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Regione Friuli Venezia Giulia Comune di Buja (UD)
PROGETTO PRELIMINARE
Derivazione acque Rio Gelato ad uso idroelettrico per
la realizzazione di una nuova
centrale in comune di Buja (UD)
Domanda di derivazione idraulica ai sensi del R.D. 1775/1933
Il Committente: Indirizzo del cantiere:
Comune di Buja (UD)
Piazza Santo Stefano, 3
33030 Buja (UD)
P. Iva 00370360307
Progettazione a cura di:
ProJ. system Studio Professionale Associato Servizi di ingegneria: civile, industriale, impianti, automazioni ed energetica
Via Vietti, 9D - 33080 Porcia (PN) - P. IVA: 00635610934
tel.: 0434-923135, fax: 0434-592259, email: [email protected]
Commessa:
CBU17170
Documento: R01
Revisione: 02
Documento:
Relazione tecnica generale
Data: Il Progettista:
06/11/2017
Ing. Diego Perissinotti
……………………………………………………
Derivazione acque Rio Gelato ad uso idroelettrico per la
realizzazione di una nuova centrale in comune di Buja (UD)
Relazione tecnica generale
Data: 06 novembre 2017
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Indice
1 INTRODUZIONE ALLO STUDIO ............................................................................................. 5
1.1 Premessa sulla revisione ...................................................................................................................... 5
1.2 Presentazione dell'iniziativa ................................................................................................................. 5
1.3 Compatibilità della derivazione ............................................................................................................ 6
1.4 Tipologia di impianto ........................................................................................................................... 6
1.5 Relazione descrittiva dello stato attuale .............................................................................................. 7
1.6 Documentazione fotografica .............................................................................................................. 11
1.7 Motivazione della scelta dei luoghi .................................................................................................... 14
1.8 Misure di portata ............................................................................................................................... 16
1.9 Introduzione sullo stato ambientale .................................................................................................. 16
1.10 Verifica compatibilità idraulica con altre derivazioni in uso ............................................................... 18
2 RELAZIONE DESCRITTIVA DELLE NUOVE OPERE ....................................................... 19
2.1 Premessa ........................................................................................................................................... 19
2.2 Descrizione del gruppo turbina - generatore ...................................................................................... 20
2.3 Descrizione dettagliata delle caratteristiche e modalità di funzionamento delle paratoie a ventola .. 22
2.4 Caratteristiche e ubicazione del dispositivo per la misura delle portate e volumi d'acqua ................. 22
3 STUDIO GEOLOGICO PRELIMINARE ................................................................................. 24
3.1 Componente del suolo ....................................................................................................................... 24
3.2 Normativa di riferimento ................................................................................................................... 25
3.3 Indagini geognostiche con prelievo dei terreni ove adibire l'edificio. ................................................. 25
4 STUDIO IDROLOGICO PRELIMINARE .............................................................................. 26
4.1 Premessa ........................................................................................................................................... 26
4.2 Caratterizzazione idrologica ai fini della determinazione delle portate disponibili e derivabili .......... 27
4.3 Stima dei parametri idrologici per l'evento di piena ........................................................................... 33
5 STUDIO IDRAULICO PRELIMINARE.................................................................................. 35
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5.1 Il rilascio della portata atta a garantire il DMV ................................................................................... 35
5.2 Progetto del passaggio della fauna ittica ............................................................................................ 37
5.3 Stima dell'innalzamento del livello idrometrico del corso d'acqua ..................................................... 38
5.4 Dimensionamento principali opere di progetto .................................................................................. 41
6 STUDIO PRELIMINARE ECONOMICO FINANZIARIO ................................................... 42
6.1 Premessa ............................................................................................................................................ 42
6.2 Esposizione dettagliata della producibilità annua .............................................................................. 42
6.3 Esposizione dettagliata di tutti i costi dell'impianto ........................................................................... 43
7 CONCLUSIONI DELLO STUDIO ........................................................................................... 44
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1 Introduzione allo studio
1.1 Premessa sulla revisione
La presente relazione revisiona e sostituisce le precedenti emissioni a seguito
dell’approfondimento dell’analisi dei luoghi e la ricerca di un sistema di produzione
energetica che potesse ottimizzare le peculiarità del sito. In questa emissione progettuale si è
elaborato un nuovo sistema per la trasformazione dell’energia cinetica e potenziale dell’acqua
in energia elettrica: verranno utilizzate tre turbine a “coclea” o vite perpetua posizionate in
parallelo in grado di funzionare a bassissimi salti geodetici.
1.2 Presentazione dell'iniziativa
La relazione costituisce parte integrante della domanda di derivazione a nome del
Comune di Buja per l’ultimo sfruttamento delle acque del canale denominato Rio Gelato,
dallo scarico della centrale Edipower fino al nodo idraulico del Consorzio di Bonifica Ledra –
Tagliamento, nodo denominato Andreuzza.
Tutto il canale insiste presso il Comune di Buja; le acque corrono su un tratto
demaniale, allargato per poter dare capacità idraulica alle acque transitanti dello scarico della
Centrale Edipower, che utilizzano la derivazione per irrigazione del Consorzio Ledra
Tagliamento, dal canale denominato Ledra Sussidiario.
Le acque quindi del detto canale sono la somma della derivazione del Ledra
Tagliamento con captazione a Ospedaletto e delle acque del rio Gelato in piccolo corso
d’acqua che nasce nelle risorgive Bujesi.
L’intento progettuale è quello di utilizzare SOLO le acque di transizione della
derivazione richiamata, lasciando le acque del Rio Gelato originario; Queste ultime, in termini
di portata media, costituiranno la portata di rilascio volontario che alimenta sia la rampa di
risalita della fauna ittica che una finestra limitrofa. Per far ciò il Comune di Buja ha affidato la
progettazione preliminare allo scrivente professionista con incarico fiduciario entro soglia di
legge, il quale si è avvalso di tutto lo staff dello studio professionale associato ProJ.system per
lo sviluppo.
Il progetto preliminare è costituito dai contenuti richiesti dalla Regione Friuli Venezia
Giulia necessari per procedere alla domanda di piccola derivazione idraulica, ai sensi del R.D.
1775/1933, le acque utilizzano parzialmente anche un regime idraulico non concessionato,
pertanto sarà soggetto a naturale domanda di derivazione con consenso del summenzionato
Consorzio di Bonifica Ledra-Tagliamento.
Il progetto definitivo che sarà redatto di seguito a tutto ciò servirà per richiedere
l’autorizzazione unica all’esercizio e alla costruzione, tramite Procedura Abilitativa
Semplificata ai sensi del D.Lgs. 28/2011.
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1.3 Compatibilità della derivazione
Le acque non intersecano altre derivazioni, bensì si inserisce immediatamente a valle di
uno scarico sub-concesso dal Consorzio di Bonifica Ledra Tagliamento all’Edipower, inoltre
non modifica il regime idraulico del Nodo di Andreuzza.
Le acque utilizzate sono, nel progetto, quelle della derivazione del Ledra Tagliamento
con captazione a Ospedaletto. Le portate sono state segnalate dal Consorzio, con riferimento
ai dati concessori. Inoltre per il dimensionamento della macchina idraulica si prevede
l’utilizzo dei picchi di portata del rio Gelato originario.
Le proprietà delle aree per la costruzione dell’impianto si dividono in:
Area demaniale, sarà richiesta la concessione d’uso con l’esercizio
Area consorziale, limitrofa all’ara demaniale, poiché vi sarà un incremento di altezza a
monte e quindi un bacino di invaso, sarà asservita
Area privata, un mappale sarà espropriato per poter alloggiare centrale e allacciamento
elettrico alla linea MT dell’Enel.
1.4 Tipologia di impianto
L’impianto è ad acqua fluente con salto localizzato, quindi è definita un’opera puntuale.
Non vi è condotta forzata o quant’altro.
Lo sbarramento idraulico è di tipo dinamico, con traversa a paratoie mobili.
Le turbine utilizzate saranno tre coclee poste in parallelo all’interno del canale di bypass
di derivazione.
La derivazione è tutta a pelo libero e l’edificio di centrale è realizzato a “ponte” sul
canale di derivazione, compreso l’accesso al resto delle opere.
L’impianto ha una potenza installata di 145 kW, inferiore alla potenza concessoria.
