GREEN ENERGY S.r.l. Vicolo del Divino Amore n° 2/C, 00047 Marino (RM) IMPIANTO IDROELETTRICO “ELVELLA SUD” SUL TORRENTE ELVELLA Comune di Acquapendente (VT) DOMANDA DI CONCESSIONE DI DERIVAZIONE Ai sensi dell’art.7 del R.D. 1775/33 PROGETTO PRELIMINARE A ‐ RELAZIONE TECNICA Aggiornamento Gennaio 2015
IMPIANTO IDROELETTRICO “ELVELLA SUD” - GREEN ENERGY SRL
A ‐ RELAZIONE TECNICA INDICE
1. PREMESSA
4 2. LOCALIZZAZIONE DELL’AREA DI PROGETTO
5 2.1. Localizzazione dell’opera in progetto
5 2.2. Caratteristiche principali del progetto
8 2.3. Descrizione generale del Torrente Elvella
12 3. ASPETTI NATURALI ED ANTROPICI DELLE AREE INTERESSATE ALLE
OPERE
13 3.1. L’invaso di Elvella
13 3.2. Stato delle acque dell’invaso di Elvella
15 4. VINCOLI AMBIENTALI E PAESAGGISTICI
16 4.1. Vincoli ambientali
16 4.2. Vincoli paesaggistici
17 5. ANALISI IDROLOGICA E IDRAULICA
25 5.1. Dati idrologici
25 5.2. Curva di durata delle portate
31 5.3. Deflusso minimo vitale (DMV)
32 5.4. Distribuzione mensile delle portate turbinabili
34 5.5. Salto disponibile
35 6. DESCRIZIONE DELLE OPERE IN PROGETTO
36 6.1. Dispositivo di rilascio del DMV
37 6.2. Punto di presa (ipotesi 1)
38 6.3. Punto di presa (ipotesi 2)
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6.4. Punto di derivazione (ipotesi 1)
39 6.5. Nuova condotta adduttrice (ipotesi 2)
40 6.6. Locale centrale
40 6.7. Vasca di scarico
40 6.8. Area di cantiere
42 6.9. Allaccio alla rete elettrica
45 7. CRONOPROGRAMMA
47 8. DATI DI CONCESSIONE
49 9. STIMA DEL COSTO DI COSTRUZIONE
50 10. CONCLUSIONI
51 TABELLA RIASSUNTIVA DELLE CARATTERISTICHE DELL’IMPIANTO
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1. PREMESSA
Il presente Progetto Preliminare illustra gli interventi di costruzione di un
nuovo impianto idroelettrico, denominato “ELVELLA SUD”, sul Torrente Elvella,
localizzato nel Comune di Acquapendente, in provincia di Viterbo.
Il committente del progetto è la Società GREEN ENERGY S.r.l., con sede a Marino
(RM), in Vicolo del Divino Amore n° 2/C.
Il progetto si compone della presente “Relazione Tecnica”, contenente l’analisi
tecnica, idrologica, idraulica ed ambientale degli interventi prospettati, della
“Relazione Geologica” riguardante l’analisi geomorfologica e geologica e degli
"Elaborati Grafici" per l’individuazione delle caratteristiche geometriche delle opere.
ELABORATI GRAFICI
N.
DESCRIZIONE
1
COROGRAFIA IGM
2
BACINO IMBRIFERO
3
PLANIMETRIA CTR
4
CARTOGRAFIA CATASTALE
5.1
SCALA
FORMATO
1:25 000
A3
1:25000
A3
1:5 000 - 1:10000
A2
1:2 000
A3
PLANIMETRIE, PROSPETTI E SEZIONI OPERE (ipotesi 1)
1:50 / 1:200
A1
5.2
PLANIMETRIE, PROSPETTI E SEZIONI OPERE (ipotesi 2)
1:50 / 1:200
A1
6
ALLACCIO ALLA RETE ELETTRICA
1:2000
A2
7
AREA DI CANTIERE
1:100 - 1:500 - 1:5000
A1
ELABORATI SCRITTI
N.
DESCRIZIONE
FORMATO
A
RELAZIONE TECNICA
A4
B
RELAZIONE GEOLOGICA
A4
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2. LOCALIZZAZIONE DELL’AREA DI PROGETTO
2.1. Localizzazione dell’opera in progetto
Il presente progetto riguarda la realizzazione di una piccola centrale
idroelettrica con captazione idraulica dall’invaso Elvella e restituzione nell’omonimo
torrente (tramite Rio Trasecco), che scorre per circa 8 km al confine tra i comuni di
San Casciano dei Bagni (SI) ed Acquapendente (VT), fino a sfociare nel Fiume
Paglia nel comune di Proceno (VT).
Figura 1: Localizzazione dell’area di progetto.
Si prevede di localizzare l’opera in prossimità del “Podere Elvella”, poco a Nord
della località Centeno, lungo la sponda destra del rio Trasecco (affluente del
torrente Elvella), prelevando l’acqua attraverso una derivazione dall’esistente
condotta a servizio irriguo (ipotesi progettuale 1) o da una nuova condotta
appositamente posata (ipotesi progettuale 2), e rilasciandola completamente in
alveo tramite un canale di scarico collegato alla centrale.
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Tutte le opere in progetto (turbina, centrale e condotta di rilascio nel torrente)
saranno dislocate in corrispondenza della sponda destra del rio Trasecco e
saranno completamente integrate nell’ambiente circostante.
L’intento del progetto è quello di turbinare i deflussi di troppo pieno della diga
Elvella nel periodo in cui questa non svolge il servizio di distribuzione per
l’irrigazione; tali deflussi verranno prelevati dalla vasca di scarico della centrale
“Elvella” - posta al piede della omonima diga - tramite una condotta, e rilasciando
tutta l’acqua nel tratto finale del Rio Trasecco e da qui nel Torrente Elvella.
Figura 2: Ortofoto (Geoportale Nazionale) dell’area di progetto.
Figura 3: Il “Podere Elvella” situato poco più a Sud della zona di progetto
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Figura 4: Sito della centrale lungo la sponda destra del Rio Trasecco
Le opere principali si sviluppano sulla sponda idraulica destra del Rio Trasecco;
l'edificio di centrale ricade nel Comune di Acquapendente. La particella interessata
dalla centrale è la numero 18 del foglio 9, appartenente ad Adriana Agostini ed
Adriano Agostini.
