Interventi di mitigazione del rischio idraulico
sistemazione idraulica del rio ardenza e principali affluenti

Il Rio Ardenza è tra i maggiori torrenti delle Colline Livornesi; esso nasce a 454 m s.l.m e dopo circa 10 km, dopo aver attraversato il quartiere livornese dell’Ardenza e ricevuto le acque di numerosi affluenti, giunge in località Tre Ponti, dove è ubicata la foce. Nella parte finale del proprio corso, il Rio presenta pendenza minima e per lunghi tratti argini in terra. L’evento eccezionale del 9-10 sett. 2017 pone in crisi il corso d’acqua, con conseguenze devastanti per il territorio e perdita di vite umane. Il Rio Ardenza, infatti, attraversa sei ponti, rivelatisi tutti di sezione insufficiente al deflusso di tale portata; le acque sormontano gli argini su entrambi i lati e per lunghi tratti, provocando estesi allagamenti. L’incarico affidato è la redazione del progetto di fattibilità tecnico-economica, del progetto definitivo e del progetto esecutivo per la mitigazione del rischio idraulico del Rio Ardenza e dei suoi principali affluenti (F. del Molino, F. Vallecorsa, e F. Forconi), con l’obiettivo di valutare diverse alternative progettuali al fine di mettere in sicurezza idraulica il corso d’acqua nei confronti della portata idrica duecentennale (con rispetto del franco di sicurezza pari a 1-1.5 m in corrispondenza dei nuovi attraversamenti) e nei confronti della portata idrica stimata in occasione dell’evento pluviometrico estremo (stimato con tempo di ritorno di circa 500 anni) del 10 settembre 2017 (rispetto senza franco di sicurezza). Nell’analisi modellistica è stato quindi analizzato lo stato attuale con portata duecentennale e con quella stimata per l’evento pluviometrico avvenuto. L’analisi è stata condotta anche relativamente alle soluzioni progettuali proposte.

Progetto

Gli interventi previsti, sia pure in misura inferiore tra le soluzioni ipotizzate, incidono significativamente sul territorio che risulta parzialmente urbanizzato. Per questo motivo, occorre intervenire puntualmente in alcuni tratti che presentano maggiori criticità.

Il complesso dei lavori previsti, per quanto riguarda il corso d’acqua principale, è sinteticamente riassumibile come segue:

  • Allargamento dell’alveo del Rio Ardenza di circa 10 m fino a portare il corso d’acqua a 20 m di base inferiore, tenendo conto della vicinanza di abitazioni o di particolari situazioni ambientali; è stata di conseguenza prevista la realizzazione mono o bilaterale di opere di sostegno in scogliera cementata.
  • Rimozione di briglia esistente a monte del ponte di via di Monterotondo la quale, nello stato attuale, determina forti esondazioni, e nello stato di progetto, creerebbe comunque rigurgiti con conseguente abbattimento del franco di sicurezza;
  • Rettificazione e ottimizzazione del corso del Rio Ardenza in alcuni tratti, con il fine di migliorarne le condizioni di deflusso.
  • Protezione dall’erosione della corrente del piede del rilevato arginale di magra e di tratti di golena in determinati punti critici di aumento delle velocità, mantenendo o ripristinando anche le opere esistenti.
  • Ricostruzione di tutti i ponti (con la sola esclusione del ponte della Ferrovia) di via della Grotta delle Fate e della Variante Aurelia, i quali non presentano luce sufficiente per il deflusso del corso d’acqua.
    Per quanto riguarda invece i principali affluenti del Rio Ardenza, gli interventi previsti sono essenzialmente i seguenti:
  • L’affluente Vallecorsa, interessato dalla rettifica del Rio Ardenza nel suo punto di immissione, sarà delocalizzato nel suo ultimo tratto ed immesso nel Rio più a valle, così da impedirne il rigurgito. Lo stesso affluente subirà uno stombamento per il tratto a monte di via di Collinet e verrà deviato per consentirne l’attraversamento da parte di detta Via, con un manufatto scatolare di dimensioni sufficienti al suo deflusso, in sostituzione dell’attuale ponticello che risulta invece insufficiente. Un secondo scatolare verrà realizzato in prossimità dell’immissione nel Rio Ardenza per dare continuità al rilevato arginale in destra idraulica dello stesso Rio Ardenza.
  • L’affluente Molino verrà rivestito, per estesi tratti, con scogliere cementate sufficientemente ripide per impedire la fuoriuscita dell’acqua nei tratti in curva in prossimità delle abitazioni.
  • Il Fosso Forcone è previsto sia deviato verso valle per confluire nel Rio Ardenza non più perpendicolarmente ad esso ma indirizzato verso la foce. Tale intervento comporta l’attraversamento in scatolare sia del rilevato della ferrovia che di quello stradale.

