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Grandi dighe e sistemi idrici ed elettrici | Note

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Grandi dighe e sistemi idrici ed elettrici

Grandi dighe e sistemi idrici ed elettrici | Note

ID 11688 | 02.10.2020

In Italia sono attualmente presenti 531grandi dighe di competenza statale. La Direzione Generale per le Dighe e le Infrastrutture idriche ed elettriche provvede, ai fini della tutela della pubblica incolumità, all'approvazione tecnica dei progetti ed alla vigilanza sulla costruzione e sulle operazioni di controllo spettanti ai concessionari sulle grandi dighe e sulle traverse, di altezza superiore a 15 metri o che determinano un volume di invaso superiore al 1.000.000 di metri cubi.

Grandi dighe = dighe con altezza superiore a 15 metri o che determinano un volume superiore al 1000000 di metri cubi.

L'attività istituzionale della Direzione Generale è disciplinata, per gli aspetti procedurali ed autorizzativi, dal D.P.R. 10.11.1959, n.1363 "Approvazione del regolamento per la compilazione dei progetti, la costruzione e l'esercizio delle dighe di ritenuta" nonchè, per quanto concerne la normativa tecnica di settore, dal D.M. LL.PP. 24.3.1982.

Alla Direzione Generale è affidato il compito di predisporre la normativa tecnica in materia di dighe.

La Direzione Generale per le Dighe e le infrastrutture idriche ed elettriche provvede altresì:

- all'approvazione dei progetti delle opere di derivazione dai serbatoi e di adduzione all'utilizzazione, comprese le condotte forzate nonché alla vigilanza sulle operazioni di controllo che i concessionari saranno tenuti ad espletare sulle medesime opere (art.6, comma 4 bis, della legge 1.8.2002, n.166, come integrato dall'art.5 bis, comma 1, della legge 24.11.2003, n.326; art.10, comma 2, del D.P.R. 24.3.2003, n.136);
- al monitoraggio delle grandi dighe concernenti, fra l'altro, gli aspetti di sicurezza idraulica, anche nell'interesse del Dipartimento della Protezione Civile della Presidenza del Consiglio dei Ministri (art.3, comma 3, del decreto legge 29.3.2004, n.79 convertito con legge 28.5.2004, n.139);
- all'esame delle rivalutazioni delle condizioni di sicurezza sismica ed idraulica delle grandi dighe, presentate dai concessionari in conseguenza della variata classificazione sismica dei siti ovvero dei ridotti franchi di sicurezza (art.4 del decreto legge 29.3.2004, n.79 convertito con legge 28.5.2004, n.139);
- all'affiancamento tecnico-scientifico delle Autorità di Protezione Civile, per il governo delle piene nei corsi d'acqua (Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri 27.2.2004);
- all'assistenza tecnica, alla consulenza e perizia tecnica per le opere non soggette alla successiva approvazione da parte della Direzione Generale, su richiesta di amministrazioni, enti pubblici o privati (art.10, comma 4, lettera "b" del D.P.R. 24.3.2003 n.136);
- all'organizzazione di corsi di formazione ed aggiornamento su argomenti interessanti il campo delle dighe (art.10, comma 4, lettera "a" del D.P.R. 24.3.2003 n.136);
- alla promozione di studi e conferenze ed alla stipula di accordi con organismi, anche esteri, nelle materie di proprio interesse (art.10, comma 4, lettera "d" del D.P.R. 24.3.2003 n.136);
- all'individuazione dei codici di calcolo automatico di verificata attendibilità per la definizione e lo sviluppo dei progetti e l'indicazione delle modalità di rappresentazione dei relativi risultati (art.10, comma 5, lettera "b" del D.P.R. 24.3.2003 n.136);
- alla definizione dei requisiti tecnici, costruttivi e funzionali per l'omologazione della strumentazione per il controllo delle dighe (art.10, comma 5, lettera "d" del D.P.R. 24.3.2003 n.136);
- all'individuazione delle modalità di trattamento e archiviazione informatica dei dati strumentali e della loro trasmissione alla banca dati della Direzione Generale (art.10, comma 5, lettera "e" del D.P.R. 24.3.2003 n.136).

__________

Tipologie costruttive

La seconda parte del Regolamento dighe (DPR 1363/59) tratta espressamente le norme tecniche, per il calcolo e la costruzione, dei diversi tipi di dighe.

Le vigenti norme tecniche, emanate con DM 24 marzo 1982, riportano la seguente classificazione delle dighe:

Classificazione

La scelta del tipo di diga dipende essenzialmente dalla forma e dalla geologia della stretta del fiume e dai materiali da costruzione disponibili nelle vicinanze. Quando si incontra una valle stretta ed alta con rocce sane affioranti si pensa in primo luogo ad una diga ad arco (che richiede ottime caratteristiche delle rocce dei versanti). Per una valle più larga e/o con rocce fratturate si pensa ad una diga a gravità in calcestruzzo (che richiede discrete caratteristiche delle rocce in fondazione).

Quando, invece, si incontrano strati di materiali sciolti (argille, sabbie, ghiaie) di grande spessore nel letto del fiume la scelta è obbligata per dighe deformabili come dighe in terra, dighe in pietrame con manto impermeabile in calcestruzzo o bituminoso o soluzioni intermedie tra le due. Lo studio della geologia/geotecnica delle fondazioni è dunque il lavoro più importante e complesso nella progettazione di una diga. Per le dighe a gravità, ad esempio, si dice che una volta che si sono completati gli scavi raggiungendo la roccia di fondazione la diga è praticamente finita (cioè non ci sono più incertezze e il lavoro può andare avanti in modo "industriale").