I dati di derivazione sono i seguenti:
bassissimo salto:
in condizioni di portata massima: 0.8 m
in condizioni di portata minima: 1.4 m
medio: 1.05 m
portata media derivata: 14,57 mc/s
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portata massima derivata: 18 mc/s
portata minima non definita, la macchina lavora fino a 6 mc/s
Potenza concessoria:
Pn= Qm x ΔH / 102 = 200 kW
Qm = portata media derivata (14.57 m3/s)
ΔH = salto massimo di concessione (1.4 m)
P.l.s. = 163.40 m slm
P.l.i. = 162.00 m slm
1.5 Relazione descrittiva dello stato attuale
1.5.1 Inquadramento territoriale
L'intervento proposto insiste nel territorio di Buja e più precisamente tra l'abitato di
Buja e di Tomba, territorio compreso tra un'area fortemente industrializzata, un'area destinata
alla produzione agricola e due centri urbani. In questa complessità territoriale la pressione
antropica è data anche dalla presenza della vicina autostrada A23 che collega Palmanova a
Tarvisio e la S.P. N.49 Osovana. La presente relazione deriva dalle analisi del progetto
preliminare per il potenziamento energetico del Comune di Buja, incaricato allo scrivente
studio tecnico. Nello studio generale si è evidenziata la presenza di ulteriori derivazioni delle
acque del Consorzio di Bonifica Ledra-Tagliamento in corrispondenza del Rio Gelato, tra la
centrale di proprietà Edipower e il nodo idraulico di Andreuzza. Si propone dunque di
derivare le acque rilasciate dalla derivazione esistente di proprietà della Edipower per la
produzione idroelettrica. Nello stato di fatto nei pressi dell'abitato di Buja scorre il canale
Ledra Sussidiario. Tale canale rappresenta un canale di tipo principale gestito dal Corsorzio di
Bonifica del sistema Ledra-Tagliamento, realizzato nel 1787 e il 1885 che deriva le acque del
fiume Tagliamento per addurle nel fiume Ledra, nei pressi di Andreuzza, dove è presente un
nodo idraulico.
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Figura 1 Estratto della carta tecnica regionale con indicata l'area di progetto
Si è condotta anche una analisi del piano regolatore vigente del comune di Buja. Questo
rappresenta variante n.14 approvata con D.P.G.R. 0151/Pres/20P.T. del 29/04/1998 Variante
32. L'area oggetto di intervento viene identificata come Zona Agricola di tipo E4 "Area di
interesse agricolo paesaggistico". Si riporta estratto di questo documento:
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Figura 2 Estratto PRGC Buja relativamente all'area oggetto di intervento
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L'area individuata per l'intervento comprende parte del corso d'acqua denominato Rio
Gelato e un lotto di terreno nei pressi delle campagne di Tomba, in prossimità del medesimo
corso d'acqua. L'area attualmente si trova sgombra da fabbricati. Dal seguente estratto
cartografico si distinguono chiaramente i corsi d'acqua che segnano il territorio e le arterie
stradali di primaria importanza. Ad ovest, dell'estratto cartografico, si trova il canale Ledra
Sussidiario che, dal quale viene epurato dalle portate turbinate della centrale Savorgnana;
queste si immettono nel vicino Rio Gelato che scorre in direzione sud, attraversando la SP49 e
giungendo al nodo idraulico di Andreuzza. Il nodo idraulico capta le acque del canale Ledra
sussidiario, del Rio Gelato e del Fiume Ledra per poi addurle in parte al canale Ledra
principale ed in parte rilasciate al fiume Ledra. Si intende operare nel Rio Gelato, in una
posizione intermedia tra la centrale di proprietà Edipower ed il nodo idraulico.
Figura 3 Estratto della CTR con individuata l'area di intervento e il posizionamento della centrale
idroelettrica di proprietà EDISON.
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L'area studiata si presenta vulnerabile da nitrati di origine agricola, ovvero sono aree
definite dalla direttiva 91/676/CEE e in ambito nazionale mediante il D.Lgs 3/04/06 n.152
recante norme in materia ambientale. Questa normativa prevede di indicare il territorio nei
quali vi sia una concentrazione di nitrati per le acque sotterranee e a deflusso superficiale
superiori a 50 mg/l di nitrati (NO3) e quelle che potrebbero diventarlo in assenza di specifici
interventi. Si riporta di seguito l'estratto cartografico con indicate tali aree:
Figura 4 Estratto della carta tecnica regionale con indicata l'area di intervento
1.6 Documentazione fotografica
Si allega documentazione fotografica della centrale idroelettrica "Savorgnana" di
proprietà della Edipower, che utilizza le acque del canale Ledra-Sussidiario. La centrale,
realizzata nel 1943, rilascia la portata turbinata nel Rio Gelato e la portata eccedente sfiora
lateralmente nel canale Ledra-Sussidiario. Si riportano le fotografie che interessano l'area
della centrale esistente:
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Figura 5 Paratoie di regolazione del ca-
nale adduttore
Figura 6 Canale Ledra-Sussidiario a valle delle
paratoie
Figura 7 torre piezometrica
Figura 8 Centrale di produzione idroelettrica
"Savorgnana"
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Figura 9 Fotografia raffigurante il Rio Gelato dal ponte della SP49 verso monte
Figura 10 Fotografia raffigurante il Rio Gelato dal ponte della SP49 verso valle
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1.7 Motivazione della scelta dei luoghi
Con la seguente relazione si propone la realizzazione di un impianto idroelettrico nel
comune di Buja. Questo impianto si prevede posizionarlo in area agricola, nei pressi del Rio
Gelato. Tale corso d'acqua presenta, nel punto studiato, una notevole portata d'acqua fluente;
questa deriva non solamente dalle sorgive del Rio Gelato, e del suo affluente Rio Rai, ma
anche dal rilascio della centrale idroelettrica denominata "Savorgnana". Questa centrale
idroelettrica sfrutta le acque presenti nel canale artificiale Ledra Sussidiario derivate nei pressi
di Ospedaletto dal fiume Tagliamento. Caratteristica del canale Ledra-Sussidiario è quella di
mantenere pressoché costante in tutto il periodo dell'anno le sue portate, pertanto un impianto
che utilizza tale acqua ha il vantaggio di non dover prevedere sostanziali variazioni annuali
delle portate e pertanto permette di lavorare costantemente a pieno regime. Ad una portata
considerevole non corrisponde però la presenza di alcun salto geodetico rilevante; per ovviare
a questo problema si è analizzato in profondità il territorio per ricercare una possibile
soluzione con l'intento di realizzare un impianto di tipo idroelettrico. Si è constatato che
nell'area di interesse il corso d'acqua presenta una apprezzabile pendenza ed infatti il suo
corso da lineare, nel tratto iniziale, diventa nel proseguire sempre più movimentato con la
creazione di frequenti mulinelli e raggiungendo velocità maggiori. Si ipotizza quindi di creare
uno sbarramento idraulico a valle della strada Osovana e conseguentemente rialzare o
adeguare gli argini esistenti fino a giungere l'immissione delle portate della centrale
"Savorgnana" sul Rio Gelato. Si è preventivamente effettuato un sopralluogo della area
interessata dall'intervento per verificare la compatibilità per la realizzazione di tale opera e
studiato l'ottimale punto ove posizionare le opere. Come si è riportato nella cartografia
allegata in precedenza si propone di posizionare la centrale idroelettrica in un'area agricola, in
prossimità del Rio Gelato in sinistra idrografica.
Attualmente tale area si presenta sgombra da edifici. Per quanto riguarda le opere di
difesa spondale, queste, insisteranno nel tratto a monte dell'impianto di progetto, fino a
giungere l'area poco a monte dell'attraversamento con la SP49. Si evidenzia il fatto che nel
tratto compreso l'immissione delle acque della centrale idroelettrica esistente nel Rio Gelato
fino a giungere la SP49, il Rio Gelato scorre ad una quota considerevolmente inferiore
rispetto a quella del piano di campagna e pertanto questo tratto non necessita di importanti
lavorazioni sulle sponde. Tutti gli interventi si collocheranno in terreni sgombri a ridosso del
corso d'acqua.
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Figura 11 Ortofoto raffigurante l'area di intervento
Date le caratteristiche del corso d'acqua e geomorfologiche si prevede si utilizzare una
tipologia di impianto di tipo puntuale, pertanto, si preleverà quota delle portate disponibili nel
Rio Gelato che fluiranno in un canale laterale dove saranno presenti le opere
elettromeccaniche che trasformeranno la forza potenziale dell'acqua in energia elettrica; a
seguire le acque verranno reintrodotte nel medesimo corso d'acqua.
