Prof. Ing. Lucio Ubertini, Sapienza Università di Roma Perugia - Hotel Brufani 5 Luglio 2012 ore 19.00

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1 una risorsa (in)finita Prof. Ing. Lucio Ubertini, Sapienza Università di Roma Perugia - Hotel Brufani

2 L acqua e le opere di ingegneria L acqua, e la sua distribuzione spaziale e temporale, ha da sempre influenzato gli insediamenti umani; Sin dall antichità, l uomo è intervenuto sulla circolazione idrica per due finalità: Utilizzare l acqua per i propri bisogni (uso potabile, irriguo, produzione di energia, trasporto, ecc.); Difendersi dalle azioni che l acqua può esercitare su persone e beni. Nell ambito dell ingegneria civile, le Costruzioni idrauliche si occupano delle opere connesse all uso dell acqua e alla difesa dall acqua. PORTO DI TRAIANO ACQUEDOTTO SUL FIUME GARD Prof. Lucio Ubertini 1

3 Uso dell acqua Nella gestione delle risorse idriche, l acqua si caratterizza per: ubicazione, quantità, disponibilità temporale, quota e qualità. Gli usi cui l acqua è destinata sono: Potabile; Irriguo; Industriale; Produzione di energia; Navigazione. Le opere di ingegneria mirano generalmente a modificare uno o più caratteri dell acqua per destinarla a soddisfare un bisogno. Prof. Lucio Ubertini 2

4 Uso potabile SORGENTE SANTA CROCE - MONTI SIMBRUINI Nei progetti di utilizzazione delle risorse idriche è necessario valutare dal punto di vista: Quantitativo, la richiesta d acqua, ossia il volume d acqua richiesto e come esso vada distribuito nel tempo per soddisfare la domanda; Qualitativo, le caratteristiche di potabilità. L acqua non deve recare danno alla salute del consumatore (assenza di agenti patogeni e sostanze nocive) e deve risultare gradevole e rinfrescante (temperatura, limpidità, colore, sapore, odore). Opere di ingegneria connesse: Sistemi acquedottistici; Sistemi di drenaggio urbano. CAVERNA MONTE NURIA - PESCHIERA Prof. Lucio Ubertini 3

5 Sistemi acquedottistici SORGENTE SANTA CROCE - MONTI SIM I sistemi acquedottistici sono composti da opere: di Captazione; di Adduzione; di Accumulo; di Distribuzione; Accessorie (impianti di potabilizzazione). ACQUEDOTTI DI ROMA Prof. Lucio Ubertini 4

6 Opere di drenaggio urbano Con sistema di drenaggio urbano si intende il complesso dei manufatti atti a raccogliere ed allontanare da insediamenti civili le acque di origine meteorica e quelle reflue provenienti dalle attività umane. Sono costituiti da: Canalizzazioni sotterranee); (generalmente Manufatti ordinari e speciali (pozzetti d ispezione, di cacciata, caditoie, ecc.); Manufatti di controllo ambientale (vasche volano e di prima pioggia); Impianti di trattamento delle acque. I sistemi di drenaggio possono essere di tipo unitario o separato. CLOCA MAXIMA Prof. Lucio Ubertini 5

7 Uso irriguo L irrigazione consiste nell elevare il contenuto idrico del terreno al fine di soddisfare le esigenze idriche delle colture, mediante: Aspersione; Scorrimento; Apporti localizzati. L uso irriguo, come l uso potabile, necessita di sistemi acquedottistici composti da opere: di Captazione; di Adduzione; di Accumulo; di Distribuzione. Le opere di distribuzione differiscono dal caso potabile, in quanto spesso sono canali a superficie libera. CANALE IRRIGUO IRRIGAZIONE CAVERNA PER MONTE ASPERSIONE NURIA - PESCHIERA Prof. Lucio Ubertini 6

8 Uso industriale I consumi industriali variano con la tipologia di industria e con le caratteristiche dell impianto (ad es. presenza di ricircolo). L acqua è utilizzata essenzialmente: nei processi di raffreddamento (industrie siderurgiche, raffinerie di petrolio, chimiche, ecc.); nella realizzazione dei prodotti (industrie tessili, conciarie, cartiere, ecc.). L uso industriale richiede opere: acquedottistiche, differenziate solo in termini di qualità delle acque rispetto all uso potabile e irriguo; di drenaggio, analoghe a quelle urbane ma con impianti di trattamento delle acque specifici per ciascuna industria. Prof. Lucio Ubertini 7

