nel maggio del

2008 e che consentono un livello di dettaglio assai elevato (30 cm) per quanto

sfruttabile. In particolare, le elaborazioni riguardanti le sezioni trasversali sono risultate


69

assai avvantaggiate dal dettaglio offerto; viceversa i profili longitudinali sono stati

rielaborati per eliminare vari elementi di disturbo, originati essenzialmente dalla

vegetazione che ne alteravano il reale sviluppo altimetrico.

I coefficienti di scabrezza adottati sono quelli espressi nella relazione di Manning (n)

e sono desunti dalla letteratura; in particolare, sono stati adottati valore di n compresi

tra 0.09 e 0.25 per tenere conto della condizione dell’alveo nella fase vegetativa più

avanzata e cautelativa per i fini della sicurezza idraulica :

Per una maggiore tutela, le portate di piena calcolate per ciascuna delle sezioni di

controllo come già descritte nella relazione idrologica, sono state trasferite nel

modello idraulico e attribuite alla sezione di controllo che delimita a monte il

medesimo tronco fluviale. Di seguito sono presentati i valori di portata al colmo

utilizzati nelle simulazioni idrauliche per i vari corsi d’acqua analizzati e per i tempi di

ritorno del PAI.

Tabella 48 – Portate del rio S’Acqua Tomasu (VAPI, 2010)

Sezione Sezione modello

PORTATE

Q50 Q100 Q200 Q500

1 2859.321 2.53 3.08 3.68 4.57

2 2453.741 8.48 10.32 12.36 15.35

3 1904.947 12.76 15.53 18.6 23.1

4 1093.277 47.11 57.3 68.64 85.2

5 426.4696 2.45 2.98 3.57 4.44

6 222.4734 27.8 33.8 40.5 50.25

Tabella 49 – Portate al colmo per il canale di Guardia S. Rosa (VAPI, 2010)

Sezione ID

sezione modello

PORTATE

‐ Q50 Q100 Q200 Q500

B59 10.9 13.2 15.8 19.6

B771 2.5 3.0 3.6 4.4

S1 J1 13.3 16.2 19.4 24.1

B591 J2095.36 16.7 20.4 24.4 30.2

B593 J1850.54 19.5 23.8 28.4 35.3

B55 J1631.36 22.6 27.5 32.9 40.7

S3parz 27.8 33.8 40.5 50.25


70

Tabella 50 – Portate al colmo per il Baccu Tinghinu. (VAPI, 2010)

Sezione ID

sezione modello

PORTATE

‐ Q50 Q100 Q200 Q500

B73 4340 20.9 25.5 30.5 37.8

B823 2940 2.7 3.3 3.9 4.9

B821 2500 5.9 7.1 8.5 10.6

B822 2140 13.1 16.0 19.1 23.7

B79+B80+B82

640 7.2 8.8 10.5 13.1

S10 4340 50.5 61.5 73.6 91.2

Tabella 51 – Portate al colmo per il rio Is Coddus. (VAPI, 2010)

Sezione ID

sezione modello

PORTATE

‐ Q50 Q100 Q200 Q500

91.1 5626 6.3 7.8 9.5 12.0

91.2 4126 12.5 15.6 19.0 24.0

96 21.6 27.0 32.9 41.5

95 3426 29.8 37.1 45.3 57.2

94 3126 30.6 38.1 46.5 58.7

85 2226 48.9 60.9 74.2 93.7

Figura 25 – Idrogrammi utilizzati nella verifica idraulica del canale di guardia S. Rosa per ciascuna delle sezioni di controllo


0

5

10

15

20

25

30

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

S1Q50

S1Q100

S1Q200

S1Q500


0

1

2

3

4

5

6

7

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

B591Q50

B591Q100

B591Q200

B591Q500


0

1

2

3

4

5

6

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

B593Q50

B593Q100

B593Q200

B593Q500


0

1

2

3

4

5

6

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

tempo (ore)

port

ata

(mc/

s)

B55Q50

B55Q100

B55Q200

B55Q500


71

Tabella 52 – Portate del canale Liori considerando i bacini allacciati (VAPI, 2010)

Sezione ID

sezione modello

PORTATE

Q50 Q100 Q200 Q500

S11 2922.7 3.1 3.7 4.4 5.5

S12 2713.67 5.8 7.0 8.4 10.4

S13 2303.98 9.7 11.8 14.1 17.4

S14 1793.61 12.6 15.3 18.3 22.7

S15 1096.01 14.5 17.6 21.1 26.1

Riguardo al canale Mangioi, il modello idraulico è stato ricostruito considerando i

dati relativi al rilievo delle sezioni consegnati allo scrivente dall'Amministrazione e

utilizzati per la definizione della base geometrica dei dati. Altri dati geometrici sono

stati individuati sulla base del modello digitale di terreno ad alta risoluzione dal quale

state tratte le quote altimetriche utilizzate per la definizione delle sezioni allagamento

utilizzate nei calcoli.

Figura 26 ‐ Sezioni trasversali tipo del canale Mangioi: a sinistra quella a monte della via Rossini (circa metà percorso) e a destra quella a valle fino alla confluenza con il canale Liori.

Come degli altri modelli che sono stati studiati nell'ambito del presente studio di

compatibilità idraulica, il modello idraulico di simulazione del rio Mason'e Ollastu è

stato costruito con l'ausilio di modello digitale di terreno ad alta risoluzione dal quale

state tratte le quote altimetriche utilizzate per la definizione delle sezioni fluviali e di

allagamento utilizzate nei calcoli. Complessivamente sono state generate circa 250

sezioni con un passo di circa 50 m per complessivi 7500 m di asta fluviale modellata.

Nel modello è stato inoltre studiato il comportamento idraulico del ponte sulla SS195.


72

Tabella 53 ‐ Sintesi dei valori delle portata di colmo per le corrispondenti sezioni del rio Mason'e Ollastu.

Tr (anni) 50 100 200 500

QS1 (m³/s) 94.0 127.0 164.0 219.0

QS2 (m³/s) 77.7 104.3 134.7 180.5

QS3 (m³/s) 70.4 95.2 123.7 166.6

QS4 (m³/s) 58.1 78.9 102.7 138.8

QS5 (m³/s) 24.0 34.0 46.0 64.0

QStot* (m³/s) 95.0 132.0 176.0 238.0

Tabella 54 – Portate del Rio Monte Nieddu (VAPI, 2010)

Sezione ID

sezione modello

PORTATE

‐ Q50 Q100 Q200 Q500

B172 3300 0.9 1.1 1.26 1.6

B190 2300 10.9 13.2 15.9 19.74

1800 21.8 26.5 31.7 39.5

B186 1300 32.9 39.9 47.9 59.3

B186tot 700 76.2 92.7 111 137.5

7.4. CONDIZIONI AL CONTORNO

Riguardo al rio Santa Lucia, per il problema della determinazione delle condizioni al

contorno, nelle elaborazioni sviluppate nell'ambito del presente studio, si assume la

quota idrica della laguna e dello stagno di Capoterra come condizione di valle per la

corrente fluviale.

