ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI ROMA
La risorsa suolo e il dissesto del territorio. Seminari di approfondimento sul consumo di suolo, trasformazioni territoriali, ed infrastrutture
Marzo, Aprile, Maggio 2019
BUONE PRATICHE PER LIMITARE GLI EFFETTI DELL’IMPERMEABILIZZAZIONE DEL SUOLO: PRESENTAZIONE DI CASI STUDIO DI INVARIANZA IDRAULICA
Dott. Ing. CATELLO MASULLO – Hydroarch srl
Affiliazione
SOMMARIO
La presentazione punta ad evidenziare quale siano le principali azioni che si possono mettere in atto per limitare gli effetti della impermeabilizzazione del suolo, dovuta, in via principale, all’urbanizzazione.
La presentazione si suddivide in 6 capitoli principali, ciascuno affronta un singolo tema dell’invarianza idraulica.
I capitoli sono i seguenti:
- COSA SIGNIFICA “INVARIANZA IDRAULICA”;
- DETERMINAZIONE DEI VOLUMI MINIMI D’INVASO;
- IL CONTROLLO E GESTIONE DELLE ACQUE PLUVIALI;
- LE OPERE D’INVARIANZA;
- PROGETTI DI INVARIANZA IDRAULICA:
- La città della salute di Sesto San Giovanni;
- Area di laminazione del t. Seveso in comune di Lentate sul Seveso
- Lavori di realizzazione della vasca di laminazione sul fiume Seveso in comune di Senago (MI);
- Area di laminazione di Paderno Dugnano – Varedo – Limbiate;
- Vasca di laminazione del T. Seveso in comune di Milano;
- “Il Progetto Paesaggistico”
- “F. Olona – Area di Laminazione di Malanate, Loc. Gurone (Va)”
- Stadio della Roma – Tor di Valle.
- Approfondimenti tecnici: “Mitigazione e prevenzione del rischio idrogeologico: il caso emblematico del comune di Forino (AV), compreso nel bacino del fiume Sarno”
Si riporta di seguito un sommario di ogni Capitolo.
- COSA SIGNIFICA “INVARIANZA IDRAULICA”
Nel capitolo in oggetto, attraverso immagini rappresentative del “principio dell’invarianza idraulica” si descrivono gli “elementi base” che influiscono sugli equilibri del “bilancio idrico”.
Questi variano in base ai livelli di urbanizzazione dei territori e di impermeabilizzazione del terreno: durante un evento piovoso, l’acqua meteorica che arriva al recettore è funzione del tempo e della portata e, in presenza di un alto livello di impermeabilizzazione, arriva più acqua in un tempo minore.
- DETERMINAZIONE DEI VOLUMI MINIMI D’INVASO
Nel capitolo in oggetto, vengono illustrati alcuni dei metodi di calcolo idrologico ed idraulico che possono essere utilizzati per il dimensionamento dei volumi di invaso (w). Viene quindi illustrato nel dettaglio il “METODO DIRETTO”, descrivendo il significato ed il valore di ogni parametro presentato all’interno della formula per il calcolo dei volumi (w).
- IL CONTROLLO E GESTIONE DELLE ACQUE PLUVIALI
Il controllo e la gestione delle acque pluviali deve avvenire mediante sistemi che garantiscano: infiltrazione, evapotraspirazione e evapotraspirazione.
Nel capitolo in oggetto si descrivono le principali opere utilizzate per ottenere l’invarianza idraulica, quali opere di laminazione (costituite da volumi ricavati da un’opportuna delimitazione di aree soggette a inondazione controllata in occasione delle piene), opere di infiltrazione (costituite da strutture che favoriscono o regolarizzano l’infiltrazione delle acque meteoriche nel sottosuolo), opere miste laminazione-infiltrazione (ovvero l’insieme delle due tipologie di cui sopra) e tetti o pareti verdi (ovvero tetti piani o inclinati di un edificio parzialmente o completamente ricoperto di vegetazione).