9 Produzione di energia L impianto idroelettrico è l insieme delle opere civili e idrauliche, meccaniche ed elettro-meccaniche per la trasformazione dell energia idraulica in energia elettrica. Gli impianti idroelettrici si dividono in: Impianti ad acqua fluente; Impianti con serbatoio; Impianti di ripompaggio. Prof. Lucio Ubertini 8

10 Navigazione Un porto è uno specchio d acqua sufficientemente protetto da moto ondoso, da correnti, da venti e da effetti di marea, all interno del quale le navi possono svolgere operazioni di carico e scarico di merci e passeggeri. Si distinguono in: Porti interni, situati lungo fiumi, canali, laghi; Porti esterni, affacciati direttamente sul mare. Per finalità si dividono in: porti commerciali, militari, rifugio, industriali, da pesca e turistici. Prof. Lucio Ubertini 9

11 Opere di difesa dall acqua Gli interventi di difesa posso essere di tipo strutturale (opere ingegneristiche) o non strutturale (monitoraggi, manutenzione, regolamentazione uso del suolo). Gli interventi di difesa mirano ad mitigare il rischio idraulico R, dato da: in cui H pericolosità E valore esposto V vulnerabilità R = H * E* V Prof. Lucio Ubertini 10

12 PREANNUNCIO PREVENZIONE Fonte:Ufficio federale della protezione della popolazione Svizzera 2007 Prof. Lucio Ubertini 12

13 Prevenzione: Manutenzione del territorio 2008, Cogne sostituzione ponte danneggiato 2009, Saint Denis Sistemazione idraulica e idraulico agraria forestale Prof. Lucio Ubertini 13

14 Drenaggi profondi Regimazione delle acque Sistemazioni di versante e drenaggi Raccolta e smaltimento delle acque Interventi della Regione Umbria (Colle di Todi, Rupe di Orvieto, Rupe di Massa Martana) Prof. Lucio Ubertini 14

15 Prevenzione: Progettazione di nuove opere Argini Diversivi e scolmatori Adige Villa Bartolomea Casse di espansione Scolmatore Torrente Corno Tagliamento Area di laminazione di San Donnino Prof. Lucio Ubertini 15

16 Prevenzione: Misure non strutturali Piani di assetto idrogeologico Piani di gestione Piano regolatore/carte urbanistiche Cartografia di dettaglio (catastale) Franosità Pericolosità Rischio Fonte: Regione Molise: Studio del rischio idrogeologico della regione (2001) Prof. Lucio Ubertini 16

17 Preannuncio Possibilità di fornire in un dato istante indicazioni quantitative sull evoluzione temporale di un dato evento NORMALITA ALLERTA ALLARME EVACUAZIONE SOCCORSO RITORNO alla NORMALITA T Il preannuncio è utile solo quando consente di avere un certo margine di tempo T per attuare le misure di evacuazione e soccorso Prof. Lucio Ubertini 17

18 Preannuncio Monitoraggio Piogge Portate Modellistica Modelli Afflussi Deflussi Modelli di Now Casting Prof. Lucio Ubertini 18

19 Preannuncio: Portate Dimensioni Piccoli bacini (A< 100 km 2 ) Medi bacini (A km 2 ) 2005, medio e basso Tevere a monte di Roma Modelli basati su previsioni di pioggia Modelli basati su osservazioni di pioggia Grandi bacini (A>2000 km 2 ) Modelli idraulici Ricostruzione aree allagate dal fiume Tevere nella piena del 2005 Fonte:L. Ubertini, La mitigazione del rischio idraulico 2009 Prof. Lucio Ubertini 19

20 Preannuncio: Piogge Preannuncio quantitativo Satellite Radar Pluviometri Prof. Lucio Ubertini 20

21 Preannuncio: Modellistica Preannuncio quantitativo Preannuncio degli afflussi areali a fine risoluzione temporale (oraria e suboraria) Bacino di collettamento del depuratore di Roma Sud (A= km 2 ) evento del 5 agosto 2004 Confronto tra le piogge medie osservate e previste cumulate sugli orizzonti temporali dalle 16:00 alle 16: km Prof. Lucio Ubertini 21

22 Conclusioni La ricerca scientifica nel settore dell acqua è a tutt oggi molto aperta. La materia è molto complessa, per cui è necessario che se ne occupino degli specialisti. E necessaria una manutenzione costante del territorio e delle opere di difesa. E necessario il monitoraggio costante del territorio. I piani di gestione del territorio e dell emergenza (Piani di Protezione Civile) devono considerarsi come opere di ingegneria. Prof. Lucio Ubertini 22