A_3 Malon_Capitolato d`oneri OEM_parte tecnica

MICROCENTRALE IDROELETTRICA “PONTE MALON”
(SCARICO DELLA CENTRALE SAN ROCCO)
Relazione Generale
Ottobre
2012
INDICE
INDICE ...............................................................................................................................................1
PREMESSA........................................................................................................................................2
VASCA DI CARICO.......................................................................................................................7
SISTEMA DI RILASCIO DEL DMV.............................................................................................9
CONDOTTA FORZATA ..............................................................................................................11
EDIFICIO CENTRALE E SCARICO...........................................................................................13
RACCORDO CON PISTA CICLABILE ......................................................................................14
DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE.....................................................................................15
OPERA DI PRESA........................................................................................................................15
SISTEMA DI RILASCIO DEL DMV...........................................................................................17
CONDOTTA FORZATA ..............................................................................................................18
Perdite di Carico........................................................................................................................18
Pressioni di esercizio .................................................................................................................19
Attraversamento del rio San Rocco - Valutazioni idrauliche ....................................................21
MANUFATTO DI SCARICO .......................................................................................................21
SCHEDA RIASSUNTIVA ..............................................................................................................23
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PREMESSA
Ottobre
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Facendo seguito alla Convenzione (prot. 11146 del 23/05/2005) tra il Comune di Auronzo di
Cadore e la società BIM Gestione Servizi Pubblici S.p.A., per la realizzazione e la gestione tecnicoamministrativa dell’impianto idroelettrico “Ponte Malon”, quest’ultima ha predisposto il presente
progetto avvalendosi della controllata Energie Comuni S.r.l..
L’iniziativa, il cui proponente è lo stesso Comune di Auronzo, prevede l’uso delle acque di scarico
dell’impianto idroelettrico esistente denominato “di San Rocco” e del troppo pieno dell’acquedotto
comunale “di Crepa Marcia”.
Si prevede di captare tali contributi idrici direttamente dalle tubazioni di scarico degli impianti di
monte e di raccoglierli in una vasca di carico la cui realizzazione è prevista nelle immediate
adiacenze della centrale idroelettrica esistente e dei serbatoi dell’acquedotto comunale ad una quota
di circa 911 m s.m.m.. I contributi idrici saranno quindi recapitati mediante una condotta forzata,
realizzata con tubazioni in acciaio aventi diametro nominale di 350 mm, all’edificio dove troverà
posto il gruppo di produzione da costruire ad una quota di circa di 842 m s.m.m. in prossimità del
ponte Malon sul torrente Ansiei.
Nell’edificio troveranno ubicazione le apparecchiature elettromeccaniche di produzione ed i relativi
quadri elettrici di comando e controllo dell’impianto oltre a tutte le apparecchiature
elettromeccaniche necessarie per l’esercizio e la gestione in sicurezza dell’impianto.
L’energia prodotta verrà interamente ceduta all’ENEL attraverso un cavidotto di collegamento tra
l’edificio centrale ed il punto di connessione indicato dal gestore della rete.
In prossimità dell’attuale punto di scarico nel Rio San Rocco delle acque turbinate dalla centralina
esistente e delle acque di troppo pieno dell’acquedotto si prevede, infine, la realizzazione di un
manufatto per la misura e la verifica della portata presente in alveo che, al bisogno, potrà essere
integrata riducendo la portata utilizzata per la produzione idroelettrica nell’impianto in progetto.
Di seguito si ripercorre brevemente l'iter autorizzativo che si è concluso con il rilascio, da parte
dell’Unità di Progetto del Genio Civile di Belluno, della concessione a derivare la portata richiesta
per la produzione idroelettrica.
Il Comune di Auronzo di Cadore ha presentato istanza per ottenere il diritto a derivare dallo scarico
della centrale “di San Rocco” e dal troppo pieno dell’acquedotto “Crepa Marcia” in data 22.03.07.
Successivamente, con nota 2829/B.4.11/2-09 del 30.03.2010, l’Autorità di Bacino dei Fiumi
dell’Alto Adriatico ha espresso il proprio parere favorevole, con prescrizioni, in merito al progetto
dell’impianto.
Le prescrizioni dell’Autorità di Bacino, riprese nel disciplinare di concessione, sono state quindi
recepite dal presente progetto esecutivo, come sarà descritto nel seguito.
Con Ordinanza del Dirigente della Direzione Distretto Bacino Idrografico Piave, Livenza e Sile in
data 28.06.2010 è stato disposto il deposito dell’istanza ed indetta la visita d’istruttoria che si è
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tenuta in data 30.07.2010. Nei tempi previsti non sono state presentate né domande in concorrenza
né osservazioni ed opposizioni al progetto presentato.
Conclusasi l’istruttoria, l’Unità di Progetto del Genio Civile di Belluno ha provveduto a redigere il
disciplinare (n. 3056 del 29.06.2011), contente gli obblighi e le condizioni cui dovrà essere
vincolata la concessione a derivare, ed il relativo decreto di concessione (n. 69 del 04.07.2011).
I dati di concessione sono riportati nella tabella seguente.
Quota Pelo Morto Superiore
Quota Pelo Morto Inferiore
Quota scarico
Salto di concessione
Portata massima di concessione
Portata media di concessione
Potenza di concessione
909,50 m
s.m.m.m
842,06
s.m.m.m
835,00
s.m.m.m
67,44
126,15 l/s
72,72 l/s
48,08 kW
Tabella 1 – Dati caratteristici di concessione dell’impianto in progetto.
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CARATTERISTICHE DELL’IMPIANTO
Il progetto prevede la raccolta dell’acqua necessaria per il funzionamento dell’impianto, in
prossimità della centrale idroelettrica esistente “di San Rocco” e delle vasche dell’acquedotto
comunale “Crepa Marcia”. La centrale e le vasche sono ubicate nella parte alta dell’abitato di
Auronzo di Cadore in via Aiarnola sulla sinistra idrografica del Rio San Rocco.
