Master di II Livello in. Relazione finale attività di Tirocinio

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1 Centro di Ricerca CERI Previsione, Prevenzione e Controllo dei Rischi Geologici Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Master di II Livello in Analisi e mitigazione del rischio idrogeologico Direttore Prof.ssa Francesca Bozzano Relazione finale attività di Tirocinio Modellazione idraulica 2D in ambiente GIS per la ricostruzione di eventi di piena. Il caso di studio del torrente Baganza del 13 ottobre 2014 Candidato Tutor Giovanni Megaro Ing. Mauro Nalesso n matricola IDRAN Ingegneria e Tecnologia S.r.l. Ing. Fernando Nardi Università per stranieri di Perugia Anno Accademico 2013/14

2 » Creazione di un database GIS contenenti informazioni tecniche georeferenziate» Creazione di una cartografia tematica degli strati informativi prodotti» Back analysis: Ricostruzione dell evento di piena» Confronto risultati ottenuti con quanto descritto da foto, video, social e articoli di giornale

3 » GIS (Geographic Information System): preprocessamento, creazione dominio di calcolo, post-processamento» Hec-Ras: modellazione 1D (infrastrutture idrauliche, scale di deflusso)» Flo-2D: modellazione 2D (studio di laminazione della piena, ricostruzione dell evento di piena)

4 » Relazione Preliminare stilata dall Ufficio Servizio di Piena dell Agenzia Interregionale per il fiume Po (AIPO)» Informazioni tecniche reperite in rete da testate giornalistiche, blog, social network» Foto e video che descrivono l evento» Caratteristiche geomorfologiche e idrologiche del torrente Baganza (PAI della regione Emilia Romagna e PTCP della provincia di Parma)» Livelli idrici, idrogramma di piena nella stazione idrometrica sita nella località di Marzolara a circa 20 Km a monte dalla sezione di Ponte Nuovo a Parma (Servizio IdroMeteoClimadi ARPA SIMC Regione Emilia Romagna)

5 » Stima delle zone colpite dall esondazione del torrente Baganza

6 Danni causati:» Allagamento dei locali della centrale Telecom: black-out elettrico e danni alle infrastrutture telefoniche nella sud della città di Parma» Allagamento dell ospedale delle Piccole Figlie

7 Danni causati:» Crollo del ponte ciclopedonale "Navetta" causato dall impatto con alcuni containers» Parziale ostruzione del Ponte Nuovo per la presenza in alveo di containers, auto, e altro materiale trasportato dalla corrente

8 » Ricerca di informazioni tecniche su testate giornalistiche, blog, social network, enti pubblici o privati.

9 » Creazione di un Geo-DataBase e di una carta contenente geo-tag che forniscono immagini o video, coordinate geografiche dei luoghi rappresentati, link della pagina web dalla quale sono state reperite le informazioni.

10 GIS Modello 2D Flo-2D HecGeoRas Modello 1D Hec-Ras Modello 2D Flo-2D Pre-processamento: preparazione del dominio di calcolo del tratto di alveo oggetto dell'analisi idraulica (individuazione del bacino e del reticolo idrografico) Laminazione della piena del tratto montano del torrente Baganza Input: Idrogramma di piena stazione Marzolara(sezione di monte) Output: Idrogramma di piena laminato (sezione di valle) Individuazione dell'asta fluviale del tratto di alveo oggetto della simulazione idraulica Individuazione di Stream Centerline, Banks, Cross Section Definizione della geometria dell'alveo Definizione delle scale di deflusso in corrispondenza delle infrastrutture idrauliche Definizione del modello bidimensionale per la stima della propagazione dell'onda di piena Post-processamento: Mappatura finale GIS

11 Preparazione del dominio di calcolo» Creazione di una matrice delle direzioni di drenaggio: «Flow Direction»» Creazione di una matrice che individua per ciascuna cella quelle contribuenti: «Flow Accumulation»» Estrapolazione reticolo idrografico ed assegnazione degli ordini delle singole aste: «Stream Order»» Perimetrazione del bacino idrografico a partire da una data sezione di chiusura

12 Laminazione della piena» Input: Idrogramma di piena stazione di Marzolara (sezione di monte)» Output: Idrogramma di piena laminato (sezione di valle)

13 Elaborazione dati geo-spaziali da importare successivamente in Hec-Ras per l analisi 1D» Stream Centerline (linea di flusso nella mezzeria del canale)» Banks (sponde del canale)» Cross Section (sezioni trasversali al canale)

14 » Importazione della geometria del tratto di alveo mediante la tool Hec-GeoRas» Inserimento delle infrastrutture idrauliche (Ponte Navetta, Ponte Nuovo)» Definizione delle scale di deflusso in corrispondenza dei ponti

15 Ricostruzione dell evento di piena» Input: Idrogramma laminato, scale di deflusso da inserire in corrispondenza dei ponti» Definizione di una griglia di calcolo (celle 5x5 m) basata sul DTM» Inserimento di inflow e outflow» Inserimento di ARF e levee» Inserimento del tratto di canale e relative sezioni trasversali» Inserimento delle infrastrutture idrauliche

16 Mappatura finale: aree inondate

17 » Profilo tiranti massimi» Profilo portata massima nel canale

18 » Confronto aree inondate

19 Zone maggiormente colpite dall esondazione del Baganza» Ponte Navetta: crollato» Ponte Nuovo a causa del materiale ingombrante (auto, container, arbusti, ecc.) trascinato dalla corrente» Ospedale «Piccole Figlie»» Centrale Telecom

20 Corrispondenza tra i risultati ottenuti dalla simulazione bidimensionale e la georeferenziazione del materiale fotografico e video

21 Confronto tra 1D e 2D 1D:» Affidabile in condizioni di deflusso unidirezionale» Non affidabile nell interpretazione del deflusso tra alveo attivo e golene 2D:» Accurato nel simulare il deflusso nelle due direzioni piane differenziando livello idrico, velocità e direzione della corrente in ogni punto del dominio di calcolo

22 Grazie per l attenzione

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