MANAGEMENT PROJECT OF THE RESERVOIR “DIGA DI RIDRACOLI” AND “DIGA DEL CONCA”, according to the instructions of Ministerial Decree 30 june 2004
MANAGEMENT PROJECT OF THE RESERVOIR “DIGA DI RIDRACOLI” AND “DIGA DEL CONCA”, according to the instructions of Ministerial Decree 30 june 2004 The activities of the SGAI S.r.l. in hydraulic and maritime engineering date back to the late 1960. Thanks to the experience gained and the close collaboration of our team, made up of engineers […]
MANAGEMENT PROJECT OF THE RESERVOIR “DIGA DI RIDRACOLI” AND “DIGA DEL CONCA”, according to the instructions of Ministerial Decree 30 june 2004
The activities of the SGAI S.r.l. in hydraulic and maritime engineering date back to the late 1960. Thanks to the experience gained and the close collaboration of our team, made up of engineers and geologists, numerous studies have been carried out of the geological, environmental and hydraulic problems related to the correct management and maintenance of the reservoirs. Our strengths are linked to the competence and interdisciplinarity that ranges from the execution and supervision of geological and geotechnical surveys in situ and laboratory tests, to hydrological, hydraulic and structural modeling and verification of the hydraulic works.
In particular, for the reservoir of the “Diga del Conca” and “Diga di Ridracoli”, in accordance with the instructions of the Ministerial Decree 30 June 2004, SGAI S.r.l. conducted an accurate study of the basins, tidal barrage and water regulation works by developing the “Management Project of the reservoir”, which is a knowledge and planning tool for interventions, to ensure the necessary level of security for the population and the territory downstream of the dam. These interventions are aimed at maintaining or restoring the basin capacity, safeguarding the functionality of the hydraulic system and controlling sedimentation and moving of debris into/out of the reservoir.
For these dams, the management plan of the reservoir, has allowed to define the forecast framework of the management and maintenance activities t to carry out for ensure the maintenance and gradual restoration of the useful capacity proper of the basin, ensuring the operation of the discharge and catchment systems in all operation conditions.
For the execution of these services accurate investigations and geological-geotechnical, hydrological and environment studies were carried out, collecting historical data and conducting new survey campaigns (surveys, measurements and tests). In this way, it was possible to reconstruct the geological and geomorphological framework of the tributary watersheds, estimating the rate of soil erosion, the consequent accumulation of debris and the reduction of the useful capacity of the reservoirs. Based on the data collected, the best procedures for opening discharge and regulation organs have been studied, verified and developed, so that it is possible to move and purge the debris accumulated in the basins, while limiting the effects, linked to the outflow of muddy waters, in the riverbed downstream of the dam. Therefore, the curves characteristic of permissible turbidity were defined by estimating the movement of sedimented material at the site of the each water regulation organ, based on the typical speeds of runoff and the water volume released.
CONCA DAM
The Conca dam is located in the province of Rimini, between the municipalities of San Giovanni in Marignano and Misano Adriatico. The reservoir, whose useful capacity is 1,200,000m3, allows the recharge of groundwater and water supply with the treatment of the storage water. The barrier is of the reinforced concrete gravity structures type, and is equipped with the following hydraulic equipment: surface drain and bottom discharge tunnel. The surface drain consists of a mobile crossbar of the massive gravity type, with 4 rectangular lights of 10m manned by metal floodgates to the sector over the top by fans. These are operated sequentially, by floating bins from the altitude of 17.0m above the altitude of 12.0m above sea level. The bottom discharge tunnel, located on the hydrographic right at the outlet tower, consists of a circular concrete pipe DN1000. The water discharge tunnel takes place on the right hydrographic to the side of the sink tank of the mobile crossbar.
The main management issues of the reservoir are due to the strong sedimentation caused both by the predominantly clay and very erodable nature of the soils of the tributary watershed and by the prolonged closure of the discharge system in the early years of activity of the dam. Therefore, an accurate sediment characterization, estimation of debris accumulation and its sedimentation speed was required by carrying out extensive site and laboratory investigation campaigns. Since the reservoir is located near the Adriatic sea, in a strongly urbanized context typical of the Rimini Riviera, specific tests were conducted to assess the impact of anthropogenic activities on water quality.