Anche sulla condotta adduttrice dell’acquedotto comunale, immediatamente a monte dei serbatoi
che poi alimentano la rete di distribuzione, è installato un gruppo di generazione con turbina
idraulica che permette il recupero dell’energia dalle portate idriche dell’acquedotto successivamente
utilizzate con scopo idropotabile.
La centralina in progetto rappresenta quindi il completamento del sistema idroelettrico di utilizzo
delle acque del Rio San Rocco.
Le portate caratteristiche del progetto sono, quindi, direttamente dipendenti da quelle utilizzate
dagli impianti esistenti posizionati a monte della opera di presa in progetto.
Le derivazioni della centrale e dell’acquedotto esistenti sono state assentite con i seguenti
provvedimenti:
- Centrale idroelettrica San Rocco: decreto n. 234 della Regione Veneto – Ufficio del Genio Civile
di Belluno del 28 Agosto 2003 che prevede l’utilizzo di una portata massima di 86,15 l/s e media
di 56,26 l/s (scadenza 27 agosto 2018);
- Acquedotto Crepa Marcia – idroelettrico: decreto n. 79 della Regione Veneto – Ufficio del Genio
Civile di Belluno del 17 ottobre 1991 che prevede la derivazione dell’acqua dalle sorgenti del rio
San Rocco in località Crepamarcia con l’utilizzo di una portata massima di 85 l/s e media di 61,70
l/s (scadenza 5 luglio 2015);
- Acquedotto Crepa Marcia – idropotabile: decreto n. 48 della Regione Veneto – Ufficio del Genio
Civile di Belluno del 6 luglio 1985 che prevede la derivazione dell’acqua dalle sorgenti del rio
San Rocco in località Crepa Marcia con l’utilizzo di una portata massima di 45 l/s (scadenza 5
luglio 2015).
I prelievi in essere vengono riepilogati nella tabella seguente:
Qmax [l/s]
Qmed [l/s]
1
Centrale San Rocco
86,15
56,02
2
Centrale Crepa Marcia
85,00
61,70
3
Acquedotto Crepa Marcia
45
45
126,15
72,72
Portate disponibili uso idroelettrico (1+2-3)
Tabella 2 – Dati caratteristici di portata degli impianti esistenti.
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Le portate disponibili per l’utilizzo idroelettrico, per quanto riguarda l’impianto in progetto, sono
quindi date dalla somma delle portate turbinate dagli impianti di monte cui va sottratta la portata
destinata all’utilizzo idropotabile dell’acquedotto.
Va tenuto conto, però, che vi sono dei periodi (in particolar modo di notte e durante i periodi con
scarso afflusso turistico), in cui la richiesta di approvvigionamento idropotabile si riduce
sensibilmente fino, al limite, ad annullarsi. Ne consegue che il sistema di raccolta e smaltimento
delle portate provenienti dai due scarichi deve, in via cautelativa, essere in grado di gestire una
portata pari alla somma delle portate massime delle centrali di “San Rocco” e di “Crepa Marcia” e
cioè di 171,15 l/sec.
Si prevede, inoltre, che le stesse apparecchiature di generazione siano dimensionate, fin d’ora, per
poter essere esercite con una portata massima pari a 170 l/s in modo da poter utilizzare, una volta
eventualmente assentita dagli Enti competenti la maggior portata massima derivabile, l’intera
portata teoricamente disponibile.
Attualmente, ed in parziale difformità rispetto a quanto riportato sul progetto definitivo per effetto
delle modifiche apportate negli ultimi anni alla rete fognaria, tanto lo scarico della centrale
idroelettrica esistente “di San Rocco” quanto il troppo pieno delle vasche di accumulo
dell’acquedotto convergono in un unico collettore che scarica le portate in corrispondenza di un
ponticello sul Rio San Rocco.
In precedenza tale collettore, che il progetto definitivo prevedeva di utilizzare come parte iniziale
della condotta forzata, veniva utilizzato solo per lo scarico delle portate turbinate dalla centrale “di
San Rocco”, mentre le portate di troppo pieno dell’acquedotto venivano recapitate nella rete
fognaria di via Monti. Tale fognatura presentava, però, degli elementi di criticità nel proprio
esercizio a causa della eccessiva presenza di acque bianche, specialmente nei periodi di scarsa
richiesta idropotabile da parte della rete di distribuzione.
Per ovviare a tali problematiche il Gestore del Servizio Idrico Integrato ha provveduto a modificare
lo scarico dell’acquedotto con le modalità descritte in precedenza.
Il presente progetto prevede quindi di attuare le seguenti modifiche rispetto a quanto previsto nel
progetto definitivo al fine di combinare il corretto funzionamento dell’impianto idroelettrico con
l’esercizio in sicurezza del sistema fognario:
- mantenimento dell’attuale scarico delle acque provenienti dalla centrale esistente e dalle
vasche dell’acquedotto, che sarà utilizzato per convogliare al Rio San Rocco le portate
provenienti dallo scarico di troppo pieno della vasca di carico dell’impianto in progetto e
per il rilascio dell’eventuale portata necessaria per integrare il deflusso in alveo al fine di
garantire il rispetto del Minimo Deflusso Vitale nel Rio San Rocco;
-
realizzazione, anche nel tratto a monte dell’attraversamento del Rio San Rocco, di una
condotta forzata ex novo con le caratteristiche descritte nel seguito.
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Lo schema idraulico, riportato in Figura 1, mostra la configurazione complessiva dell’impianto in
progetto.
Figura 1 – Schema idraulico complessivo dell’impianto in progetto.
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VASCA DI CARICO
Il progetto prevede che i contributi idrici provenienti dalla centrale “San Rocco” e dalle vasche
dell’acquedotto di “Crepa Marcia” vengano raccolti in un nuovo manufatto che sarà realizzato
appena all’esterno della recinzione che delimita l’area di pertinenza delle vasche dell’acquedotto ed
in prossimità della strada comunale, ad una quota di circa 911 m s.m.m..