Riguardo al problema della determinazione del suddetto livello idrico, nello studio

idraulico contenuto nel PSFF si evidenzia, riguardo alle condizioni al contorno adottate,

l'assunzione della quota pari a 1.8 metri sul livello medio del mare. Infatti, com'è

possibile dedurre da quella relazione idraulica, nel considerare la condizioni al

contorno di valle è stata considerata la sovrapposizione degli effetti relativi alla marea

astronomica, alle variazioni del livello del mare per effetto di condizioni di bassa

pressione nel golfo e dal sovralzo dovuto al frangimento delle onde. In quello studio, il

valore relativo all'innalzamento del mare dovuto alla marea astronomica è stato tratto

dal Servizio Mareografico il quale ha registrato per Cagliari un valore di massimo

sovralzo pari a 0.33 m. Tale valore, con riferimento a situazioni definite eccezionali, è

stato incrementato a 0.45 m applicando ad esso un coefficiente di sicurezza. Oltre

all'effetto di marea viene considerato anche l'effetto indotto dalle condizioni di bassa


73

pressione atmosferica nel Golfo di Cagliari, applicando una correzione pari a 0.25 m sul

livello medio del mare, come suggerito da quel Servizio. Sommando i valori di sovralzo

precedentemente ottenuti e dal sovralzo dovuta all'altezza di frangimento delle onde,

si ottiene un valore complessivo di sovralzo pari a 80 cm sul livello medio marino.

Pertanto, riguardo alla determinazione del livello da assumere per le acque della

laguna, all'interno della quale si realizza lo sbocco del rio Santa Lucia, nella relazione

monografica del PSFF si fa riferimento ad un innalzamento del livello dello stagno

stimato in 1 m, valore che (come citato) ha trovato conferma in recenti eventi di piena

in relazione alla limitata capacità di deflusso degli sbocchi a mare.

In sintesi, nello studio PSFF, sommando gli effetti sopra descritti, il valore della

condizioni al contorno di valle per il Santa Lucia è stata assunto pari a 1.80 m sul livello

medio del mare. Tali condizioni al contorno considerano la concomitanza di condizioni

eccezionali sia atmosferiche che marine per il golfo di Cagliari e un evento meteorico

altrettanto eccezionale che determina la piena del rio S. Lucia e della rete idrografica

del suo bacino tributario.

Tali assunzioni, nel presente studio sono valutate come eccessivamente cautelative

per la considerata contemporaneità di eventi che si ritiene possa essere riferita a

situazioni meteomarine con frequenza di accadimento estremamente bassa le quali

farebbero corrispondere alla ammissione di allagamenti fin a cadenza biennale della

carreggiata della SS195, aspetto che non trova riscontro nelle cronache degli ultimi

decenni. Si ritiene in particolare che soltanto uno studio della funzionalità idraulica

della laguna possa fornire le necessarie informazioni utilmente adottabili per

ricostruire l'andamento delle quote idriche in relazione alle ammesse condizioni al

contorno già individuate per il livello del mare nel golfo e da accertare riguardo alla

funzionalità degli accessi al mare. Ma in assenza di ulteriori indagini sulla funzionalità

di scarichi a mare, può essere parimenti cautelativa e più verosimile l'adozione di un

livello idrico in laguna pari a 1 m sul medio mare e il livello idrico nel Golfo pari a 80 cm

sopra il valore medio.

Pertanto, assunta la correttezza della determinazione del valore di sovralzo di

marea e della correzione dovuta alle variazioni di pressione atmosferica (bassa

pressione atmosferica nel Golfo) nella presente relazione si ammette la opportunità, in

condizioni eccezionali, di considerare il livello del mare a quota +0.80 m sopra il valore

medio e nello stesso tempo, si ammette che l'innalzamento del livello idrico all'interno

della laguna in ragione di 1 m in quota assoluta sia congruo ma si ritiene che i valori dei


74

citati sovralzi (nella laguna e nel mare) non possano essere tra di loro meramente

sommati.

Nel presente studio si propone quindi, quale stima maggiormente aderente,

l'ipotesi della permanenza di tali livelli anche in concomitanza delle eccezionali

situazioni cui si fa riferimento, pur in considerazione dei problemi di limitata capacità

di deflusso degli sbocchi tratto dal laguna e il Golfo. Ciò è detto anche in

considerazione del fatto che il livello del mare possa senz'altro ritenersi non

influenzabile dal livello idrico delle acque della laguna mentre, come si è già riferito, le

ipotesi assunte si considerano maggiormente in linea con gli effetti documentabili degli

eventi di piena degli ultimi 100 anni soprattutto per quanto riguarda eventi a

frequenza più elevata (da 2 a 50 anni).

In sintesi, ferma restando l'assunzione del innalzamento del livello in laguna pari a 1

m sul livello medio del mare, per i tempi di ritorno minori si ammette un sovralzo pari

a 0.2‐0.6 m come sintetizzato nella tabella seguente.

Tabella 55 ‐ Quote idriche assunte come condizioni al contorno di valle per il rio S. Lucia per eventi di assegnato tempo di ritorno.

Tr (anni) 50 100 200 500

Zv (m slmm) 0.20 0.60 1.00 1.00

Come condizioni al contorno di monte è stata assunta quella relativa a un profilo

indefinito con pendenza pari alla pendenza del fondo dell'alveo.

Si adottano quali valori di scabrezza (Manning) quelli assunti nel PSFF, in

considerazione del livello di dettaglio dell'indagine svolta sul corso d'acqua e, nel

modello di simulazione, sono stati adottate anche le denominazioni già utilizzate nello

studio PSFF.

Per il rio Acqua Tomasu, si è assunta la condizione di moto uniforme relativa alla

pendenza del tronco di valle, mentre all’estremo di valle è stata considerata la

condizione di piena più gravosa per il rio Santa Lucia, con rigurgito sul tratto finale

immissario e livello idrico alla quota del colmo arginale (spondale) sottratta del franco.

La condizione al contorno di valle, tiene conto del livello idrico in relazione alla

ipotizzata concomitanza dei fenomeni di piena dell’intera rete idrografica, è stata

assunta pari alla quota di massima piena del rio Santa Lucia al netto del franco,

ovverosia detraendo 50 cm dalla quota d'argine dello stesso corso d'acqua in

prossimità dello sbocco. Il considerare l’ipotesi di massima piena per le arginature del


75

rio S. Lucia è considerata come una condizione di massima cautela per gli esiti del

comportamento idraulico dei canali immissari.

Per il canale di guardia S.Rosa si è assunta a valle la quota idrica relativa alla piena

del rio Acqua Tomasu, mentre a monte si è impostato il valore di portata relativo

all’idrogramma assegnato alla sezione J1.

Per il canale Liori, nella simulazione è stata adottata come condizione al contorno di

monte il valore della portata in ingresso ai nodi, mentre per quella di valle è stata

assunta quella relativa alla quota di piena del rio S. Lucia, mentre per il canale Mangioi

è stata assunta come condizione al contorno di valle la quota idrica in corrispondenza

della confluenza con il canale Liori.

Per il Baccu Tinghinu e per il rio de Is Coddus, analogamente per il rio Acqua

Tomasu, si è assunta la quota idrica di argine, detratto un franco di 50cm dal colmo.

L’altezza critica è stata assunta come condizione di monte.

Figura 27 – Attraversamenti sul rio s’Acqua Tomasu: A sinistra lungo la SP n. 2 e a destra in corrispondenza del nuovo tracciato della strada.

