Intervento di riduzione del rischio idraulico nel Bacino Idrografico del Fiume Aterno Pescara

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1 Convegno per il centenario della fondazione del Servizio Idrografico Nazionale Pescara, 26 ottobre 2018 Ing. Vittorio Di Biase Ing. Massimo Coccato BETA Studio s.r.l. REGIONE ABRUZZO Il Presidente Commissario di Governo contro il Dissesto Idrogeologico D.L. 133/2014, art.7 c. 2 D.L. 91/2014, art. 10, convertito in L. 116/2014 Intervento di riduzione del rischio idraulico nel Bacino Idrografico del Fiume Aterno Pescara Opere di laminazione delle piene del fiume Pescara PROGETTO Esecutivo partner scientifici partner tecnici

2 Fattori che incidono sulle situazioni di rischio idraulico Fattori sui quali incide l azione dell uomo FATTORI A Fenomeno Costante aumento dell impermeabilizzazione del suolo Azioni che determinano riduzione aree di libera espansione Realizzazione di interventi di difesa localizzati Fattori sui quali incide l azione della natura FATTORI B Fenomeno Costante restringimento dell alveo Fenomeni di trasporto solido nei corsi d acqua Presenza di vegetazione e ostacoli Effetto Aumento dei deflussi superficiali Riduzione della capacità di laminazione naturale Aumentano le portate a valle Effetto Riduzione sezioni di deflusso Riduzione della capacità idraulica delle sezioni Criticità idrauliche negli attraversamenti fluviali 26/10/2018 2

3 Modifica degli idrogrammi di piena ad opera dei Fattori «A» e «B» Fattori sui quali incide l azione dell uomo FATTORI A Fenomeno Costante aumento dell impermeabilizzazione del suolo Azioni che determinano riduzione aree di libera espansione Realizzazione di interventi di difesa localizzati Effetto Aumento dei deflussi superficiali Riduzione della capacità di laminazione naturale Aumentano le portate a valle Fattori «A» determinano: Aumento dell area che descrive le condizioni di rischio Capacità di deflusso A parità di area di condizione di sicurezza. 26/10/2018 3

4 Modifica degli idrogrammi di piena ad opera dei Fattori «A» e «B» Fattori sui quali incide l azione della natura FATTORI B Fenomeno Costante restringimento dell alveo Fenomeni di trasporto solido nei corsi d acqua Presenza di vegetazione e ostacoli Effetto Riduzione sezioni di deflusso Riduzione della capacità idraulica delle sezioni Criticità idrauliche negli attraversamenti fluviali Fattori «B» determinano: Riduzione dell area che descrive le condizioni di sicurezza; Contestuale aumento di area di condizione di rischio. Capacità di deflusso Concomitanza dei fattori determinano: 26/10/2018 Riduzione dell area che descrive le condizioni di sicurezza; Aumento dell area che descrive le condizioni di rischio. 4

5 Strategia di scelta della tipologia di intervento Conoscenza approfondita della dinamica fluviale nella sua globalità Non è possibile effettuare scelte progettuali di intervento se non si effettuano approfondimenti sulla totalità del bacino, individuando le effettive cause che determinano lo situazioni di rischio idraulico. Occorre trovare il giusto equilibrio tra: Azioni strutturali Azioni non strutturali Una combinazione delle suddette azioni Azioni non strutturali: complesso delle attività finalizzate a preservare il territorio naturale contro processi insediativi troppo invasivi ed attuati in contrasto con la pianificazione di bacino. (Attività di polizia idraulica, verifica della compatibilità geomorfologica degli strumenti di pianificazione locale, attuazione degli indirizzi di P.S.D.A.) Azioni strutturali: complesso delle iniziative ed azioni finalizzate a favorire interventi aventi quale scopo la riduzione delle portate di colmo (interventi attivi) ed a limitare quelli di potenziamento delle difese idrauliche locali (interventi passivi). (Difendere le attività socio-economiche già presenti nel territorio) 26/10/2018 5

6 Obiettivo dell attività è stato quello di ricostruire il regime di piena del F. Pescara, nello stato attuale e di progetto, in modo da disporre di una serie di portate sufficiente di riferimento per le successive analisi idrauliche a supporto della progettazione delle opere. Studio idrologico L Aquila Pescara 26/10/2018 6

7 Studio idrologico La redazione del progetto ha comunque richiesto la definizione di una sezione di riferimento per la definizione degli idrogrammi da utilizzare per il dimensionamento e la verifica delle opere in progetto che è stata individuata nella sezione coincidente con l attraversamento sullo svincolo per l accesso al casello autostradale di Chieti, che sottende un bacino idrografico di km² posta in prossimità dell opera di restituzione dell ultima delle tre casse di espansione. Dal momento che questa sezione non è sufficientemente prossima a una delle sezioni per le quali sono disponibili i risultati dell analisi statistica del PSDA, si è dovuto procedere con un analisi specifica applicando la metodologia VAPI utilizzata nel PSDA che ha reso consentito di definire gli idrogrammi di piena seguenti. 26/10/2018 7