Non esiste un unico sistema esecutivo che possa adattarsi a qualsiasi intervento. Infatti l’approccio progettuale dipende da tanti fattori, quali la superficie impermeabile e la portata, l’ubicazione plano-altimetrica del terreno/dell’intervento/delle opere di laminazione, la permeabilità del terreno, l’interazioni con l’ambiente, il territorio all’intorno ed eventuali edifici e manufatti, la posizione del ricettore finale.
- LE OPERE D’INVARIANZA
Il loro scopo è la tutela dagli allagamenti del territorio.
Le opere di laminazione possono essere progettate per detenere o ritenere le acque: nel primo caso il rilascio avviene durante l’evento piovoso, solo in quantità ammissibile allo scarico (ad esempio 10 o 20 l/s).
Nel secondo caso si immagazzina tutta l’acqua e la si rilascia ad evento ultimato.
Come visibile dalle proposte progettuali illustrate nelle slide 10 e 11, ci sono varie tipologie di interventi realizzabili, con costi notevolmente variabili.
Alcune soluzioni, aventi costo iniziale decisamente inferiore e risultato visivo gradevole, potrebbero avere un elevato onere manutentivo per mantenere in condizioni ottimali le capacità di invaso.
Nell’esecuzione delle opere di infiltrazione deve essere preliminarmente verificata in rapporto alle risultanze della relazione geologica: in caso di bassa permeabilità del terreno, di bassa soggiacenza della falda, di compresenza di altre opere in sottosuolo, di vicinanza a fabbricati, le stesse potrebbero essere inefficaci o, addirittura dannose!!!
- PROGETTI DI INVARIANZA IDRAULICA: LA CITTÀ DELLA SALUTE DI SESTO SAN GIOVANNI
Come visibile dalle slide si tratta di un progetto molto ampio che comprende padiglioni, aree esterne fruibili, aree verdi, aree agricole e un polo tecnologico, per uno sviluppo di oltre 20,5 ettari, che sarò realizzato nei prossimi anni.
La complessa situazione idraulica è stata risolta progettualmente attraverso l’adozione di reti separate:
- una rete per le acqua meteoriche, con recapito esclusivo nel sottosuolo(laminazione e dispersione atte a evitare totalmente lo scarico in fogna e nel reticolo superficiale);
- una rete per le acque reflue, con recapito nella rete fognaria e nell’impianto di depurazione pubblico.
- PROGETTI DI INVARIANZA IDRAULICA: LE AREE DI LAMINAZIONE DEL T. SEVESO
Il dissesto idrogeologico della valle del Seveso ha origine nello sviluppo illimitato della urbanizzazione e nella cementificazione e impermeabilizzazione del territorio.
Il fiume Seveso presenta aree golenali quasi inesistenti, mangiate dallo sviluppo, con distanze di sicurezza e di salvaguardia totalmente ignorate: molti edifici si spingono fino a fare da sponda al fiume.
Il sistema fognario, oltre che generalmente vecchio e inadeguato, è in alcune zone addirittura inesistente e ci sono quindi zone ove i liquami dei caseggiati e delle industrie scaricano direttamente nel fiume.
Il sistema di depurazione in diverse parti, soprattutto nel Comasco, è completamente mancante.
Il risultato è che il Seveso è uno dei fiumi più inquinati e sporchi d’Italia e d’Europa.
Il fiume Seveso è un sistema idraulico inaudito. Nel tratto scoperto, fino alle porte di Milano, ha una portata di circa 135 mc/s (metri cubi al secondo), ma nella parte tombata possono passare massimo 40 mc/s: una sproporzione clamorosa.
Inoltre, le acque del Seveso, dopo aver attraversato parte della città, vengono immesse nel canale Redefossi, che ha una portata ancora più limitata, determinando così una seconda strozzatura.
Per evitare esondazioni e allagamenti nel centro di Milano, in piazza 5 Giornate e dintorni, si preferisce, che le esondazioni avvengano nel Nord Milano, alla periferia, a Niguarda e dintorni.
Il Piano AIPO (Agenzia Interregionale per il fiume Po) approvato nel 2014, è composto da 5 vasche di laminazione. Nelle successive slide ne analizzeremo alcune.
