Academic literature on the topic 'Pericolosità idraulica'

Il presente lavoro di Tesi si è concentrato sull’applicazione di un algoritmo che consente di mappare la pericolosità idraulica da nubifragio simulando l’allagamento di un’area di interesse in funzione di un evento meteorico di data entità. L’algoritmo cui si è fatto riferimento è Safer_RAIN, sviluppato nel contesto del progetto SaferPLACES, che nasce dall’esigenza di mettere a punto di modelli idrologici speditivi per la valutazione del rischio di alluvione in ambito urbano e industriale. Nel presente elaborato, sono stati analizzati due casi studio: i poli chimici e petrolchimici di Porto Torres (Sardegna) e Priolo Gargallo (Sicilia). Safer_RAIN è un approccio DEM-based, che permette di analizzare la conformazione della superficie topografica di un’area per identificare il sistema di depressioni presenti al suo interno e di simularne l’allagamento. Safer_RAIN si articola in due fasi: Pre-processing e Flooding. La prima consiste nell’analisi del DEM per determinare la gerarchia orizzontale e verticale delle depressioni presenti sul territorio; la seconda consiste nella simulazione dell’allagamento tramite il riempimento e lo svuotamento delle depressioni in funzione di un volume meteorico. L’applicazione del modello richiede pertanto la caratterizzazione idrologica delle piogge estreme attese nell’area di studio. La mappatura della pericolosità idraulica ottenuta ha permesso di individuare sul territorio le aree che possono presentare delle criticità in presenza di un evento di pioggia intenso. Nel delicato contesto climatico e sociale odierno, in cui la frequenza degli eventi meteorici estremi cresce in parallelo con la sempre maggiore esposizione della popolazione al rischio, disporre di modelli predittivi speditivi è di significativa importanza. In quest’ottica, Safer_RAIN rappresenta un valido strumento a supporto di valutazioni di pericolosità nei confronti di fenomeni pluviali.

La mappatura della pericolosità idraulica costituisce un ambito di ricerca estremamente attuale a causa degli ingenti danni causati ogni anno dalle alluvioni, sia a scala globale che europea. Un ambito di indagine molto popolare è la sperimentazione di metodi di mappatura speditivi, detti DEM-based, privi dei costi e degli oneri computazionali dei tradizionali modelli idraulici. Tali metodi sfruttano come dati in input i modelli digitali delle quote del terreno (DEM), oggi facilmente reperibili, e ne derivano indicatori geomorfici di propensione all’allagamento, che vengono infine impiegati per ottenere mappature binarie della pericolosità idraulica. Il presente elaborato analizza le performance dei metodi DEM-based. La prima parte si occupa del confronto tra diversi indici geomorfici proposti in letteratura, utilizzando come area d’interesse l’Italia Settentrionale; la seconda si concentra sull’indice più promettente, il GFI (Geomorphic Flood Index), applicandolo a tre casi studio, con diversi DEM e modalità di calibrazione. L’analisi dei risultati, conferma l’utilità dei metodi DEM-based, ed in particolare del GFI. Si osserva un miglioramento della mappatura in conseguenza all’aumento della risoluzione del DEM ed alla riduzione delle aree di calibrazione alle zone in prossimità delle aste fluviali. Si evidenziano invece i limiti del GFI nella rappresentazione di complesse condizioni al contorno a scala di dettaglio. Si conclude che i metodi DEM-based sono buoni descrittori della pericolosità idraulica, complementari ai modelli tradizionali; essi trovano la loro naturale applicazione nella mappatura della pericolosità idraulica su ampie aree geografiche.

Il presente lavoro si concentra sullo studio delle dinamiche di allagamento mediante modellistica numerico-idraulica bidimensionale, concentrandosi nello specifico su un tratto del Fiume Po, il principale fiume italiano. Partendo infatti dalla consapevolezza che l’attuale sistema di arginature maestre del Po non può garantire un livello di sicurezza assoluto dei territori limitrofi al corso d’acqua, il presente lavoro indaga le dinamiche di allagamento in alcuni dei territori a rischio nel caso di possibili esondazioni associate ad un evento di piena con tempo di ritorno di 500 anni. Lo studio mira a confrontare i risultati di ottenibili mediante un modello puramente bidimensionale (2D) con quelli ottenibili con un modello idraulico semplificato, quasi-2D, più facilmente applicabile a larga scala. Le analisi si concentrano in particolare su tre aree potenzialmente allagabili poste in sinistra idraulica del Po, comprese tra gli affluenti Roggia-Olona e Adda. I risultati ottenuti mettono in evidenza come una corretta modellazione della pericolosità idraulica, e quindi del rischio idraulico associato, non possa prescindere da una modellazione idraulica bidimensionale che tenga conto delle reali caratteristiche topografiche delle aree allagabili e delle dinamiche di propagazione del fronte alluvionale.

La presente dissertazione illustra lo studio, svolto in ambito di Tesi di Laurea Specialistica, della difesa delle aree di pianura prospicienti il tratto medio inferiore del Fiume Po dalle cosiddette piene al limite della prevedibilità, ovvero quelle aventi intensità al di sopra della quale le procedure di stima statistica perdono di significato a causa della mancanza di eventi osservati confrontabili (Majone, Tomirotti, 2006). In questo contesto si è definito come evento di piena al limite della prevedibiltà un evento con tempo di ritorno pari a cinquecento anni. Lo studio ha necessariamente preso in considerazione e riprodotto attraverso una schematizzazione concettuale le esondazioni all'esterno delle arginature maestre che si verificherebbero in conseguenza ad un evento estremo, quale quello preso in esame, nei comparti idraulici prospicienti l'asta fluviale. Detti comparti sono costituiti dalle zone di pianura latistanti l’asta fluviale, classificate dall'Autorità di Bacino come Fascia C e suddivise in base alla presenza degli affluenti principali del fiume Po e delle principali infrastrutture viarie e ferroviarie situate in tale fascia. Il presente studio persegue l’obiettivo di analizzare alcune politiche di intervento per la mitigazione del rischio alluvionale alternative al sovralzo e ringrosso arginale e ricade all'interno delle linee strategiche individuate dall' AdB-Po per la mitigazione del rischio residuale, ossia quello che permane anche in presenza di opere di difesa progettate e verificate con riferimento ad un ben preciso tempo di ritorno (nel caso in esame Trit = 200 anni). Questa linea di intervento si traduce praticamente individuando sul territorio aree meno "sensibili", in virtù del minor valore o dell'inferiore vulnerabilità dei beni in esse presenti, e dunque adatte ad accogliere i volumi di piena esondabili in occasione di quegli eventi di piena incompatibili con i presidi idraulici preesistenti, le sopra richiamate piene al limite della prevedibilità. L'esondazione controllata dei volumi di piena in tali aree avrebbe infatti il fine di tutelare le aree di maggior pregio, interessate da centri abitati, infrastrutture e beni di vario tipo; tale controllo è da considerarsi auspicabile in quanto sedici milioni di persone abitano la zona del bacino del Po e qui sono concentrati il 55% del patrimonio zootecnico italiano, il 35% della produzione agricola e il 37% delle industrie le quali però sostengono il 46% dei posti di lavoro (fonte AdB-Po). Per questi motivi il Po e il suo bacino sono da considerare come zone nevralgiche per l’intera economia italiana e una delle aree europee con la più alta concentrazione di popolazione, industrie e attività commerciali. Dal punto di vista economico, l’area è strategica per il Paese garantendo un PIL che copre il 40% di quello nazionale, grazie alla presenza di grandi industrie e di una quota rilevante di piccole e medie imprese, nonché d’attività agricole e zootecniche diffuse. Il punto di partenza è stato il modello numerico quasi-bidimensionale precedentemente sviluppato dal DISTART nel 2008 con il software HEC-RAS, la cui schematizzazione geometrica copriva unicamente l'alveo del Fiume (Fasce A e B secondo la denominazione adottata dall'AdB-Po) e le cui condizioni iniziali e al contorno rispecchiavano un evento con tempo di ritorno pari a duecento anni. Si è proceduto dunque alla definizione di nuove sollecitazioni di progetto, volte a riprodurre nelle sezioni strumentate del Po gli idrogrammi sintetici con tempo di ritorno di cinquecento anni messi a punto dal D.I.I.A.R. (Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Ambientale e del Rilevamento, DIIAR, 2001) del Politecnico di Milano. Il modello stesso è stato poi aggiornato e considerevolmente modificato. Il risultato consiste in un nuovo modello matematico idraulico di tipo quasi-bidimensionale che, attraverso una schematizzazione concettuale, riproduce il comportamento idraulico in occasione di eventi di piena al limite della prevedibilità per tutte e tre le Fasce Fluviali considerate nel Piano stralcio per l’Assetto Idrogeologico redatto dall'AdB-Po (Fasce A, B C, v. PAI, 1999). I diversi comparti idraulici in cui può essere suddivisa la Fascia C sono stati inseriti nel modello e geometricamente descritti in termini di curve di riempimento, ricavate a partire dal DTM del Bacino del Po attraverso opportune elaborazioni in ambiente GIS (Geographic Information System). Una volta predisposto il modello sono state condotte due tipologie di simulazioni. Una prima serie è stata volta alla definizione in maniera iterativa dei punti critici degli argini maestri, ovvero quelli nei quali si prevedeva avvenisse la tracimazione, e alla modellazione in essi della formazione di brecce, decisive per una corretta riproduzione del fenomeno di esondazione all'esterno delle arginature maestre nell'attuale configurazione; bisogna infatti considerare che le arginature maestre vengono comunemente progettate con il solo fine di contenere le portate di piena in alveo, e che dunque un’eventuale tracimazione induce fenomeni erosivi che solitamente portano all'apertura di una breccia nel manufatto (rotta arginale). Un'ulteriore simulazione ha permesso di valutare l'evoluzione del fenomeno sotto l'ipotesi di un intervento di consolidamento degli argini maestri nei tratti critici (interessati dai sormonti) e quindi di rotta arginale impedita. Il confronto dei risultati ottenuti ha evidenziato i benefici associati ad una laminazione controllata dell'evento di piena all'esterno delle arginature. In questo contesto il termine "controllata" è esclusivamente associato al fenomeno di rotta arginale, come detto inibita per lo scenario ipotetico. I benefici di tale controllo si hanno in termini di volumi, di portate esondate e di tiranti attesi nei comparti idraulici. Lo strumento modellistico predisposto nell’ambito della Tesi di Laurea Specialistica si presta ad essere utilizzato a supporto dell’identificazione su ampia scala delle zone della Fascia C meno “sensibili”, in quanto meno vulnerabili ai fenomeni di allagamento. Questo ulteriore passaggio costituisce il punto di partenza per delineare le strategie ottimali di laminazione controllata in Fascia C degli eventi al limite della prevedibilità al fine della riduzione del rischio idraulico nelle aree di pianura prospicienti il Po, aspetto che verrà affrontato in sviluppi successivi del presente lavoro.

Il presente lavoro di Tesi ha come obiettivo la messa a punto di una metodologia speditiva per la valutazione dell’esposizione dei corpi idrici superficiali alla contaminazione in caso di sversamenti di sostanze inquinanti. La valutazione dell’esposizione dei corsi d’acqua assume infatti un ruolo di rilievo nel contesto degli incidenti NaTech (Natural hazard triggering Technological disasters). Nello specifico, le indagini si sono dapprima concentrate sulla valutazione di due approcci numerici DEM-Based (Digital Elevationzion Model) per la descrizione dei processi idrologici che regolano le dinamiche di recapito di potenziali rilasci nella rete idrografica superficiale. Un primo modello si propone come uno strumento speditivo in grado di definire il percorso preferenziale dei deflussi superficiali basato sull’analisi delle caratteristiche topografiche del terreno. Un secondo modello si basa sul calcolo di un indicatore, Flood Intensity Index, in grado di offrire una rappresentazione semplificata dei tiranti idrici attesi in caso di allagamento. Tale modello restituisce come output la distribuzione spaziale dei tiranti idrici e dei livelli idrometrici attesi nelle aree allagate. Identificati i potenziali percorsi di rilascio, la seconda parte del lavoro si è concentrata sulla definizione di criteri teorici per la valutazione dell’esposizione della rete idrografica superficiale alla contaminazione da inquinanti. La metodologia è applicata, a titolo esplicativo ed in termini qualitativi, all’area del “Navile-Savena Abbandonato” (Emilia-Romagna).