Nell'ambito dello studio SRSG, analisi idraulica ha riguardato anche il tronco fluviale

del rio Mason'e Ollastu compreso tra la SS195 e la confluenza con rio San Gerolamo.

Al fine di svolgere le elaborazioni in conformità con quello studio, è stato assunta la

portata al colmo di piena alla sezione di chiusura in corrispondenza della confluenza

del rio San Gerolamo come ivi calcolata nel citato studio. Naturalmente, ciò è stato

fatto unitamente all'assunzione dell'uguaglianza delle condizioni al contorno di valle

per la simulazione di quel tronco fluviale. Per le restanti sezioni di controllo individuate


76

nel bacino, le portate sono state calcolate con il metodo indiretto utilizzando le curve

di possibilità pluviometrica riviste al 2010, come già più volte richiamato.

Pertanto si assumono come condizioni al contorno quelle sintetizzate nella tabella

seguente:

Tabella 56 ‐ Quote idriche assunte come condizioni al contorno di valle per il rio Mason'e Ollastu per eventi di assegnato tempo di ritorno.

Tr (anni) 50 100 200 500

Zv (m slmm) 1.61 1.65 1.95 2.27

Come condizione al contorno di monte, data la pendenza del profilo di fondo, è

stata assunta quella relativa all'altezza critica.

Si adottano quali valori di scabrezza (Manning) in alveo pari a n=0.05, mentre per le

aree golenali e di allagamento, il valore n=0.16.

Per il rio di Monte Nieddu invece, in assenza di sezioni di controllo, si è assunta in

prima ipotesi la condizione critica sia monte che a valle, ritenuta la più aderente alla

asperità di quel tronco fluviale. In tale fase e per tutti i casi considerati è stata

attribuita come condizione di contorno di monte, l'altezza di moto uniforme

corrispondente alla portata di piena, per i vari tempi di ritorno studiati.

Nell’allegato alla relazione sono consegnati i dettagli della geometria delle sezioni

trasversali per le simulazioni, come dedotte dai progetti o dai rilievi. I risultati dei

calcoli sono presentati sia in forma grafica che in forma tabellare, ove sono presenti,

come informazione principale, la quota del pelo libero della corrente idrica per

ciascuna delle sezioni trasversali nel modello, in relazione alle portate corrispondenti ai

vari tempi di ritorno considerati. La quota indicata ha il medesimo riferimento che è

stato adottato durante l'inserimento dei dati e pertanto trattasi in effetti di quote

assolute. Questo dato rappresenta l'informazione che sarà successivamente trasferita

nella cartografia per la determinazione dell'ampiezza planimetrica del pelo libero in

corrispondenza della sezione trasversale.

7.5. STUDIO DI SIMULAZIONE IDRAULICA

Lo studio di simulazione idraulica, quando effettuato in due fasi di elaborazione,

nella prima fase la simulazione è stata effettuata con il codice SWMM (US‐EPA)


77

usualmente utilizzato per l'analisi idraulica dei condotti fognari e dei sistemi di

drenaggio a sezione chiusa, con possibilità di analisi modellistica sia delle sezioni con

tratti a pelo libero che di elementi con correnti idriche in pressione.

Come presentato nella Tabella 57, la procedura è stata applicata per il Canale Santa

Rosa, Liori e Mangioi e, nell'illustrare il dettaglio della procedura utilizzata, si espone il

caso applicato al canale Mangioi.

In tale prima fase è stata assunta come condizione al contorno di monte il valore

della portata in ingresso tributata dai bacini sottesi alle sezioni di controllo come

consegnate nella Tabella 39 e per comodità riportata nella tabella seguente. La

condizione al contorno di valle è rappresentata dalla quota del pelo libero alla sezione

di confluenza con il canale Liori.

Tabella 58 ‐ Sezioni idrologiche, portate considerate e sezioni idrauliche nel modello

Tr (anni) Sezione

Modello

50 100 200 500

QS16 (m³/s) 2045.83 2.7 3.3 4.0 4.9

QS17 (m³/s) 1674.00 10.0 12.2 14.6 18.2

QS18 (m³/s) 1154.12 13.8 16.9 20.2 25.2

QS19 (m³/s) 470.90 17.0 20.7 24.9 30.9

QS20 (m³/s) 108.66 19.8 24.2 29.1 36.1

La procedura adottata, solitamente utilizzata per lo studio della pericolosità

idraulica e delle reti di drenaggio urbano, prevede una prima simulazione

considerando le portate defluenti nel canale fognario in arrivo da monte; nel caso in

cui esse eccedano la massima portata contenibile, resta individuata la portata

esondante in corrispondenza di ciascun nodo intermedio ove si manifesta

l'insufficienza idraulica.

Nella seconda fase, i valori di portata defluente dai nodi della canalizzazione

tombata verso la superficie, sono considerati come portate di calcolo in un secondo

modello idraulico per lo studio delle correnti esondanti, studio affrontato nella

seconda fase, la quale utilizza la geometria e le caratteristiche dei suoli urbani per

stabilire le caratteristiche degli allagamenti.

I dati sull'andamento delle quote planimetriche non considerano i volumi edificati e

i manufatti come ostacoli al libero deflusso della corrente. Sono state invece


78

considerate le alterazioni dei terreni prodotte da scavi, rampe (a cielo aperto) e cavi

sulla superficie del suolo in quanto non è stato possibile entrare nel merito della

morfologia con un tale livello di dettaglio. Tale condizione comunque appare essere a

favore della sicurezza in quanto consente di individuare eventuali accumuli idrici nelle

aree esondate.

Per l'analisi idraulica della seconda fase è stato utilizzato il codice RAS (US‐HEC) .

Come già accennato, nella seconda fase della simulazione sono state assunte le portate

esondanti come valore in ingresso delle portate per il modello idraulico di allagamento

e sono state considerate le sezioni trasversali del terreno come base geometrica per la

simulazione monodimensionale.

Relativamente al solo evento con tempo di ritorno cinquantennale, per effetto della

morfologia della superficie dei suoli, la modellazione è stata effettuata considerando

separatamente due diverse aree dell'abitato che, sulla base delle pendenze dei suoli, si

stima essere interessate dai deflussi superficiali dell'esondazione:

una prima area è quella potenzialmente interessata dai deflussi esondanti

del bacino del Mangioi, lungo le direttrici Ovest‐Est, che si sviluppa da piazza

Concia verso la periferia Est dell'abitato seguendo le linee di maggiore

pendenza (Figura 28);

una seconda area riguarda il compluvio della via Monteverdi e delle aree

prossime al canale fino alla confluenza con il rio Liori (Figura 53).

Le zone considerate, le quali definiscono il dominio del moto unidimensionale sul

quale in via preliminare si stima lo sviluppo della corrente idrica, sono state individuate

mediante un'analisi sui percorsi di massima pendenza (visibili in parte nella Figura 16) al

fine di stabilirne le direzioni di scorrimento determinate dalle quote topografiche delle

sezioni geometriche desunte dal DTM.