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1.8 Misure di portata
L'intervento in questione insiste nel tratto d'acqua Rio Gelato; tale corso d'acqua è di
tipo risorgivo e pertanto presenta la caratteristica di mantenere pressochè costante la portata
media nelle varie stagioni. Tale portata dipende dallo stato di imbibizione degli strati dell'alta
pianura che a loro volta vengono alimentati dagli afflussi meteorici. Immissario del Rio
Gelato è il Rio Rai, sempre di caratteristica risorgiva, è un piccolo corso d'acqua di tipologia
naturale. Prima dell'immissione delle portate del Canale Ledra Sussidiario nel Rio Gelato è
presente una centralina di misurazione delle portate denominata "Tomba di Sopra" avente
codice FVG C557. Tale centralina di controllo è posizionata su di una traversa in
calcestruzzo. Purtroppo questa centralina non risulta attiva ma nell'ipotesi di realizzazione
dell'impianto di progetto è auspicabile la sua riattivazione per meglio controllare le portate
affluenti. Le portate immesse dal canale di scarico della centrale Savorgnana sono pari a 15,5
mc/s. Questo valore risulta essere pressoché costante durante tutto l'anno in quanto si basa
principalmente sulle portate derivate dal Consorzio Ledra Tagliamento nei pressi di
Ospedaletto, sul fiume Tagliamento, e fatte fluire attraverso il canale Ledra-Sussidiario fino
alla centrale Savorgnana. Qui la centrale rilascia la portata eccedente nel medesimo canale e
le portate turbinate nel Rio Gelato. Dalle verifiche effettuate si è determinato che la portata
media derivata dal fiume Tagliamento ed immessa nel canale Ledra-Sussidiario è pari a 17
m3/s nel periodo invernale e circa 23 m3/s nel periodo estivo. A queste portate si deve
considerare una perdita nel condotto e vari attingimenti nel periodo estivo a scopo irriguo e
pertanto la portata disponibile appena a monte della centrale Savorgnana è pari a medi 16,5
m3/s. Come riferito in precedenza, la centrale di proprietà di Edipower ha concessione di
turbinare 15,5 m3/s che poi rilascia nel Rio Gelato, mentre la portata eccedente viene rilasciata
nel canale Ledra-Sussidiario e si immetterà poi nel nodo Idraulico in loc. Andreuzza. Il
presente progetto intende quindi derivare solamente la quota di portata di scarico dell'esistente
centrale e quindi non utilizzare l'intera portata presente nel corso d'acqua. Le misure di portata
sono rilevate con notevole serie dal Nodo Idraulico di Andreuzza e verificano le portate delle
concessioni idrauliche rilasciate.
1.9 Introduzione sullo stato ambientale
I siti individuati per tale progetto ricadono ampiamente al di fuori della rete Natura
2000. Questa rete comprende siti di importanza comunitaria che dispongono di una tutela per
preservare sia il mantenimento degli habitat che per la conservazione delle specie faunistiche.
L'area in cui ci apprestiamo ad operare si trova in un ambiente che ha sentito pesantemente
l'azione dell'uomo; nelle immediate vicinanze dei siti individuati si trovano arterie stradali di
principale importanza come autostrada e strada provinciale, un tessuto urbano consolidato e la
presenza di una limitrofa zona industriale. Tutto ciò fa sì che non vi siano in atto tutele
ambientali imposte a livello europeo. Dall'estratto cartografico seguente sono individuate le
aree protette limitrofe che verranno analizzate singolarmente.
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Figura 12 estratto della cartografia CTR con indicate le distanze dell'opera di progetto rispetto le aree
protette da normativa Natura 2000
Dall'estratto cartografico inserito si identificano le seguenti aree:
SIC IT3320015, di colore Grigio, è un sito appartenente alla rete Natura 2000
denominato "Valle del medio Tagliamento". Quest'area ha una ampiezza di 3580,07 ha e si
sviluppa in un'area pedemontana con altezza compresa tra i 158 ed i 1478 m slm.
SIC IT3320021 di colore Grigio, posizionata a sud dell'area studiata; è un sito
appartenente alla rete Natura 2000. Il sito è denominato "Torbiere di Casasola e Andreuzza",
ha una superficie di 98 ha e viene identificata come regione biogeografica continentale. Il sito
si sviluppa su di una altitudine media di 163 m slm.
Incluse all'area IT3320015 è definita la Riserva naturale regionale del lago Cornino che
viene gestita dall'associazione dei Comuni di Forgaria nel Friuli e Trasaghis.
Come si vede dalla cartografia allegata le aree interessate dalla seguente proposta
progettuale risultano essere esterne all'area interessata e considerevolmente distanti. Non si
riscontrano pertanto interferenze con tali siti.
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1.10 Verifica compatibilità idraulica con altre derivazioni in uso
Nel canale Sussidiario Ledra si trovano diverse centrali idroelettriche che sfruttano la
abbondante portata del corso d'acqua e piccoli salti. A monte del canale si evidenzia la
presenza di 3 principali centrali insistenti lo stesso tratto; tutte sono definite con codice del
sistema derivatorio IRR0006 e sono comprese nel fascicolo UD/IGD/91. Le portate medie di
concessione si attestano sui 9 m3/s tranne per la centrale vicina all'area di intervento,
denominato "Savorgnana" che presenta le seguenti caratteristiche: salto 15.82 m, potenza
nominale 2404.02 kW, portata media 15,5 m3/s.
Analizzando la carta tecnica regionale si individua l'esistenza di una vecchia
derivazione dal rio Gelato, nei pressi dell'area individuata per la realizzazione dell'impianto
idroelettrico. Allo stato attuale, tale derivazione si presenta dismessa tant'è che il canale
ipotizzato per l'adduzione risulta essere privo di acqua.
Figura 13 Estratto CTR con indicato l'impianto di progetto (schema) e la vecchia derivazione prima
che sfruttassero l’ambito del Rio Gelato per la attuale derivazione dell’Edison
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2 Relazione descrittiva delle nuove opere
2.1 Premessa
In questo capitolo si intende illustrare sommariamente il funzionamento dell'impianto
proposto. Caratteristica fondamentale del corso d'acqua è la costanza della portata disponibile
in alveo, derivata in maggior parte dal rilascio della centrale Savorgnana. Con il seguente
progetto si intende derivare solo la parte di acqua rilasciata da tale centrale e non quella
propria del Rio Gelato e pertanto si è già a conoscenza della portata disponibile da poter
derivare. Altra considerazione da fare risulta essere quella relativa alla creazione del salto
geodetico, fondamentale per la realizzazione di un siffatto impianto. Questo è da ricreare
effettuando uno sbarramento sul rio Gelato nell'area indicata nell'estratto cartografico
seguente; questo avrà la funzione di innalzare il livello del corso d'acqua e pertanto si dovrà
procedere con la sistemazione ed eventuale innalzamento delle sponde laterali. L'intervento
prevede di alzare la quota del rio Gelato diminuendo la pendenza di deflusso fino a
raggiungere la quota di 1,4 m alla sezione di chiusura; la riprofilatura del corso d’acqua verrà
eseguita anche successivamente lo sbarramento di progetto mediante espurgo di materiale di
fondo sedimentato. Tale quota dovrà essere verificata accuratamente con successivi rilievi
topografici e dovrà garantire che non si venga a modificare la quota assunta dallo stesso corso
d'acqua in prossimità della confluenza del Rio Gelato con lo scarico della Centrale
Savorgnana. Questa precauzione risulta essere di fondamentale importanza affinché non si
modifichino in alcun modo i parametri concessori della centrale esistente e non si creino
malfunzionamenti idraulici del corso d'acqua.
Figura 14 Schema degli interventi che si prevedono di realizzare
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Come esplicitato in precedenza l’impianto prevede la derivazione delle acque rilasciate
dall’impianto idroelettrico posto a monte, il quale è inserito all’interno di un sistema
derivatorio, gestito dal Consorzio Ledra Tagliamento, a scopo principalmente irriguo. Le
portate derivate da tale complesso derivatorio, che attualmente vengono utilizzate anche a fini
idroelettrici (centrale Savorgnana) e di cui il presente progetto intende adoperare, sono
vincolate non solamente alla disponibilità idrica del corso d’acqua principale (t. Tagliamento)
ma anche alle necessità irrigue. Sono stati individuati due periodi di funzionamento del
sistema derivatorio: condizione estiva irrigua (portate maggiori) e condizione invernale non
irrigua (portate minori). Nelle valutazioni idrologiche effettuate si è tenuto in considerazione
non solamente la portata derivata dal consorzio che alimenta il sistema ma anche la quota
rilasciata a scopi irrigui; in definitiva non essendo presenti rilevanti derivazioni nel tratto
compreso il rilascio della centrale Savorgnana e le opere di progetto si è considerata come
portata disponibile la quota utilizzata dalla centrale a monte.