Tale ubicazione richiederà lo spostamento delle tubazioni esistenti della rete di distribuzione
dell’acquedotto comunale in partenza dalla vasca. Contestualmente allo spostamento delle tubazioni
dell’acquedotto saranno realizzati i raccordi delle tubazioni di scarico del troppo pieno
dell’acquedotto e dello scarico dell’impianto di Rio San Rocco con la nuova vasca di carico ed i
collegamenti con le tubazioni di scarico e con la condotta forzata.
La vasca è stata conformata e dimensionata in modo tale da permettere un flusso continuo d’acqua
verso la nuova condotta, evitando l’intrusione di aria nella medesima, (esiste attualmente un
pozzetto le cui dimensioni non risultano sufficienti allo scopo).
Il manufatto, completamente interrato tranne che per le botole di accesso e per il muro di sostegno
della scarpata, sarà realizzato in calcestruzzo additivato con idonei prodotti impermeabilizzanti ed
avrà un ingombro massimo in pianta di 7.00x2.70 m per un’altezza di 3.55 (vedi Figura 2 e Figura
3).
Figura 2 – Pianta vasca di carico.
Il manufatto sarà formato tre partizioni interne: vasca di calma, vasca di carico vera e propria e
camera valvole.
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Figura 3 – Sezione vasca di carico
La vasca di calma, destinata a raccogliere le portate provenienti dallo scarico della centralina
esistente e dallo scarico di troppo pieno dell’acquedotto, avrà dimensioni utili di
2.00x2.00x2.50(hmax) m. Il fondo del vano sarà inclinato verso la vasca di carico al fine di favorire
il deflusso delle acque mentre l’accesso al vano potrà avvenire attraverso la botola presente sulla
soletta di copertura dotata di chiusino in lamiera zincata e scaletta alla marinara con gradino
antiscivolo. Le tubazioni in arrivo dagli impianti di monte saranno dotate di una curva terminale al
fine di indirizzare fin da subito verso il basso le acque provenienti dagli scarichi.
La vasca di carico, separata dalla vasca di calma da un setto in c.a. dotato di un’apertura sul fondo
per il passaggio della portata, avrà dimensioni utili di 1.50x2.00x2.50 m. L’accesso al vano potrà
avvenire attraverso la botola presente sulla soletta di copertura dotata di chiusino in lamiera zincata
e scaletta alla marinara con gradino antiscivolo. Nella vasca di carico troveranno posto la cipolla di
presa della condotta forzata oltre allo scarico di troppo pieno e di fondo. All’interno della vasca sarà
posizionato inoltre il sensore di livello collegato al PLC di macchina per la gestione degli organi di
regolazione delle apparecchiature di produzione.
La quota a cui è impostato il fondo del manufatto è determinata sia dalla quota di fondo dello
scarico dell’acquedotto esistente pari a 910,50 m s.m.m. e sia dalla quota di fondo della tubazione di
scarico esistente pari a 908,24 m s.m.m.: di conseguenza essa risulta fissata a 908,30 m s.m.m.
La quota di regolazione sarà impostata a 909.43 m s.m.m., pari alla quota dello sfioratore di troppo
pieno: per portate scaricate dagli impianti di monte superiori alla massima di concessione
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dell’impianto in progetto (126,15 l/s) la portata in eccesso sarà allontanata tramite lo scarico di
troppo pieno.
La quota del punto morto superiore (P.M.S.) è invece 909.50 m s.m.m. pari alla quota necessaria
per far defluire attraverso lo sfioratore di troppo pieno l’intero surplus di portata rispetto alla
massima di concessione che potrebbe essere scaricata dagli impianti di monte (pari ai 45 l/s della
portata di concessione dell’acquedotto).
Lo scarico di troppo pieno, formato da un tubo in acciaio DN 350 mm ed avente un imbocco ad
imbuto con DNmax 500 mm, sarà utilizzato anche per il rilascio dell’eventuale portata necessaria per
integrare il deflusso in alveo al fine di garantire il rispetto del Minimo Deflusso Vitale nel Rio San
Rocco che avverrà come descritto nel seguito.
La camera valvole, infine, sarà separata dalla vasca di carico da un ulteriore setto in c.a. ed avrà
dimensioni utili di 2.50x2.00x2.80 m. All’interno della camera troveranno posto le valvole di
regolazione dell’opera di presa ed in particolare:
-
-
la valvola a farfalla di sicurezza DN 350 mm e PFA 16 di guardia della condotta. La valvola
sarà dotata di contrappeso ed il meccanismo di chiusura sarà attivato da una palmola di
controllo della sovravelocità anch’essa posizionata all’interno del vano;
la saracinesca DN 200 mm e PFA 16 a presidio dello scarico di fondo della vasca di carico.
L’accesso alla camera valvole per la manutenzione straordinaria e l’eventuale sostituzione delle
apparecchiature potrà avvenire rimuovendo per intero la copertura del vano che sarà realizzata con
dei lamieroni in acciaio zincato; l’accesso per la manutenzione ordinaria potrà avvenire invece
attraverso il passo d’uomo con chiusino ricavato nella copertura stessa.
Le opere di finitura previste sono:
- il rivestimento delle parti fuori terra in c.a. con pietra calcarea;
- la realizzazione di una recinzione in rete metallica dell’altezza di 2 m per la delimitazione
dell’opera;
- la sistemazione del terreno di campagna;
- il ripristino delle pavimentazioni stradali e delle eventuali cordonate e recinzioni rimosse
per l’effettuazione dei lavori.
SISTEMA DI RILASCIO DEL DMV
Come ricordato nella premessa, per effetto delle prescrizioni dell’Autorità di Bacino, il disciplinare
di concessione prevede che in corrispondenza dell’attuale scarico nel Rio San Rocco delle acque
turbinate dalla centrale idroelettrica esistente di San Rocco e del surplus dell’acquedotto sia previsto
un sistema di rilascio della quantità d’acqua necessaria a garantire il rispetto del valore di minimo
deflusso vitale del torrente stimato in 29.65 l/s (vedi relazione idraulica ed idrologica).