Lo sviluppo socio–economico avvenuto negli ultimi decenni in molte zone incluse nel bacino idrografico del fiume Po ha indubbiamente concorso ad una rinnovata attenzione sulle nuove iniziative normative e sulle diverse, e più innovative, pratiche di pianificazione per la valutazione quanto–qualitativa del rischio idraulico residuale. L’obiettivo perseguito in questo lavoro di tesi è stato quello di realizzare un modello capace di riprodurre la complessità spazio–temporale con cui fenomeni di piena al limite della prevedibilità evolvono nel tratto medio–inferiore del fiume Po (geometria monodimensionale) e di descrivere le dinamiche di allagamento nei aree esterne al sistema arginale (Fascia C; geometria quasi bidimensionale o bidimensionale). Le simulazioni svolte con il codice numerico HEC–RAS 5.0.3 prendono in riferimento le attuali prestazioni del sistema arginale, sia in assenza di interventi, sia a seguito di opere di consolidamento. I risultati evidenziando come la scelta modellistica utilizzata per rappresentare le aree di fascia C (ovvero aree 2D o quasi-2D) incide sul moto dell’acqua in tali zone e, dunque, anche sulla propagazione della piena verso valle: influenza il numero di comparti allagati, l’estensione delle aree urbane ed industriali esposte a rischio, le potenziali perdite di vite umane, i massimi livelli idrici raggiunti e i danni inferti agli edifici. La modellazione bidimensionale quando basata su DEM ad elevata risoluzione, come nel caso in esame (5m), delinea le reali complessità ed i punti di forza dell’area di studio, utili ad una coerente ed adeguata gestione dei volumi esondati.

Il presente lavoro ha l’obiettivo di riprodurre l'evento di esondazione del fiume Enza, verificatosi nel dicembre 2017 in corrispondenza di Lentigione (RE), riproducendone le condizioni in alveo e le dinamiche di esondazione nei territori alluvionati. La metodologia adottata prevede l’impiego congiunto del codice di calcolo HEC-RAS e di strumenti GIS. Le condizioni di deflusso dell’evento di piena lungo il fiume Enza sono state riprodotte mediante il software HEC-RAS, tramite il quale è stato possibile anche simulare il sormonto dell’argine destro, con conseguente formazione di una breccia, e la propagazione delle acque di esondazione nell’area circostante, schematizzata mediante approccio 2D. In assenza di osservazioni delle portate in alveo, le simulazioni considerano tre distinti scenari, ciascuno dei quali associato ad un differente idrogramma di piena ottenuto a partire dai livelli idrometrici osservati ed adottando diverse equazioni della scala di deflusso, o da studi di letteratura. Ogni modello sviluppato è calibrato identificando il valore ottimale della scabrezza dell’alveo principale e delle golene, espressa in termini di coefficiente n di Manning, che permette di riprodurre il sormonto dell’argine nella posizione e secondo le tempistiche realmente verificatesi. I risultati ottenuti individuano le mappe di allagamento che, dal confronto e sovrapposizione in ambiente GIS con i dati osservati durante l’evento, consentono di individuare il modello che meglio rappresenta le reali dinamiche di inondazione in termini di estensione dell’area allagata, tiranti raggiunti e volumi fuoriusciti. Il presente lavoro ha consentito di trarre importanti considerazioni sulle conseguenze che le incertezze e semplificazioni in input a questo tipo di modelli comportano, nonché fornire una quantificazione dettagliata delle sollecitazioni idrauliche (ad esempio tiranti e velocità delle acque di esondazione) che hanno interessato l’area di studio.

Sulla base di analisi pluviometriche, stima delle LSPP e tempi di ritorno, si è proceduto a creare le mappe di Pericolosità dell'area del Bacino del Torrente Ravone, Bologna, Quartiere Saragozza. Segue l'analisi degli edifici esposti e la loro vulnerabilità ad eventi con Tr noto, creazione di mappe di danno potenziale secondo normativa per arrivare a realizzare la carta del rischio idraulico. Si è utilizzato il Modello INSYDE per i calcoli.