- L’AREA DI LAMINAZIONE DEL T. SEVESO IN COMUNE DI LENTATE SUL SEVESO
L’Area di laminazione del torrente Seveso in comune di Lentate sul Seveso si compone di una vasca di circa 808 mila metri cubi di volume, cui vanno aggiunti altri 20 mila metri cubi di volume della vicina area di laminazione Golenale.
- L’AREA DI LAMINAZIONE SUL FIUME SEVESO IN COMUNE DI SENAGO (MI)
L’Area di laminazione sul fiume Seveso in comune di Senago (MI) si compone di 3 vasche, collegate tra loro, poste ai lati del canale scolmatore, per un volume totale di circa 810 mila metri cubi di volume.
- L’AREA DI LAMINAZIONE DI PADERNO DUGNANO – VAREDO – LIMBIATE
L’area di laminazione del torrente Seveso in comune di Paderno Dugnano – Varedo – Limbiate si compone di una vasca con n. 2 invasi per un volume totale di invaso di circa 2.200 mila metri cubi.
- LA VASCA DI LAMINAZIONE DEL T. SEVESO IN COMUNE DI MILANO
L’area di laminazione del torrente Seveso in comune di Milano si compone di una vasca singola con un volume di laminazione di circa 250 mila metri cubi.
- IL PROGETTO PAESAGGISTICO
Il sistema delle aree di laminazione è concepito come opportunità per valorizzare ambiente e paesaggio, con l’ambizione di promuovere una cultura nuova nella realizzazione di questo tipo di opere, che generi ricadute positive e durevoli innervando di qualità il territorio interessato, promuovendone caratteri ambientali e paesaggistici.
Le trasformazioni del territorio possono essere considerate non più causa di deturpamenti ambientali ma rappresentare l’occasione per la creazione di ‘nuovi paesaggi’, che valorizzino le risorse esistenti e rivitalizzino i paesaggi della quotidianità.
Il progetto paesaggistico ha fatto riferimento a interventi di: mitigazione (messa a dimora di fasce arbustive, realizzazione di fasce alberate di valorizzazione paesaggistica, valorizzazione delle scarpate) e fruizione (percorsi ciclopedonali, connessione ed integrazione con i percorsi dei parchi, torrette panoramiche, boulevard dell’acqua, ecc.).
- PROGETTI DI INVARIANZA IDRAULICA: OLONA – AREA DI LAMINAZIONE DI MALANATE, LOC. GURONE (VA)
Per la realizzazione dell’invaso di laminazione (quota di coronamento 291.90 m s.l.m.) è necessario costruire uno sbarramento per uno sviluppo longitudinale di circa 153m e un’altezza media di 11.30m rispetto al p.c. nell’invaso. Il manufatto in calcestruzzo, a gravità, è rivestito da uno strato di materiale granulare (classe A-1-a, A-1-b della classificazione HRB) ricoperto da un rinfianco esterno in rockfill dello spessore di circa 1.2m. La larghezza del coronamento è pari a 6m, la larghezza alla base del manufatto pari a circa 52.50m. Sul filo esterno del piede di monte della struttura è presente un diaframma impermeabile in c.a. di profondità variabile.
- PROGETTI DI INVARIANZA IDRAULICA: Stadio della Roma – Tor di Valle.
Per il progetto del sistema fognario del Nuovo Stadio della Roma – Tor di Valle si è optato per la fognatura è del tipo separato:
- il recapito delle acque bianche prevede la lo sversamento nel vicino alveo fluviale attraverso il sollevamento operato da un impianto idrovoro ubicato a ridosso dell’argine sinistro;
- Il recapito per le acque nere è invece rappresentato dal ramo del Collettore Cecchignola, esistente in situ e diretto verso il Depuratore di Roma Sud.
Le acque meteoriche delle superfici carrabili dei parcheggi a raso e della viabilità pubblica devono essere trattate, prima di essere sversate nel corpo recettore:
- Le acque di prima pioggia saranno sversate nella fognatura nera e attraverso questa direttamente al Depuratore di Roma Sud, dopo separazione dalle acque di seconda pioggia effettuata attraverso la vasca di prima pioggia. Presso ogni parcheggio a raso è prevista una vasca di prima pioggia.