Per ognuna di tali aree è stato allestito un modello idraulico, ciascuno dei quali ha

fornito le aree di esondazione, i battenti idrici e le velocità di deflusso calcolati

all'interno della sezione di scorrimento idealmente ripartita in almeno 6 zone, come

mostrato nell'esempio della figura seguente ove la sezione bagnata è ripartita in senso

verticale in relazione alle velocità calcolate.

Riguardo agli altri tempi di ritorno previsti dalle Norme (Tr=100, 200 e 500 anni), lo

studio idraulico ha stabilito le sole aree esondanti.


79

Figura 28 ‐ Modello idraulico per lo studio dell'esondazione delle vie Diaz e Cagliari

Figura 29 ‐ Esempio di output per la determinazione delle velocità di deflusso nella corrente defluente (almeno 6 zone) e relativa legenda.

0 20 40 60 80 10037.0

37.2

37.4

37.6

37.8

Allagamento P lan: Plan 02 13/10/2011

Station (m)

Ele

vatio

n (

m)

Legend

WS PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Levee

Bank Sta

.015


80

8. RISULTATI DELLO STUDIO DI SIMULAZIONE IDRAULICA

Nei paragrafi che seguono sono sintetizzati i risultati delle simulazioni idrauliche

condotte con i metodi già descritti nel capitolo precedente. L'esposizione riguarda gli

aspetti di maggiore risalto che sono stati evidenziati nel corso delle elaborazioni e che

sono recepiti nella analisi successiva analisi di pericolosità contenuta nell'allegato H1.1.

Agli allegati H1.3 si rimanda per il dettaglio numerico delle elaborazioni, corredate di

tabelle sintetiche, sezioni trasversali e profili longitudinali.

8.1. RIO SANTA LUCIA

L'analisi idraulica ha fornito i risultati con le quote idriche nelle sezioni trasversali ai

vari tempi di ritorno considerati e, con riferimento al tronco fluviale che riguarda il

territorio comunale di Capoterra si evidenzia quanto segue.

Le sezioni più a monte dell'alveo fluviale contengono tutte le portate fino al tempo

di ritorno di 500 anni. Alla progressiva 6.100 il franco idraulico si riduce

progressivamente mantenendosi tuttavia superiore al metro per portate con tempo di

ritorno dei 200 anni (quota idrica 7.3 m sul livello del mare contro una quota arginale

di 8.50).

In corrispondenza del ponte presso la C. Panduccio, circa 500 m più a valle, si ha

l'annullamento del Franco per la portata di centenaria mentre a quella relativa ai 500

anni corrisponde una quota idrica che determina una modesta tracimazione sia in

sinistra che in destra idraulica. Procedendo verso valle la Q200 è contenuta all'interno

della sezione fluviale anche se con un franco di circa 40 cm; la portata Q500 risulta

tracimante per la parte sinistra ma non per la destra ove presenta franco pressochè

annullato.

Nel successivo tratto a valle si hanno ancora insufficienze in sponda destra per

quanto riguarda le portata Q200 mentre la portata centenaria defluisce a franco

annullato. In località Pixinas, la condizione di deflusso è parzialmente ripristinata in

quanto la portata Q200 defluisce a franco annullato con modesta esondazioni in sponda

sinistra. In località La Maddalena si hanno esondazioni in sponda sinistra fin per le

portate cinquantennali mentre la portata Q200 transita a franco annullato per quanto

riguarda la sponda destra. In corrispondenza dell'allargamento del rio e


81

l'allontanamento delle banche arginali, si ha l'ulteriore abbassamento delle velocità e

la quota idrica relativa alla portata Q100 raggiunge quasi la condizione imposta a valle

(1.03 m slmm) mentre per la Q50 si ottiene un livello idrico a quota 0.73.

In relazione alle suddette insufficienze riscontrate sono proposte le aree esondate

come riportate gli allegati planimetrici.

Figura 30‐ Planimetria degli allagamenti nel basso corso del rio S. Lucia

8.2. RIO S’ACQUA TOMASU

Il calcolo dei profili è stato effettuato considerando essenzialmente le sezioni

geometriche di rilievo, per lo straordinario dettaglio che i dati numerici offrivano, tanto

che le sezioni di interpolazione sono state praticamente trascurate se non utilizzate

per esigenze di convergenza numerica. Complessivamente tali sezioni si sono

dimostrate sufficienti per una buona precisione del calcolo e con le caratteristiche

della simulazione.

Le simulazioni presentano situazioni riferibili ad una corrente di regime lento, come

confermato dal valore del numero di Froude. Le velocità medie, calcolate sia in alveo

che nell’area di allagamento sono comprese tra 0.2 e 6 m/s circa con le punte più

elevate in corrispondenza dei salti di fondo. Tali valori sono da considerarsi localmente

elevati e comportano azioni erosive soprattutto nella parte alta del bacino, come

testimoniato dalla presenza di solchi ben incisi visibili nelle aree prossime al parco della

“Comunità Montana”, ove, in corrispondenza di uno slargo delle sezioni, si manifesta

una intensa deposizione. Per i dettagli sui fenomeni di erosione‐deposizione presenti


82

nel bacino si rimanda alla parte geologica allegata. Nella Figura 31 è consegnato il

diagramma delle velocità.

La presenza di due attraversamenti costituiti da canalizzazioni entro rilevati, ha

evidenziato criticità potenziali in relazione alla presenza di battenti idrici consistenti a

monte degli stessi.

Nelle Figura 32 sono riportati i profili di corrente relativi alla sezione progress. 840

(tronco intermedio) in corrispondenza dell’attraversamento sulla strada provinciale n.2

relativamente alla portata con tempo di ritorno di 50 e 500 anni. La Figura 33 invece

riporta la situazione in corrispondenza della sezione 380 (tronco di valle). Come si

osserva, in entrambi i casi i manufatti anche in corrispondenza della portata al tempo

di ritorno maggiore presenta luci con franchi assai ampi.

Figura 31 – Profilo di velocità del rio Acqua Tomasu

Figura 32 ‐ Profili di corrente sul tubolare lungo la SP2.

Per l’attraversamento di Figura 33 si osserva che, complanare al fondo all’alveo, vi

è la sede stradale della antica strada comunale per Uta; pertanto è sufficiente un

0 500 1000 1500 2000 2500 30000

1

2

3

4

5

6

AcquaTomasu

Main Channel Distance (m)

Ve

l Ch

nl (

m/s

)

Legend

Vel Chnl Tr500

Vel Chnl Tr50

AcquaTomasu alveo basso AcquaTomasu alveo intermedio AcquaTomasu alveo alto

820 830 840 850 860

60

62

64

66


Ele

vatio

n (

m)

Legend

WS Tr500

WS Tr50

Ground

LOB

ROB

AcquaTomasu alveo intermedio

0 10 20 30 40 5061.5

62.0

62.5

63.0

63.5

64.0

64.5

65.0

River = AcquaTomasu Reach = alveo intermedio RS = 1950 Culv

Station (m)

Ele

vatio

n (

m)

Legend

WS Tr500

WS Tr50

Ground

Ineff

Bank Sta

.15 .09 .15


83

lieve alluvionamento della piazza di deposito esistente a monte per determinare

l’allagamento della carreggiata.

Figura 33 – Profili di corrente sul tubolare lungo il nuovo tracciato della strada provinciale di circonvallazione.