Dai rilievi topografici effettuati e dagli studi idrologici condotti si è registrato come nel
periodo irriguo, condizione per la quale vi è la presenza di una portata maggiore nel corso
d’acqua, il salto geodetico disponibile si presenterà minore mentre nel periodo non irriguo lo
stesso sarà maggiore. In via preliminare si è individuato che le opere di proegetto saranno
caratterizzate dai segienti valori limite:
Periodo irriguo: Qderivata max= 18 mc/s
ΔH diponibile min = 0.8 m
Periodo non irriguo: Qderivata min = 12 mc/s
ΔH diponibile max = 1.4 m
Le turbine che si prevedono installare dovranno gestire la variazione non solamente
della portata ma anche del salto geodetico. Il calcolo della produzione attesa è valuta
considerando il salto medio annuo pari a 1.05 m.
2.2 Descrizione del gruppo turbina - generatore
Una coclea perpetua (o vite di Archimede) a forza idraulica, applica il principio di Archimede in
maniera inversa, sfruttando la differenza di potenziale energetico delle acque in caduta per produrre
corrente elettrica. La coclea è folle, ovvero libera di ruotare su sé stessa appoggiata sui propri
cuscinetti di rotolamento, ed il passare dell’acqua la mette in moto e la fa girare; l’unico elemento
frenante è il motore che funge da freno elettromagnetico, generando così l’energia elettrica.
Nel caso specifico, la coclea è una struttura monolitica d’acciaio da costruzione, saldata e verniciata,
appoggiata alle sue estremità su due scatole di cuscinetti a lunga durata e quasi privi di manutenzione,
tra la coclea ed il motore è interposto un moltiplicatore di giri che serve a “fasare” i giri del motore
rispetto alla rete e, sempre nel nostro caso, il motore è un sincrono a magneti permanenti ad altissima
efficienza.
La combinazione di una buona meccanica (facilità di rotolamento abbinata a ridotte perdite), abbinata
ad un ottimo riduttore ad ingranaggi elicoidali specifico per queste applicazioni, ulteriormente
abbinata ad un motore dalle prestazioni eccezionali governato da due drive di controllo super
efficienti, fa sì che le condizioni di esercizio siano di tutto pregio, arrivando ad un efficienza
complessiva dell’impianto che potrebbe superare l’80% di rendimento in tutte le condizioni d’uso. Al
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fine di adottare una precauzione di tipo progettuale nel calcolo economico delle sarà considerato come
rendimento medio il 78%.
Per sua natura, infatti, la coclea richiede una bassa manutenzione, fatto comprovato anche dalle griglie
grossolane poste dinnanzi alla turbina, a tutto vantaggio dell’utilizzo temporale; si calcola che,
normalmente, una coclea riesca a produrre per oltre 8000 ore/anno, arrivando in alcuni casi a sfiorare
le 8500 ore/anno, a tutto vantaggio della produttività.
Non c’è lo sgrigliatore con tutto quello che ciò comporta, sostituito infatti da una più “comoda” griglia
passa-non-passa la cui manutenzione e pulizia è decisamente favorevole; l’altro aspetto da non
trascurare è la facilità di manutenzione dell’impianto, praticamente assente a dire la verità, consistente
nel pulire la coclea dallo sporco che può rimanere attaccato alle sue spire e dal sostituire l’olio al
riduttore nelle occasioni di manutenzione programmata previste.
Le dimensioni della coclea saranno, fatto salvo per modifiche successive delle quali ci riserviamo sin
d’ora, saranno diametro 3000 e una lunghezza tale da permettere il salto di 1 m e pendenza 22°. Come
riportato nelle tavole progettuali si premette l’utilizzo di tre coclee, inserite all’interno del canale di
bypass, poste in parallelo tra loro. Tale scelta progettuale permette di poter derivare l’intera portata
prevista limitando le dimensioni della macchina e al contempo ottimizzando il rendimento
complessivo.
La coclea sarà parzialmente avvolta da un trogolo d’acciaio avente la funzione principale di ridurre le
perdite di carico ed aumentare il rendimento.
In merito ai materiali scelti, non solo i componenti meccanici, questi saranno di primarie marche
Internazionali, di primissima qualità e altissima efficienza; a titolo di esempio, i motori sincroni a
magneti permanenti identificati, oltre ad essere necessariamente sovradimensionati rispetto alle
potenze richieste rese disponibili dal salto a disposizione, avranno la caratteristica di essere di
tipologia IE3 PREMIUM, identificante una classe di motori la cui efficienza è davvero notevole così
come la loro durata.
Parlando di durate, i vari componenti critici sono stati scelti in base a valori pari o superiori alle
100.000 ore di funzionamento, questo ovviamente in normali condizioni di funzionamento e
manutenzione. Il principio di funzionamento è governato dall’algoritmo funzionale chiamato
Hydroelectric Dynamic Power Manager, capace di gestire il livello del bacino di monte sempre alle
condizioni più favorevoli rispetto al rendimento ottimale di funzionamento. Appositi sensori di livello
saranno dislocati sul canale di monte e su quello di valle, consentendo di massimizzare la produttività
dell’impianto in tutte le condizioni d'esercizio.
Grazie all’apporto della gestione elettronica installata, la coclea lavorerà ai giri consentiti dall’acqua
disponibile in ogni momento; contrariamente ad altre coclee presenti sul mercato, infatti, non
lavoreranno a giri costanti, ma l’azionamento sarà in grado di variare il numero di giri a seconda della
reale quantità d’acqua misurata dai livelli e, di conseguenza, variare la sua portata e conseguente
potenza.
La variabilità è tale da poter girare con un minimo del 20% della sua produttività nominale, ad un
massimo del 120%, a tutto beneficio della produzione annua. Altro vantaggio dell’azionamento risiede
nella frenata controllata in caso di black out della rete.
In questi casi, infatti, le coclee tradizionali sono normalmente piene d’acqua e, quindi, dispongono
della coppia massima (circa 21.000 Nm nel ns. caso), ma non dispongono più del motore che
normalmente agisce in veste di freno elettromagnetico; accade che in assenza di corrente il motore si
“sblocca” e permette la fuga della coclea che improvvisamente accelera senza alcun controllo.
Con il sistema ad azionamento, invece, grazie agli inverter rigenerativi da noi proposti, la coclea si
fermerà da sola anche in caso di black out della rete, permettendo una fermata dolce senza strappi a
tutto vantaggio della durata dei componenti meccanici e, soprattutto, svuotando il bacino a tutto
vantaggio della sicurezza.
Grazie all’adozione del nostro sistema di controllo, siamo in grado di fornire in tempo reale i dati di
processo e portata a chiunque ne facesse richiesta (es. al Genio Civile durante il collaudo
dell’impianto).
La coclea, infatti, può essere ricondotta con un’approssimazione molto buona, ad una pompa a portata
fissa; conoscendo il numero di giri che questa sta effettivamente compiendo, in automatico possiamo
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determinare la portata d’acqua in quel preciso istante, a tutto vantaggio della trasparenza e della
coerenza.
I dati raccolti possono essere immagazzinati in uno storage (implementabile in ogni momento), o
storicizzati in un “data collection” per indagini statistiche ecc.
La produzione massima attesa è di 140 kW
Poiché l’impianto produce più di 100 kW sarà quindi opportuno allacciare l’impianto
alla rete Enel in media tensione a 20.000 V, mediante la conversione con trasformatore, celle
di media e una cabina di allaccio ENEL come prevista.
2.3 Descrizione dettagliata delle caratteristiche e modalità di
funzionamento delle paratoie a ventola
Le paratoie a ventola sono larghe 1347 mm con massimo abbattimento di 1340 mm.
L'altezza è pari 2000 mm con normale ritenuta idraulica a quota 163.40 m s.l.m.. La massima
ritenuta idraulica è a quota 163.45 m s.l.m., pertanto, quando la pressione idrostatica ai pistoni
sorpassa tale tirante idraulico, la centralina oleodinamica smette di mantenere il sottovuoto e
rilascia la forza, gradualmente, con un quarto d'ora circa di tempo cinematico, per stenderle
orizzontalmente e far transitare la piena del R. Gelato.
I pistoni sono dunque a effetto in depressione che tengono la pressione e quindi sono
normalmente sostenute verticali. Anche in caso di carenza di energia elettrica (data da guasto
o comando), esse si abbattono poiché viene automaticamente a mancare il sostegno dei
pistoni.