RIDRACOLI DAM
The dam is located in the province of Forlì-Cesena, within the National Park of the Casentinese Forests, the Park of Campigna and Monte Falterona, along of the Bidente river at the confluence with the Rio Celluzze, at about 10 km from the town of Santa Sofia. The dam is of the arch-gravity type with a height of 103.5m and with a crowning development of 432m. The basin covers an area of 1,035 km2, allowing the storage of 35.5 million m3 of water. The primary use of the basin is for water supply purposes with annual regulation of the flow rates of the Bidente River, while the secondary one concerns the hydroelectric production in the nearby Isola plant. The dam is equipped with the following hydraulic equipment: spillway crest, middle discharge tunnel, bottom discharge tunnel and emptying drainage. The spillway crest consists of an overflow threshold composed by 8 spans of 14m each. To protect the foundation of the structure there is a stilling basin with a tidal barrage of 14m height. The middle discharge drain, consisting of a 4m diameter tunnel under the left abutment, allows to drain flow rates up to 130 m3/s. The bottom discharge drain consists of a tunnel on the right abutment, of a length of about 400 m, with a disposal capacity of up to 170 m3/s.
The presence of tenacious and low erodible soils, concurrently with the dense forest cover of the area around the reservoir, avoids problems of sedimentation of the basin and at the same time guarantees a good quality of the water. Therefore, the main management issues of the reservoir were encountered in the definition of the best practices for opening the hydraulic discharge system, due to the large volume of water that can be released, with potential problems of turbidity in the downstream riverbed. Then, tests were carried out, during the open of the discharge system, in order to calculate the characteristic curves of turbidity according to the volume released, ensuring good mixing and dilution of sediments. For validation and monitoring, samples of turbidity were carried out at the end of the stilling basin every 5 minutes from the start of operations with checking the turbidity limit values and reconstruction of the real curve.
PROGETTO DI GESTIONE DELL’INVASO DELLA “DIGA DI RIDRACOLI” E “DIGA DEL CONCA” secondo le disposizioni di cui al Decreto Ministeriale 30 giugno 2004
Le attività dello studio SGAI S.r.l., nel campo dell’ingegneria idraulica e marittima, risalgono alla fine degli anni ’60. Grazie all’esperienza maturata e alla stretta collaborazione del nostro team, costituito da ingegneri e geologi, sono stati svolti numerosi studi delle problematiche geologiche, ambientali e idrauliche connesse alla corretta gestione e manutenzione degli invasi. I nostri punti di forza sono legati alla competenza e interdisciplinarità che spazia dall’esecuzione e supervisione delle indagini geologiche e geotecniche in situ e dei test di laboratorio, alla modellazione e verifica idrologica e idraulica, nonché strutturale delle opere idrauliche.
In particolare, per gli invasi della “Diga del Conca” e “Diga di Ridracoli”, in accordo con le disposizioni del DM 30 giugno 2004, SGAI S.r.l. ha condotto uno studio accurato degli invasi, delle opere di sbarramento e regimazione elaborando il “Progetto di Gestione dell’Invaso”, che rappresenta uno strumento conoscitivo e di pianificazione di interventi, atti a garantire il necessario livello di sicurezza a favore della popolazione e del territorio a valle dello sbarramento. Tali interventi sono finalizzati al mantenimento o al ripristino della capacità d’invaso, alla salvaguardia della funzionalità degli organi idraulici di scarico della diga e al controllo dei sedimenti in ingresso e in uscita dal serbatoio.
Per le dighe in oggetto, il piano di gestione dell’invaso, ha permesso di definire il quadro previsionale delle attività di gestione e manutenzione da mettere in atto per assicurare il mantenimento e il graduale ripristino della capacità utile propria degli invasi, garantendo il funzionamento degli organi di scarico e di presa in tutte le condizioni di esercizio.
Per l’esecuzione di tali servizi sono state condotte accurate indagini e studi geologi-geotecnici, idrologici, idraulici e ambientali, raccogliendo dati storici e conducendo nuove campagne conoscitive (sondaggi, misurazioni e test). In questo modo, è stato possibile ricostruire il quadro geologico e geomorfologico dei bacini idrografici afferenti agli invasi, stimando il tasso di erosione dei terreni, il conseguente accumulo di detriti e riduzione della capacità utile degli invasi. Sulla base dei dati raccolti, sono state studiate, verificate e messe a punto le ottimali procedure di apertura degli organi di scarico e regolazione, affinché sia possibile la movimentazione e lo spurgo dei detriti accumulati nei bacini, limitando al tempo stesso gli effetti, legati allo svaso di acque torbide, nell’asta fluviale a valle dello sbarramento. Pertanto, sono state definite le curve caratteristiche di torbidità ammissibili stimando la movimentazione di materiale sedimentato a tergo di ciascun organo di regolazione, sulla base delle velocità tipiche dell’acqua di deflusso e del volume rilasciato.