Estratti da planimetrie del progetto definitivo

La soluzione progettuale adottata consente di realizzare l’intervento riducendo notevolmente l’impatto sul territorio circostante che, nel caso della soluzione che prevedeva la realizzazione di casse di espansione (di cui in seguito), avrebbe portato ad un maggior consumo di suolo. Inoltre, il completo riutilizzo delle terre da scavo consente di limitare al massimo l’apporto di nuove terre ed il conferimento a discarica di notevoli quantità di materiale terroso. L’utilizzo di tecniche di ingegneria naturalistica, quali ad esempio i materassi reno ed il rinverdimento e rinaturalizzazione delle sponde, porta ad un più armonico inserimento ambientale e paesaggistico delle opere.

F. Forcone: realizzazione scatolare di sottopasso alla ferrovia, con tecnica spingitubo (secondo studi idraulici realizzati da PRIMA INGEGNERIA)

Dettaglio di alcune opere

Lo stralcio 3 prevede la realizzazione di uno scatolare in c.a. a sezione rettangolare nel tratto tra il ponte della ferrovia e Grotta delle Fate, in modo da diminuire la scabrezza dell’alveo e di conseguenza le altezze liquide. A valle della ferrovia fino al ponte di via Mondolfi si provvede alla realizzazione di una scogliera di protezione antierosiva in massi e ad innalzare leggermente l’argine in destra. Lo stralcio 4 consiste nella realizzazione di un allargamento dell’alveo con spostamento degli argini nel tratto tra il ponte di Via Grotta delle Fate e la Variante Aurelia, interessando anche la zona immediatamente a monte con la costruzione di due argini remoti. Il nuovo ponte, a servizio di una strada urbana locale di categoria F, ha luce netta di 30 m, ed una larghezza di 12,0 m, consentendo il passaggio veicolare, pedonale e ciclabile. La struttura principale è composta da n°4 travi longitudinali in acciaio che sorreggono una soletta in calcestruzzo armato prefabbricato ancorata tramite due file di pioli su ciascuna trave longitudinale. Le spalle ed i muri d’ala, realizzati in calcestruzzo armato, poggiano su di una fondazione diretta su micropali.

Figura 1. Sezioni tipo del progetto definitivo: sopra: allargamento alveo sino ad una base inferiore di 20 m e rifacimento degli argini; sotto: ponte di Via di Collinet 

Analisi Idraulica dello stato attuale

Sono state eseguite delle simulazioni numeriche considerando il Rio Ardenza allo stato attuale (prima dell’evento del 10 settembre 2017) con portate idriche corrispondenti ad un tempo di ritorno di 200 anni e per l’evento del 10 settembre così come ricostruito dal Prof. Castelli. In figura si riportano i tiranti idrici massimi di esondazione per l’evento duecentennale: gli allagamenti sono diffusi lungo tutto l’asta fluviale, sia in destra che sinistra idraulica. Peraltro, gli affluenti non sembrano provocare particolari fenomeni di esondazione se non nei tratti prossimi alla confluenza con il Rio Ardenza. Analogamente, per l’evento eccezionale del 10/09/2017, si riportano i tiranti idrici massimi di esondazione secondo la simulazione numerica svolta.

Figura 2. Tiranti idrici massimi di esondazione: sx: per evento con Tr200 anni; dx: evento 10 settembre 2017

Alternative progettuali

Di fronte ad una estesa e grave situazione di insufficiente capacità idraulica dei corsi d’acqua (principalmente del Rio Ardenza), le possibilità di intervento sono fondamentalmente due:

  • aumentare la capacità di deflusso del corso d’acqua;
  • diminuire la portata con laminazioni e con parziali adeguamenti del corso d’acqua. In entrambi i casi, vi sono interventi giudicati comunque necessari e, precisamente, i seguenti:
  • rimozione della briglia in Loc. Lo Stillo con leggera deviazione del corso d’acqua per non pregiudicare il muro di sostegno della strada;
  • rimozione e sostituzione del Ponte di Via Mondolfi; dei 2 ponti di Via di Monterotondo sul Rio Ardenza e sul Fosso del Molino; del Ponte di Via di Collinet; dei Tre Ponti alla foce del Rio Ardenza; del Ponte su strada Provinciale n°8;
  • prolungamento del Fosso Forconi a valle di Via Mondolfi.

