ACQUA BUONA O CATTIVA? L OGGI E LE SFIDE FUTURE

Transcript

1 ACQUA BUONA O CATTIVA? L OGGI E LE SFIDE FUTURE INIZIATIVA ORGANIZZATA IN OCCASIONE DELLA GIORNATA MONDIALE DELL ACQUA 2016 Le Piene Urbane: l analisi dei processi e la progettazione degli interventi Prof ing Marco Mancini, C. Corbari, G. Ravazzani, A Ceppi DICA Politecnico di Milano, marco.mancini@polimi.it S. Meucci, C. Maiorano L.Galletti D. Curti MMI Milano Papers: LAVORI : S 0 S d St αs t L H λ E 0 L i MILANO, 22 Marzo 2016

2 Piene Urbane: interazione con il reticolo viario e infrastrutturale: aspetti quantitativi e qualitativi ( EU water and Flood Directives) Corrente con V > 0 Genova 1970 Genova 1970 Genova 2011 Genova 2011 Seveso flood, 18 September 2010 Seveso 2014 Genova 2014 Genova 2014

3 L individuazione delle mappe di pericolosità ( H(T)) con Tirante -Velocità Intensità di pioggia per fissato Tr Direttiva Alluvioni 60/2007 Trasformazione afflussi deflussi (Rosso, 2001) FEST modello distribuito AREE PERICOLOSE VAPI_ADD LA SCELTA DELL IDROGRAMMA di PIENA 180 Idrogrammi di piena Rio Varcavello portata [mc/s] Piano di Bacino Analisi Distribuita Portata Smaltibile Prof. Ing. 0 Marco Mancini Ravazzani Mancini Meucci, J Urban water 2006

4 Il ruolo dei Cambiamenti Climatici e dei vincoli antropici negli eventi di piena Bombe d acqua o Mine d acqua Il ruolo dei condizionamenti antropici sulla sezione idraulica e sul grado di manutenzione sembra pesare ben di più sui fenomeni alluvionali del possibile effetto climatico sulla pioggia. Genova La Q Idrologica Q = S i(d) Φ (d) ε(d) La Q Idraulica Q= AK s R 2/3 i 1/2 Varese

5 Effetti dell urbanizzazione sulla riduzione dell assorbimento e sull idrogramma di piena; Il caso di studio del Seveso ANALISi REGIONE LOMBARDIA 17% 38% 51% Cfr DIIAR PROGETTO FRAMEWORK 1994 (Rosso et al.) 5

6 Effetti di cambiamento dell uso del suolo sull idrogramma di piena VOLUMI E PORTATE AL COLMO PER GLI EVENTI 2010 e 2014 in ipotesi di USO DEL SUOLO storici SEVESO A PADERNO EVENTO 2010 SEVESO A PADERNO EVENTO 2014

7 Effetti del cambiamento di uso del suolo sulla rapidità di risposta di piena del T. Cantù, Cesano M., Palazzolo

8 Urbanizzazione e la riduzione delle sezioni idrauliche Rischio Idraulico: Mine d acqua qualche esempio Rio Gadduresu Rio Gadduresu Rio Gadduresu Rio Seligheddu Fume Lambro all untersenione co tang est

9 La Modellazione della trasformazione Afflussi Deflussi: dall approccio concentrato a quello distribuito a base fisica. Uno strumento di analisi e di progetto LUMPED Hydrologic Models DISTRIBUTED Anni: Anni 1980 ad oggi Snow Model Remote sensing Atmospheric forcing Spatial interpolation: Thissen, IDW Soil Water balance Soil parameters Vegetation parameters DEM Drainage & Water Table Surface Runoff River network definition Routing: Linear reservoir Routing: Muskingham Cunge Dinamic equation Outflow hydrograph Q(t) dc Q c t

10 Rischio Idraulico: la stima degli idrogrammi di progetto Modellistica distribuita a supporto dell analisi della pericolosita H(T): la ricostruzione di evento 201 Olbia 2013: La 26 ricostruzione dell evento: condizioni al contorno Livello del mare : +0.7 m.s.m.

11 Modellistica Idraulica a supporto dell analisi di rischio idraulico Interconnesione tra più corsi d acqua Olbia 2013: ricostruzione idraulica dell evento con modello 2D

12 Modellistica Idraulica a supporto dell analisi di rischio idraulico: il campo di moto delle velocità (Olbia Piena 2013) La ricostruzione dell evento con modello idraulico: max velocità simulate

13 Interventi strutturali di Mitigazione del rischio riducendo la pericolosità H : OLBIA Interventi previsti: adeguamento reticolo e aree di laminazione

14 La Mitigazione del rischio idraulico Rischio = Danno atteso = H i *E*V Vernes 1976 Interventi strutturali sul reticolo idrografico RIDUZIONE della PERICOLOSITA (H) Interventi diffusi di riduzione del deflusso Manutenzione Fluviale RIDUZIONE della VULNERABILITA (V) Interventi strutturali di autoprotezione Interventi non strutturali e misure di salvaguardia RIDUZIONE degli elementi a rischio (E) Delocalizzazione dell esistente e Pianificazione La riduzione del danno aumenta la resilienza di un territorio EU, WMO, UN

15 Processi di formazione del deflusso: Il controllo dell infiltrazione per la mitigazione dell afflusso efficace e dell invarianza idraulica Interventi diffusi nei centri urbani: la modifica dell assorbimento dei TETTI (caso di studio Varese ) CN II medio 72 CN II medio 63

16 La gestione del rischio alluvionale per la riduzione della Vulnerabilità (V) Sistemi di Allerta di Piena in tempo reale: sinergia tra modelli metereologici e idrologic Interventi non strutturali di mitigazione: Sistemi di allerta Meteo Idrologica Prevedono un potenziale evento di piena pericoloso con un tempo sufficiente di preavviso a mettere in sicurezza le persone e le cose. (L. n 49/2010 da direttiva n. 2007/60/Ce Valutazione e gestione dei rischi di alluvioni) Piani di protezione civile

17 Interventi non strutturali di mitigazione: previsione meteo idrologica The tools Soil water balance Distributed Hydological model P tot =R+ET eff +D+(θ t+1 -θ t )*Z Energy balance R ET root zone transmission zone d saturated zone Misure al suolo Immagini satellitari Previsioni meteorologiche

18 Modellistica distribuita in continuo con l aggiornamento del contenuto idrico del suolo da satellite : model FEST-EWB - by POLIMI Meteorological data FEST-EWB: Flash flood Event based Spatially distributed rainfall runoff Transformation including Energy - Water Balance Spatial interpolation: Thiessen, IDW Snow Dynamics Soil Parameters Vegetation Parameters Percolation S 0 Surface Runoff Energy fluxes S αs d t St L L H Λ 0 i E LST SM DEM Definition of river network [Mancini phd 90; Montaldo et al., 2007; Rabuffetti et al.,2008; Corbari et al., 2009; Ravazzani et al., 2011; Corbari et al., 2011] Corbari & Mancini, 2014 (JHM) Corbari et al., 2014, (HSJ) LEGEND Subsurface routing ground water Hydrograph Surface flow routing Lakes and reservoires Input Output Process Internal variable

19 Confronto tra Misure satellitari e simulazioni numeriche: (Upper Po river basin, ): land surface temperature, LE Fluxes and SOIL MOISTURE EVAPORAZIONE Corbari & Mancini, 2014 (JHM)

20 Interventi non strutturali di mitigazione: previsione integrata meteo idrologica 20 Il Modello RE-SOL Il nodo idraulico Milanese Ticino 1 Olona W N S 3 E Seveso 5 6 Pusiano Lambro River Tributary Waterways CSNO Lake Milano City River basin 2 7 Villoresi 4 Area (km 2 ) Olona = 208 Seveso = 207 Lambro = 500 Total = 1300 Naviglio Grande Milano Kilometers 8 Naviglio Pavese Adda

21 Commento conclusivo: Ricerca e Mitigazione del rischio UNIVERSITA Pubblica Amministrazione Professionisti Seminario Cso Sist. Bacini Idrogr LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO ALLUVIONALE RICHIEDE CONOSCENZA e ANALISI DELICATE che devono essere richieste e riconosciute! Il ruolo della ricerca e dello sviluppo tecnologico Italiano nel settore va valorizzato e messo alla prova dalle Istituzioni!