L'eventuale nuova condotta appositamente posata (ipotesi progettuale 2), si
sviluppa lungo la viabilità esistente, e per tratti a fianco della condotta esistente
consortile. Tutto il tragitto, di circa 5 km, è riportato catastalmente sulle tavole 4.
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2.2. Caratteristiche principali del progetto
Per l’impianto “Elvella Sud” sono state previste due distinte soluzioni progettuali
dall’identico funzionamento:
-
La prima prevede di sfruttare la condotta di adduzione del Consorzio di
Bonifica della Val di Paglia Superiore dallo scarico dell’impianto “Elvella” fino
alla centrale in progetto, per poi derivare le acque in centrale tramite un
giunto a T munito di valvole per la derivazione in centrale. La restituzione
avviene nel Rio Trasecco, affluente del Torrente Elvella;
-
La seconda prevede di posizionare una nuova condotta in affiancamento a
quella esistente del Consorzio di Bonifica - nel caso quest’ultimo dovesse
negare l’utilizzo della sua infrastruttura - per convogliare le acque derivate
alla centrale. Tale nuova condotta partirà dalla vasca di scarico della
centrale “Elvella” per entrare direttamente nella centrale in progetto. La
restituzione avviene nel Rio Trasecco, affluente del Torrente Elvella.
Le due soluzioni progettuali prevedono quindi la realizzazione o lo sfruttamento
delle seguenti opere:
-
Punto di derivazione (ipotesi 1) che intercetta e capta l’acqua della condotta
consortile esistente (alimentata dalle acque scaricate dalla centrale di
monte, “Elvella”) a circa 5000 m a valle della diga; viene installato un giunto
a T sulla condotta esistente, ed un sistema di valvole per far convogliare
l’acqua verso la centrale;
-
Nuova condotta (ipotesi 2) che convoglia le acque scaricate dalla centrale di
monte (“Elvella”), private del DMV da rilasciare al Torrente Elvella, per farle
confluire direttamente nella centarle “Elvella Sud”;
-
Edificio di centrale posto a fianco della sponda idraulica destra del Rio
Trasecco; la centrale riceve le acque dalla condotta di adduzione e
trasforma l’energia idraulica per mezzo di una turbina Francis ad asse
orizzontale;
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-
Vasca di scarico interrata che riceve le acque turbinate dall’adiacente
centrale e le restituisce interamente al Rio Trasecco tramite un canale di
scarico.
La presa idrica della condotta, in entrambe le ipotesi, avverrà direttamente dalla
vasca di scarico dell'impianto "Elvella" posto al piede dell'omonima diga.
Figura 5: Planimetria di progetto - ipotesi 1
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Figura 6: Planimetria di progetto - ipotesi 2
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Di seguito si riportano le principali caratteristiche del progetto:

corso d’acqua: Torrente Elvella;

ubicazione: Comune di Acquapendente (VT);

ubicazione captazione: N 4747233.9 m, E 2262220.7 m (coordinate
piane Roma40);

ubicazione restituzione: N 4744378.7 m, E 2259464.1 m (coordinate
piane Roma40);

area del bacino imbrifero dell’invaso: 24,12 kmq;

quota opera di presa: 354,50 m s.l.m.;

portata massima derivabile: 0,904 m3/s;

portata minima derivabile: 0,200 m3/s;

portata media derivabile: 0,277 m3/s;

DMV imposto: 0,048 m3/s (valore annuale);

salto legale di concessione: 74,00 m.
La derivazione dell’acqua sarà effettuata per circa sei mesi l’anno con un valore
medio di portata pari a 0,554 m3/s (valore medio annuo di 0,277 m3/s); la massima
derivazione, in funzione della capacità e del rendimento della turbina, è stimata in
circa 0,9 m3/s. Il salto geodetico a disposizione, al netto delle perdite di carico, è di
circa 69,71 m, per cui è prevista una producibilità media di 1.400.000 kWh/anno.
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2.3. Descrizione generale del Torrente Elvella
Il torrente Elvella si sviluppa per una lunghezza di circa 8 km sulla linea di
confine tra le Regioni di Toscana e Lazio, dividendo i comuni di San Casciano dei
Bagni (Provincia di Siena) ed Acquapendente (Provincia di Viterbo).
Il corso d’acqua è stato irregimentato dalla diga di Elvella che dagli anni ’70
crea un invaso artificiale (noto come Lago di San Casciano) destinato all’irrigazione
di circa 2500 ettari di coltivazioni limitrofe; nel suo percorso il torrente riceve il
tributo di varie aste, tra le quali si possono citare, nel versante laziale il Rio del
Mosco, il Rio Giulione ed il Rio Trasecco, mentre nel versante toscano il Fosso
della Sorga, il Fosso del Casino ed il Fosso del Volpaio; l’Elvella riceve inoltre il
tributo del Rio Falcione, del Fosso Grossano e del Fosso Maccaiolo che
alimentano a monte l’invaso.
Il torrente sfocia a sinistra nel fiume Paglia in località Centeno, nel comune di
Proceno (Viterbo), ad un’altitudine di 265 m s.l.m..
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3. ASPETTI NATURALI ED
INTERESSATE ALLE OPERE
ANTROPICI
DELLE
AREE
3.1. L’invaso di Elvella
Il macro-bacino dell’Elvella è stato realizzato con i fondi del Ministero
dell’Agricoltura tra il 1967 e 1972 con lo scopo di fornire alle coltivazioni limitrofe
acqua ad uso irriguo. Dalla diga ha origine una rete primaria di adduzione ed una
secondaria di distribuzione di condotte, rispettivamente di 55 e 140 Km, che
forniscono il servizio in modalità quasi totalmente gravitaria ad una superficie netta
complessiva di circa 2500 ha.
Figura 7: Particolare della diga di Elvella (sito web Consorzio di Bonifica Val di
Paglia Superiore)
Il livello di regolazione dell’invaso corrisponde ad una quota di 382,50 m s.l.m..
Sulla sponda idraulica sinistra, a valle dello sbarramento, nasce un canale di
scarico alimentato da due soglie a stramazzo (quota di 378,50 m s.l.m.) il cui
deflusso viene consentito da un sistema di paratoie mobili (Figura 8). Il tratto
iniziale del torrente Elvella è congiunto alla parte terminale di questo canale con
una traversa in gabbioni metallici, alla quota di circa 350 m s.l.m. (Figura 9).