Il rifacimento dei ponti indicati risulta necessario in quanto essi costituiscono una strozzatura d’alveo, determinante fenomeni di rigurgito ed allagamento a monte, non diversamente risolvibili. L’ipotesi basata sulla laminazione della piena non risulta completamente efficace. Il sistema delle casse è penalizzato infatti dalla morfologia del territorio e, a fronte di significative occupazioni areali, consente una riduzione di portata al colmo di circa 60 mc/s, valore comunque non contenibile nelle sezioni a valle. In definitiva come soluzione progettuale è stato scelto l’aumento della capacità di deflusso. Si illustrano sinteticamente le due ipotesi di intervento.

Aumento della capacità di deflusso (ipotesi scelta)

La prima ipotesi esaminata consiste nel contenere le portate idrologiche sino alla foce. L’aumento della capacità di deflusso è realizzabile allargando la base dell’alveo di circa 10 m, sino a raggiungere una lunghezza per la base inferiore di 20 m per le sezioni a valle della sezione A57 (fino al Ponte di via Grotte delle Fate), mentre a monte di detta sezione fino dalla strada Provinciale n°8, la base inferiore è prevista di 18 m.

Si prevede inoltre la risagomatura del fondo in modo da realizzare livellette uniformi senza la presenza di salti, buche ecc. Il tratto tra il Ponte di via Grotte delle Fate e via Mondolfi è oggetto di rifacimento dell’alveo con sezione rettangolare in c.a. A valle di via Mondolfi, con il rifacimento dei Tre Ponti, la sezione dell’alveo risulta sostanzialmente adeguata in virtù dei lavori di somma urgenza svolti, salvo alcune necessità di intervento al fine di poter mettere completamente in sicurezza idraulica tale tratto.

Laminazione delle piene (ipotesi scartata)

La seconda ipotesi esaminata è quella di realizzare delle opere di laminazione (casse di espansione), in grado di attenuare il picco di portata di piena.

La valutazione di questa ipotesi nasce associandola al mantenimento delle sezioni attuali del corso d’acqua ed evolve sino ad un inevitabile allargamento dell’alveo. È stato necessario individuare le aree da destinare a cassa di espansione, procedendo verso monte ad esaminare tutti i luoghi dove l’orografia ne consentiva la realizzazione. Sono state individuate ed esaminate tre possibili ubicazioni per la realizzazione delle casse, di cui si riportano alcune immagini significative.

Figura 3. Funzionamento cassa Via Popogna: entrata in funzione dopo 50 min, completo riempimento dopo 2 ore

Analizzando complessivamente lo stato di progetto del Rio Ardenza con la realizzazione delle casse di laminazione sopra descritte, si osserva dai risultati della simulazione numerica che le esondazioni diminuiscono sensibilmente, ma ancora non si ha la completa messa in sicurezza idraulica del Rio Ardenza così come riportato in Errore. L’origine riferimento non è stata trovata.. Rimane comunque necessario prevedere un allargamento dell’alveo di almeno 6 metri. Pertanto, tale alternativa progettuale è stata scartata, a favore di quella che prevedeva il solo adeguamento d’alveo. Tale scelta comporta anche un risparmio in termini di costi: l’allargamento delle sezioni, seppur maggiore rispetto a quello previsto nel caso di realizzazione di casse di laminazione, ha un costo minore rispetto a quest’ultima alternativa progettuale.

La realizzazione delle casse infatti, oltre ai costi di costruzione, avrebbe dovuto prevedere anche quelli di esproprio o indennizzo delle terre interessate. Anche i costi di manutenzione e di gestione delle opere risultano inferiori, in quanto non è presente l’onere di provvedere al mantenimento in efficienza delle casse di espansione e degli organi di immissione/sfioro.