8.3. CANALE DI GUARDIA S. ROSA

La simulazione del canale di guardia è stata effettuata mediante il software SWMM

considerando gli idrogrammi di portata come calcolati nella relazione idrologica

(unsteady mode). La propagazione dell’onda di piena è stata simulata con l’algoritmo

dell’onda dinamica considerando i termini inerziali e la possibilità di cambio di regime

di corrente sulla base del numero di Froude. Il passo temporale di integrazione delle

equazioni del moto è stato di 0.5 s.

Il risultato delle elaborazioni è sintetizzato nelle figure seguenti che riportano la

planimetria del canale con evidenziati i nodi esondanti (in blu) ai vari tempi di ritorno

considerati. Il profilo longitudinale riporta gli stessi nodi con una evidenziazione di

color rosso ove sono riportate le quote e le velocità della corrente.

Complessivamente il volume esondato ai nodi indicati nelle figure seguenti e per un

evento con tempo di ritorno assegnato è abbastanza contenuto per le frequenze più

elevate. In particolare il volume complessivo esondato è stato computato in:

1460 mc in corrispondenza dei nodi J1736, J1534, J1509 per un evento

con tempo di ritorno 50 anni,

16100 mc in corrispondenza dei nodi J1514 e J1555 per un evento con

tempo di ritorno 100 anni,

20750 mc in corrispondenza dei nodi J1574, J1736 e J1860 per un evento


39800 mc in corrispondenza dei nodi J1564, J1736 e J1830 per un evento


300 320 340 360 380 400 420 440

18

20

22

24


Ele

vati

on (

m)

Legend

WS Tr50

WS Tr500

Ground

LOB

ROB

AcquaTomasu alveo basso

0 20 40 60 80 10018

20

22

24

26

28

River = AcquaTomasu Reach = alveo basso RS = 373 Culv

Station (m)E

leva

tion

(m

)

Legend

WS Tr500

WS Tr50

Ground

Ineff

Bank Sta

.15 .09 .15


84

valori che sono da mettere in relazione alla posizione della criticità nel contesto urbano

rispetto al quale il canale di guardia assume una importanza evidente dal punto di vista

della sicurezza.

Nelle figure seguenti viene fornita la documentazione analitica relativa allo studio

idraulico del canale. L’ampiezza delle aree allagate, in relazione alle insufficienze

descritte, sono determinate dal vettore di pendenza del terreno e dagli ostacoli di

origine naturale che la corrente incontra. Nella Tavola H3.4 e nella Figura 45 è

consegnato lo sviluppo delle aree allagabili.

Figura 34 – Canale di Guardia: Planimetria delle criticità per un evento con tempo di ritorno di 50 anni


85

Figura 35 – Canale di Guardia: Profilo di corrente con criticità per un evento con tempo di ritorno di 50 anni


86

Figura 36 – Canale di Guardia: Idrogramma delle portate in ingresso (grafico superiore) e idrogramma delle portate tracimate (grafico inferiore) alle sezioni esondanti per un evento con tempo di ritorno di 50 anni

Figura 37 ‐ Canale di Guardia: Planimetria delle criticità per un evento con tempo di ritorno di 100 anni

Figura 38 – Canale di Guardia: Idrogrammi delle portate in ingresso (grafico superiore) e delle portate tracimate (grafico inferiore) alle sezioni esondanti per un evento con tempo di ritorno di 100 anni


87


Figura 40 Canale di Guardia: Planimetria delle criticità per un evento con tempo di ritorno di 200 anni


88


Figura 42 ‐ Canale di Guardia: Idrogramma delle portate in ingresso (grafico superiore) e idrogramma delle portate tracimate (grafico inferiore) alle sezioni esondanti per un evento con tempo di ritorno di 200

anni


89

Figura 43 ‐ Canale di Guardia: Planimetria delle criticità per un evento con tempo di ritorno di 500 anni

Figura 44 – Canale di Guardia: Idrogramma delle portate in ingresso (grafico superiore) e idrogramma delle portate tracimate (grafico inferiore) alle sezioni esondanti per un evento con tempo di ritorno di 500 anni


90

Figura 45 – Aree allagabili conseguenti alle criticità riscontrate nel canale di Guardia S. Rosa ai tempi di ritorno del PAI

Una parte delle portate esondate permangono nello stesso bacino del canale di S.

Rosa, le quali si reimmettono nel compluvio successivamente dopo una certa

lunghezza percorsa nella divagazione; la restante parte interessa il bacino del canale

Liori relativamente ai deflussi tracimati dalla sponda destra in concomitanza di un

evento duecentennale e cinquecentennale (VAPI, 2010). Di tale apporto si è tenuto

conto nel computo delle portate defluenti nel suddetto canale interno.

8.4. CANALI INTERNI: CANALE LIORI

Come sopra riferito, il rio Liori è interessato dalle portate esondanti del canale di

guardia il quale, per eventi con tempi di ritorno di 200 e 500 anni, non riesce a

contenere gli incrementi di apporto derivante dai bacini interni al quartiere S. Rosa e


91

dal bacino confinante. Le portate tracimate defluiscono in corrispondenza della varice

alta del canale Liori.

La simulazione del canale Liori è stata effettuata in due fasi.

In una prima fase, è stata effettuata la simulazione con il metodo dell’onda

dinamica (modello SWMM) considerando le portate derivanti dagli apporti dei

rispettivi bacini urbani allacciati e sottesi dalle sezioni S11‐S15, in tal modo

determinando le portate esondanti ai corrispondenti nodi critici.

Tabella 59 – Portate esondanti tracimate ai corrispondenti nodi critici del canale Liori per eventi di 50 e 200 anni. Al segno (1) si legge la portata derivante dal canale S. Rosa

SEZIONE Qe50 (m³/s)

SEZIONE Qe200 (m³/s)

1973 2.2 2800 1.5(1)

1450 0.3 2106 2.4

1096 1.9 1973 2.4

1080 0.9 1731 0.5

1047 2.2 1486 0.2

756 4.0 1450 0.9

690 7.3 1096 1.3

477 3.0 1047 2.0

444 2.9 756 0.4

Con i valori di portata così determinati, la simulazione ha evidenziato insufficienze

diffuse fin dagli eventi con tempo di ritorno cinquantennale, in corrispondenza della

piazza Sardegna, Via Isonzo, via Trieste, mentre tutta la porzione valliva del canale

(oltre il tracciato della nuova strada provinciale) risulta interessato da criticità lungo

pressoché l’intera tratta. Nella Tabella 59 sono presentate i valori delle portate

esondate per eventi con tempo di ritorno di 50 e 200 anni.

