Cassa di espansione sul t. Baganza

Project Description

Il progetto, svolto per AIPo e con la collaborazione tecnico scientifica del DICATeA dell’Università di Parma, riguarda la realizzazione della Cassa di Espansione sul Torrente Baganza, divenuta quanto mai prioritaria a seguito dell’evento alluvionale dell’ottobre del 2014.

Nello specifico, sono stati acquisiti i risultati delle analisi idrologiche ed idrauliche, nonché di natura geologica, idrogeologica e geotecnica, effettuate negli studi ed approfondimenti a cura dell’Università di Parma, con particolare riferimento alla sollecitazione idrologica da utilizzare in ingresso alla cassa, ed al valore di portata compatibile in alveo a valle della cassa di espansione sia nell’attraversamento della città di Parma che dell’abitato di Colorno. Quest’ultimo obiettivo costituisce il principale nuovo “target” progettuale rispetto ai presupposti alla base del precedente progetto preliminare del 2004 redatto per conto del Servizio Tecnico di Bacino della Regione Emilia Romagna e ne determina, sulla base degli approfondimenti idrologici ed idraulici nel frattempo svolti, le seguenti modifiche:

– adozione di uno schema di cassa di laminazione ad unico comparto (in linea) con manovra degli organi mobili in corso d’evento;

– una riduzione (14%) della portata massima di progetto in uscita dalla cassa del Baganza da 500 a 430 mc/s al verificarsi dell’evento di piena duecentennale;

– una significativa riduzione (36%) della portata massima di progetto in uscita dalla cassa del Baganza da 470 a 300 mc/s al verificarsi dell’evento di piena centennale;

– un corrispondente incremento (38%) del volume di laminazione di 1.3 milioni di mc (da 3.4 a 4.7 milioni di mc);

– un significativo incremento dei volumi di scavo necessari da 1.02 a 3.2 milioni di mc.

La soluzione progettuale selezionata è costituita, come detto, da un unico invaso “in linea” sul t. Baganza. Sulla base del volume complessivo necessario per la laminazione, è stata definita la geometria dell’invaso che consente di ricavare tale volume, rispettando sostanzialmente i vincoli territoriali e cercando altresì di limitare l’altezza delle arginature e del manufatto di regolazione rispetto al piano campagna.

Per ottenere questi obiettivi parte del volume è stato ottenuto mediante scavo, riducendo la pendenza dell’alveo all’interno della cassa allo 0.2% e prevendendo un abbassamento significativo sia dell’alveo sia del fondo della cassa rispetto alla condizione attuale. Il collegamento fra l’invaso di laminazione e l’alveo del torrente a monte è ottenuto mediante la realizzazione di una serie di briglie. L’abbassamento dell’alveo in corrispondenza delle briglie consentirebbe anche il transito della prosecuzione della strada Pedemontana, in modesta elevazione rispetto al piano campagna circostante, riducendone i costi e l’impatto paesaggistico ed ambientale.

Sulla base dei vincoli presenti e della capacità richiesta alla cassa di espansione è stato ubicato il manufatto di regolazione, nonché definita l’estensione planimetrica della cassa. Il tracciato planimetrico dell’arginatura presenta alcuni vincoli dovuti, in sponda destra, alla presenza della S.P. 56 e di una abitazione e a monte per la presenza dell’attraversamento di un metanodotto.

Lo sviluppo trasversale del manufatto regolatore dipende dal funzionamento idraulico dello scaricatore di superficie (il quale ha l’obiettivo di allontanare le portate di piena eccezionali, in modo che il livello nell’invaso non superi mai la quota di massima ritenuta, la quale si trova al disotto del coronamento degli argini di una quantità pari al franco di sicurezza).

Al vincolo imposto dal regolamento dighe, circa la portata millenaria da smaltire completamente con gli scaricatori di superficie, stimata in 1500 mc/s, si è aggiunto quello imposto dal carico limite sullo stramazzo, che è stato definito pari a 2 m.

Si ottiene così una lunghezza dello stramazzo di circa 250 metri. Il risultato evidenzia una forte differenza tra la lunghezza del ciglio sfiorante e la larghezza dell’alveo attuale, dell’ordine di 100-120 m. Si è ritenuto che una diga rettilinea di circa 250 m di lunghezza non fosse tecnicamente ed economicamente proponibile, comportando necessariamente anche la realizzazione di un impalcato da ponte soprastante ed una vasca di dissipazione al piede pressoché delle stesse dimensioni.

Si è quindi optato per una soluzione alternativa, ponendo come vincoli uno sviluppo trasversale del manufatto entro i 120-130 m e, al contempo, il mantenimento di un carico sullo stramazzo pari a 2 m, per evitare arginature di eccessiva altezza ed impatto.

L’idea progettuale sviluppata per massimizzare lo sviluppo della soglia di sfioro ha preso spunto dalla configurazione del manufatto, già esistente, realizzato sulla cassa d’espansione del Torrente Parma. In particolare, si è ritenuto opportuno adottare sfioratori della tipologia a “becco d’anatra”, i quali attraverso un’opportuna conformazione geometrica, riescono a garantire uno sviluppo del ciglio sfiorante dello stramazzo superficiale consono con quello di progetto, contenendo l’ingombro della struttura portante del manufatto entro i limiti prefissati .