Il sistema previsto in progetto per rilasciare la quantità adeguata di portata necessaria a garantire il
DMV è composto di due parti:
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-
un sistema di misura della portata presente in alveo da realizzare poco a valle dello scarico
esistente sul Rio San Rocco in corrispondenza di una briglia esistente;
- la tubazione DN 350 mm in acciaio che attualmente è utilizzata come scarico e che servirà
appunto per trasferire la portata integrativa dalla vasca di carico al torrente.
Il sistema di misura che si prevede di realizzare utilizzerà un sensore di livello per il rilievo del
tirante d’acqua in corrispondenza di una canaletta ubicata in corrispondenza della briglia esistente
come riportato in Figura 4.
Il sensore di livello invierà il segnale ad un PLC che registrerà il valore e, al fine di avere una
misura attendibile ed affetta da un minor errore, ne calcolerà il valore medio su un congruo
intervallo di tempo: tale valore sarà quindi confrontato con il valore limite inferiore di riferimento al
di sotto del quale scatterà l’allarme. In tal caso il PLC di macchina provvederà a ridurre
convenientemente la portata turbinata. La portata non più turbinata sarà quindi costretta a defluire
attraverso lo scarico di troppo pieno della vasca di carico e sarà quindi recapitata nel Rio San
Rocco: tale processo sarà implementato attraverso eventuali altre successive regolazioni finché il
sensore di livello non registrerà un valore di portata nel torrente superiore a quello di DMV. Il
superamento di un valore limite superiore del livello idrico in alveo renderà possibile invece, al
netto delle altre logiche di regolazione, il processo opposto di aumento della portata turbinata.
Figura 4 – Manufatto per la misura della portata nel Rio San Rocco.
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CONDOTTA FORZATA
Come ricordato più sopra i recenti lavori di miglioramento della rete fognaria comunale hanno
determinato la necessità di modificare, almeno in parte, quanto proposto nel progetto definitivo che
prevedeva che il primo tratto della condotta forzata, per una lunghezza di circa 100 m, fosse
realizzato utilizzando la tubazione esistente di scarico dell’impianto idroelettrico di San Rocco.
Il progetto esecutivo prevede dunque che la condotta forzata, realizzata con un tubo conforme alle
norme UNI EN 10224 avente DN 350 mm in acciaio saldato di tipo L235 bitumato internamente ed
esternamente a caldo e rivestito con uno strato pesante costituito da uno strato isolante di miscela
bituminosa e sovrastante fasciatura elicoidale, sia interamente realizzata ex-novo sfruttando lo
scarico esistente per il recapito al Rio San Rocco del troppo pieno e della portata integrativa del
DMV.
La condotta, immediatamente all’esterno della camera valvole, sarà dotata di aeroforo per
l’eliminazione dell’eventuale aria introdottasi nella condotta in vasca di carico.
Il tracciato previsto in progetto prosegue quindi lungo l’area prativa sottostante la vasca di carico
seguendo la linea di massima pendenza per circa una trentina di metri; quindi, dopo aver
sottopassato la fognatura esistente, raggiunge il sedime di via Aiarnola attraversandola
trasversalmente per poi risalire fino ad incontrare l’imbocco di via Berti. Si formerà quindi un
sifone che richiede, per evitare la formazione di sacche d’aria che potrebbero ridurre la sezione di
deflusso, l’installazione di uno sfiato in corrispondenza del punto più elevato: lo sfiato sarà
installato all’interno di un pozzetto prefabbricato in c.a. dotato di chiusino carrabile in ghisa.
Il tracciato prosegue seguendo via Berti per una trentina di metri per poi svoltare verso il Rio San
Rocco che sarà raggiunto in corrispondenza di un ponticello in c.a. esistente a valle del quale è già
presente lo scarico degli impianti esistenti.
In questo tratto, della lunghezza complessiva di circa 140 metri, le operazioni di scavo e posa della
condotta dovranno essere eseguite con la massima cura e cautela per la presenza nel sottosuolo di
numerosi sottoservizi.
L’attraversamento del Rio San Rocco sarà realizzato affiancando la nuova tubazione al ponticello
esistente: la tubazione sarà mantenuta indipendente da quest’ultimo in modo da non gravare sulla
struttura esistente (vedi Figura 5).
La quota di posa della tubazione è ampiamente compatibile con il regime idraulico del torrente.
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Figura 5 – Attraversamento del Rio San Rocco.
Dopo l’attraversamento del Rio San Rocco il tracciato prosegue su ampi prati con sviluppo parallelo
all’argine destro del rio San Rocco e ad una distanza di circa tre metri dallo stesso. In
corrispondenza dell’ecocentro comunale il muro che sostiene la scarpata di monte sarà parzialmente
demolito nella parte superiore per consentire il passaggio della condotta: una volta eseguita la posa
del tubo la continuità del muro sarà ripristinata e sarà realizzato un adeguato blocco di ancoraggio
per l’assorbimento delle spinte.
La condotta forzata interseca successivamente la Strada Regionale n° 48 in prossimità del km
156+370: è previsto un attraversamento della sede stradale interrato ad una profondità minima di
1.50 m in modo che la generatrice superiore della tubazione sia posta sempre ad una profondità di
almeno 1.00 m dal piano stradale. Lo scavo relativamente al tratto stradale sarà riempito con un
misto cementato a 1.50 q.li di cemento al mc. Al termine del tratto in strada sarà installato un
ulteriore sfiato all’interno di un pozzetto al fine di eliminare eventuale aria presente in condotta e di
facilitare le operazioni di riempimento e svuotamento della condotta.
Successivamente all’attraversamento della S.R. la condotta supera un rilevato ed un muro di
sostegno dell’altezza di circa 3 m: anche in questo caso è prevista la demolizione parziale della
parte superiore del muro che sarà ripristinato una volta posata la tubazione. Sarà anche in questo
caso realizzato un adeguato blocco di ancoraggio in c.a. per il contrasto delle spinte idrauliche.