Nella seconda fase, è stata effettuata la simulazione con HecRAS considerando ‐ nel

tratto urbano ‐ la geometria del terreno circostante il canale tombato. Le portate

esondanti determinate con la simulazione della fase precedente sono state

considerate come defluenti all’esterno delle sezioni idrauliche. In tale fase si ipotizza

quindi che le portate provenienti dal canale Santa Rosa non possano accedere alla

sezione tombata del canale Liori e divaghino nell’area urbana. Tali portate vanno a

sommarsi a quelle esondanti provenienti dal bacino del canale Liori, come indicato

nella tabella precedente. Pertanto, ai valori delle portate esondanti ottenute con fase

precedente, sono stati sommati i valori di picco dell’idrogramma della Figura 42

(Tr=200 annni) e della Figura 44 (Tr=500 anni) relativamente alla sezione CJ1830 del


92

canale di guardia (rispettivamente 1.5 e 8.6 m³/s). Nella Tabella 59, alla nota (1) si legge

la portata di esondazione derivante dal canale S. Rosa

Figura 46 – Modello HecRAS del canale Liori (seconda fase)

Figura 47 – Aree esondate del Canale Liori nel centro di Capoterra


93

Nella simulazione della seconda fase, le velocità della corrente idrica sono ovunque

comprese tra 0.5 e 3 m/s per le portate con Tr=50 anni con punte di 4 m/s per quelle

cinquecentennali.

Figura 48 – Velocità della corrente idrica esondante del Canale Liori per Tr=50 e Tr=200 anni.

8.5. CANALE MANGIOI

8.5.1 Analisi Idraulica

Lo studio della propagazione del fenomeno di allagamento effettuata con un

modello idraulico monodimensionale (HecRAS) in area urbana o in aree prive di alveo

inciso, presenta notevoli incertezze per la diversità delle caratteristiche della corrente

esondante rispetto alla modellizzazione, la quale dovrebbe tenere conto delle

numerosissime situazioni di non linearità che presenta la corrente idrica (cambi di

direzione improvvisa, presenza di capacità di accumulo laterale, ripartizione dei flussi

in più direzioni etc.). Un altro aspetto da valutarsi è l'incertezza nella verifica della

congruenza dei volumi idrici di pioggia efficace rispetto alla porzione esondante. I

risultati delle elaborazioni che seguono possono fornire tuttavia una indicazione delle

aree interessate dalla esondazione, restando sempre da valutarsi la congruenza dei

risultati rispetto alla fisicità delle situazioni locali.

Nella prima fase di elaborazione, per tutti i tempi di ritorno considerati, il modello

ha evidenziato alcune insufficienze individuate in particolari tratti del tracciato medio‐

alto (Figura 49) la cui criticità è peraltro ben nota, ricadenti nel sottobacino A2 tra

quelli precedentemente individuati, in corrispondenza delle sezioni di modello 1605 e

1471.

Una ulteriore insufficienza si può evidenziare nel tratto successivo tra le sezioni 706

e 583.80, a causa del forte contributo gravante in termini di portate in arrivo da monte

sul tratto di canale. Si evidenzia in particolare che, fin per le portate cinquantennali,

0 1000 2000 3000 4000 50000

1

2

3

4

5

Distanze (m)

Ve

l Ch

nl (

m/s

)

Legend

Vel Chnl Qesond50

Vel Chnl Qesond200

RioLiori alto


94

dalla sezione S18, il canale appare al colmo della propria capacità di deflusso ed è

indisponibile ad accogliere le portate che ad esso pervengono dal bacino allacciato e

permane in tale condizione lungo il tratto che interseca la via Cagliari, per accedere al

bacino A3b come precedentemente indicato. Circa il 50% del deflusso (in termini di

portata) esonda nell'area urbana a monte della sezione S18.

La simulazione in regime permanente delle portate, che considera l'afflusso

costante ed indefinito ai bacini contribuenti, fornisce i risultati consegnati nella Tabella

60 che segue ove sono riportate le portate esondanti dal Mangioi in condizioni

stazionarie alle sezioni progressive indicate.

Tabella 60 ‐ Prospetto delle portate esondanti (m³/s) in condizioni di portata stazionaria, dal condotto del canale Mangioi (le progressive in prima colonna indicano le sezioni riferite al modello della prima fase)

Progr Tr50 Tr100 Tr200 Tr500

1605 3.5 3.9 4.2 4.6

1471 0.8 0.8 0.8 0.8

706 2.7 2.8 3.1 3.1

695 2.3 2.7 3.5 3.6

679 0.2 0.3 0.5 0.6

673 0.3 0.3 0.3 0.3

598 1.3 0 0 1.5

410 2.7 3.5 4.0 4.3

392 0.3 0 0 0.2

353 0.4 0.4 0.4 0.4

108 2.2 2.9 3.7 4.2


95

Figura 49 ‐ Mangioi. Planimetria del modello della prima fase di elaborazione. I simboli indicano i nodi ove si manifesta insufficienza del condotto in relazione alla sua geometria e alle portate considerate (la figura si riferisce alle portate con tempo di ritorno cinquantennale).

8.5.2 Modello di propagazione nella zona tra la via Diaz e la via Cagliari

Come sopra accennato, relativamente all'evento con tempo di ritorno

cinquantennale, nella zona tra la via Diaz e la via Cagliari, a causa delle insufficienze

evidenziate a monte della sezione S18, le direzioni di propagazione delle portate

esondate sono influenzate dalle pendenze e dalle resistenze oferte dalle aree di

scorrimento.

A causa dell'esistenza di alcune moderate incisioni nella morfologia superficiale, per

le quali le pendenze determinano l'allontanamento di parte della corrente esondante

dalle aree interessate dal tracciato del canale verso la via Cagliari, la corrente subisce

una biforcazione. Infatti mentre nel suo tracciato il canale segue la via Diaz (ove ‐nella

prima fase‐ sono stati individuati alcuni nodi esondanti), tra le vie Rossini e Pellico la

corrente si divide in due tronchi: un primo tronco tende ad assumere la direzione Est‐

Nord‐Est propendendo verso la via Cagliari, mentre la restante parte si mantiene sulla

via Diaz sia per effetto delle minori scabrezze che per l'essere alimentata dalle

insufficienze del canale come individuate nella prima fase (Figura 50).

Successivi approfondimenti e sopralluoghi hanno confermato l'esistenza di tronchi

di canalizzazione minori che si sviluppano nel tessuto urbano e fungono da drenaggio

di alcune sottozone.


96

Figura 50 ‐ Biforcazione delle corrente idrica esondante in un tratto lungo il tracciato del canale Mangioi (in rosso)

Poiché non è possibile effettuare una ragionevole stima su quale sia la proporzione

tra i valori di portata delle due correnti individuate e poiché non appare conveniente

inserire nel modello quegli elementi di soglia che la presenza di tale ripartizione

lascerebbe prospettare (sia in quanto difficilmente tarabili solamente sulla base dei

dati topografici sia poiché nell'area di biforcazione è approssimativo considerare la

corrente monodimensionale).

Per questi motivi è stata assunta l'ipotesi più cautelativa che vede l'esame delle

ipotesi massime: ovvero saranno presi in considerazione sia lo scenario che vede tutta

la portata assumere la direzione 1, che quello nella quale la medesima portata assume

la direzione 2: le aree esondate ottenute nei due casi saranno quindi sovrapposte.

Lo studio di simulazione ha determinato le aree di esondazione, i battenti idrici e le

velocità di deflusso per il tratto di via Diaz e via Cagliari, come indicato nelle figure

seguenti nel caso dell'evento cinquantenario. Si osservi che nel tratto di via Diaz

(indicato dalla freccia nella Figura 51), si manifestano velocità relativamente maggiori

che in quello della via Cagliari, mentre i battenti idrici sono quasi sempre contenuti. Le

velocità della corrente raggiungono localmente valori di 2‐2.5 m/s e i battenti idrici

massimi sono generalmente contenuti a 0.3 m con punte locali di 0.7‐0.8 m.