8 L analisi idraulica effettuata con un modello idraulico bidimensionale ha consentito di definire gli idrogrammi del f. Pescara alla sezione di Santa Teresa, nello stato di fatto e nello stato di progetto rispettivamente per TR50, TR 100 e TR200 anni. E importante osservare che nello stato di progetto l evento TR200 risulta assimilabile, in termini di portata al colmo, ad un evento centennale dello stato attuale, e similmente nello stato di progetto l evento TR100 risulta assimilabile, in termini di portata al colmo, ad un evento cinquantennale dello stato attuale. Studio idrologico 26/10/2018 8

9 Studio idrologico Le elaborazioni effettuate, compresa la delicata fase della taratura del modello, hanno consentito di ottenere degli idrogrammi perfettamente assimilabili a quelli forniti dall Autorità di Bacino in corrispondenza della sezione di Santa Teresa 26/10/2018 9

10 Studio idrologico Nell ambito dello studio un attenzione particolare è stata posta nella ricostruzione degli eventi storici che hanno interessato il f. Pescara per consentire la verifica e taratura delle elaborazioni effettuate. 26/10/

11 Studio idrologico 26/10/

12 Studio idrologico L evento di piena del 2-3 dicembre 2013 è stato tra i più importanti accaduti negli ultimo decennio ovvero nel periodo in cui è attiva una rete di monitoraggio moderna. Nel tratto cittadino di Pescara, la portata in transito ha di poco superato la capacità della sezione d alveo nel tratto cittadino (Lungofiume dei Poeti) senza determinare allagamenti significativi per effetto dell esondazione, fornendo ulteriori dati sui quali basare la fase di taratura del modello implementato. 26/10/

18 Studio idrologico Lo studio ha consentito di ricostruire l idrogramma di piena da cui poi è stato determinato il valore di portata associato all evento. 26/10/

20 Studio idrologico I risultati ottenuti hanno permesso di valutare il funzionamento delle casse che verranno ora descritte dall Ing. Di Biase, nonché dei singoli manufatti, e di confrontare lo scenario di progetto con lo stato attuale in termini di profili di piena e di aree allagabili. I risultati ottenuti relativi ad altezze e velocità nel dominio bidimensionale sono stati successivamente elaborati anche per consentire di disporre di una mappatura aggiornata della pericolosità idraulica. 26/10/

21 Il Progetto in sintesi Il sistema sarà composto da n. 5 bacini di laminazione disposti su entrambi i lati del fiume, che andranno ad occupare tre tratti fluviali Le opere in progetto concorrono a perseguire gli obiettivi propri del P.S.D.A., orientati a ridurre le aree attualmente soggette ad un rischio idraulico elevato (R3) e molto elevato (R4), avendo cura di non aggravare il regime idrometrico fluviale nelle aree poste a valle degli interventi. C Bdx Bsx Adx Asx 26/10/

22 Alcuni numeri significativi del progetto: Il Progetto in sintesi La superficie complessiva occupata dalle opere è pari a 136 ha le casse di espansione insistono su tre comuni: Rosciano (PE): 21 ha (15%); Cepagatti (PE): 86 ha (64%); Chieti : 29 ha (21%) È previsto un intervento complementare in comune di Manoppello (PE). La lunghezza delle arginature previste è di 12.6 km con altezza media di 5 m e altezza massima di 8 m rispetto al piano campagna. Il volume complessivamente invasato alla quota di massima regolazione è pari a m³. Ciascuna delle cinque casse sarà regolata grazie a due manufatti (opera di derivazione e opera di restituzione a fiume). Ogni invaso funziona in modo indipendente rispetto agli altri. È prevista la realizzazione di un edificio da adibire a centro di controllo del sistema. Costruzione di rilevati arginali per la delimitazione delle aree e la modellazione delle aree interne (piano scavi) dei bacini, per reperire il materiale e raggiungere le quota prevista. Movimentazione di circa m³ di terreno di cui parte verranno re-impiegati in sito per la realizzazione delle arginature e parte (circa m³) verranno trasportati all esterno per riutilizzo. Diaframmatura di una parte delle arginature mediante colonne in jet-grouting contro fenomeni di sottofiltrazione. Le aree interne verranno sistemate al termine dei lavori per consentire lo svolgimento della pratica agricola, ripristinando l impianto di irrigazione esistente Sono previste vie di accesso e transito in sommità e al piede delle arginature. Vi sono ulteriori percorsi ciclopedonali per una lunghezza totale di 9.2 km. 26/10/