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Superati tali manufatti la condotta prosegue sempre in destra del rio San Rocco lungo la strada
comunale fino a raggiungere l’edificio che ospiterà il gruppo di generazione, ubicato all’interno di
un’area di proprietà comunale in posizione completamente interrata. In un apposito pozzetto,
posizionato prima dell’ingresso della condotta in centrale, sarà installato un misuratore di portata ad
ultrasuoni del tipo clump-on.
La condotta forzata, dello sviluppo complessivo di circa 540 m, risulterà quindi in gran parte
interrata. La profondità di posa sarà adeguata a garantire una distribuzione degli eventuali
sovraccarichi tale da non produrre danneggiamenti alla condotta: la profondità minima di posa in
corrispondenza dei sedimi stradali sarà di 1.00 m, mentre nelle aree a parato sarà di 80 cm.
Per la condotta forzata sono previsti adeguati blocchi di ancoraggio in calcestruzzo per
l’assorbimento di spinte idrauliche in prossimità delle principali deviazioni plano-altimetriche ed in
arrivo nel locale centralina.
In parallelo alla condotta forzata è prevista la posa di due cavidotti con tubazioni in PEAD
corrugato a doppia parete φe 90 mm per il passaggio dei cavi elettrici per il segnale di controllo del
livello della vasca di carico, del misuratore di portata e per il controllo della portata del Rio San
Rocco. In corrispondenza dell’attraversamento aereo del Rio San Rocco saranno utilizzati invece
due tubi in acciaio zincato da 3” agganciati ad apposite staffe di sostegno (vedi Figura 5).
I terreni attraversati dalla condotta verranno ripristinati con riporto di terra vegetale e semina di
essenze a prato, così pure verranno ripristinate le sovrastrutture per i tratti su strade.
EDIFICIO CENTRALE E SCARICO
L’edificio che ospiterà il gruppo di generazione sarà realizzato completamente interrato su di
un’area di proprietà comunale ubicata in prossimità del ponte Malon, il solo fronte a sud verso il
torrente sarà interamente libero al fine di consentire l’accesso ai locali.
Tale ubicazione permetterà il raccordo del percorso della pista ciclabile di recente realizzazione con
la strada comunale in prossimità del ponte Malon: il collegamento verrà realizzato direttamente dal
Comune di Auronzo di Cadore in coordinamento con i lavori del presente progetto.
L’edificio ha dimensioni interne di 4.50x5.20x3.60 (hmax) m ed è costituito da un solo locale “sala
macchine” dove saranno installate le apparecchiature di generazione ed i relativi quadri elettrici di
comando e controllo. I contatori per la misura dell’energia immessa in rete saranno installati
all’interno di una nicchia che sarà ricavata in corrispondenza della muratura perimetrale
dell’edificio.
La struttura portante dell’edificio sarà realizzata in calcestruzzo armato con copertura carrabile.
I serramenti verranno realizzati con profili commerciali in acciaio zincato e verniciato e, per la parte
di competenza Enel, saranno di tipo omologato e conforme alle specifiche tecniche del gestore della
rete.
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Le pareti in vista saranno rivestite con pietrame calcareo tipo pietra di “Castellavazzo “ o “dolomite
del Serla” proveniente da cave locali.
Si prevede che l’allacciamento alla rete avvenga in bassa tensione e non è quindi prevista
l’installazione di un trasformatore elevatore di tensione né dei quadri di media tensione.
E’ prevista, infine, l’installazione di un sensore antiallagamento in prossimità del gruppo di
produzione.
La portata liquida, una volta turbinata, viene raccolta in un cunicolo sottostante da cui parte la
condotta di scarico realizzata con tubi in PVC strutturato SN 16, conforme alle norme UNI 10968
ed avente un φe di 500 mm, che recapita l’acqua nel torrente Ansiei tramite una rampa terminale
realizzata con pietrame di grosse dimensioni (Vol > 0,300 mc).
RACCORDO CON PISTA CICLABILE
(Intervento
realizzato direttamente del Comune di Auronzo di Cadore)
Contestualmente alla realizzazione dell’edificio centrale il Comune di Auronzo di Cadore
provvederà a realizzare autonomamente il raccordo tra la pista ciclabile esistente e la strada
comunale in prossimità del ponte Malon.
La pista potrà pure essere utilizzata come strada di accesso all’edificio centrale per l’esecuzione
degli interventi di manutenzione.
Le caratteristiche di tale raccordo stradale sono le seguenti:
- lunghezza circa 60 m;
- larghezza min. 2.50 m, max. 4.00 m;
- pendenza max. 12 %;
- fondo con misto stabilizzato di cava.
La realizzazione del tratto stradale richiederà oltre allo scavo di sbancamento la realizzazione di
opere di protezione e sostegno mediante scogliere in pietrame.
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2012
Relazione Generale
DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE
OPERA DI PRESA
Il progetto, come detto, prevede che i contributi idrici provenienti dalla centrale “San Rocco” e
dalle vasche dell’acquedotto di “Crepa Marcia” vengano raccolti in un nuovo manufatto che sarà
realizzato appena all’esterno della recinzione che delimita l’area di pertinenza delle vasche
dell’acquedotto ed in prossimità della strada comunale, ad una quota di circa 911 m s.m.m..
Il manufatto, completamente interrato tranne che per le botole di accesso e per il muro di sostegno
della scarpata, sarà realizzato in calcestruzzo additivato con idonei prodotti impermeabilizzanti ed
avrà un ingombro massimo in pianta di 7.00x2.70 m per un’altezza di 3.55 (vedi Figura 2 e Figura
3).
Il manufatto sarà formato tre partizioni interne: vasca di calma, vasca di carico vera e propria e
camera valvole.