1

2


97

Nella relazione di compatibilità idraulica (Allegato H1.1), trattando della

pericolosità, entrambi i fattori saranno analizzati localmente al fine di applicare un

criterio di valutazione che consideri non solo la frequenza di esondazione ma anche gli

aspetti dinamici della corrente quali fattori determinanti del livello di pericolo.

Figura 51 ‐ Velocità di deflusso nella propagazione della corrente (risultati per evento con Tr=50 anni)

Figura 52 ‐ Profondità della corrente (risultati per un evento con Tr=50 anni)


98

8.5.3 Modello di propagazione della zona della via Machiavelli

Con modalità del tutto analoghe sono state individuate le caratteristiche della

corrente esondante nel compluvio della via Monteverdi. Il canale Mangioi,

attraversando la via Cagliari, di fatto realizza un allacciamento dei due bacini ma solo a

livello di rete fognante non come bacino superficiale.

La modellazione ha tenuto conto delle condizioni di riempimento del condotto e, in

particolare, a causa dello stato di progressiva saturazione della capacità di smaltimento

fin dalla sezione S18, si è preso atto del fatto che esso non è in grado di accogliere i

modesti contributi del bacino della via Machiavelli i quali, di conseguenza, si ipotizzano

scorrere in superficie come volume esondante.

In sintesi, i valori di portata relativi ai bacini scolanti nel versante della via

Machiavelli, come riportati in Tabella 40, sono stati considerati nel modello idraulico di

allagamento di tale zona.

Come nel caso di via Cagliari, nello studio sono state determinate non solo le aree di

allagamento ma anche le velocità di scorrimento e le profondità della corrente idrica.

Nella relazione di pericolosità idraulica (allegato H1.1) e negli allegati planimetrici

sono presentate le perimetrazioni previste nelle NdA.

Figura 53 ‐ Stralcio planimetrico del modello, nella parte bassa del tracciato del Mangioi. Le denominazioni delle sezioni non coincidono con quelle del modello della prima fase dell'analisi.


99

Figura 54 ‐ Velocità della corrente esondata (Tr=50 anni)

Figura 55 ‐ Profondità della corrente (Tr=50 anni)

8.6. BACCU TINGHINU

La simulazione del rio Baccu Tinghinu è stata eseguita mediante il software RAS con

un idrogramma costante (steady mode) in due modelli separati, per tutti i tempi di

ritorno del PAI; a monte del cimitero, il modello rappresenta il canale dalla valle del rio

Baccu Tinghinu all’esterno dell’abitato fino allo scatolare di attraversamento di fronte

al cimitero di Capoterra. Il secondo modello, valle del cimitero, rappresenta il canale

fino allo sbocco sul rio S. Lucia.

Le esondazioni del canale in relazione ai ben noti problemi di contenimento delle

portate relativamente alla parte alta, sono evidenziate nelle figure seguenti.


100

Figura 56 ‐Modello del Baccu Tinghinu a monte del cimitero

Figura 57 – Esondazioni a monte della scuola di Corti Piscedda

In particolare la simulazione ha studiato il comportamento idraulico del canale in

corrispondenza del piazzale prospiciente il cimitero, per il quale è stato predisposto un

modello integrativo. In corrispondenza del suddetto piazzale, da un lato si riversano i

deflussi che non sono stati accolti nella parte alta del canale da parte dell’opera di

imbocco (ampiamente sottodimensionata). A tali deflussi si aggiungono le portate

esondanti lungo il tratto che costeggia il suddetto piazzale. La modellazione pertanto

ha considerato l’effetto soglia relativa alla sponda sinistra del canale da monte fino alla

curva di fronte al cimitero per simulare la perdita di portata e la sua eventuale

diversione verso il compluvio parallelo alla via Serafini.


101

Figura 58 – Modello per la ripartizione dei deflussi di esondazione nel piazzale del cimitero (base ortofoto 2008)

Figura 59 – Esondazione in corrispondenza del piazzale del cimitero (base ortofoto 2009)

Per effetto delle pendenze del terreno, la porzione esondante si distribuisce sul

piazzale mentre le velocità sono sempre basse e i battenti idrici contenuti. Una limitata

porzione degli sfiori laterali del canale occupano la via Cimitero e riprendono il

versante della conoide del Baccu Tinghinu prima di disperdersi.


102

Figura 60 ‐ Modello del Baccu Tinghinu a valle del cimitero

Nella parte bassa del canale, sviluppandosi lungo un compluvio naturale, gli

allagamenti sono limitati alla zona ripariale e tendono ad occupare le aree relative ai

rami morti della rete idrografica rimaneggiata durante la fase di costruzione. Nelle

figure seguenti è consegnato l’andamento delle esondazioni anche nella parte

terminale. Si osservi che l’esondazione tende ad interessare un gruppo di costruzioni in

sinistra idraulica mentre, in corrispondenza del ponte sulla strada provinciale, ampi

allagamenti interessano marginalmente abitazioni e strutture.

Figura 61‐ Esondazioni del Baccu Tinghinu. Al centro si osservi il ponte di attraversamento della Via Matteotti


103

Figura 62 – Esondazioni del Baccu Tinghinu nella zona della foce

Figura 63 ‐ Profilo delle velocità lungo il canale

Le velocità al centro dell’alveo (porzione cui compete il maggiore trasporto

volumico) sono mediamente attestate sui 4 m/s, mentre sul piazzale del cimitero si

hanno velocità < 1 m/s.

8.7. RIO MASON'E OLLASTU

Il tratto montano del Mason'e Ollastu scorre incassato fino alla corrispondenza della

sezione 2340 a circa 40 m sul livello del mare. La presenza di uno sbarramento in

corrispondenza della sezione 2640 è stata trascurata per non considerare la pur

modesta capacità di accumulo sia per l'ampia breccia causata nel paramento dopo

0 1000 2000 3000 4000 50000

2

4

6

8


Ve

l Ch

nl (

m/s

)

Legend

Vel Chnl Tr50

Vel Chnl Tr500

BaccuTinghinu CanalePrincipale


104

l'evento del 22 ottobre 2008. Per ulteriori circa 500 m a valle le quote di sponda

contengono le portate per tutti i tempi di ritorno.

A valle, dalla sezione 1830, in uno slargo in destra idraulica dove è presente un

tronco abbandonato del corso d'acqua si hanno modesti allagamenti con riattivazione

del vecchio alveo. In tale tratto le sezioni si fanno meno incise mentre la zona golenale

è presente soprattutto nella sponda destra ed ha larghezza considerevole, pari a circa

150 m. Tale area golenale si riattiva solo per le portate con tempi di ritorno maggiori di

cinquant'anni.

Superata la sezione progressiva 540, l'alveo scorre fra terrazzi con un alveo

modestamente inciso; in tale tratto l'allagamento delle golene è totale ed ha una

larghezza di circa 250 m. Tale allagamenti sono dovuti principalmente all'entità delle

portate che sono considerate in relazione alle forme incise nell'alveo. La presenza della

strada di accesso alla lottizzazione, realizzata sul colmo della sponda destra, non viene

tuttavia interessata dagli allagamenti.