23 Casse «A»: Comuni di Chieti e Cepagatti Asx Volume: m³ Superficie tot: 22.8 ha Adx Volume: m³ Superficie tot: 4.6 ha 26/10/

24 Casse «B»: Comuni di Chieti e Cepagatti Bsx Volume: m³ Superficie: 30.4 ha Bdx Volume: m³ Superficie: 14.9 ha 26/10/

25 Casse «C»: Comuni di Rosciano e Manoppello Volume: m³ Superficie: 15.3 ha 26/10/

26 RILEVATI ARGINALI strato di materiale a bassa permeabilità dalla sommità fino alla quota della banca interna diaframma per prevenire fenomeni di sottofiltrazione Caratteristiche principali dei rilevati arginali in progetto Altezza max lato Altezza max lato interno [m] Volume rilevato arginale [m³] Cassa esterno [m] Asx Adx Bsx Bdx C TOTALE strato formato da materiale più grossolano, ma ben costipato (media permeabilità) che ne costituisce la base 26/10/

27 CARATTERISTICHE DELLE CASSE IN PROGETTO Cassa Quota di norm. reg. [m s.m.m.] Quota arginale [m s.m.m.] Superficie interna [m²] Volume di laminazione [m³] Asx Adx Bsx Bdx C TOT Criteri seguiti per operare le scelte progettuali: Il dimensionamento ha inteso ricercare il massimo volume di laminazione a fronte del minore impatto sul territorio. Limitare l estensione planimetrica delle arginature assecondando il più possibile la conformazione morfologica naturale e sfruttando, dove possibile, il gradino morfologico in sinistra della valle per il contenimento dell invaso. Limitare l estensione verticale delle arginature mediante l abbassamento del piano golenale, nel rispetto del franco di coltivazione e della compatibilità con il regime idrometrico. Limitare le interferenze con le previsioni urbanistiche e dei vincoli imposti dal PSDA 26/10/

28 Funzionamento delle casse ed efficienza idraulica Il modello ha permesso valutare le portate derivate e restituite e quindi il controllo del corretto dimensionamento dei manufatti di regolazione, in rapporto ai principali parametri idraulici. Evoluzione dell idrogramma di piena al variare dell entrata in funzione delle varie casse «A», «B» e «C» per l evento TR50 anni nella sezione di Chieti Casello Valore del picco di portata degli eventi di riferimento nello stato di fatto e di progetto TR [anni] Q max stato di fatto [m³/s] Q max stato di progetto [m³/s] Efficienza idraulica [%] % % % 26/10/

29 Propagazione della piena a valle delle opere E stata effettuata la valutazione della propagazione dell onda di piena a valle delle opere al fine di determinare i benefici attesi e di determinare l efficienza idraulica. Confronto idrogrammi stato di fatto e stato di progetto a S. Teresa (a monte di Pescara) per Tr50 e Tr100. Riduzione del picco di portata del 19 % 26/10/

30 Effetti a valle delle opere in termini di aree soggette ad allagamento La valutazione degli effetti a valle delle opere ha consentito di affinare e testare il funzionamento delle casse mediante l applicazione di un modello idraulico bidimensionale agli elementi finiti (Infoworks ICM). Nelle zone a valle delle casse ed in particolar modo nella città di Pescara sono state studiati gli effetti prodotti dagli idrogrammi laminati per valutare le aree soggette ad allagamento nello stato di progetto ad opere realizzate. Il modello idraulico investe un estensione complessiva di 25 km. La mesh di calcolo del modello idraulico ha estensione di 3430 ha. Sono stati modellati gli scenari relativi ai tempi di ritorno di 50, 100 e 200 anni. RIDUZIONE DELLE AREE SOGGETTE AD ALLAGAMENTO zona centrale + zona di valle TR50 TR100 TR200 stato di fatto [ha] stato di progetto [ha] differenza [ha] differenza [%] 18% 14% 13% 26/10/2018 zona di valle (Città di Pescara) TR50 TR100 TR200 stato di fatto [ha] stato di progetto [ha] differenza [ha] differenza [%] 40% 31% 28% Differenza a Pescara Pericolosità P3-25% Pericolosità P4-25% 30

31 Effetti a valle delle opere in termini di aree soggette ad allagamento ANALISI COSTI-BENEFICI Per poter valutare il beneficio dell opera in progetto sono stati calcolati i benefici medi annui, come differenza del danno medio annuo nello stato di fatto e nello stato di progetto. Tali benefici sono stati calcolati come area sottesa dalla curva danno-probabilità di superamento (si veda figura a lato). Il danno medio annuo nella situazione attuale è stimato in circa , e si riduce a circa (pari al 53% del valore attuale) nella situazione di progetto. Il beneficio medio annuo è pari a quindi stimato in circa /10/

32 GRAZIE PER L ATTENZIONE 26/10/

33 GRAZIE PER L ATTENZIONE 26/10/