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Figura 8: Particolare delle soglie di stramazzo sul canale di scarico della diga
Figura 9: Parte terminale del canale di scarico dalla quale nasce il torrente Elvella
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3.2. Stato delle acque dell’invaso di Elvella
Per fornire una generica caratterizzazione ambientale del torrente Elvella,
non essendo reperibili in letteratura dati derivanti da indagini specifiche, si fa
riferimento alla classificazione dello stato delle acque dell’invaso Elvella tratto dal
rapporto sul monitoraggio delle acque superficiali interne di ARPAT Toscana
(2011).
Gli indicatori utilizzati per la classificazione sono quelli previsti dalla linea guida
“Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per lo studio degli ecosistemi
Verbania Pallanza – cnr-ise, 03.11 – Indici per la valutazione della qualità
ecologica dei laghi”, e cioè quei parametri correlati al fitoplancton (indice medio di
biomassa e indice di composizione, concentrazione media di clorofilla “a”,
biovolume medio, PTI e percentuale di ciano batteri).
I limiti delle classi per tutti gli indicatori, compreso l’LTLeco (Livello Trofico Laghi),
sono quelli del DM 260/10.
Tabella 1: Classificazione ai fini dello stato ecologico di alcuni laghi in Toscana
(ARPAT, 2001)
Dalla Tabella 1 si evince che, in base ai limiti imposti dal DM 260/10 per gli
indicatori considerati, lo stato ecologico dell’invaso Elvella risulta sufficiente,
mentre lo stato chimico è buono. L’opera in progetto non altera in alcun modo tale
condizione chimico-ecologica.
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4. VINCOLI AMBIENTALI E PAESAGGISTICI
4.1. Vincoli ambientali
Per l’analisi dei vincoli ambientali si fa riferimento alla cartografia digitale del
Ministero dell’Ambiente tramite il Geoportale Nazionale.
 EUAP (Parchi Naturali), SIC, ZPS e IBA (Ministero dell’Ambiente)
presa
centrale
Figura 10: Zona di progetto ed Aree Protette
La zona in oggetto (cerchio rosso) non rientra in alcuna area naturale protetta.
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4.2. Vincoli paesaggistici
In questo paragrafo è stato fatto riferimento alla cartografia della Regione
Lazio, attraverso il Piano Territoriale Paesistico Regionale (PTPR). Per la zona di
progetto, dall’analisi delle tavole si può rilevare che:
 Tavola A – Sistemi ed ambiti del paesaggio (artt. 21, 22 e 23 L.R. 24/98 - artt. 135,
143 e 156 D.lvo 42/04)
Presa
centrale
Figura 11: Estratto dalla tavola A - Sistemi ed ambiti del paesaggio (PTPR Lazio)
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Dall’analisi della tavola A del PTPR si desume che l’area in oggetto è catalogata
come “Paesaggio Naturale” e “Paesaggio Agrario di valore” e rientra nella fascia di
rispetto dei corsi d’acqua; quest’ultima circostanza è ovvia dal momento che la
proposta d’intervento riguarda la realizzazione di un impianto idroelettrico in
corrispondenza di un corso d’acqua.
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 Tavola B – Beni paesaggistici (art. 134 co1 lett. a), b) e c) D.lvo 42/04 - art. 22 L.R.
24/98)
Presa
centrale
Figura 12: Estratto tavola B - Beni paesaggistici (PTPR Lazio)
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Dall’analisi della tavola B del PTPR si desume che l’area in oggetto è caratterizzata
(art. n.134, comma 1 e art. n.142 D.Lgs. 42/04) da aree boscate (lettera g) ed
appartiene ad aree tutelate per legge del tipo “corsi delle acque pubbliche” (lettera
c) e relativa fascia di rispetto; si citano infatti i seguenti c056_0485 Fiume Paglia,
c056_0504 e c056_0504A Torrente Elvella come facenti parte del repertorio
Regionale dei corsi d’acqua iscritti negli elenchi di cui al R.D 11/12/1933 n°1775.
Tale circostanza è ovvia dal momento che il progetto riguarda la realizzazione di un
impianto idroelettrico con derivazione lungo un corso d’acqua. L’impianto d’altronde
comporta un impatto assolutamente limitato, poiché la condotta di derivazione è
interrata lungo il suo percorso, e l’edificio della centrale è di dimensioni contenute e
quanto più integrato con l’ambiente circostante.
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 Tavola C – Beni del patrimonio naturale e culturale (artt. 21, 22 e 23 L.R. 24/98)
Presa
centrale
Figura 13: Estratto tavola C - Beni del patrimonio naturale e culturale (PTPR Lazio)
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Dall’analisi della tavola C del PTPR si desume che la zona della presa è
interessata dalla presenza di un sistema agrario a carattere permanente. La zona
della centrale, così come il percorso della condotta, non hanno una particolare
caratterizzazione.
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 Tavola D – Proposte comunali di modifica dei PTP vigenti (art. 23 co.1 - art. 36
quater co.1 ter L.R. 24/98)
Presa
centrale
Figura 14: Estratto dalla tavola D del PTPR del Lazio
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Dall’analisi della tavola D del PTPR si desume che l’area in oggetto rientra nella
seguente zona:
- Inviluppo dei beni paesaggistici.
In conclusione la zona d’intervento non rientra in aree sottoposte a specifici vincoli
ambientali o paesaggistici se non in quelle naturali legate all‘ovvia circostanza di
realizzare un impianto idroelettrico con derivazione lungo un corso d’acqua. In
realtà l’intervento in progetto non determina alcun tipo di impatto nell’ambiente
circostante poiché:
- La derivazione non avviene tecnicamente in alveo, ma a monte del corso
d’acqua, in corrispondenza della condotta di adduzione;
- Le opere si integrano perfettamente con i manufatti già esistenti e sono per
lo più occultate alla vista, essendo in parte interrate e di dimensioni
contenute.
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5. ANALISI IDROLOGICA E IDRAULICA
5.1. Dati idrologici
Per lo studio idrologico delle portate effluenti dalla diga Elvella, è stato fatto
riferimento a due fonti distinte: le misurazioni dirette (tra il 2010 ed il 2013) per la
costruzione della curva di durata e gli annali storici per la validazione statistica
degli stessi.
La validazione/comparazione dei dati ricavati dalle osservazioni dirette - ma
di breve durata statistica - è necessaria per avere una base storica statistica che
comprovi e validi tali misurazioni dirette.
Gli anni tra il 2010 ed il 2013 sono stati caratterizzati da alternanza tra
siccità e grandi piogge, e, presi singolarmente, potrebbero portare ad analisi
sottostimanti o sovrastimanti la realtà.
I dati idrologici utilizzati per effettuare la validazione/comparazione sono
quelli relativi al Fiume Paglia ( stazione di misura di Ponte dell'Adunata) ed al
Fiume Chiani (stazione di misura di Ponte di Morrano) che hanno periodi di
osservazione molto lunghi (dal 1930 in poi).
Eseguendo delle correlazioni tra i dati storici disponibili ed il bacino di
riferimento, con gli opportuni coefficienti, è stato possibile dunque validare i dati
diretti.
Il bacino imbrifero sotteso all’opera di presa (Figura 15) ha un’estensione di
24,12 km2 ed è un sottobacino del fiume Paglia.
Nell’area sono compresi il Rio Falcione, il Fosso Grossano ed il Fosso
Maccaiolo che alimentano direttamente l’invaso di Elvella.
Le piogge medie nel bacino sono stimate di 1130 mm annui medi.
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Figura 15:Bacino imbrifero all'opera di presa
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VALORI MEDI GIORNALIERI MISURATI (stralcio 2010-2011):
DATA Q (m3/s) .... .... .... .... .... .... 01/10/2010 0.034 02/10/2010 0.096 03/10/2010 0.096 04/10/2010 0.034 05/10/2010 0.501 06/10/2010 0.177 07/10/2010 0.096 08/10/2010 0.034 09/10/2010 0.000 10/10/2010 0.096 11/10/2010 0.000 12/10/2010 0.000 13/10/2010 0.034 14/10/2010 0.096 15/10/2010 0.034 16/10/2010 0.096 17/10/2010 0.096 18/10/2010 0.034 19/10/2010 0.000 20/10/2010 0.034 21/10/2010 0.034 22/10/2010 0.096 23/10/2010 0.096 24/10/2010 0.096 25/10/2010 0.000 26/10/2010 0.034 27/10/2010 0.000 28/10/2010 0.034 29/10/2010 0.034 30/10/2010 0.096 31/10/2010 0.000 01/11/2010 0.034 02/11/2010 0.381 DATA Q (m3/s)
03/11/2010 0.177 04/11/2010 0.096 05/11/2010 0.034 06/11/2010 0.096 07/11/2010 0.034 08/11/2010 0.034 09/11/2010 0.096 10/11/2010 0.632 11/11/2010 0.501 12/11/2010 0.381 13/11/2010 0.273 14/11/2010 0.177 15/11/2010 0.177 16/11/2010 0.501 17/11/2010 0.501 18/11/2010 0.273 19/11/2010 0.772 20/11/2010 0.501 21/11/2010 0.273 22/11/2010 4.010 23/11/2010 1.079 24/11/2010 0.921 25/11/2010 0.772 26/11/2010 1.244 27/11/2010 1.079 28/11/2010 0.632 29/11/2010 2.825 30/11/2010 1.079 01/12/2010 7.367 02/12/2010 1.244 03/12/2010 1.244 04/12/2010 1.244 05/12/2010 0.921 06/12/2010 0.501 07/12/2010 0.381 08/12/2010 0.381 09/12/2010 0.501 10/12/2010 0.273 11/12/2010 0.273 DATA Q (m3/s) 12/12/2010 0.273 13/12/2010 0.177 14/12/2010 0.177 15/12/2010 0.096 16/12/2010 0.034 17/12/2010 0.177 18/12/2010 0.273 19/12/2010 0.177 20/12/2010 0.381 21/12/2010 0.501 22/12/2010 0.273 23/12/2010 0.273 24/12/2010 2.825 25/12/2010 3.762 26/12/2010 1.079 27/12/2010 0.381 28/12/2010 0.381 29/12/2010 0.381 30/12/2010 0.381 31/12/2010 0.381 01/01/2011 0.381 02/01/2011 0.381 03/01/2011 0.177 04/01/2011 0.177 05/01/2011 0.273 06/01/2011 0.273 07/01/2011 0.177 08/01/2011 0.273 09/01/2011 0.381 10/01/2011 0.273 11/01/2011 0.501 12/01/2011 0.273 13/01/2011 0.273 14/01/2011 0.273 15/01/2011 0.381 16/01/2011 0.273 17/01/2011 0.273 18/01/2011 0.273 19/01/2011 0.273 RELAZIONE TECNICA - Pagina 27 di 52
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DATA Q (m3/s) 20/01/2011 0.273 21/01/2011 0.273 22/01/2011 1.079 23/01/2011 0.501 24/01/2011 0.501 25/01/2011 0.381 26/01/2011 0.381 27/01/2011 0.381 28/01/2011 0.381 29/01/2011 0.501 30/01/2011 4.522 31/01/2011 1.599 01/02/2011 0.501 02/02/2011 0.501 03/02/2011 0.381 04/02/2011 0.273 05/02/2011 0.381 06/02/2011 0.381 07/02/2011 0.381 08/02/2011 0.273 09/02/2011 0.273 10/02/2011 0.273 11/02/2011 0.381 12/02/2011 0.381 13/02/2011 0.381 14/02/2011 0.381 15/02/2011 0.273 16/02/2011 0.381 17/02/2011 1.787 18/02/2011 0.772 19/02/2011 0.501 20/02/2011 0.501 21/02/2011 0.501 22/02/2011 0.501 23/02/2011 0.273 24/02/2011 0.177 25/02/2011 0.177 26/02/2011 0.177 27/02/2011 0.273 DATA Q (m3/s)
28/02/2011 0.921 01/03/2011 0.381 02/03/2011 0.381 03/03/2011 1.787 04/03/2011 1.981 05/03/2011 0.772 06/03/2011 0.632 07/03/2011 0.381 08/03/2011 0.273 09/03/2011 0.381 10/03/2011 0.381 11/03/2011 0.381 12/03/2011 0.381 13/03/2011 0.381 14/03/2011 2.825 15/03/2011 1.418 16/03/2011 15.065 17/03/2011 3.282 18/03/2011 2.183 19/03/2011 1.244 20/03/2011 0.772 21/03/2011 0.501 22/03/2011 0.381 23/03/2011 0.501 24/03/2011 0.381 25/03/2011 0.501 26/03/2011 0.632 27/03/2011 0.501 28/03/2011 0.381 29/03/2011 2.825 30/03/2011 0.921 31/03/2011 0.632 .... .... .... .... .... .... .... RELAZIONE TECNICA - Pagina 28 di 52
DATA Q (m3/s) IMPIANTO IDROELETTRICO “ELVELLA SUD” - GREEN ENERGY SRL
VALORI STATISTICI:
Figura 16: Annale storico per il Fiume Paglia alla stazione di misura di Ponte
dell’Adunata
RELAZIONE TECNICA - Pagina 29 di 52
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Figura 17: Annale storico per il Fiume Chiani alla stazione di misura di Ponte di
Morrano
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5.2. Curva di durata delle portate
I dati storici - caratterizzati da una serie statistica lunga - riportati al bacino di
riferimento, confermano sostanzialmente i valori medi giornalieri misurati; i valori
statistici sono leggermente inferiori (nell'ordine del 5%). È quindi lecito ritiene che i
dati registrati siano attendibili e che possano essere utilizzati per la costruzione
della curva di durata semestrale.
Per la costruzione della curva di durata delle portate sono stati calcolati i valori
medi giornalieri di portata a partire dai dati a disposizione riferiti esclusivamente al
periodo di derivazione richiesto, ovvero i sei mesi compresi tra ottobre e marzo.
Nel Grafico 1 è riportata la curva di durata delle portate così stimata nella sezione
iniziale del torrente Elvella.
Curva di durata delle portate naturali stimata alla sezione di progetto
10.00
9.00
Curva di durata
8.00
Portata media naturale
Portata [mc/s]
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Giorni
Grafico 1:Curva di durata delle portate stimata alla sezione di progetto
Dal Grafico 1 si deduce un valore della portata media naturale pari a 0,644 m3/s
per circa 180 giorni l’anno (semestrale), da cui deriva un valore di portata media
annua di 0,322 m3/s (volume annuo di 10127722 m3).
RELAZIONE TECNICA - Pagina 31 di 52
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5.3. Deflusso minimo vitale (DMV)
Come spiegato in precedenza, l’intento del progetto è quello di turbinare i
deflussi invernali di troppo pieno della diga durante i periodi di inattività della rete di
distribuzione irrigua, prelevandoli da una condotta adduttrice e rilasciandoli nel Rio
Trasecco (e da questo nel Torrente Elvella) circa 5 km a valle della diga Elvella.
Come accennato nei paragrafi precedenti il regime idrologico del torrente
Elvella, nella sua sezione iniziale, è coincidente con la legge di deflusso del canale
di scarico della diga. Questa circostanza offre la possibilità di turbinare interamente
le portate provenienti da tale canale, fatto salvo il rilascio del DMV in
corrispondenza della sezione di presa, quando l’impianto idroelettrico risulta essere
in funzione.
Per una stima del deflusso minimo vitale da assegnare al torrente, in
mancanza di specifiche indagini, si può far riferimento alle indicazioni dell’Autorità
di Bacino del Tevere e porre:
DMV = qmv · A
Dove A [km2] è la superficie del bacino e qmv [l/(s· km 2)] è la portata minima
vitale per unità di superficie. Si sceglie come valore estremamente cautelativo del
qmv un deflusso specifico di 4 l/(s·km 2), per cui, con un bacino di estensione di
24,12 km2, si ottiene un valore di DMV pari a 0,096 m3/s.
Tale valore di DMV corrisponde a circa il 13,7% della portata media naturale
stimata per il torrente.
Nell'Allegato 7, capitolo 4.7, del “Progetto del Piano di Bacino”, redatto
dall’Autorità di Bacino del Fiume Tevere, è trattato il tema del Minimo deflusso
costante vitale, per cui sono fornite alcune formulazioni a seconda della zona
geografica dell’area di intervento.
Dal momento che il progetto dell’impianto idroelettrico denominato “Elvella
Sud” è localizzato nel bacino del Fiume Paglia e volendo calcolare la Q7_10 con la
formulazione proposta dall’Autorità di Bacino, essendo il Torrente Elvella un
affluente del Fiume Paglia a sua volta affluente di destra del Tevere a valle di
Corbara, è necessario usare la formulazione proposta per la “Regione A”:
RELAZIONE TECNICA - Pagina 32 di 52
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Q7_10/Area=3.08445 -0.153581*BFI+0.00213307*BFI2
Avendo posto il BFI pari a 36,11 (Chiani a Ponte di Morrano) e l’area del
bacino del Torrente Elvella sottesa alla presa pari a 24,12 kmq, si ottiene un valore
della Q7_10 pari a circa 8 l/s. Tale valore della Q7_10 (da utilizzare quindi come
valore del MDCV) risulta molto inferiore rispetto a quanto proposto (96 l/s).
Questo valore (96 l/s) verrà utilizzato come quota di rilascio nel torrente
Elvella dal canale di scarico della centrale di monte: è stata quindi calcolata
l’altezza della soglia stramazzante per far defluire tale quantitativo d’acqua.
È stato quindi calcolato il battente necessario per far transitare 96 l/s
attraverso l’imbocco dello scarico per il passaggio del DMV.
È stato considerato l’imbocco a sezione rettangolare di larghezza 100 cm.
La portata transitante attraverso l’imbocco è stata stimata mediante la
seguente formula dello stramazzo in parete grossa:
∙ ∙
∙ 2∙
∙
dove:
μ = coefficiente di efflusso pari a 0,385;
L = larghezza della soglia stramazzante (1,00 m);
h = carico idraulico tra la quota del pelo libero della corrente e la soglia fissa.
Q [mc/s] h [m] 0,089331018 0,099071131 0,109141572 0,14 0,15 0,16 Tabella 2: Valori di portata e relative altezze per il calcolo della soglia per il
passaggio del DMV.
Come si nota dalla tabella precedente, la portata di 0,096 mc/s transita
attraverso la soglia con un battente d’acqua di 15 cm.
Sottraendo alle portate naturali il DMV sono state ottenute le portate disponibili e
quindi turbinabili.
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Portate naturali, DMV, portate disponibili
2.00
Portate naturali
1.80
DMV
1.60
Portate disponibili
Portata [mc/s]
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Giorni
Grafico 2: Curve di durata delle portate naturali, DMV e portate disponibili relative al
Torrente Elvella alla sezione in esame.
La portata media disponibile annua è di 0,277 m3/s con volume annuale di
8.735.472 mc3. Tale portata verrà modulata correttamente durante il periodo di
funzionalità dell’impianto per garantire i valori richiesti.
5.4. Distribuzione mensile delle portate turbinabili
Come detto ai precedenti paragrafi la portata media disponibile annua è di 0,277
m3/s con volume annuale di 8.735.472 m3.
In base ai dati riportati nelle pagine precedenti, è stato possibile stimare la
distribuzione mensile delle portate turbinabili durante l’anno solare, calcolando
le portate medie di ogni singolo mese (Tabella 3); tali portate verrano rilasciate
interamente in alveo, senza alcun tratto di torrente sotteso alla derivazione.
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GENNAIO
FEBBRAIO
MARZO
APRILE
MAGGIO
GIUGNO
0.504
0.304
1.204
0.000
0.000
0.000
LUGLIO
AGOSTO
SETTEMBRE
OTTOBRE
NOVEMBRE
DICEMBRE
0.000
0.000
0.000
0.004
1.104
0.404
Tabella 3: Stima della distribuzione mensile nell’anno solare delle portate effluenti
turbinabili (m3/s)
5.5. Salto disponibile
Il salto disponibile di concessione è di 74 m: è stato calcolato come
differenza dei peli morti tra il punto di scarico della centrale di monte ed il punto di
scarico della centrale di valle. Il livello di monte è fissato a quota 354,50 m s.l.m.,
mentre il livello di valle è fissato a quota 280,50 m s.l.m..
Dal salto disponibile si ricaverà il salto utile netto, tenendo conto delle
perdite di carico distribuite lungo il tracciato della condotta forzata.
La condotta adduttrice è in acciaio di diametro interno 700mm e lunghezza
stimata in 5000 m, le perdite di carico lungo il percorso sono pari a circa 4,29 m,
trascurando le perdite concentrate.
Il salto utile netto calcolato è quindi di 69, 71 m.
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6. DESCRIZIONE DELLE OPERE IN PROGETTO
Per l’impianto “Elvella Sud” sono state previste due distinte soluzioni progettuali
dall’identico funzionamento:
-
La prima prevede di sfruttare la condotta di adduzione del Consorzio di
Bonifica della Val di Paglia Superiore dallo scarico dell’impianto “Elvella” fino
alla centrale in progetto, per poi derivare le acque in centrale tramite un
giunto a T munito di valvole per la derivazione in centrale. La restituzione
avviene nel Rio Trasecco, affluente del Torrente Elvella;
-
La seconda prevede di posizionare una nuova condotta in affiancamento a
quella esistente del Consorzio di Bonifica - nel caso quest’ultimo dovesse
negare l’utilizzo della sua infrastruttura - per convogliare le acque derivate
alla centrale. Tale nuova condotta partirà dalla vasca di scarico della
centrale “Elvella” per entrare direttamente nella centrale in progetto. La
restituzione avviene nel Rio Trasecco, affluente del Torrente Elvella.
Le due soluzioni progettuali prevedono quindi la realizzazione o lo sfruttamento
delle seguenti opere:
-
Punto di derivazione (ipotesi 1) che intercetta e capta l’acqua della condotta
adduttrice consortile esistente (alimentata dalle acque scaricate dalla
centrale di monte, “Elvella”) a circa 5000 m a valle della diga; viene installato
un giunto a T sulla condotta esistente, ed un sistema di valvole per far
convogliare l’acqua verso la centrale;
-
Nuova condotta (ipotesi 2) che convoglia le acque scaricate dalla centrale di
monte (“Elvella”), private del DMV da rilasciare al Torrente Elvella, per farle
confluire direttamente nella centrale “Elvella Sud”;
-
Edificio di centrale posto a fianco della sponda idraulica destra del Rio
Trasecco; la centrale riceve le acque dalla condotta di adduzione e
trasforma l’energia idraulica per mezzo di una turbina Francis ad asse
orizzontale;
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-
Vasca di scarico interrata che riceve le acque turbinate dall’adiacente
centrale e le restituisce interamente al Rio Trasecco tramite un canale di
scarico.
6.1. Dispositivo di rilascio del DMV
Il dispositivo di rilascio del DMV (come calcolato in precedenza) del presente
impianto è localizzato in coincidenza con l’opera di presa; questa coincide con la
vasca di scarico dell’impianto idroelettrico denominato “Elvella” e posto al piede
dell’omonima diga.
Tale vasca è provvista di uno scarico di fondo munito di paratoie a ghigliottina, che
regoleranno le portate in uscita - in funzione del battente idrico presente in vasca in modo da garantire costantemente il rilascio dei 96 l/s previsti.
Figura 18: Sezione della vasca di scarico dell'impianto "Elvella".
Ovviamente l’entrata in funzione dell’impianto “Elvella Sud” è subordinata al
soddisfacimento della condizione sul DMV.
Il dispositivo di rilascio del DMV è univoco per entrambe le soluzioni progettuali
prospettate per l’impianto “Elvella Sud”.
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6.2. Punto di presa (ipotesi 1)
La prima delle due ipotesi elaborate è sicuramente la meno onerosa, sia dal punto
di vista realizzativo, sia dal punto di vista ambientale; essa infatti prevede che le
acque turbinate dall’impianto “Elvella” vengano scaricate direttamente nella
condotta esistente del Consorzio di Bonifica. Tali acque andranno ad alimentare
l’impianto in progetto, alla cui turbina saranno indirizzate tramite un raccordo a T,
da ricavare direttamente sulla condotta di adduzione del Consorzio di Bonifica, in
apposito pozzetto interrato.
Tale soluzione prevede appunto la realizzazione di un piccolo pozzetto
ispezionabile, affiancato alla centrale, contenente una valvola che chiude la
derivazione in turbina nei periodi di inattività dell’impianto idroelettrico.