- Le acque di seconda pioggia: separate dal partitore della vasca di prima pioggia, saranno indirizzate verso lo scatolare delle acque bianche che correranno lungo la viabilità interna pubblica.
- Le acque meteoriche cadute direttamente sopra le fasce verdi potranno essere percolare direttamente nel terreno sottostante.
Le acque meteoriche che cadono sopra le superfici carrabili dei parcheggi a raso e la viabilità pubblica saranno raccolte attraverso un sistema combinato di superfici drenanti e di superfici impermeabili:
- Superfici parzialmente drenanti (stalli auto): realizzate attraverso un sistema di strati filtranti appositamente studiato per captare l’acqua in profondità
- Superfici non drenanti (strade e corselli): realizzate attraverso un sistema di strati filtranti appositamente studiato per captare l’acqua in profondità.
Le acque che cadono sopra le superfici a verde saranno convogliate direttamente verso gli strati di terreno esistente, sia le acque delle superfici parzialmente drenanti che quelle impermeabili di stradi e corselli, convoglieranno entrambe verso un sistema di raccolta costituito da una rete di caditoie, confluente verso la vasca di prima pioggia.
La percolazione dell’acqua degli stalli verso il telo impermeabile di raccolta posizionato 44 cm più in basso, di fatto rappresenta un processo di rallentamento e quindi di laminazione delle acque meteoriche.
I grandi volumi di acqua per cui si rende necessario l’accumulo e la restituzione a tempo differito, indispensabile per il rispetto del principio dell’invarianza idraulica, sono posizionate al di sotto delle piattaforme superficiali dei parcheggi. Ogni vasca, più o meno estesa in ragione del volume da invasare, è realizzata attraverso un sistema di canali preformati in polietilene ad alta densità e capacità portante, della tipologia DRENING (Geoplast).
Tali vasche, potranno essere disposte sia sotto gli stalli, sia sotto le superfici impermeabile. Non potranno essere disposte sotto le fasce verdi, perché deve essere evitata l’interferenza con gli apparati radicali delle piante che vi troveranno dimora.
L’acqua invasata, poiché proveniente direttamente dalla partizione operata attraverso le vasche di prima pioggia, risulterà essere acqua di seconda pioggia.
Le acque invasate pertanto potranno essere riutilizzate anche per altri scopi, quali per esempio l’irrigazione delle superfici verdi presenti nei parcheggi. Ogni vasca di accumulo sarà dotata di un “Troppo Pieno” e lo sversamento avverrà sulla dorsale esterna.
- APPROFONDIMENTI TECNICI: “MITIGAZIONE E PREVENZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO: IL CASO EMBLEMATICO DEL COMUNE DI FORINO (AV), COMPRESO NEL BACINO DEL FIUME SARNO”
E’ opportuno valutare gli effetti delle politiche pianificatorie sui rischi e valutare possibili alternative progettuali di contrasto al rischio con effetti positivi o negativi.
È in quest’ottica che ben si colloca il caso di Forino (AV) situato nel bacino del fiume Sarno che presenta caratteristiche orografiche, geomorfologiche ed idrogeologiche del tutto simili a quelle degli abitati di Sarno e Cervinara, colpiti da eventi catastrofici nel ’98 e nel 99.
In occasione degli eventi meteorici disastrosi per i comuni contermini non si sono invece registrati lutti a Forino, grazie alla efficacia delle misure e degli interventi preventivi adottati in attuazione di un piano di manutenzione sostenibile del territorio.
Il territorio del comune di Forino presenta una grande singolarità idrogeologica: è costituito da una conca endoreica con unico recapito delle acque ad un inghiottitoio geologico che costituisce il cuore pulsante dell’intero territorio di Forino.
Le pendici del bacino sono molto scoscese e i terreni molto erodibili. Pertanto ad ogni precipitazione meteorica di intensità appena apprezzabile tutti gli impluvi, gran parte dei quali utilizzati come “alvei-strada” per le attività antropiche, si trasformano in veri e propri fiumi di fango, sabbia, residui vegetali, rifiuti, ecc..
