Introduzione. 1 Di seguito indicata con l'abbreviazione A.d.B.Po

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1 Introduzione. Nella presente Tesi ci si è occupati della schematizzazione del comportamento idraulico del tratto medio inferiore del Fiume Po. In particolare si è analizzato il funzionamento del sistema di golene del Fiume Po nel tratto compreso tra Isola Serafini, tra le province di Piacenza e Cremona, e la confluenza con il fiume Secchia nella provincia di Mantova. Lo studio è stato sviluppato attraverso la realizzazione di un modello numerico idraulico quasi bidimensionale per lo studio di eventi di piena che ha permesso inoltre di simulare configurazioni degli argini golenali diversi dall attuale. Lo studio si è articolato in fasi successive: analisi dello stato di fatto; catalogazione delle golene presenti, aperte e chiuse; determinazione delle superfici e dei volumi invasabili per diversi livelli idrici; implementazione di un modello quasi bidimensionale per lo studio idraulico di eventi di piena e diversa regimazione delle golene. L analisi è stata svolta in collaborazione con l'autorità di Bacino del Fiume Po 1, all'interno di un più ampio progetto di studio e ricerca coordinato dal Prof. Ing. Armando Brath. La fase di catalogazione delle golene è stata realizzata utilizzando lo strumento GIS Arcview, e la documentazione messa a disposizione dall'a.d.b.po, il cui elaborato principale è costituito dal rilievo laser scanning di tutta l'area oggetto di studio. Arcview è stato anche utilizzato per il calcolo delle superfici e dei volumi invasabili ai diversi livelli idrici. Il modello idraulico quasi - bidimensionale è stato realizzato con l'ausilio del software Hec-Ras (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System), sviluppato dall'u.s. Army Corps of Engineers,(HEC RAS River Analysis System User s Manual, Version 4.0 Beta 2006) che è capace di gestire le informazioni geometriche ricavate da Arcview. Il primo capitolo contiene una descrizione introduttiva del bacino del fiume Po, e una descrizione più dettagliata del tratto studiato, dalla confluenza con il fiume Ticino 1 Di seguito indicata con l'abbreviazione A.d.B.Po 1

2 all incile del Po di Goro, suddiviso per tronchi fluviali. Segue un analisi delle modalità di formazione delle piene del fiume Po, suddivise in funzione dei sottobacini che contribuiscono alla loro formazione. Il secondo capitolo esamina la tecnica di rilievo laser scanning con la quale è stato prodotto il rilievo utilizzato per generare la geometria del modello idraulico; i sistemi GIS a quali appartiene Arcview, e fornisce una spiegazione generale dei modelli digitali delle quote del terreno, i DTM. I capitoli terzo e quarto costituiscono il nucleo centrale di questa tesi: il terzo capitolo contiene l analisi del sistema golenale del tratto medio inferiore del fiume Po, il quarto invece riguarda il modello numerico idraulico realizzato. L analisi del sistema golenale attuale è preceduta da una sintetica descrizione delle attività di modellazione idraulica sviluppate nell ambito del progetto SIMPO, svoltosi tra il 1980 e il In particolare si è focalizzata l attenzione sul modello numerico idraulico monodimensionale utilizzato e sulle analisi svolte nei riguardi del comportamento idraulico delle golene. Nella seconda parte sono riportati i risultati ottenuti dall elaborazione tramite Arcview del rilievo laser scanning: è stata realizzata una ricatalogazione delle golene appartenenti al progetto SIMPO 84, e sono stati determinati, per ogni golena, i volumi invasabili e le superfici disponibili; i risultati ottenuti sono stati poi messi a confronto con i dati del progetto SIMPO. Seguono alcuni richiami di idraulica per quanto concerne i concetti di laminazione e di serbatoio di laminazione. Il quarto capitolo è incentrato sul modello numerico idraulico quasi-bidimensionale: nella prima parte sono spiegate in maniera sintetica le procedure seguite per la definizione della geometria del corso d acqua; la seconda parte è dedicata alla delicata fase di calibrazione del modello, svolta con grande attenzione e scrupolo. Il quinto capitolo conclude la Tesi con una serie di simulazioni condotte per valutare l efficienza del sistema golenale al variare della configurazione del sistema di argini golenali. Sono stati assunti quattro diversi schemi geometrici, testati con tre differenti scenari di piena. Gli scenari hanno preso a riferimento sia un evento reale (ottobre 2000) sia scenari ipotetici particolarmente gravosi. Le appendici contengono i dettagli del lavoro svolto per la catalogazione delle golene e per la determinazione dei volumi invasabili, e per la esportazione delle informazioni 2