DIGA DEL CONCA
L’opera è situata nella provincia di Rimini, a cavallo fra i comuni di San Giovanni in Marignano e Misano Adriatico. L’invaso, la cui capacità utile è di 1’200’000m3, permette la ricarica delle falde e l’approvvigionamento idrico con trattamento delle acque raccolte. Lo sbarramento è della tipologia a gravità in c.a., ed è dotato dei seguenti organi di regolazione: scarico di superficie e scarico di fondo. Lo scarico di superficie è costituito da una traversa mobile del tipo a gravità massiccio, con 4 luci rettangolari di 10m presidiate da altrettante paratoie metalliche a settore sovrastate da ventole. Queste sono azionate in sequenza automaticamente, tramite cassoni galleggianti a partire dalla quota 17.0m s.l.m. fino ad arrivare alla quota di 12.0m s.l.m. Lo scarico di fondo, ubicato in destra idrografica presso la torre di presa, è costituito da una condotta circolare DN1000 in cls. Lo scarico delle acque avviene in destra idrografica a lato della vasca di dissipazione della traversa mobile.
Le maggiori problematiche di gestione dell’invaso sono riconducibili alla forte sedimentazione causata sia dalla natura prevalentemente argillosa e molto erodibile dei suoli del bacino idrografico sia dalla chiusura prolungata degli organi di scarico nei primi anni di attività dell’opera. Pertanto, si è resa necessaria un’accurata caratterizzazione del sedimento e stima della sua velocità d’accumulo svolgendo ampie campagne d’indagine in sito e in laboratorio. Vista l’ubicazione del serbatoio nelle immediate vicinanze del mare Adriatico, in un contesto fortemente urbanizzato come quello della riviera di Rimini, sono stati condotti test specifici per valutare l’impatto delle attività antropiche sulla qualità delle acque.
DIGA DI RIDRACOLI
La diga sorge nella provincia di Forlì-Cesena, all’interno del Parco Nazionale delle Foreste Casentinesi, del Parco di Campigna e Monte Falterona, lungo il corso del fiume Bidente alla confluenza con il Rio Celluzze, a circa 10 km dall’abitato di Santa Sofia. La diga è del tipo ad arco-gravità di altezza 103.5m e con sviluppo al coronamento di 432m. Il bacino si estende per una superficie di 1.035 km2, permettendo l’accumulo di 35.5 milioni di m3 di acqua. L’utilizzazione primaria del serbatoio è a scopo idropotabile con regolazione annuale delle portate del Fiume Bidente, mentre quella secondaria riguarda la produzione idroelettrica nella vicina centrale di Isola. L’opera è dotata dei seguenti organi di regolazione: scarico di superficie, scarico di mezzofondo, scarico di fondo e di esaurimento. Lo scarico di superficie è costituito da una soglia sfiorante costituita da 8 luci di 14m ciascuna. A protezione del piede della struttura è presente un bacino di smorzamento con traversa di contenimento dell’altezza di 14m. Lo scarico di mezzofondo, costituito da una galleria di 4m di diametro sotto la spalla sinistra, consente di smaltire portate fino a 130 m3/s. Lo scarico di fondo è costituito da una galleria in sponda destra della lunghezza di circa 400 m, avente capacità di smaltimento fino a 170 m3/s.
La presenza di suoli tenaci e poco erodibili, unitamente alla fitta copertura forestale dell’area d’invaso, scongiura problemi di sedimentazione del serbatoio e al tempo stesso garantisce una buona qualità delle acque. Perciò, le maggiori difficoltà di gestione dell’invaso sono state incontrate nella definizione delle procedure ottimali di apertura degli organi di scarico, visto l’ingente volume d’acqua rilasciabile, con potenziali problematiche di torbidità nell’asta fluviale di valle. Sono state eseguite, quindi, prove di apertura degli apparati, in modo tale da calcolare le curve caratteristiche di torbidità in funzione del volume rilasciato, garantendo la buona miscelazione e diluizione dei sedimenti. Per validazione e monitoraggio sono stati eseguiti campionamenti di torbidità, ai piedi della vasca di dissipazione, ogni 5 minuti dall’inizio delle operazioni con verifica sui valori limite e ricostruzione della curva reale.