Il tempo di 15 min può essere variato con la tecnologia della paratoia e verrà
perfettamente stabilito solo una volta affrontato nel progetto esecutivo la modellazione
idraulica a moto vario. In tal tempo non si manifestano situazioni di rischio per l’alveo,
scogliere e per la rampa pesci.
2.4 Caratteristiche e ubicazione del dispositivo per la misura delle
portate e volumi d'acqua
I 3 misuratori di portata (e volume) sono posizionati a monte delle scale di rimonta
pesci, DMV e canale di derivazione.
Sono dei misuratori di livelli con ecodopler per valutare la velocità dell'acqua, oltre il
tirante, e l'eventuale presenza di sedimento sul fondo.
Le registrazioni avvengono su un disco fisso presente nel server del PLC con data base
e l'invio dei dati avviene giornalmente nell'FTP predisposto internet per l'impianto in oggetto.
L'automazione tipo SCADA permette dunque al proprietario e ai funzionari addetti di
visualizzare giornalmente la derivazione puntuale e la registrazione dati dei giorni precedenti.
Il sistema di supervisione SCADA per il controllo remoto della Centrale Idroelettrica
serve anche per la verifica e la gestione del DMV, oltre al monitoraggio, in condizioni
idrologiche critiche, le paratoie saranno abbattute (quelle di intercettazione) e l'impianto
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rilascerà direttamente tutta la portata. Tale sistema è ormai essenziale per controllare il
corretto funzionamento dell'impianto, sia in centrale sia da remoto.
Grazie a questa applicazione sarà possibile oltre a supervisionare il sistema, anche
cercare di risolvere le problematiche meno gravi dell’impianto direttamente da casa; tutto
questo semplicemente con un PC e una password per la connessione.
Sarà possibile controllare i principali parametri del sistema come: potenza ed energia
prodotta, il livello dell'acqua all’opera di presa, le varie temperature, la pressione olio, il
livello olio, ecc ... Il software produce automaticamente i grafici delle variabili principali
controllate; in ogni momento sarà possibile verificare il rapporto sui segnali di allarme di
sistema (il software dispone di una memoria di ogni evento che si è verificato) e può essere
programmato per inviare SMS o E-mail in caso di allarme.
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3 Studio geologico preliminare
Si è condotta una analisi geologica preliminare dei territori che verrà opportunamente
ampliata nelle successive fasi progettuali. Dall'analisi del territorio e delle carte geologiche
del Friuli Venezia Giulia messe a disposizione dagli uffici regionali curate del servizio
geologico in collaborazione con l'Università degli studi di Trieste e di Udine si evidenzia che
il territorio cui ci apprestiamo ad operare è rappresentato da una copertura quaternaria
caratterizzata da sedimenti alluvionali del settore montano e detriti di falda antichi. Nelle
immediate vicinanze, verso l'abitato di Buja vi si trovano aree caratterizzate da depositi
glaciali del settore montano e dell'anfiteatro morenico del Tagliamento. Si riporta estratto
della carta geologica del Friuli Venezia Giulia.
Figura 15 Estratto della carta geologica del F.V.G.
3.1 Componente del suolo
L'area interessata dal presente progetto preliminare non necessita la redazione di uno
studio di tipo forestale in quanto non ci troviamo in aree boscate e le poche specie interessate
dalle opere di progetto non rientrano in specie aventi particolare pregio naturalistico. La
prevista attività di pulitura e sistemazione degli si inquadra come un'azione funzionale e
rientra nell'intervento di ordinaria manutenzione per gli stessi corsi d'acqua.
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3.2 Normativa di riferimento
D.M. LL.PP. del 11/03/1988: “Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione.”
D.M. 16 Gennaio 1996: “Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche”
Circolare Ministero LL.PP. 15 Ottobre 1996 N. 252 AA.GG./S.T.C.: “Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche di cui al D.M. 9 Gennaio 1996”
Circolare Ministero LL.PP. 10 Aprile 1997 N. 65/AA.GG.: “Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche di cui al D.M. 16 Gennaio 1996 “
Ordinanza P.C.M. n. 3274del 20.3.2003: “Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica.”
Eurocodice: “ Progettazione geotecnica – Parte 1: Regole generali.”
Eurocodice 8: “Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture - Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici.”
D.M. 14 gennaio 2008: “Testo Unico per le Costruzioni in Zona sismica”.
3.3 Indagini geognostiche con prelievo dei terreni ove adibire l'edificio.
È stata eseguita presso la stradella del consorzio Ledra Tagliamento, e subito occlusa,
una trincea della profondità di 150 cm per la valutazione degli aspetti geologici del sito. È
stata subito trovata la falda (come imbibizione della acque del canale) a 100 cm di profondità,
il terreno si è sempre presentato come sabbioso – limoso con lievi intercalazioni ghiaiose,
dando i seguenti risultati attesi:
sabbie limose
Angolo di attrito interno = 30°
Peso di volume = 1,9 t/m3
Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto la norma DM 2008 prevede al
cap. 3.2.2 la definizione delle varie categorie del sottosuolo.
Categoria Descrizione
C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina media-
mente consistenti con spessori superiori a 30 m caratterizzati da un graduale migliora-
mento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 180
m/s e 360 m/s (ovvero 15 < Nspt,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < cu,30 < 250 kPa
nei terreni a grana fina)
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4 Studio idrologico preliminare
4.1 Premessa
Lo studio idrologico che si presenta in questo capitolo è costituito dalle considerazioni
iniziali alle quali risulta necessario, se si intende proseguire nella progettazione, approfondire
con studi e ricerche bibliografiche. Per le valutazioni effettuate in questa sede risulta
sufficiente essere a conoscenza della portata media presente in alveo, e della stima delle
portate derivabili per effettuare un pre-dimensionamento dell'impianto. Nelle eventuali fasi
progettuali si andrà a descrivere con maggiore minuzia la situazione idrica ed idrogeologica
delle aree interessate effettuando, se necessario, misure quantitative e confrontando tutte le
fonti consultabili.
L'opera che si intende realizzare sfrutta le portate del sistema derivatorio del Ledra-
Tagliamento. Questo fatto risulta essere molto vantaggioso ai fini progettuali in quanto le
portate presenti nel canale sussidiario vengono costantemente monitorate dal consorzio e
pertanto la progettazione può avvalersi di dati pressoché certi.
Il seguente progetto intende derivare integralmente le portate già turbinate dall'impianto
idroelettrico "Savorgnana" che vengono immesse nel Rio Gelato, pertanto si sono studiate le
portate affluenti il canale Ledra-Sussidiario. Questo canale, gestito dal Consorzio di Bonifica
Ledra-Tagliamento, preleva dal fiume Tagliamento una portata estiva di 23 m3/s ed una
invernale di 17 m3/s. Considerando che nell'impianto vi sono degli attingimenti a scopo
irriguo nel periodo estivo e considerando le perdite di carico del condotto si stima una portata
disponibile a monte dell'impianto idroelettrico "Savorgnana" pari a 16,5 m3/s pressoché
costante durante tutto l'anno. La concessione di detta centrale idroelettrica prevede la
derivazione di 15.5 m3/s, quantità che viene rilasciata nel rio Gelato e che si intende derivare
con questo impianto.
La costanza della portata derivata dalla centrale "Savorgnana" è confermata dalle
registrazioni dei volumi turbinati
2008 523.71 x10^6 m3
2009 523.11 x10^6 m3
2010 498.35 x10^6 m3
Che corrispondono ad una produzione lorda pari a 17.81 GWh (per il 2008), 17.79 GWh
(per il 2009) e 16.94 GWh (per il 2010).
In conclusione,la portata da derivare prevista per il seguente impianto risulta essere pari
a 15.5 m3/s costanti per tutto l'anno, e viene precauzionalmente abbassata a 14.57 m3/s. La
portata massima transitabile nel canale di bypass, valore con il quale è possibile dimensionare
le opere di progetto, è di 23 m3/s ma viene precauzionalmente abbassata anch’essa a 18 m3/s.
il minimo deflusso vitale coincide con tutte le acque del Rio Gelato, quindi, essendo rilasciato
l’intera portata naturale del corso d’acqua, tale condizione soddisfa a pieno il regime minimo
di portate richiesto dalle norme in vigore, e pure delle ex norme del Piano di tutela acque. Si
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rammenta altresì che le portate derivate corrispondono alla sola quota di portate immesse dal
consorzio Ledra Tagliamento mediante lo scarico della centrale “Savorgnana”.
4.2 Caratterizzazione idrologica ai fini della determinazione delle
portate disponibili e derivabili
La portata derivabile dal Rio Gelato è data da una piccola porzione del corso d'acqua
naturale Rio Gelato, per gli effetti meteorici, da una piccola porzione delle risorgive del Rio
Gelato, per gli effetti del grande materasso alluvionale posto a monte, e per una grandissima
porzione dallo scarico della centrale dell'Edipower.