La vasca di carico avrà le dimensioni interne utili in pianta di 1.50x2.00 m
Il livello di funzionamento in vasca di carico dovrà essere sufficiente per garantire la minima
sommergenza all’imbocco in modo da evitare fastidiosi fenomeni di assorbimento di aria da parte
della condotta. Il valore minimo di sommergenza può valutarsi alternativamente come 4 volte il
carico cinetico in condotta:
hSOMM. ≥ 4 x v2/2g ≅ 0.69 m
oppure secondo la relazione:
hSOMM. ≥ 0.54 x v x D0.5 ≅ 0.58 m
dove
D = diametro interno della condotta forzata = 0.343 m
v = velocità max del flusso nella condotta = Qmax/(Π D2/4)= 0.170/0.0924 = 1.84 m/s
A tale valore, cautelativamente, si aggiungono le perdite dovute all’imbocco della condotta
∆himbocco = 0.5 x v2/2g ≅ 0.09 m
Si assume quindi il valore maggiormente cautelativo:
hMIN ≥ DTUBO + hSOMM. + ∆himbocco = 0.35 + 0.69 + 0.09 = 1.13 m
Il fondo della vasca di carico è posizionato a quota 908.30 m s.m.m.: ne deriva che la quota minima
di regolazione in vasca di carico dovrà essere pari a 908.30 + 1.13 = 909.43 m s.m.m..
La quota di regolazione della turbina è stata quindi assunta pari a 909.43 m s.m.m., l’asse della
condotta sarà invece a quota 908.50 m s.m.m..
Per quanto riguarda invece il volume utile, va considerato oltre al volume della vasca di carico
anche quello della vasca di calma avente delle dimensioni in pianta di 2.00x2.00 m. La generatrice
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superiore della condotta forzata è prevista ad una quota di circa 908.70 m s.m.m. e quindi il volume
utile della vasca sarà di:
Vu ≅ (1.50 + 2.00) x 2.00 x 0.73 ≅ 5.11 m3
Il tempo di vuotamento della vasca risulta:
tv = Vu / Q = 30.1 s
Tale valore è ampiamente superiore ai normali tempi di chiusura dei distributori della turbina,
normalmente 5-20 s.
Per quanto riguarda infine lo scarico di troppo pieno si verifica innanzitutto che questo sia in grado
di allontanare l’intera portata proveniente dagli impianti esistenti di monte pari a 171.15 l/s.
Lo scarico di troppo pieno, la cui quota di sfioro è pari a 909.43 m s.m.m., è costituito da un tubo in
acciaio DN 350 mm in testa al quale è saldato un imbocco ad imbuto con DNmax 500 mm. Il tubo
scarica le portate sfiorate attraverso l’imbocco dell’imbuto in un pozzetto esistente da cui parte la
condotta DN 350 mm in acciaio che attualmente recapita le acque scaricate dagli impianti esistenti
nel Rio San Rocco.
Lo sfioro attraverso l’imbuto avviene secondo la relazione:
Q = cq x L x h x
2 gh
Dove Q = portata da sfiorare = 171.15 l/s
cq = coefficiente di deflusso dello sfioratore = 0.35
L = perimetro dell’imbuto = 1.57 m
h = tirante sullo sfioro = 0.17 m
Ne consegue che la quota del pelo libero che consente di allontanare l’intera portata proveniente
dagli impianti di monte attraverso lo scarico di troppo pieno sarà pari a 909.60 m s.m.m.,
abbondantemente contenuta all’interno della vasca di carico.
Per quanto riguarda la capacità della condotta esistente di allontanare la portata scaricata, questa è
stata ampiamente verificata nel corso del tempo visto che già adesso la restituzione della portata al
Rio San Rocco avviene interamente utilizzando questa tubazione. In ogni caso il dislivello tra il
fondo del pozzetto di scarico ed il punto di rilascio nell’alveo, pari a 8.24 m, può essere considerato
ampiamente sufficiente per consentire il deflusso nella tubazione della portata scaricata.
Si verifica, infine, che il dislivello tra il PMS (909.50 m s.m.m.) e la quota dello sfioratore di troppo
pieno (909.43 m s.m.m.) sia sufficiente a garantire l’allontanamento dell’eventuale surplus di
portata scaricato dagli impianti di monte rispetto alla massima turbinabile di progetto (pari alla
Qacquedotto = 45 l/s).
Q = cq x L x h x
2 gh = 0.045 m3/s
Dove cq = coefficiente di deflusso dello sfioratore = 0.35
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L = perimetro dell’imbuto = 1.57 m
h = tirante sullo sfioro = 0.07 m
SISTEMA DI RILASCIO DEL DMV
Come ricordato nella premessa, per effetto delle prescrizioni dell’Autorità di Bacino, il disciplinare
di concessione prevede che in corrispondenza dell’attuale scarico nel Rio San Rocco delle acque
turbinate dalla centrale idroelettrica esistente di San Rocco e del surplus dell’acquedotto sia previsto
un sistema di rilascio della quantità d’acqua necessaria a garantire il rispetto del valore di minimo
deflusso vitale (DMV) del torrente, stimato in 29.65 l/s.
Il sistema previsto in progetto per rilasciare la quantità adeguata di portata necessaria a garantire il
DMV è composto di due parti:
- un sistema di misura della portata presente in alveo da realizzare poco a valle dello scarico
esistente sul Rio San Rocco in corrispondenza di una briglia esistente;
-
la tubazione DN 350 mm in acciaio che attualmente è utilizzata come scarico e che servirà
appunto per trasferire la portata integrativa dalla vasca di carico al torrente.
Il sistema di misura che si prevede di realizzare utilizzerà un sensore di livello per il rilievo del
tirante d’acqua all’interno di una canaletta ubicata in corrispondenza della briglia esistente come
riportato in Figura 4.
La misura della quota del livello idrico in un canale è affetta, come tutte le misure, da un errore che
può essere più o meno grande in funzione della sensibilità dello strumento e delle condizioni d’uso:
tale valore è comunemente compreso tra 2 e 5 mm. Per ovviare ai problemi legati a tale errore si è
proceduto in due modi:
- fare riferimento, per il confronto tra il valore misurato ed il valore di soglia del tirante
corrispondente alla portata di DMV, non al valore istantaneo misurato, ma a quello medio
in un congruo intervallo di tempo;
- assumere una geometria del sistema di misura tale per cui, oltre a garantire un corretto
funzionamento idraulico, l’errore introdotto dalla misurazione risulti essere trascurabile in
termini di portata transitante.