La configurazione di progetto del manufatto è quindi costituita da quattro becchi d’anatra, in cui i due centrali ad asse retti-lineo e quelli laterali inclinati. Tali becchi sono intercalati da tre tratti di sfioro rettilinei in corrispondenza delle luci di fondo, di larghezza pari a 10 m ciascuno.

In definitiva gli elementi caratteristici dell’invaso della cassa di espansione sono i seguenti:

• – l’alveo sistemato del torrente Baganza ha una quota di monte di 133.5 m s.l.m. e una di valle, al piede dello sbarramento, di 131.0 m s.l.m., con una pendenza media dello 0.2% il collegamento fra l’invaso di laminazione e l’alveo del torrente a monte è ottenuto mediante la realizzazione di una serie di briglie: l’abbassamento dell’alveo in corrispondenza di tali opere consentirebbe, tra l’altro, anche il transito della prosecuzione della strada Pedemontana secondo l’ipotesi di variante sviluppata in recenti approfonditi studi da parte del DICATeA, e già discussa in diversi tavoli tecnici; in sponda sinistra, in corrispondenza del depuratore di Sala Baganza, è inoltre stato stimato l’onere per la realizzazione di un’eventuale paratia ancorata (berlinese);
• – il fondo della cassa presenta una quota di monte di 135.0 m s.l.m. e una quota di valle di 134.0 m s.l.m.;
• – due argini di modesta altezza separano l’alveo dalle zone di espansione; essi hanno una quota di monte di 136.5 m s.l.m. e una di valle di 135.0 m s.l.m.. Sugli stessi, in prossimità del manufatto, sono presenti due finestrature, che portano la quota dell’argine da 135.0 a 134.0 m s.l.m. per una larghezza di 4 m e per garantire lo svuotamento totale della cassa;
• – gli argini perimetrali hanno il coronamento a quota 145.5 m s.l.m. Essi si elevano al massimo rispetto al piano campagna a valle, posto a quota 131.5 m s.l.m., di circa 14 m; l’elevazione si riduce progressivamente verso monte, fino ad azzerarsi ove il piano campagna medesimo raggiunge la quota di 145.5 m s.l.m.. Procedendo ulteriormente verso monte la cassa non è più arginata ed il volume a disposizione si ottiene solo mediante scavo;
• – l’alveo del torrente Baganza all’interno dell’invaso avrà una pendenza costante del 2 per mille, contro una pendenza naturale attuale del 1.5%, partendo dalla quota di monte di 133.5 m e arrivando a valle, dopo aver percorso 1200 m, al piede dello sbarramento, alla quota di 131.0 m; la larghezza costante è pari a 100 m. Entrambe le scarpate arginali hanno una pendenza di 2:1 e terminano sulla sommità dell’arginello, in modo da assicurare un contenimento di almeno 3 m a monte, che si incrementa a 4 m a valle, in corrispondenza del manufatto. Ciò per garantire sia il contenimento in alveo della portata di 300 mc/s, nonostante l’effetto di rigurgito operato dal manufatto, che per garantire il riempimento della cassa da valle che è uno dei requisiti fondamentali per evitare eccessive velocità in fase di riempimento e garantire un buon funzionamento della cassa. La funzione degli arginelli è appunto quella di garantire che per portate modeste del torrente la cassa non venga invasata; solo quando la portata supera i 290 mc/s la cassa inizia ad invasarsi, in modo da non sprecare anticipatamente parte del volume disponibile;
• – Le arginature perimetrali della cassa (di volume complessivo pari a ca. 545’000 mc) hanno una pendenza di 2:1 intervallata ogni 5 m di dislivello da banche della larghezza di 4.0 m (aventi lo scopo sia di interrompere il ruscellamento che di permettere di muoversi agevolmente sugli argini per ispezioni e manutenzioni). Il coronamento dell’argine, posto a quota di 145.5 m s.l.m., è largo anch’esso 5.0 m per consentire il transito di mezzi di servizio. Al fine di garantire la necessaria tenuta idraulica, in relazione al fatto che il corpo arginale sarà realizzato con materiale proveniente dagli scavi (con caratteristiche di impermeabilità non particolarmente elevate), si prevede la formazione di un diaframma impermeabile mediante colonne di jet-grouting compenetrate del diametro non inferiore a 80 cm. Gli argini terminano nella parte esterna dell’opera sul piano campagna, mentre all’interno alla quota di progetto, che è inferiore al piano campagna stesso. Le arginature presentano una lunghezza lineare di circa 2’200 m.

L’opera comporta lo scavo di circa 3.2 milioni di m3 di materiale e un volume di riporto per la realizzazione delle arginature pari a circa 545’000 mc .

Di seguito vengono riassunti i principali dati della soluzione di progetto: