Ingegneria idraulica | Ayla Oasis, Giordania

La sfida ingegneristica: la trasformazione dello sviluppo costiero di Aqaba

Ayla Oasis in Giordania è un progetto avvenieristico che prevede la trasformazione di 430 ettari di deserto in un’oasi attraversata da lagune e contornata da alberghi, residenze e servizi ricreativi, in un’area caratterizzata da dune di sabbia alte fino a 8 metri. La sfida ingegneristica è consistita nell’abbassamento di circa 18 m della falda acquifera sottostante per consentire di realizzare le opere di progetto.

Il progetto Ayla, a opera di Condotte Spa, sorge su un’area di circa 430 ettari a ovest dei dintorni della città di Aqaba in Giordania. Posta vicino al confine con Israele, l’Egitto e l’Arabia Saudita, Aqaba è parte integrante del triangolo d’oro del turismo della Giordania: i paesaggi naturali e artificiali di Petra, le sabbie e rocce del deserto del Wadi Rum e le barriere coralline del Golfo di Aqaba.

La dimensione dell’area di cantiere è tale che tutte le piastre per le successive realizzazione dei fabbricati sono state realizzate a seguito di preliminare sottrazione della sagoma finale delle nuove terre fronte mare.

La dimensione dell’area di cantiere è tale che tutte le piastre per le successive realizzazione dei fabbricati sono state realizzate a seguito di preliminare sottrazione della sagoma finale delle nuove terre fronte mare.

Ayla rientra in una serie di sviluppi sul piano strategico messi in campo da Aseza (Autorità Governativa di Aqaba sottoposta a statuto economico speciale) mirati a trasformare la città da attuale sede di un porto commerciale alla sede di una comunità internazionale capace all’interno di uno dei più suggestivi paesaggi costieri mondiali.
Una volta completato, vi sarà la presenza di un’ampia gamma di servizi e comfort, tra cui cinque hotels lusso ognuno da 1.500 stanze, oltre 3mila unità residenziali tra ville e appartamenti, più di 100mila mq di attività commerciali, strutture ricreative, un campo da golf internazionale da 18 buche, un centro storico che comprende un porto turistico, negozi e bar.

Il progetto. Con il mare come dominus del progetto, sono state realizzate, partendo da 430 ettari di deserto, una serie di tre lagune artificiali a diverse quote denominate superiore (+ 6.00 m slm), intermedia (+3.00 m slm) e principale, quest’ultima connessa direttamente al mare, con una superficie totale di 75 ettari e differenti caratteristiche per consentire un ambito diversificato delle attività legate all’acqua ma anche la possibilità di godere di un panorama vista mare da ogni punto del progetto.
Il progetto, che ha trasformato drasticamente lo sviluppo costiero di Aqaba formando 17 km di nuova costa a partire da una striscia di accesso al Golfo di Aqaba di 235 m, è caratterizzato da pendii che a partire dal livello del mare, si sviluppano fino a una quota di 30 m al margine settentrionale del sito, ubicato a circa 2 km nell’entroterra. La pendenza offre vaste opportunità di catturare la magnifica vista sul mare da ogni parte del sito, con la creazione di una serie di sviluppi a schiera armonizzati all’interno del paesaggio.
Le due lagune ricreative, la laguna superiore e intermedia con acque di mare cristallina e con spiagge di sabbia bianca a uso dei residenti e visitatori, sono ubicate a diversi livelli onde poter offrire la possibilità di una panorama fronte mare su tutta l’area sia per le strutture ricettive alberghiere sia per le unità residenziali, il campo da golf e le spiagge.

Sul fondo della nuova baia sono state stese due tipologie di membrane in Hdpe per garantirne la tenuta idraulica dell’intera opera.

Sul fondo della nuova baia sono state stese due tipologie di membrane in Hdpe per garantirne la tenuta idraulica dell’intera opera.

Aggottamento della falda. Il diversificato sistema idrogeologico del sottosuolo di Aqaba in corrispondenza della linea di costa che vedeva la presenza di falda acquifera affiorante poco al di sotto del piano campagna originario e per quasi metà dell’estensione dell’intero sito, e l’esigenza di effettuare in condizioni di asciutto lo scavo della laguna principale a quota -4.00 m slm con la contestuale formazione dei muri in terra armata delle sette isole artificiali, il perimetro della laguna e le fondazioni in calcestruzzo armato dei fabbricati, hanno richiesto lo studio e la realizzazione di un complesso sistema di aggottamento delle acque di falda.
Mediante la caratterizzazione tridimensionale dei parametri geotecnici del sottosuolo effettuata in base ai risultati della campagna indagini preliminare, è stato possibile mettere a punto un sofisticato modello teorico il cui studio ha consentito la realizzazione di un sistema di aggottamento della falda di successo.
I circa 255 ettari della laguna principale sono stati circoscritti da una cintura di 102 pozzi drenanti della profondità di 35 m e diametro 450 mm che, collegati da una rete di 12 km di tubazioni per lo smaltimento a gravità e di tre vasche di decantazione da 4,500 mc, hanno consentito lo smaltimento di in media 11,600 mc di acqua giornalieri e il conseguente abbassamento del livello della falda dell’acquifero superficiale stabilmente fino a quota -18.00 m slm.
A protezione dal mare è stata lasciata una striscia di terra della larghezza di circa 100 metri che agendo da diga, ha protetto i lavori di scavo della laguna principale (quota fondo scavo -4.50 m) dalle acque del Mar Rosso.
Al fine di verificare il rispetto delle tempistiche e delle modalità con le quali l’aggottamento del falda dovesse procedere, è stato necessario installare un sistema di monitoraggio dei dati provenienti dalle 102 pompe attive simultaneamente all’interno dei pozzi. I parametri di pompaggio venivano inviati in tempo reale dalle pompe alle 12 centraline di controllo distribuite lungo la cerchia dei pozzi e da qui, mediante trasmettitori Gsm inviati al centro di controllo che poteva intervenire direttamente sui parametri di pompaggio di ogni singola unità.

 

Il sistema di pompaggio dell’acqua marina dalla quota del pelo libero sino a quella di restituzione al limite interno della nuova baia più alta avviene attraverso tubazioni che prelevano direttamente acqua dal mare e la pompano attraverso tubazioni annegate nel terreno.

Il sistema di pompaggio dell’acqua marina dalla quota del pelo libero sino a quella di restituzione al limite interno della nuova baia più alta avviene attraverso tubazioni che prelevano direttamente acqua dal mare e la pompano attraverso tubazioni annegate nel terreno.

Muri in terra armata. All’interno delle lagune superiore, intermedia e principale, sono stati realizzati 7.7 km di muri in terra armata destinati a costituire il nuovo elemento di separazione tra l’acqua di mare e la nuova linea di costa, nella quale hanno trovato posto anche 17 spiagge di sabbia bianca.
Questa metodologia costruttiva si è rivelata molto competitiva in termini di velocità di costruzione, flessibilità e aspetto architettonico rispetto alla tradizionale metodologia dei muri in calcestruzzo armato.
Essa è basata sull’impiego di due elementi fondamentali: geogriglie in poliestere resistenti alle acque particolarmente aggressive e ricche di sali del Mar Rosso e blocchi in calcestruzzo a faccia vista realizzati mediante stampaggio di una particolare mix di calcestruzzo semi-asciutta. L’aggiunta di pigmento colorato e la superficie ruvida generata da successiva spaccatura dei blocchi, conferisce a tali muri un aspetto naturale consentendo facile l’integrazione di tale strutture artificiali con le bellezze naturali del paesaggio locale.
Le geogriglie stese alternativamente a strati di terreno compattato al 95% della densità teorica, presentano caratteristiche meccaniche e lunghezze decrescenti dalla base del muro alla sommità, dai 110KN/m e lunghezza 10 m fino ai 35KN/m e lunghezza 2.5 metri in testa al muro. Le geogriglie sono state ancorate lato fronte laguna ai blocchi in calcestruzzo tramite incastri a secco.
Per la realizzazione dei muri perimetrali della laguna principale che delimitano anche tre macro-isole e sette isole artificiali minori, il sistema di muri in terre armate adottato nelle lagune artificiali superiore e intermedia è stato rinforzato inglobando i singoli blocchi in un getto di calcestruzzo solidale a formare marco-blocchi delle dimensioni di 1.20×4.00×0.6 m, che ha garantito una maggiore resistenza meccanica alle sollecitazioni dinamiche derivanti dal moto ondoso e alle variazioni del livello del mare dovuto alle maree.

Prima dell’allagamento della baia sono state verificate tutte le membrane stese per il contenimento del nuovo fondo marino sottoposto a forze naturali indotte dalla presenza del mare.

Prima dell’allagamento della baia sono state verificate tutte le membrane stese per il contenimento del nuovo fondo marino sottoposto a forze naturali indotte dalla presenza del mare.

Allagamento e apertura lagune. Evento cruciale per il completamento delle infrastrutture di Ayla è stata l’apertura del collegamento diretto del mar Rosso con la laguna principale.
Il sistema di aggottamento della falda rimasto in funzione per circa 4 anni, è stato disattivato e il sistema di circolazione dell’acqua di mare è stato messo in funzione, trasferendo una portata di 10.2 mc/sec di acqua di mare nelle condotte forzate alimentanti le due lagune artificiali superiore e intermedia, che si sono riempite in poco meno di 24 ore. L’acqua ha poi iniziato a defluire tramite gli sbarramenti e i canali alla laguna principale che ha, anch’essa, cominciato a riempirsi.
Tenendo costantemente sotto controllo i parametri di pompaggio, il riempimento progressivo della laguna e l’andamento delle maree, è stato possibile eguagliare il livello dell’acqua all’interno della laguna principale con quello del mare nel momento di inizio della fase decrescente della marea. A quel punto, tre escavatori disposti lungo il diaframma hanno scavato un canale di collegamento tra la laguna principale e il mare, che essendo allo stesso livello, è avvenuto in piena sicurezza sia per le strutture sia per tutto il personale coinvolto. La rimozione della restante parte del diaframma è stata eseguita mediante dragaggio.

Una volta completate le opere di formazione delle nuove terre fronte a mare e verificati i parametri di quota della falda acquifera sottostante, è stato possibile allagare completamente la baia e successivamente rimuovere il diaframma di separazione con il mare.

Una volta completate le opere di formazione delle nuove terre fronte a mare e verificati i parametri di quota della falda acquifera sottostante, è stato possibile allagare completamente la baia e successivamente rimuovere il diaframma di separazione con il mare.

Sistema di circolazione dell’acqua di mare. Un’opera di presa costruita sul fondo del mare a una distanza di circa 250 metri dalla costa, garantisce, tramite due tubazioni in Grp del diametro 2000 mm, l’alimentazione della stazione di pompaggio posta a circa 150 metri dalla costa nell’entroterra. Nella stazione di pompaggio, fondata a quota -6.5 m slm, trovano posto le nove pompe di rilancio che alimentano la circolazione dell’acqua di mare nelle lagune artificiali superiore e intermedia.
Dalla stazione di pompaggio, tramite due condotte Ø 1600 mm e una Ø 1800 mm tutte in Grp, acqua di mare viene pompata in altrettanti manufatti di sbocco posti uno nella laguna superiore e due nella laguna intermedia. Da qui, tramite 15 sbarramenti in calcestruzzo, l’acqua defluisce per gravità verso la laguna principale direttamente connessa al mare, formando cascate e canali che delimitano tre grandi isole artificiali: Marina Village, Arabian Venice e Fort Hotel.
Il sistema viene interamente gestito e costantemente monitorato mediante Scada (supervisory control and data acquisition) in grado di modificare in tempo reale ogni parametro di pompaggio e di deflusso garantendo il mantenimento dei requisiti richiesti.
La geometria delle isole e delle lagune, nonché i parametri di pompaggio sono stati frutto di un intenso studio su modelli matematici e non, mirato a generare un flusso regolare dell’acqua di mare che eviti la formazione di zone stagnanti, fornendo la possibilità di creare 17 spiagge per attività turistiche e ricreative e favorendo, nel contempo stesso, lo sviluppo della flora e fauna marina particolarmente attiva nelle acque del Mar Rosso.
Gli ultimi studi condotti dagli enti governativi Giordani attestano la presenza a oggi nelle tre lagune di più di 330mila pesci appartenenti a 103 specie di 39 diverse famiglie, numeri destinati a incrementarsi nel giro di breve tempo non soltanto perché le lagune verranno considerate zone protette non soggette a pesca, ma anche perché i parametri fisici, chimici ed ecologici nelle lagune (flusso, temperatura, pH, ossigeno dissolto, salinità, Tss, nutrienti inorganici ecc.) costituiscono a oggi un habitat naturale ideale per l’insediamento di nuove specie marine.

Al di sopra delle nuove terre fronte a mare è prevista la realizzazione di diverse tipologie di fabbricati, hotel, ville, centri commerciali.

Al di sopra delle nuove terre fronte a mare è prevista la realizzazione di diverse tipologie di fabbricati, hotel, ville, centri commerciali.

Lagune artificiali. Le lagune artificiali che si estendono su di una superficie totale di circa 75 ettari, sono state sviluppate e progettate a diversi livelli per garantire la possibilità di godere di un panorama fronte mare in ogni punto del progetto sia per le strutture ricettive alberghiere sia per le unità residenziali. La differenza di quota tra la laguna superiore (+6.00) la laguna intermedia (+3.00) e la laguna principale (livello mare) e un sistema di sbarramenti e canali, consente un efficace ricircolo dell’acqua e la creazione di un panorama unico nel suo genere con cascate, isole e spiagge di sabbia bianca e acqua cristallina.
Con la funzione di isolare idraulicamente il sistema di ricircolo dell’acqua di mare e di evitare commistioni di acqua di mare con le falde acquifere presenti nel sottosuolo, è stato progettato e realizzato un apposito pacchetto di impermeabilizzazione che ha previsto uno strato di geomembrana in Hdpe dello spessore di 1.5 mm in rotoli termosaldati sul posto interposto a due strati di geotessuto dello spessore di 6 mm a loro volta posti tra due strati di sabbia vagliata dello spessore di 10 cm. Una soletta di calcestruzzo dello spessore di 10 cm protegge lo strato di sabbia superiore separando il pacchetto di impermeabilizzazione dalla sabbia bianca delle spiagge e dall’acqua di mare delle lagune.
La sabbia vagliata a protezione dello strato impermeabile oltre a costituire una superficie ideale per la stesa di geomembrane, ha consentito la realizzazione dei test di tenuta della membrana impermeabile anche dopo la realizzazione della soletta in calcestruzzo di protezione tramite un metodo di individuazione di difetti e danni che sfrutta la propagazione di impulsi elettrici all’interno di uno strato conduttivo (la sabbia appunto).




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