Al fine di ovviare a tali gravi inconvenienti e pericoli incombenti la amministrazione comunale di Forino si è dotata di un progetto di pianificazione generale di sistemazione idrogeologica ed idraulico-scolante del territorio comunale (c. Masullo, 1999) , il quale prevede la riduzione drastica del trasporto solido veicolato dai corsi d’acqua e la messa a regime degli afflussi di acqua meteorica all’inghiottitoio; rendendo possibile il corretto funzionamento dell’impianto di sollevamento dei reflui sottraendo definitivamente la quasi totalità.
Le formazioni che hanno dato luogo alle colate detritiche in tutta l’area del sarnese, ivi compresa la conca endoreica di Forino, sono costituite essenzialmente dal cosiddetto “tufo campano” che ricopre i calcari cretacici nell’area di Sarno.
Il tufo campano è presente nell’area con una coltre poco potente (spessore intorno a 1-3 m) ed è costituito da materiale vulcanoclastico, ceneri e lapilli a diverso grado di pedogenizzazione.
Sulla genesi dei processi di instabilità delle coltri di copertura innescati dalle precipitazioni intense il dibattito scientifico è tuttora molto aperto.
Per l’evento franoso di sarno del 10/5/98:
- Le piogge cadute non sono state di entità straordinaria ma hanno avuto azione prolungata;
- Il volume relativo al materiale di accumulo appare inaspettatamente molto maggiore rispetto alla massa mancante sui versanti;
- La velocità di discesa della massa fangosa risulterebbe molto elevata;
- I volumi d’acqua defluiti durante l’evento sembrerebbero superiori rispetto ai dati di pioggia registrati dal servizio idrografico.
Alcuni campioni hanno manifestato una capacità di assorbimento d’acqua superiore al 18%. Si è dedotto che la devetrificazione delle ceneri vulcaniche in silicato criptocristallino (SIO2.NH2O) accoppiata ad una granulometria fine e medio-fine aumenti a dismisura la superficie di assorbimento d’acqua.
Tutti i campioni analizzati contengono significative percentuali di materiale organico e di materiale criptocristallino amorfo e basse percentuali di minerali argillosi (principalmente illite e secondariamente smectite).
Le cause dei movimenti di massa del Sarno sembrerebbero quindi essere correlabili ad una condizione prolungata di imbibizione pluviometrica nelle zone dove si trovano suoli con il più alto indice di devetrificazione, ad elevata capacità di assorbimento d’acqua e valori di carico tensile (tensile strength) critici.
Tali materiali, in condizioni di imbibizione prolungata sembrerebbero produrre un effetto di sollevamento per rigonfiamento e di lubrificazione degli strati superficiali piroclastici e di conseguenza il loro scivolamento. L’ipotesi scientifica apparrebbe meritevole di ulteriore approfondimento.
Al fine di ovviare ai gravi inconvenienti e pericoli incombenti la amministrazione comunale di Forino si è dotata di un progetto di pianificazione generale di sistemazione idrogeologica ed idraulico-scolante del territorio comunale.
La filosofia fondamentale del progetto generale in questione consiste essenzialmente nel ridurre drasticamente il trasporto solido veicolato dai corsi d’acqua e nel regimentare gli afflussi di acqua meteorica all’inghiottitoio.
Opere previste dall’intervento:
- briglie;
- sistemazioni antierosione degli “alvei-strada”;
- vasche di laminazione, infiltrazione, dissabbiaggio;
- canali di drenaggio realizzati con gabbionate;
- collettori fognari.