3 geometriche da Arcview a Hec Ras. Si è deciso di collocare la descrizione di queste importanti fasi dell attività di tesi in appendice, per non appesantire eccessivamente la trattazione principale. 3

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5 Capitolo 1. Caratteristiche generali del bacino del Fiume Po. Il bacino del Po è il più grande d Italia, sia per lunghezza dell asta principale (650 km) che per entità dei deflussi (la portata massima storica defluita nella sezione di chiusura di Pontelagoscuro, in occasione della piena del 1951, è di m 3 /s). La superficie del bacino idrografico, alla sezione di Pontelagoscuro, è pari a circa km 2 ; ad essa vanno aggiunte le aree costituenti il sottobacino di Burana-Po di Volano e il Delta. Il bacino idrografico del Po (Figura 1.1 e Figura AUTORITÀ DI BACINO DEL FIUME PO PARMA, Progetto di Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI) Relazione di sintesi, 1999) comprende complessivamente comuni localizzati in sette Regioni (Piemonte, Valle d Aosta, Liguria, Lombardia,Veneto, Emilia Romagna, Toscana) e nella Provincia Autonoma di Trento. Sono considerati appartenenti al bacino idrografico tutti i comuni che hanno una porzione di territorio all interno del bacino stesso, individuabile alla scala di riferimento 1: Si hanno pertanto comuni il cui territorio rientra per intero nel bacino e, lungo il confine idrografico, comuni compresi per una porzione più o meno estesa di territorio Caratteristiche generali dell'asta. Il fiume Po nasce dal Monviso a quota m s.l.m. Il bacino montano, di superficie modesta, termina poco a valle di Sanfront (provincia di Cuneo). L'asta fluviale principale è lunga circa 650 km ed è alimentata da 141 affluenti. Il corso del fiume si dirige dapprima verso nord, fino a Chivasso, dove converge a est fino a Casale Monferrato, per poi ripiegare a sud verso Valenza e, infine, nuovamente per rivolgersi a est. Dalla confluenza del Tanaro all incile del Po di Goro, per circa 375 km, l asta fluviale ha una connotazione prevalentemente artificiale, con regime di deflusso influenzato dalle condizioni idrologiche e di sistemazione idraulica dell insieme degli affluenti, oltre che dalle opere di difesa e di sistemazione direttamente realizzate 5