Si è quindi scelto di realizzare, in corrispondenza della gàveta della prima briglia esistente a valle
del punto di rilascio della portata integrativa del DMV, una minigàveta trapezia avente base minore
0.40 m, ali inclinate di 45° ed un’altezza massima di 0.20 m (vedi Figura 4).
A monte della minigàveta si è previsto di realizzare un piccolo bacino rivestito in pietrame ed un
selciatone in massi inclinato verso la gàveta al fine di concentrare il deflusso delle portate verso il
centro dell’alveo. Il bacino a monte della briglia avrà la funzione di rallentare la corrente in modo
da ridurre le perturbazioni del pelo libero: in prima approssimazione la portata transitante potrà
essere calcolata con la relazione valida per gli stramazzi in parete grossa di forma trapezia ovvero
Q = 1/15 x cq x (11b0 + 4b1) x h x
2 gh
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Dove cq = coefficiente di deflusso dello sfioratore = 0.41 x (0.7 + 0.185 x h/S) ≅ 0.30
b0 = base minore della gàveta = 0.40 m
b1 = base maggiore = b0 +2h
h = tirante sullo sfioro
Nella tabella seguente sono riportati i valori della portata transitante corrispondenti a vari tiranti
misurati:
Tirante [cm]
Portata [l/s]
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0
12.5
13.0
13.5
14.0
14.5
15.0
15.5
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
19.0
20.6
22.3
24.1
25.9
27.7
29.6
31.6
33.7
35.8
37.9
40.2
42.5
44.8
47.3
49.8
52.3
Tabella 3 – Portata transitante in corrispondenza del manufatto di misura sul Rio San Rocco.
Come si può notare un errore di 5 mm introduce un errore nella misura della portata di circa 2 l/s
che può essere considerato accettabile.
Il valore di soglia del tirante idrico al di sotto del quale deve intervenire il sistema di rilascio
aggiuntivo di portata è dunque pari a 0.13 m.
In ogni caso la relazione utilizzata risulta essere a favore della sicurezza in quanto si ipotizza che la
velocità di arrivo sia pari a zero, mentre in realtà la corrente sarà dotata di una certa velocità. La
relazione è a favore della sicurezza anche nell’ipotesi in cui il bacino di monte risulti essere
riempito di sedimenti in quanto, in tal caso, il deflusso avviene, in prima approssimazione, a moto
uniforme in corrente supercritica: in ogni caso sarà necessario provvedere ad una frequente pulizia
del manufatto.
CONDOTTA FORZATA
Il tracciato della condotta forzata presenta uno sviluppo complessivo di 540 m circa su un dislivello
di circa 67.50 m. Essa verrà realizzata con tubazioni in acciaio DN 350 mm di qualità L235 (norma
UNI EN 10224) aventi le seguenti caratteristiche:
- Diametro esterno = DE = 355.6 mm;
- Spessore = s = 6.3 mm;
-
Di = DE - 2s ≅ 343 mm diametro interno;
σS = 235 N/mm2 tensione di snervamento.
La scelta del diametro è stata condotta secondo un criterio di convenienza economica, mirato ad
ottimizzare il risultato netto di esercizio. La scelta del materiale si giustifica con la relativa facilità
di posa della condotta, che gode di spazi aperti per le operazioni di cantiere.
Perdite di Carico
La stima delle perdite di carico può eseguirsi utilizzando la nota formula di Gauckler-Strickler:
∆h =
L
K 2 ⋅ A 2 ⋅ Rh
4
3
⋅ Q2
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Dove:
-
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L = 540 m lunghezza della condotta;
K = 85 m1/3/s coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler;
Q = 170 l/s portata convogliata;
A = 0.092 m2 area della sezione bagnata;
Rh = D/4 = 0.343/4 ≅ 0.086 m raggio idraulico.
da cui ∆HDISTR. ≅ 6.69 m
Tali valori vengono aumentati del 10% per tener conto delle perdite localizzate lungo il tracciato.
Le perdite di carico totali nella condizione di massima portata derivata, sono così quantificate:
∆h ≅ 7.36 m
Pressioni di esercizio
Il salto lordo disponibile è determinato dalla quota del pelo libero nella vasca di carico, assunto
uguale alla quota del PMS pari a 909.50 m s.m.m., e dalla quota dell’asse macchina, assunto pari
842.06 m s.m.m.. Il salto lordo disponibile risulta 909.50 – 842.06 = 67.44 m. In condizioni
nominali di esercizio a questo valore vanno sottratte le perdite di carico calcolate in precedenza
ottenendo:
zm - zv – ∆h = 60.08 m
La pressione di esercizio che viene raggiunta nel punto più sfavorevole della condotta forzata è
dunque di circa 6.1 bar.
Per la verifica dello spessore del tubo occorre aggiungere, alla pressione appena calcolata, la
sovrappressione di colpo d’ariete che si genera a seguito delle manovre di chiusura operate sulle
apparecchiature di generazione. Questa sovrappressione è tanto più rilevante quanto maggiore è la
celerità di detta manovra. Una manovra lenta determina una sovrappressione limitata. La manovra
può essere considerata lenta quando il tempo di chiusura è inferiore al ritmo della condotta, così
definito:
τ =
2⋅ L
a
Dove:
-
L = 540 m lunghezza della condotta forzata;
a = celerità di propagazione dell’onda di sovrappressione.
La celerità di propagazione in condotta può ricavarsi dalla formula seguente:
a=
E H 2O
≅ 1160 .5m / s
d E H 2O
ρ ⋅ (1 + ⋅
)
s E Acciaio .