Figura 64 ‐ Pericolosità idraulica individuata lungo il Mason'e Ollastu in località Baccalamanza

A partire dalla sezione 300 verso valle, l'alveo scorre nel tratto sistemato prima

dell'alluvione del 2008. In tale tratto si hanno allagamenti in sponda sinistra la cui

ampiezza cresce fino al ponte sulla SS195, interessandone anche un modesto

compluvio che scorre ad essa parallelo. In corrispondenza dell'attraversamento della

SS195 la corrente, relativamente a tutti i profili analizzati, sovrapassa l'impalcato con

allagamenti in destra e in sinistra, come documentati dalle sezioni presentate.


105

Tale allagamenti proseguono a valle della struttura in un'area che risulta interessata

anche dalla divagazione delle acque provenienti dal bacino dal rio San Gerolamo.

8.8. RIO MONTE NIEDDU

Anche in questo caso, il calcolo dei profili è stato effettuato considerando

essenzialmente le sezioni geometriche di rilievo limitando l’utilizzo dell’interpolazione

a esigenze di convergenza numerica. Per le simulazioni sono stati considerate le sezioni

trasversali in ragione di 1 ogni 100 m per una lunghezza di tronco studiato di circa 3.3

km. La morfologia dell’alveo è tipicamente incisa in valli ben segnate e in alcuni casi

profonde, che hanno limitato l’estensione della superficie libera, come osservabile

nelle planimetrie allegate.

Le velocità ottenute sono comprese tra 1 e 4 m/s e la corrente idrica possiede

regime veloce praticamente lungo tutta l’estensione del profilo calcolato ad esclusione

degli allargamenti delle valli e in corrispondenza delle immissioni dei contributi di

portata da parte dei bacini laterali. La Figura 65 riporta il profilo delle velocità

longitudinali. Nell’allegato sono consegnati i prospetti analitici delle elaborazioni.

Figura 65 ‐ Profilo delle velocità medie nelle sezioni trasversali per i tempi di ritorno indicati.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

1

2

3

4

5


Ve

l Ch

nl (

m/s

)

Legend

Vel Chnl T500

Vel Chnl T50

RioMonteNieddu Asta0


106

9. CONCLUSIONI

Il territorio del comune di Capoterra è stato suddiviso in bacini idrografici. Alcuni di

essi ricadono interamente nel territorio amministrato mentre altri, assai estesi,

interessano anche aree esterne al perimetro comunale.

Dei bacini individuati nel territorio, quello del rio S. Gerolamo è stati oggetto di un

recente studio di approfondimento da parte della Regione Sardegna, in relazione ai

fatti alluvionali del 2008. Tale studio ha prodotto anche un aggiornamento degli studi

idrologici della zona, concretizzatisi sia nella proposta di curve di possibilità

pluviometriche aggiornate, sia nella determinazione delle fasce di pericolosità idraulica

lungo i due corsi d’acqua naturali.

Per quanto riguarda le curve di possibilità pluviometrica, nello studio idrologico

sono state adottate quelle relative alla elaborazione regionalizzata del primo ordine,

così come anche adottate per il dimensionamento delle opere di salvaguardia previste

per quel bacino. Pertanto, il presente studio ha considerato come acquisite le

conoscenze riguardanti la pericolosità idraulica del rio S. Gerolamo come riportate

nello studio PSFF. Per i dettagli sulle elaborazioni riguardanti le medesime si rimanda

agli elaborati di quello studio.

Lo studio idrologico e di simulazione idraulica hanno analizzato tutti restanti corsi

d’acqua principali alimentati da bacini idrografici esterni all’abitato di Capoterra e in

particolare:

Il rio S. Lucia;

il rio s’Acqua Tomasu;

Il canale di guardia S. Rosa;

i canali interni all'abitato (Liori e Mangioi);

Il canale circondariale Baccu Tinghinu;

Rio Is Coddus;

il rio Mason'e Ollastu

Rio di Monte Nieddu (affluente).

La conoscenza di studi e di elementi informativi sulla pericolosità idraulica dei

tronchi idrici presenti nel territorio insieme alla possibile loro interferenza con

elementi a rischio contenuti nei rispettivi bacini idrografici, sono stati fattori

fondamentali per considerarli oggetto di studio. Viceversa, in assenza di elementi


107

vulnerabili è stato scelto di studiare rappresentativamente l’asta principale dei bacini

montani più remoti (per quello di Monte Nieddu: il “Canale de su Scanduiu”).

Lo studio idrologico ha calcolato i deflussi di piena corrispondenti ai tempi di ritorno

di 50, 100, 200 e 500 anni e le portate al colmo adottate nella simulazione sono state

determinate mediante le metodologie e le formulazioni contenute nelle linee guida del

PAI vigenti al momento della redazione da parte dello scrivente, proponendo –nella

parte idrologica del presente studio‐ anche i valori di colmo di piena relativamente alle

precipitazioni di intensità statisticamente determinata mediante le curve

regionalizzate a parametri aggiornati di cui allo studio sul Rio San Gerolamo del 2010.

Lo studio ha evidenziato come le portate in questione rispetto a quelle calcolate con i

parametri del metodo VAPI del 2000 possano potenzialmente avere incrementi medi

del 300%. Le simulazioni idrauliche sono state effettuate sulla base delle

caratteristiche geometriche delle sezioni di deflusso considerando le modificazioni e

degli interventi di miglioramento funzionale presenti (soprattutto per la delimitazione

dei bacini) analizzando il comportamento idraulico della corrente e rilevando eventuali

condizioni di criticità.

In particolare, è stato evidenziato quanto segue:

le esondazioni del rio s’acqua Tomasu interessano la strada comunale in

corrispondenza del ponte lungo la nuova strada provinciale ove la viabilità e

l’alveo del rio condividono la quota di superficie;

il canale di guardia non ha presentato criticità in corrispondenza del

raccordo nel canale dello stadio ma in più punti lungo il percorso. Nella

parte iniziale i deflussi esondanti interessano il canale Liori e vengono

raccolti da quel bacino con criticità diffuse lungo il percorso;

il canale interno Mangioi non è interessato dai deflussi esondanti del canale

di guardia e pertanto rimane a servizio del collettamento delle acque

interne al centro abitato;

il canale Baccu Tinghinu presenta criticità (peraltro già note) in

corrispondenza della parte alta (allo sbocco della valle emissaria), vicino al

cimitero e lungo il percorso fino all’intersezione con la strada provinciale;

una vasta area di pericolosità è stata individuata –sempre nel compluvio del

Baccu Tinghinu‐ nell’alveo storico del corso d’acqua che costeggia l’area

cimiteriale e, oltre la strada provinciale, fino al rio S. Lucia.

l’affluente studiato del rio Monte Nieddu scorre in area priva di

insediamenti ma interessa la viabilità rurale presente nella valle del corso

d’acqua.


108

Le criticità evidenziatisi nello studio di simulazione idraulica sono state

documentate nella proposta di perimetrazione presentata (allegata tavola H3.3‐4‐5).

Documents

COMUNE DI CAPOTERRA · Ing. S. Liberatore ‐ Relazione dello studio Idrologico e Idraulico 7 esclusivamente nel perimetro urbano. In particolare si possono individuare i seguenti