Figura 19: Ipotesi 1 - particolare dell’opera di presa che restituisce nella condotta
del Consorzio.
6.3. Punto di presa (ipotesi 2)
La seconda soluzione si presenta più onerosa rispetto alla precedente sia dal
punto di vista realizzativo, sia dal punto di vista ambientale; essa infatti prevede
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che le acque turbinate dall’impianto “Elvella” vengano scaricate in una nuova
condotta forzata che prenderà origine dalla vasca di scarico della centrale “Elvella”
fino ad arrivare alla centrale “Elvella Sud”.
Tale soluzione non prevede la realizzazione di pozzetti esterni alla centrale in
quanto la valvola verrà installata direttamente sulla condotta adduttrice all’interno
della centrale stessa. È inoltre prevista la posa della nuova condotta.
Figura 20: Ipotesi 2 - particolare dell’opera di presa che restituisce nella condotta
nuova
6.4. Punto di derivazione (ipotesi 1)
Nel punto di derivazione è presente la condotta di adduzione del Consorzio di
Bonifica della Val di Paglia Superiore, in acciaio con un diametro nominale di 700
mm.
Nel punto di derivazione verrà realizzato un pozzetto ispezionabile che conterrà un
raccordo a T (munito di due valvole) che dovrà essere realizzato sulla condotta di
adduzione del Consorzio, a valle della derivazione, per impedire alternativamente il
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deflusso alla centrale (in caso di grande richiesta idrica per l’irrigazione e
comunque nel periodo estivo) ed alla rete di distribuzione (nel periodo
d’interruzione del servizio irriguo).
La condotta che convoglia l’acqua alla turbina sarà munita di misuratore di portata
elettromagnetico per il controllo della portata derivata.
6.5. Nuova condotta adduttrice (ipotesi 2)
Nel caso non fosse possibile utilizzare le infrastrutture del Consorzio di Bonifica, è
stata prevista la posa di una nuova condotta adduttrice che ricalchi in parallelo il
percorso della condotta esistente. La nuova condotta sarà totalmente interrata e di
diametro nominale 700 mm in PVC.
Questa si svilupperà a partire dalla vasca di scarico della centrale “Elvella” per
convogliare le acque derivate -private del DMV - direttamente in centrale, senza
necessità di installare raccordi di derivazione.
6.6. Locale centrale
La centrale è posizionata in prossimità della sponda sinistra del Rio Trasecco ad
una quota di 283,00 m
L’edificio è composto da un singolo piano completamente interrato; l’accesso, reso
possibile dalla presenza di botole sulla copertura, è posizionato alla quota del
piano campagna circostante (283,00 m s.l.m.); nel locale sono presenti le
attrezzature di misura e di controllo, la camera di manovra, l’ingresso della
condotta di derivazione, la turbina (Francis ad asse orizzontale), il generatore, il
trasformatore e tutte le attrezzature necessarie per la produzione e l’immissione in
rete dell’energia. L’edificio è previsto in c.a.; le dimensioni in pianta del fabbricato
sono di 4,15 m x 8,90 m, a raso con il piano campagna
6.7. Vasca di scarico
La vasca di scarico interrata è costruita in adiacenza all’edificio della centrale ed in
pianta ha le seguenti dimensioni interne: 1,50 m x 3,65 m. L’altezza è di 3,50 m e
la quota di fondo è a 279,50 m s.l.m.. Dalla vasca di scarico un’apertura
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rettangolare situata alla quota di 279,65 m s.l.m. e larga 1m rilascia nel canale di
scarico tutta l’acqua derivata per finire nel Rio Trasecco.
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6.8. Area di cantiere
L’accesso al sito della centrale avverrà sfruttando la viabilità esistente: percorrendo
la Strada Regionale 2 “Cassia”, occorre svoltare in corrispondenza dell’abitato di
Centeno e percorrere per circa 1,5 km una strada non asfaltata, fino a giungere nei
pressi dell’area di cantiere. Per raggiungere la zona di cantiere sarà necessario
creare una pista di circa 20 metri. Per raggiungere la zona di cantiere non sarà
necessario il taglio della vegetazione; la sistemazione della pista di cantiere non
comporterà la movimentazione di materiali.
accesso al
cantiere
cantiere
viabilità
esistente
nuova pista
da realizzare
Figura 21: Zona di cantiere (centrale) e tracciato della pista di accesso
La zona di cantiere - illustrata nel dettaglio in Figura 22- è costituita da
un’area (interna al perimetro di cantiere) di circa 355 mq; in tale area non è
conteggiato il cantiere mobile di posa della nuova condotta - comunque riportato
globalmente in Tavola 7.
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Figura 22:Area di cantiere
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In Figura 23 è riportato - a titolo esemplificativo - un “tratto tipo” del cantiere relativo
all’installazione della nuova condotta adduttrice.
Figura 23: Tratto tipo del cantiere per la posa della nuova condotta.
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6.9. Allaccio alla rete elettrica
Considerate le caratteristiche produttive dell’impianto in esame - la potenza di
allaccio è superiore ai 100 kW - è necessaria una cabina dedicata che impone
l’allaccio alla linea in media tensione (MT). L’impianto potrà dunque essere
allacciato alla rete elettrica in media tensione MT esistente e l’allacciamento sarà
realizzato tramite un cavidotto interrato che connetterà l’impianto alla cabina
elettrica da installarsi presso il palo di media tensione illustrato in Figura 24.
Tale possibile soluzione di collegamento al punto di connessione è rappresentata
nell’apposito elaborato grafico allegato al Progetto Preliminare.
Figura 24: Palo di media tensione a cui verrà allacciato l'impianto (tramite cabina
dedicata)
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Figura 25:Possibile soluzione di allaccio individuata
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7. CRONOPROGRAMMA
Il programma dei lavori è sviluppato sulla base delle principali fasi di lavoro
previste dal progetto dell’opera.
Si prevede (ipotesi 1) una durata dei lavori di circa 4 mesi, considerando
due squadre di lavoro: una per le opere edili ed una per le opere
elettromeccaniche.
Si riportano nella seguente tabella il cronoprogramma con le diverse fasi di
lavoro e le relative durate.