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In cui:
-
Ottobre
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ρ = 1000 kg/m3 densità dell’acqua;
EH20 ≅ 2.09 * 109 N/m2 modulo di elasticità dell’acqua;
EAcciaio ≅ 2.1 * 1011 N/m2 modulo di elasticità dell’acciaio;
- d = 349.3 mm diametro medio del tubo;
- s = 6.3 mm spessore della condotta.
Il ritmo della condotta, per essere L = 540 m, risulta:
τ ≅ 0.93 s
In caso di manovra lenta la sovrappressione può essere calcolata con la formula di Michaud:
∆h =
con:
-
τ a ⋅ vo
⋅
τc g
v0 ≅ 1.84 m/s velocità dell’acqua a regime in condotta;
τC = tempo di chiusura;
- g = 9.81 m/s2 accelerazione di gravità.
Il tempo di chiusura deve essere il più breve possibile al fine di evitare che il gruppo turbinageneratore raggiunga la velocità di fuga, pericolosa per l’integrità delle apparecchiature stesse. Si
può quindi assumere, in questo caso, che il tempo di chiusura sia di 5 s. Risulta pertanto:
∆h ≅ 40.5 m → ∆p ≅ 4.0 bar
Le pressioni massime in condotta risultano nelle diverse condizioni:
- condotta in esercizio
6.1 bar
- chiusura lenta dell’erogazione
10.1 bar
La verifica di resistenza della tubazione può effettuarsi con la formula di Mariotte:
s = PMAX ⋅
Con:
-
D
2 ⋅ n ⋅σ s
PMAX = 10.1 bar pressione massima in condotta;
D = 349.3 mm diametro medio della condotta;
σS = 235 N/mm2 tensione di snervamento.
- n = 0.5 coefficiente di sicurezza
- s = 1.53 mm spessore minimo del tubo in acciaio.
Si utilizzerà quindi una tubazione dello spessore commerciale di 6,3 mm
Si verifica quindi come le manovre di chiusura del distributore della turbina siano ampiamente
tollerate dalla tubazione.
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Attraversamento del rio San Rocco - Valutazioni idrauliche
Il progetto prevede che, in corrispondenza di un ponticello esistente, sia realizzato l’attraversamento
aereo del Rio San Rocco che sarà realizzato affiancando la nuova tubazione al ponte: la tubazione
sarà mantenuta indipendente da quest’ultimo in modo da non gravare sulla struttura esistente (vedi
Figura 5).
Per le valutazioni idrauliche di compatibilità del citato attraversamento con il regime idraulico del
torrente si richiama lo studio redatto dall’ing. Fagherazzi in data 21 giugno 2004 di cui si riportano
gli stralci di interesse.
“…. La portata transitabile lungo il Rio San Rocco è stata valutata utilizzando la classica formula
del moto uniforme di Gauckler-Strickler ,
2
Q = A ⋅ v = K S ⋅ A ⋅ RH 3 ⋅ i
Dove A è l’area della sezione in m2 e v la velocità della corrente espressa in m/s, considerando un
valore di KS pari a 33 m1/3/s ed un franco arginale di un metro rispetto la quota arginale ( tirante
idrico pari a 2,00 m).
Dal calcolo risulta che il canale riesce a smaltire una portata pari a circa 69 m3/s con un franco di
un metro sulla sommità arginale.
Tale valore risulta senz’altro elevato rispetto alla reale portata di piena centenaria del rio San
Rocco che considerato una superficie del bacino scolante di circa 3.11 km2 viene stimata
approssimativamente attorno ai 10 m3/s con conseguente tirante idraulico di circa 0,60 m. …. “.
L’attraversamento ipotizzato, posizionato ad una quota minima di circa 2.50 sul fondo dell’alveo,
risulta quindi ampiamente compatibile con il regime idraulico del Rio San Rocco anche nell’ipotesi
di massima piena.
MANUFATTO DI SCARICO
Il manufatto di scarico è costituito da due parti:
- il pozzo nel quale confluisce lo scarico uscente dalla turbina;
- una tubazione in PVC strutturato De 500 mm avente pendenza di circa 27% che, dopo un
percorso di circa 15 m, convoglia le acque di scarico della centrale nel torrente Ansiei, a
quota 835.00 m s.m.m.
Il regime idraulico della tubazione di scarico, di 462 mm di diametro interno, sarà a superficie
libera, il cui grado di riempimento può calcolarsi con la nota formula di Gauckler-Strickler:
2
Q = K S ⋅ A ⋅ RH 3 ⋅ i
Dove:
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-
A = area della sezione bagnata;
RH = raggio idraulico della sezione bagnata:
KS = 100 m1/3/s coefficiente di scabrezza;
- i = 27% pendenza del tubo.
La quota idrica che si instaura nel pozzetto di scarico può ottenersi, in prima approssimazione,
considerando che nel tubo di scarico si instaurino le condizioni di moto uniforme.
Per la portata massima di dimensionamento, pari a 170 l/s, la quota idrica che si instaura nel
pozzetto è quindi pari a 0,08 m, con un grado di riempimento della condotta pari a circa il 20%, con
ciò garantendo una buona aerazione e dunque un regolare funzionamento del manufatto di scarico.
La tubazione termina in corrispondenza del manufatto di scarico che sarà realizzato con un
manufatto in c.a. protetto verso il torrente Ansiei da massi da scogliera con volume non inferiore a
0,30 m3.
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SCHEDA RIASSUNTIVA
Tipologia di impianto
Quota Pelo Morto Superiore
Quota Pelo Morto Inferiore
Quota scarico
Salto di concessione
Portata massima di concessione
Portata media di concessione
Potenza di concessione
Portata massima nominale della turbina
Portata di rispetto del DMV assunta
Lunghezza condotta forzata
Diametro condotta forzata
ACQUA FLUENTE
909,50 m s.m.m.
842,06 m s.m.m.
835,00 m s.m.m.
67,44 m
126,15 l/s
72,72 l/s
48,08 kW
170,00 l/s
29,65 l/s
540 m
DN 350 mm
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