L'analisi pertanto non sarà di particolare precisione nelle prime due componenti, poichè
dimostreremo che saranno inferiori al 10% del contributo idrico. Quello che interessa è la
stima delle derivazioni del Ledra Tagliamento che concorrono a formare la derivazione della
centrale Savorgnana.
Il bacino del Rio Gelato e del Canale Rio Gelato ha una superficie di 1.9 kmq.
Per la stima della portata del canale Rio Gelato, si dovrebbe dunque sommare i tre
contributi. Anche utilizzando i dati forniti dalla Regione FVG per lo studio del PTA, che
fornisce un contributo medio del bacino dell'area del Rio Gelato di 810 L/s km q di bacino, la
portata media dunque naturale è di 810 x 1.9 = 1.539 L/s, un valore inferiore al 10% della
portata disponibile per l'effetto di distruzione della rete idraulica artificiale del Ledra
Tagliamento, che è di 18 mc/s.
Risulta pertanto dispendioso approfondire la curva di portata naturale del piccolo corpo
idrico e delle sue risorgenze, quando la stima di derivazione è data dagli apporti del consorzio
e quindi dello scarico della centrale Savorgnana.
In merito alle portate del Ledra Tagliamento si è fatto conto di quanto registrato nel
nodo di Andreuzza dal Consorzio. Per le portate del Rio Gelato, naturali da precipitazione e di
risorgiva, si è fatto conto dello studio idrologico dettato dallo studio di fattibilità dello
scrivente professionista, per il Comune di Buja, anno 2012, anche se le tal portate, come
detto, non hanno particolare interesse.
4.2.1 Curva delle portate naturali
La curva di portata è dunque definita come segue:
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Giorni Portate Ledra Tagliamento Portate Rio Gelato Risorgive
[gg] [L/s] [L/s] [L/s]
0,0 23000 2000 5000
9,1 23000 1900 4500
18,3 23000 1800 4000
27,4 23000 1750 3500
36,5 23000 1700 3000
45,6 23000 1650 2500
54,8 23000 1600 2000
63,9 23000 1550 1500
73,0 20000 1500 1000
82,1 20000 1450 500
91,3 20000 1400 0
100,4 20000 1350 0
109,5 17500 1300 0
118,6 17466 1250 0
127,8 17416 1200 0
136,9 17366 1150 0
146,0 17316 1100 0
155,1 17266 1050 0
164,3 17216 1000 0
173,4 17166 950 0
182,5 17116 900 0
191,6 17066 850 0
200,8 17016 800 0
209,9 16966 750 0
219,0 16916 700 0
228,1 16866 650 0
237,3 16816 600 0
246,4 16766 550 0
255,5 16716 500 0
264,6 16666 450 0
273,8 16616 400 0
282,9 16566 350 0
292,0 16516 300 0
301,1 16466 250 0
310,3 16416 200 0
319,4 16366 150 0
328,5 16316 100 0
337,6 16266 100 0
346,8 16216 100 0
355,9 16166 100 0
365,0 15500 100 0
MEDIE 18317,85 915,85 670,73
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La curva delle portate transitanti, definite come naturali, sono:
Figura 16: Curve singole medie naturali
Figura 17: Curva teorica delle medie naturali
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4.2.2 Curva delle portate disponibili
Le portate disponibili, o derivabili, è la precedente curva a meno della portata atta a
garantire il rilascio del DMV, che è impostato a 700 L/s nel punto di minimo, crescente con il
livello del tirante (per gli effetti di un maggior stramazzo):
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4.2.3 Curva delle portate derivate
Le portate derivate, sono date con la fissazione dei due punti di massimo e di minimo
delle macchine idrauliche prescelte, 18 mc/s e 12 mc/s complessivamente; si ricorda che
l’impianto è formato da tre macchine idrauliche che all’occorrenza potranno anche funzionare
indipendentemente permettendo così di poter derivare una portata più bassa ma al contempo
mantenere elevato il rendimento:
La portata media derivata è di 14.57 mc/s, fronte ad un volume annuale di captazione
pari a 460 milioni di metri cubi d'acqua. La portata minima di funzionamento dell’impianto,
determinata dal funzionamento di una singola macchina, è pari a 6 mc/s.
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Giorni Curva dei rilasci Portate Disponibili Portate Derivate
[gg] [L/s] [L/s] [L/s]
0,0 9460 20540 18000
9,1 9241 20159 18000
18,3 9022 19778 18000
27,4 8803 19447 18000
36,5 8584 19116 18000
45,6 8365 18785 18000
54,8 8146 18454 18000
63,9 7927 18123 18000
73,0 7708 14792 14792
82,1 7489 14461 14461
91,3 7270 14130 14130
100,4 7051 14299 14299
109,5 6832 11968 11968
118,6 6613 12103 12103
127,8 6394 12222 12222
136,9 6175 12341 12341
146,0 5956 12460 12460
155,1 5737 12579 12579
164,3 5518 12698 12698
173,4 5299 12817 12817
182,5 5080 12936 12936
191,6 4861 13055 13055
200,8 4642 13174 13174
209,9 4423 13293 13293
219,0 4204 13412 13412
228,1 3985 13531 13531
237,3 3766 13650 13650
246,4 3547 13769 13769
255,5 3328 13888 13888
264,6 3109 14007 14007
273,8 2890 14126 14126
282,9 2671 14245 14245
292,0 2452 14364 14364
301,1 2233 14483 14483
310,3 2014 14602 14602
319,4 1795 14721 14721
328,5 1576 14840 14840
337,6 1357 15009 15009
346,8 1138 15178 15178
355,9 919 15347 15347
365,0 700 14900 14900
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4.3 Stima dei parametri idrologici per l'evento di piena
Nel canale "Rio Gelato", scarico della acque turbinate dalla centrale idroelettrica
Savorgnana di Edipower, l'unico corso d'acqua che concorre naturalmente alla formazione
delle piene è il Rio Gelato.
Figura 18: Schema idraulico
Iscritto al nr. 391 dell’elenco regionale delle acque pubbliche e codificato dalla
Direzione Centrale dell’Ambiente come TG03889, il rio Gelato ha un’area totale di superficie
scolante prima della confluenza con canale "Rio Gelato" di 1.8 km2, con una lunghezza
complessiva di 2.8 km. Il corso d’acqua è del 3^ ordine.
Differenza di quota per la corrivazione: 5 m
Tempo di corrivazione, applicando il metodo del Giandotti – Visentini:
z
LAC
8,0
5,14 =5.30 ore
Il metodo razionale, tipico per i bacini montani, ha la seguente formulazione:
C
CMAX
hScQ
6.3
)(, corretta con le unità di misura sopra esposte
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Il territorio del rio Gelato, nel bacino sotteso, è caratterizzato da avere ampie superfici
semipermeabili mediamente coperte da aree coltivate. È valutato il coefficiente per la
trasformazione da afflusso in deflusso pari a 0.40.
L’altezza critica di pioggia è la quota di pioggia calcolata sulla curva di possibilità
pluviometrica di Buja con riferimento al tempo pari a quello di corrivazione.
La curva di possibilità pluviometria è definita: nah
a
(mm)
n
TR 100 ANNI 50 0.45
Applicando la formulazione Q = 4 mc/s
A questo valore però bisogna aggiungere il contributo delle risorgive, essendo tutta
l'area soggetta a tal situazione naturale. Nell'anno 2013 lo scrivente tecnico ha valutato come
portata massima, in assenza di pioggia, successiva a 2 mesi di precipitazione nel periodo
primaverile, una portata di 5 mc/s.
È chiaro che nella situazione di piena, con massima risorgenza la portata è dell'ordine di
10 mc/s, ancora inferiore però alla portata del canale Ledra Tagliamento – derivato dalla
società Edipower Savorgnana.
È dunque attribuibile una portata di massima piena, in concomitanza con massima
derivazione, pari a precauzionali 30 mc/s.
La tal portata comunque non inificia assolutamente la officiosità idraulica del corpo
idrico, poichè essendo presenti le grandi paratoie a ventola, esse stesse si abbattono
automaticamente per portate eccedenti i 20 mc/s, essendo il tirante idraulico superiore a
quanto previsto per la derivazione (onde compromettere il pelo libero inferiore della stessa
centrale Savorgnana). Con tal portata il pelo libero cresce di oltre 5 cm sopra la normale
ritenuta idraulica, pertanto i pistoni (a semplice effetto) scaricano la pressione e si abbattono,
lentamente, per esaurire qualunque colmo di piena.