6 Capitolo 1. Caratteristiche generali del bacino del Fiume Po. sull asta stessa. Gli affluenti principali (Figura AUTORITÀ DI BACINO DEL FIUME PO PARMA, Progetto di Piano stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI) Relazione di sintesi, 1999), da monte verso valle, sono in sinistra l Agogna, il Terdoppio, il Ticino, l Olona, il Lambro, l Adda, l Oglio e il Mincio; in destra lo Scrivia, il Curone, il Tidone, il Trebbia, il Nure, l Arda, il Taro, il Parma, l Enza, il Crostolo, il Secchia e il Panaro. Nel primo tratto, tra il Tanaro e il Ticino, conserva ancora caratteri di tipo sostanzialmente torrentizio, con una pendenza di fondo dell ordine di 0,35 e piene con picchi molto ripidi a rapido decorso ed escursioni di livello dell ordine dei 7-8 m. La confluenza del Ticino, pur apportando un contributo di superficie sottesa di soli km 2 (bacino idrografico alla Becca pari a km 2 ), comporta una trasformazione del regime del corso d acqua in senso decisamente fluviale, in ragione dell apporto idrico regolato, con un notevole contributo glaciale e trasporto solido assente, che alimenta gli stati di magra e di morbida; la pendenza media si riduce bruscamente al 0,18, per poi decrescere regolarmente e gradualmente verso valle fino a circa lo 0,14 all altezza di Revere-Ostiglia (237 km a valle). L alveo mantiene caratteri di instabilità, condizionati dagli apporti degli affluenti alpini e appenninici, con andamento estremamente tortuoso e mobile, nel campo della tipologia pluricursale, lasciando tracce nella pianura circostante delle passate divagazioni. Le escursioni di livello superano i 10 m. Le arginature continue su entrambe le sponde hanno tracciato molto irregolare, risentendo della loro origine frammentaria, con distanze che vanno da meno di m a oltre m. Proprio l elevata distanza delle arginature maestre delimita lungo l asta una grande area di laminazione della piena (invaso golenale), in parte aperta e in parte delimitata da argini secondari che vengono tracimati solo in occasione delle piene maggiori. L importanza di tale effetto è qualitativamente intuibile tenendo conto che a fronte di progressivo aumento verso valle della superficie del bacino idrografico sotteso ( km 2 a Becca; km 2 a Revere), la portata al colmo delle piene maggiori è normalmente massima a Piacenza o a Cremona e si riduce progressivamente verso valle, proprio in ragione dell azione modulatrice esercitata dall invaso nelle aree golenali. Da valle di Revere-Ostiglia, e cioè oltre la foce del Mincio e del Secchia, all incile del 6

7 Capitolo 1. Caratteristiche generali del bacino del Fiume Po. Delta le arginature si avvicinano all alveo e incomincia il tronco inferiore del Po, caratterizzato da un alveo canalizzato tra le arginature, in alcuni tratti a distanze inferiori ai 500 m, che non riceve più apporti, a eccezione del Panaro, con una pianura circostante interessata da un reticolo idrografico minore di bonifica prevalentemente a scolo meccanico. In questo tratto l alveo attuale del Po è quello che si è formato a seguito della famosa rotta di Ficarolo in sponda sinistra, verificatasi verso l anno 1140, per cui fu gradualmente abbandonato il vecchio alveo, che, passando per Ferrara, si suddivideva nei due rami di Volano e di Primaro, e estromesso il Reno, in precedenza affluente del Po; il corso oggi visibile, che forse ha occupato un colatore preesistente e ha dato anche inizio alla costruzione dell attuale Delta, è il risultato di tale evento singolare, oltre che dei lavori di deviazione verso sud attuati a partire dal 1600 dalla Repubblica di Venezia. Sino alla fine del secolo scorso il sistema arginale a partire da Becca non era completamente chiuso e il Po, e più ancora i suoi affluenti, occupavano liberamente con le acque di piena la vasta pianura circostante; il tratto terminale funzionava in sostanza più come scaricatore di un lago che non come un corso d acqua naturale. La situazione attuale, con il sistema arginale di Po completato e con l estensione dello stesso ai numerosi affluenti, costituisce, nonostante i numerosi interventi attuati, una condizione molto più critica e di delicata gestione. Dal punto di vista amministrativo l asta del Po nel tratto considerato interessa comuni delle Regioni Piemonte, Lombardia, Emilia- Romagna e Veneto. 7

8 Capitolo 1. Caratteristiche generali del bacino del Fiume Po. Figura Bacino idrografico del Po. 8

9 Capitolo 1. Caratteristiche generali del bacino del Fiume Po. Figura 1.2 Principali sottobacini idrografici del Po. 9