Direzione lavori e coordinamento della sicurezza in fase di esecuzione lavori

L’obiettivo era quello di ripristinare e migliorare il deflusso in somma urgenza e a seguito dell’alluvione del tratto finale del Rio, tramite rimozione dei depositi, allargamenti di alveo e protezioni spondali. Durante la DL sono intervenute due varianti in corso d’opera per errato tracciamento da parte dell’Ente gestore di una condotta di fognatura e necessità di nuovi interventi richiesti dalla Committenza. A seguito delle varianti, i tempi contrattuali sono stati aumentati di 90 e 75 gg. È stata riconosciuta una proroga di 45 gg all’Impresa. I lavori, regolarmente eseguiti, si son conclusi senza riserve, con soddisfazione della Committenza.

VARIANTI 1 E 2: Sistemazione del Tratto di Foce e Ripristino della Sezione di Deflusso

Le seguenti opere sono state intraprese per ristabilire il normale deflusso del corso d’acqua, compromesso dagli eventi del settembre 2017, e hanno incluso:

  • Erosioni nel tratto a monte del ponte alla foce (Tre Ponti).
  • Depositi di materiale in sponda destra alla foce, riducendo la capacità di deflusso sotto il ponte.
  • Interrimenti fino a 1.2 m nel tratto centrale, compromettendo il deflusso degli scarichi fognari di Via Pacinotti.
  • Deviazione dell’alveo di magra verso gli argini di destra, minacciando la stabilità delle opere di difesa (muri di sostegno, gabbioni).

Interventi Previsti:

  1. Allargamento del Tratto Terminale a monte dei Tre Ponti fino a 36 m (larghezza della luce del ponte) con una sezione trapezia, migliorando il flusso verso il ponte.
  2. Abbassamento delle Palancole a protezione delle pile del ponte fino a -0.7 m, per prevenire approfondimenti indesiderati.
  3. Regolarizzazione del Fondo ripristinando la livelletta originaria.
  4. Adeguamento della Canaletta di Magra a una larghezza di 12 m, uniforme fino al ponte di Via Mondolfi, mantenendola lontana dalle sponde.

Questi interventi ripristinano il funzionamento corretto dell’alveo, rimuovendo pericoli causati dai recenti eventi atmosferici, tra cui interrimenti significativi che riducono la sezione dell’alveo e ostacolano il deflusso delle reti fognarie.

Variante 1: Ottimizzazione dei Lavori

Nel corso dei lavori sono state rilevate lavorazioni aggiuntive, mirate a ottimizzare la messa in sicurezza del tronco fluviale. La variante 1 ha previsto:

  • Sistemazione del Rivestimento Arginale: diserbamento e ripristino con uno strato di terra prelevata dal cantiere fino a 20 cm di spessore.
  • Rivestimento Flessibile con Gabbione a Materasso: reti a doppia torsione in filo zincato, ricoperte di terre prelevate dal cantiere, bagnate e compattate a strati di massimo 20 cm; seminagione di essenze ad alto grado di germinabilità su terreno da coltivo.
  • Ampliamento della Scogliera con massi da 1 a 3 tonnellate in curva e alla base del rivestimento.
  • Scavi per Nuove Tubazioni, posa e successivo rinterro.
  • Demolizione dello Scarico di Acque e realizzazione di un nuovo canale a cielo aperto con massi intasati di cemento.
  • Rimozione della Tubazione in Cemento Amianto esistente e smaltimento secondo normativa.

Variante 2: Opera di Presa delle Acque di Magra

Durante i lavori, vista la necessità da parte del Comune di Livorno e dell’ente Gestore delle Fognature di spostare la fognatura in pressione, è stata introdotta una seconda variante per ottimizzare le opere. La variante ha previsto:

  • Costruzione di un Manufatto in Cemento Armato su un palancolato metallico, dotato di griglia e vasca per la raccolta dell’acqua di magra.
  • Convogliamento dell’Acqua di Magra tramite tubazione verso una centralina di sollevamento.

Questi interventi complessivi migliorano la sicurezza e l’efficienza del tratto fluviale, adeguando la capacità di deflusso e prevenendo criticità future.

Tipologia
Idraulica fluviale
Anno
2018
Zona
Livorno
Committente
Commissario delegato ocdp 482/2017 regione toscana

Potrebbe interessarti