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5 Studio idraulico preliminare
5.1 Il rilascio della portata atta a garantire il DMV
Le acque che attraversano la sezione dove sarà installata la nuova opera di produzione è
la somma tra le acque derivate dal Consorzio di Bonifica Ledra Tagliamento utilizzando il
Rio gelato come Canale, e le acque naturali del Rio Gelato.
Le acque “artificiali” di transizioni nel Rio Gelato, ossia quelle che scorrono per gli
effetti della derivazione del Consorzio Udinese, sono preponderanti rispetto le poche acque
del Rio Gelato, l’impianto utilizza solo i valori della derivazione della grande derivazione
irrigua, utilizzati dalla centrale dell’Edipower.
Per gli effetti del P.T.A.: l’impianto è puntuale, pertanto il DMV. di rispetto nel tratto
sotteso è = 0 (dall’Art. 37 c.4)
Comunque la scelta dell’amministrazione di Buja e del Progettista è quella di rilasciare
nella scala di rimonta pesci un valore di portata ben superiore al DMV, ossia tutta l’acqua del
Rio Gelato.
Il Piano regionale di tutela delle acque prevede all’Art.37 delle norme tecniche
l’applicazione di una formula per la determinazione di una portata minima di rilascio:
QDMV= K T P M QMEDIA
Dove:
K= livello di protezione che dipende dalla categoria del corso d’acqua. Il rio Gelato,
solo nella componente naturale, è considerato tratto di risorgiva (valore 0.7)
T= coefficiente temporale in funzione della durata del prelievo (valore 1)
P=parametro che tiene conto delle esigenze naturalistiche e di fruizione turistico-
sociale; nel caso in esame il valore è assunto pari a 1 in quanto il corpo idrico non è ad elevata
protezione e la sottrazione di portata non incide negativamente sullo stesso;
A x q
A = area del bacino sotteso 3.6 km2
q = portata media unitaria per km2 di bacino: 810 l/s km2
QMEDIA= 2.91 mc/s
DMV= 2.04 mc/s.
Considerando comunque che:
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l’impianto è puntuale;
non vengono utilizzate le portate naturali del Rio Gelato;
per quanto scritto sopra, non sarebbe necessario rilasciare alcun valore di DMV, a meno
di quello necessario per il mantenimento della portata di alimentazione della scala di rimonta
pesci.
Inoltre, è da precisare che il rio gelato, nel suo tratto naturale, ha una portata variabile
tra 100 L/s e 2.000 L/s, quindi il DMV calcolato non sarebbe conforme alla realtà idrologica.
La scelta progettuale è quella di annullare il DMV, con il pieno rispetto della normativa,
e altresì mantenere quale valore di alimentazione (della scala di rimonta pesci) tutta la portata
del rio Gelato (modulabile con gli organi di derivazione, ossia con le paratoie di
intercettazione) perfettamente misurabile nella sezione a monte tra la confluenza “Scarico
Edipower” – “rio Gelato” dove è presente una briglia in calcestruzzo.
L'intenzione del progetto è quella di derivare le "sole" acque del Consorzio Ledra
Tagliamento, e pertanto permettere la transizione delle acque del corso d'acqua naturale "Rio
Gelato".
Il Rio Gelato, ha una portata media di 700 L/s. Per questioni precauzionali in questa
sede di progettazione preliminare, viene attribuito un rilascio volontario di 1 mc/s che
contiene il DMV di normativa (soli 8 L/s, e la portata del Rio Gelato naturale, quindi non
derivato). Pertanto, per ogni condizioni idrologica, la portata di rilascio volontario sarà di 0.7
mc/s, che sarà distribuita da due finestre:
Una che alimenta un corso d'acqua artificiale a funzione rampa per la risalita della fauna
ittica
Una che viene rilasciata immediatamente a valle dello sbarramento per poter dare
ossigenazione anche alle acque poste in destra idrografica.
Si rammenta che l'impianto è di tipo puntuale e il canale è artificiale, pertanto le acque
saranno rilasciate circa 30 m a valle dello sbarramento.
Le due finestre di efflusso della portata di rispetto hanno le seguenti misure, per
normale ritenuta idraulica:
2 m di larghezza x 28 cm di altezza e 1.5 m di larghezza x 27 cm di altezza.
La normale ritenuta idraulica non varia perchè la turbina mantiene SEMPRE quel livello
di funzionamento, per poter avere il carico necessario di funzionamento. Il livello viene tenuto
per tramite di un inverter posizionato sul motore a magneti permanenti (generatore) e per
tramite delle paratoie di intercettazione, che regolano l'afflusso.
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La portata di rilascio è dunque di 700 L/s, data dalla somma di:
DMV 1
DMV 2
Coeff efflusso rigurgitato
0,310 Coeff efflusso rigurgitato
0,310
Larghezza [m] 1,50 Larghezza [m] 2,00
Altezza abbattuta [m] 0,27 Altezza abbattuta [m] 0,28
Area liquida [m^2] 0,4 Area liquida [m^2] 0,6
Valocità torricelliana [m/s] 0,713 Valocità torricelliana [m/s] 0,727
Portata di fluitazione [L/s] 0,29 Portata di fluitazione [L/s] 0,41
5.2 Progetto del passaggio della fauna ittica
Il progetto prevede di mantenere la continuità idrologica del corso d’acqua mediante al
realizzazione di due passaggi della fauna ittica. Questa scelta progettuale è risultata necessaria
al fine di garantire la continuità del percorso di risalita a specie ittiche aventi esigenze
differenti quali i salmonidi e le anguille (come indicato da ETP nella nota integrativa prot.
2696 – UTEC del 20/04/2015).
Tratti comuni delle due opere sono il dislivello, inferiore a 1.5 m, la protezione
dell’imbocco a monte costituito da un piccolo bacino monitorato da una sonda di livello che
evita l’imprevisti intasamenti/malfunzionamenti del rilascio.
Le due opere seppur poste in vicinanza tra loro si prevede rimangano separate in quanto
posseggono caratteristiche nettamente differenti:
La scala di risalita della fauna ittica tipo salmonidi dovrà prevedere il deflusso di una
buona portata d’acqua pari al 90%; risulta inoltre necessario creare delle zone alternate da
corrente lenta e corrente veloce in modo tale costituire aree di riposo per la fauna in transito.
Come previsto da ETP si prevede l’utilizzo di pietrame cementato e sassi/massi per
diversificare la velocità dell’acqua.
La rampa di risalita delle anguille dovrà prevedere la presenza di una limitata portata
d’acqua, con un tirante compreso tra i 2 e i 5 cm, un fondo che permetta a tale specie la
risalita ed una pendenza inferiore rispetto a quella della fauna ittica. Non è prevista la
realizzazione di gradoni bensì la realizzazione di un unico piano inclinato. È utilizzato un
sistema artificiale brevettato e disponibile in commercio che è studiato apposta per il transito
del detto pesce serpentiforme (un esempio è studiato dalla ditta SCUBLA di Tricesimo, la
struttura è facile nell’assemblamento, poiché realizzata per moduli componibili, interessante è
la limitata manutenzione e la possibilità di monitorare i passaggi della fauna). La rampa ha
una pendenza inferiore al 7% dalla larghezza di 50 cm. Data la necessità di risalita di
individui adulti/sub-adulti si prevede, come scritto, l’utilizzo di specifiche soluzioni progettate
e brevettate, distribuite da produttori che hanno maturato notevoli esperienze negli ultimi
anni. Si propone l’utilizzo di un prodotto commercializzato dalla, o similare, che prevede
l’utilizzo di uno specifico substrato adeguato alle esigenze, Ci si riserva nella progettazione
definitiva di dettagliare il livello grafico della scala di rimonta, in modo tale da ottenere il
parere favorevole di Ente Tutela Pesca in autorizzazione unica, come previsto dalle norme di
settore.
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Il sito in esame non è interessato da morbide del corso d’acqua in quanto la portata
fluente è costituita principalmente dalle portate della grande derivazione del Ledra
Tagliamento. Le portate del rio Gelato (naturale) hanno valori inferiori al 10%, quindi non
sono apprezzabili fenomeni di piena o di morbida.
Nonostante non si verifichino situazioni di morbida/piena per garantire la massima
funzionalità del sistema di risalita della fauna ittica si prevede la realizzazione di un piccolo
bacino di protezione dei due manufatti, che funge anche da bacino di calma, e l’installazione
di un sistema di rilevamento dell’altezza idrometrica che avverte se il tirante idraulico si
attesti a valori tali da inficiare l’uso delle opere.