CANTIERE
MESI
FASE DI LAVORO
1
2
3
4
Installazione
cantiere
Scavi
LOCALE
CENTRALE
Opere civili
Opere
elettromeccaniche
Finiture e ripristini
Tabella 4: Cronoprogramma dei lavori relativo all'ipotesi 1 - sfruttamento condotta
esistente
Si prevede (ipotesi 2) una durata dei lavori di circa 4 mesi, considerando tre
squadre di lavoro: una per le opere edili, una per la posa della condotta ed una per
le opere elettromeccaniche.
Nella Tabella 5 è riportato il cronoprogramma con le diverse fasi di lavoro e
le relative durate della realizzazione dell’ipotesi progettuale 2 - installazione di una
nuova condotta.
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CANTIERE
MESI
FASE DI LAVORO
1
2
3
4
5
Installazione
cantiere
Scavi
LOCALE
CENTRALE
Opere civili
Opere
elettromeccaniche
Finiture e ripristini
Scavi
POSA
Posa condotta
CONDOTTA
Finiture e ripristini
Tabella 5: Cronoprogramma dei lavori relativo all'ipotesi 2 - posa di una nuova
condotta
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8. DATI DI CONCESSIONE
 Salto legale o di concessione
dislivello tra i due peli morti della corrente a monte e a valle del
meccanismo motore
H = 354.50 – 280.50 = 74,00 m
 Portata massima derivabile
la portata massima che l’impianto può derivare in relazione alle portate
naturali e a quelle rilasciate
Qmax = 0,90 m3/s
 Portata media annua derivabile
la portata media che l’impianto può derivare per l’intero anno in relazione
alle portate naturali e a quelle rilasciate
Qmed = 0,277 m3/s
 Potenza media teorica o nominale dell’impianto
la potenza teorica sviluppabile in assenza completa di perdite
P = Qmed*H*9.81 = 201,08 kW
 Potenza media effettiva dell’impianto
la potenza media sviluppabile in relazione alla portata media derivabile
P = *Qmed*H’*9.81 = 161,00 kW
ed al salto effettivo
dove:  = rendimento medio macchine pari a 0.85
H’ = salto effettivo pari a quello legale meno le perdite di carico
(69.71 m)
 Producibilità media dell’impianto
la producibilità media ottenibile in relazione alla portata media derivabile
ed al salto effettivo
E = *9.81*Qmed*H’*(24*365) = 0,85*9,81*0,277*69,71*24*365
= 1.410.404 kWh/anno
 Potenza massima effettiva dell’impianto
la potenza massima erogabile in relazione alla portata massima
derivabile, al salto effettivo e al rendimento medio macchine
P = *Qmax*H’*9.81 = 231,17 kW
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9. STIMA DEL COSTO DI COSTRUZIONE
Sulla base del confronto con opere analoghe, e di una stima sommaria dei
costi di costruzione, è stata effettuata una stima del costo di realizzazione
dell’impianto in progetto.
L’importo complessivo di costruzione dell’impianto è stimato in 330.000
Euro per l’ipotesi progettuale 1, come risulta dalla seguente ripartizione.
OPERE CIVILI EDIFICIO DI CENTRALE
APPARECCHIATURE ELETTROMECCANICHE CENTRALE
TOTALE
60.000 Euro
270.000 Euro
330.000 Euro
Tabella 6:Tabella della stima dei costi di costruzione dell’impianto, parziali e totale
(ipotesi 1).
Il costo per l’ipotesi progettuale 2 è stimato in 830.000 Euro come risulta dalla
seguente ripartizione.
OPERE CIVILI EDIFICIO DI CENTRALE
60.000 Euro
APPARECCHIATURE ELETTROMECCANICHE CENTRALE
270.000 Euro
NUOVA CONDOTTA
500.000 Euro
TOTALE
830.000 Euro
Tabella 7:Tabella della stima dei costi di costruzione dell’impianto, parziali e totale
(ipotesi 2).
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10. CONCLUSIONI
Il progetto prevede la realizzazione di un impianto idroelettrico in
corrispondenza della parte terminale del Rio Trasecco. Per la captazione sono
state previste due distinte soluzioni progettuali da condotta adduttrice: la prima
prevede lo sfruttamento dell’esistente condotta del Consorzio di Bonifica, la
seconda prevede la posa di una nuova condotta dedicata. Entrambe le soluzioni
prevedono la captazione idrica dalla vasca di scarico della centrale idroelettrica
denominata "Elvella" posta al piede della omonima diga.
Il rilascio delle acque avverrà nella sezione finale del rio Trasecco, poco
prima della sua confluenza con il torrente Elvella. L'edificio di centrale in progetto si
colloca dunque sulla sponda destra del rio Trasecco; la derivazione di acqua
sottende un tratto del Torrente Elvella, per cui è stato previsto il rilascio del DMV
nella sezione d’alveo iniziale del corso d’acqua. La restante quantità di acqua verrà
immessa nel Rio Trasecco e quindi nel Torrente Elvella dopo essere stata turbinata
nella centrale.
L’area di intervento inoltre, da un esame del PTPR della Regione Lazio, non
ricade in zone soggette a vincolo ambientale e dal punto di vista geologico (si veda
la Relazione Geologica allegata) non si rilevano criticità per l’inserimento delle
opere.
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CENTRALINA IDROELETTRICA "ELVELLA SUD"
in Comune di Acquapendente (VT)
TABELLA RIASSUNTIVA DELLE CARATTERISTICHE
DELL’IMPIANTO
Area bacino sotteso dall’opera in progetto
24,12 Km2
Portata massima derivabile
0,904 m3/s
Portata minima derivabile
0,200 m3/s
Portata media annua naturale
0,322 m3/s
Portata media annua turbinabile
(Portata di concessione)
0,277 m3/s
Portata media annua non turbinata (nel
periodo di funzionamento)
0,048 m3/s
Volume totale annuo di prelievo
8735472 m3
Volume totale annuo di restituzione
8735472 m3
Salto legale
74,00 m
Salto utile (dedotte le perdite di carico)
69,71 m
Potenza massima nominale dell’impianto
725,94 kW
Rendimento medio (stima)
0,85
Potenza massima effettiva dell’impianto
231,17 kW
Potenza media nominale dell’impianto
(potenza di concessione)
201,08 kW
Potenza media erogata
161,00 kW
Funzionamento annuo
180 giorni
Fermo impianto all’anno
185 giorni
Producibilità effettiva media annua
1.410.404 kWh/anno
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