Lo studio di fattibilità geologica di una diga è molto importante e deve tenere conto oltre che delle caratteristiche portanti dei terreni anche della loro permeabilità, fattore fondamentale in relazione alla capacità della diga di contenere l'acqua. Dal momento che non sempre è possibile costruire la diga in zone completamente circondate da terreni o rocce impermeabili, in superficie o in profondità, si rendono necessarie delle considerazioni riguardanti il rapporto tra la litologia del sito e la sua capacità di contenere l'acqua. Ad esempio la presenza di strati o fessurazioni paralleli alla diga (quindi perpendicolari all'asse dell'invaso) è sfavorevole dal momento che la presenza di uno strato permeabile induce l'acqua ad allontanarsi ed essere così persa.

Diga a gravità ordinaria

La struttura della diga è ad asse planimetrico rettilineo o a debole curvatura, con profilo trasversale fondamentale triangolare a sezioni orizzontali piene.

La resistenza alla spinta dell'acqua - ed eventualmente del ghiaccio ed alle azioni sismiche - è sopportata per effetto del solo peso proprio.

Figura 1A

Figura 1B

Fig. 1 – Diga di Maccheronis - Torpè (Nuoro)
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Diga ad arco e arco/gravità

Per le dighe ad arco, la resistenza alla spinta dell'acqua - ed eventualmente del ghiaccio ed alle azioni sismiche - è sopportata in grande prevalenza per effetto della curvatura longitudinale (arco).

Per le dighe ad arco/gravità, invece, la resistenza alla spinta dell'acqua - ed eventualmente del ghiaccio ed alle azioni sismiche - è sopportata sia per effetto della curvatura longitudinale (arco) sia per il peso proprio della sezione trasversale (mensola).

Tipiche delle vallate alpine, raggiungono dimensioni notevoli: la quarta diga più alta del mondo è una diga ad arco sul fiume Inguri in Georgia con 271.5 m di altezza e con uno sviluppo al coronamento di 680 m, mentre con i suoi 261.6 m la diga del Vajont (Diga del Colomber) è la quinta al mondo.

Figura 5

Fig. 5 - Diga ad arco: il luogo dei centri è allineato sulla verticale

Figura 6

Fig. 6 - Diga a volta: il luogo dei centri si allontana dalla diga procedendo verso l’alto. In questo caso particolare gli angoli al centro sono costanti
__________

Dighe ed energia elettrica

Le dighe vengono usate per scopi diversi:

- per uso potabile (consumi/disponibilità variabili in funzione del tempo),
- per irrigazione,
- per scopi idroelettrici,
- per motivi idrologici (laminazione delle piene),
- per più usi contemporaneamente.

L’uso dell’acqua per generare energia risale a secoli fa, con le ruote idrauliche utilizzate fin dai tempi dell’antica Grecia.

Oggi le centrali idroelettriche svolgono un ruolo importante nella produzione di energia rinnovabile e nella riduzione delle emissioni di CO2. Alimentata dall’acqua, l’energia idroelettrica non inquina l’aria come le centrali elettriche che bruciano combustibili fossili. Può tuttavia avere una serie di effetti negativi sul flusso dei fiumi, sugli habitat dei pesci e degli organismi acquatici, nonché sulle specie di fauna e flora protette dalla legislazione dell’UE sulla Natura che dipendono dagli ecosistemi dei fiumi e dei laghi per la loro sopravvivenza.

Le centrali idroelettriche più utilizzate sono:

Centrali idroelettriche ad acqua fluente: nei sistemi idroelettrici ad acqua fluente, la produzione di energia elettrica è generata dalla portata esistente e dal dislivello del fiume. Questo tipo di installazione sfrutta lo scorrimento naturale del corso d’acqua per generare energia elettrica.

Sistemi idroelettrici ad acqua fluente e accumulo: un serbatoio di stoccaggio consente di accumulare l’acqua nei periodi di scarsa domanda e di rilasciarla nei periodi di picco. La capacità di produzione è quindi meno dipendente dalla portata disponibile.

Centrali idroelettriche a bacino: la centrale a serbatoio convenzionale è dotata di un bacino sufficientemente grande da consentire l’accumulo dell’acqua sia nelle stagioni umide che in quelle secche. L’acqua viene raccolta in un invaso dietro la diga ed è disponibile per la centrale in caso di bisogno.

Centrali idroelettriche ad accumulo tramite pompaggio: si basano su serbatoi a diverse altezze, che consentono di produrre energia elettrica supplementare durante i picchi elevati di domanda. L’acqua viene pompata nel serbatoio più alto nei periodi di minore domanda e rilasciata verso il basso attraverso turbine quando la domanda è elevata.

Nelle centrali a bacino a differenza delle "centrali ad acqua fluente" viene creato un lago artificiale, detto bacino di carico, per mezzo dello sbarramento di una gola fluviale con una diga, da cui partono delle condotte forzate, le quali vengono arricchite da un pozzo piezometrico (interposto prima della turbina) che smorza ed evita gli effetti dirompenti del colpo d'ariete (enormi sovrappressioni che si generano quando la turbina viene fermata tramite la chiusa della condotta). A valle è presente un bacino di calma dove le acque turbolente appena uscite dalla centrale vengono fatte placare prima della reimmissione nel flusso normale del fiume.

...

Segue in allegato 

Fonti
Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti
D.P.R. 10.11.1959, n.1363
D.M. LL.PP. 24.3.1982

Certifico Srl - IT | Rev. 0.0 2020
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