Nel periodo invernale, la rampa sarà soggetta a manutenzione annuale tramite pulizia
con idrogetto (con una ditta di auto-espurghi) di tutto il tratto da possibili accumuli di
sostanze vegetali o antropiche. La verifica della funzionalità della rampa avviene nella prima
fase del monitoraggio. Si presume che il tratto sia soggetto al passaggio di anguille subadulte
e adulte, pertanto si propone l’installazione di due bertovelli uno a monte e uno a valle.
Il monitoraggio, per la struttura artificiale di risalita fauna ittica, è il seguente:
Durante l’esercizio ogni settimana vi sarà un controllo visivo dell’operatore di gestione,
probabilmente sarà gestito dal Consorzio, con idropulitrice si eseguirà di volta in volta
adeguata pulizia, in particolare dal trasporto solido flottante, di galleggio (foglie, rami ecce
cc).
La centrale verrà inoltre costantemente monitorata con l’ausilio di web-cam che
possono verificare in qualunque momento l’officiosità dell’opera.
5.3 Stima dell'innalzamento del livello idrometrico del corso d'acqua
Gli argini esistenti non sono interessati dall'esondazione, poichè rappresenta con
probabilità un accumulo storico di terra derivante dai lavori di escavazione.
Il rigurgito è sempre contenuto nelle sponde esistenti del corso d'acqua.
Per far ciò si è studiato il moto idraulico con profilo di rigurgito a moto permanente per
portata massima pari a 18 mc/s. Lo studio è stato avanzato con HEC RAS in forma
semplificata:
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0 200 400 600 800 1000 1200160
161
162
163
164
165
166
prova Plan: 1) 28/05/2013
Main Channel Distance (m)
Ele
vation
(m
)Legend
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
LOB
ROB
gelato 1
Figura 19: Profilo di rigurgito
0 20 40 60
161.0
161.5
162.0
162.5
163.0
163.5
prova Plan: 1) 28/05/2013
Main Channel Distance (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
LOB
ROB
gelato 1
Figura 20: Dettaglio dello sbarramento
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0 10 20 30 40 50160
161
162
163
164
165
prova Plan: 28/05/2013
Station (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
Ground
Bank Sta
Figura 21: Simulazione dello sbarramento idraulico
River Sta Q Total Min Ch
El
W.S.
Elev
Crit
W.S.
E.G.
Elev
E.G. Slope Vel
Chnl
Flow
Area
Top
Width
(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
2 15.00 162.45 163.43 163.45 0.000369 0.54 27.53 29.94
1.00476* 15.00 160.81 163.40 161.13 163.40 0.000014 0.19 77.55 33.79
1.000001 Ventole
1 15.00 160.80 162.80 161.12 162.80 0.000035 0.26 58.00 32.00
Essendo la pendenza del corpo idrico costante, si attribuisce per linearità la quota delle
sezioni da 160.81 a 162.45, e vengono riportate graficamente nella tavola allegata n. P.06
REV 00.
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5.4 Dimensionamento principali opere di progetto
Le principali opere di progetto sono due:
▪ Sbarramento ▪ Canale di derivazione
Entrambe saranno dimensionate dal punto di vista idraulico, per la transizione della
massima portata scaricabile, nello specifico: per lo sbarramento, la massima portata idraulica
di piena, per il canale di derivazione, la massima portata idraulica di derivazione
Entrambi i conti saranno in questa sede affrontati a moto uniforme, mentre in sede di
Valutazione di Impatto Ambientale e Nulla Osta Idraulico, saranno sviluppati con modello
idraulico a moto permanente (o vario) come prescritto.
Sbarramento
Coeff efflusso rigurgitato
0,310
Larghezza [m] 13,40
Altezza abbattuta [m] 1,40
Area liquida [m^2] 18,8
Valocità torricelliana [m/s] 1,625
Portata massima di fluitazione [L/s] 30,48
Canale
Coeff scabrezza
70
Larghezza [m] 4,50
Altezza [m] 1,41
Pendenza [m/m] 0,002
Area liquida [m^2] 6,3
Perimetro bagnato [m] 7,31362518
Raggio idraulico [m] 0,87
Portata massima di fluitazione [L/s] 18000,00
Verificato lo sbarramento, superiore a 30 mc/s, e il canale con 18 mc/s.
Lo sbarramento, abbattendosi di 140 cm, permette l'efflusso rigurgitato dei 30 mc/s,
come verifica di piena, mentre il canale con un tirante di circa 140 cm (1.41) permette
l'efflusso di 18 mc/s, che sono la massima portata derivabile.
Nel calcolo di efflusso della piena si era precauzionalmente tenuto in considerazione
che le paratoie della derivazione fossero chiuse.
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6 Studio preliminare economico finanziario
6.1 Premessa
Le turbine a coclea, aventi la medesima fattezza, lavorano in parallelo producono una
potenza massima pari a 145 kW. Ogni turbina è dimensionata per poter lavorare a regime con
una portata massima di 6.0 m3/s, un salto medio di 1.05 m e produrre singolarmente una
potenza di 48 kW elettrici.
Si è quindi proceduto a stimare la produzione attesa da tale derivazione idraulica
considerando un funzionamento medio di 8000 ore/anno dell'impianto; si assume questo dato
per la valutazione del della producibilità dell'impianto in quanto si considerano anche dei
periodi di chiusura dell'impianto dovuti alla manutenzione ordinaria delle opere. La
produzione attesa per tale impianto è pari a 1000 MWh.
6.2 Esposizione dettagliata della producibilità annua
A partire dal grafico della portata derivabile, associando il livello del tirante
corrispondente al salto idraulico, la potenza reale scambiata ai morsetti del generatore è data
da P = 0.78 x salto x portata / 102, fermando a 0.78 il rendimento globale dell'impianto.
La potenza max è di 145 kW. Il grafico della Energia ha un max di 1.050 MWh:
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6.3 Esposizione dettagliata di tutti i costi dell'impianto
6.3.1 Costo sommario preliminare delle opere
La stima dei costi delle opere risulta essere di tipo puramente indicativa in quanto si
basa sull'esperienza del presente progettista nel realizzare impianti aventi simili
caratteristiche, l’i.v.a. non sarà conteggiata in quanto è a partita di giro. La stima dei costi
delle opere è così sommariamente distinto:
TABELLA A - LAVORI
Sbarramento idraulico e canale derivatorio: 270.000,00 €
Turbina ed altre opere elettromeccaniche: 420.000,00 €
Manufatti: 60.000,00 €
Allacciamenti e quadri elettrici 120.000,00 €
Di cui oneri della sicurezza: 30.000,00 €
Totale lavori: 900.000.00 €
TABELLA B – SOMME A DISPOSIZIONE DELL'AMMINISTRAZIONE
Allaccio Enel: 20.000,00
Spese tecniche, imprevisti e acquisizione terreni 80.000,00 €
TOTALE 1.000.000 €
Derivazione acque Rio Gelato ad uso idroelettrico per la
realizzazione di una nuova centrale in comune di Buja (UD)
Relazione tecnica generale
Data: 06 novembre 2017
File: CBU17170R01_REV00
Rev: 02
Foglio: 44 di 44
ProJ.System studio professionale associato: Servizi di ingegneria: civile, industriale, impianti, automazioni ed
energetica
7 Conclusioni dello studio
Il seguente studio ha permesso di individuare un'area dove sono presenti le condizioni
per la realizzazione di un impianto idroelettrico. Questo impianto risulta essere molto
semplice nella realizzazione in quanto la scelta di un sistema di turbine a coclea necessita per
il suo funzionamento solamente la realizzazione di un canale parallelo al corso d'acqua dove
posizionare la turbina. Il sistema progettato permette il funzionamento in parallelo di tre
gruppi turbina al fine di ottimizzare il rendimento alla variazione di portata disponibile e
sfruttare il ridotto salto esistente. Altre opere necessarie per la realizzazione dell'impianto
sono: uno sbarramento necessario per alzare la quota del Rio Gelato e quindi la creazione del
salto, la sistemazione e verifica degli argini dall'area individuata ove posizionare l'impianto
fino a raggiungere l'immissione con lo scarico della centrale "Savorgnana". Nonostante la
realizzazione di questo impianto necessiti l'intervento diretto sugli argini del Rio Gelato e
quindi uno studio approfondito e molto attento riguardante il profilo assunto dal corso d'acqua
si ritiene che tale intervento, analizzati i dati raccolti, risulti essere sia economicamente che
operativamente fattibile.
Pordenone, Ing. Perissinotti Diego
06 novembre 2017
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