- Interventi di ingegneria naturalistica
- semine, idrosemine, semine a spessore
- biostuoie, biofeltri
- geostuoie tridimensionali sintetiche
- geostuoie tridimensionali sintetiche bitumate
- geocomposito in rete metallica e geostuoia tridimensionale
- messa a dimora di talee legnose
- piantagione di arbusti
- trapianto di cespi e rizomi
- copertura diffusa con ramaglia viva
- viminata viva spondale
- fascinata viva spondale
- gradinata viva
- graticciata di ramaglia
- ribalta viva (fascinate + gradinate) spondale
- grata viva spondale
- palificate vive spondali
- pennello vivo
- traversa viva
- rulli spondali in reti sintetiche, metalliche, in cocco
- gabbionata spondale rinverdita
- materasso rinverdito
- terre rinforzate verdi in geotessili reti metalliche ecc
- muro a secco rinverdito
- muro cellulare rinverdito spondale
- rampa a blocchi
- blocchi incatenati
- semine, semine potenziate
- messa a dimorea di talee
- messa a dimora di arbusti
- stuoie su versante
- geocelle a nido d’ape
- rivestimenti in rete metallica e stuoie
- viminata
- fascinata
- gradinata
- cordonata
- palizzata
- cuneo filtrante
- grata viva su scarpata
- palificata viva di versante
- gabbionata di versante
- materasso verde di versante
- muro cellulare rinverdito di versante
Il comune di forino ha ripristinato un antico uso, che risale alle bonifiche borboniche, quello delle cosiddette vasche di dissabbiaggio e di laminazione delle piene.
Queste vasche venivano utilizzate come cave di sabbia.
Il materiale depositato, essendo già lavato, era particolarmente appetibile per gli utilizzi nelle costruzioni.
I famosi eventi del maggio 98, nonché quelli successivi del 99, hanno trovato tutte queste vasche vuote e le colate detritiche formatesi le hanno completamente riempite.
Ne è risultato che i danni alla popolazione sono stati piuttosto contenuti e, soprattutto, è stato possibile evitare eventi luttuosi.
Nelle immagini della slide 28 possiamo vedere alcuni esemi di:
- vasche di laminazione/infiltrazione/dissabbiaggio
- briglie in gabbioni su alveo-strada con sentiero di by-pass in sinistra idraulica;
- vasche di laminazione/infiltrazione/dissabbiaggio a seguito di importanti eventi piovosi.
CONCLUSIONI
Sono necessari interventi preventivi adottati in attuazione di un piano generale di manutenzione sostenibile del territorio.
Occorre restituire alle aree urbanizzate la capacità di laminare ed infiltrare l’acqua di pioggia.
Non sembrerebbe corretto attribuire le tragedie sempre più frequentemente ripetute ai “cambiamenti climatici”, ma ai “cambiamenti di risposta idrologica dei bacini”, dovuti ai progressivi processi di impermeabilizzazione provocati dall’azione antropica, non associati ad opportune misure per assicurare la invarianza idraulica degli interventi.
È quindi di fondamentale importanza che gli enti territoriali interessati si dotino tempestivamente di strumenti di pianificazione generale per adottare interventi necessari a prevenire il dissesto idrogeologico.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
- “Come redigere il progetto di invarianza”, Ing. Maurizio Giroldi, Ordine degli Ingegneri della Provincia di Varese.
- “Cos’è l’invarianza (Idraulica e Idrologica)”, Ing. Maurizio Giroldi, Ordine degli Ingegneri della Provincia di Varese.
- “La valutazione idrologica dei piani urbanistici. Un metodo semplificato per l’invarianza idraulica dei piani regolatori generali”, di A. Pistocchi, in corso di pubblicazione sulla rivista Ingegneria Ambientale (2001).
- “Invarianza idraulica e idrologica: questioni aperte e prospettive”, di B. Bacchi (2015).
- “Drenaggio urbano e invarianza idraulica ed idrologica”, geol. Marco Cinotti, ing. Alessandro Balbo e Giacomo Galimbert (2018).
- La difesa del suolo in Lombardia, Arch. Diego Terruzzi (2017)
- “Mitigazione e prevenzione del rischio idrogeologico: il caso emblematico del Comune di Forino (AV), compreso nel bacino del fiume Sarno” ing. C. Masullo (2011)
- “La pianificazione idraulica nelle aree a rischio: il caso del Comune di Forino (AV), nel bacino del Sarno” ing. C. Masullo (2009)