La difesa di un comprensorio dalle piene rappresenta un tipico esempio di pianificazione a scala di bacino.

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1 LA DIFESA DALLE PIENE:UN PROBLEMA DI PIANIFICAZIONE A SCALA DI BACINO Parte del materiale didattico seguente proviene dal sito del DipartimentoTerritorio e Sistemi Agroforestali (TESAF) dell Università di Padova La difesa di un comprensorio dalle piene rappresenta un tipico esempio di pianificazione a scala di bacino. Infatti, soluzioni locali del problema non inserite in una logica pianificatoria sono destinate a spostare il problema da un punto all altro del bacino. La figura descrive un esempio tipico: A: il problema: il centro urbano è soggetto ad allagamenti; B: 1 soluzione: si attua un sovralzo arginale. La soluzione trasferisce il problema a valle, dove il tronco fluviale non è caratterizzato dalla capacità di portata richiesta. C: 2 soluzione: si costruisce una cassa di espansione. Tale soluzione consente la salvaguardia globale del corso d acqua e del suo bacino A B C

2 RISCHIO IDRAULICO: DEFINIZIONE FORMALE SCHEMA FORMALE DI DEFINIZIONE DI RISCHIO NATURALE (UNESCO) TERMINOLOGIA: -pericolosita (hazard H): probabilità che un fenomeno potenzialmente distruttivo si verifiche in un dato tempo ed in una data area. - elementi a rischio (E) popolazione, proprietà, attività economiche, esposti a rischio in una data area - vulnerabilità (vulnerability, V) grado di perdita prodotto su un certo elemento esposto a rischio risultante dal verificarsi di un fenomeno naturale di una certa intensità - rischio specifico (specific risk R s ) grado di perdita associato ad un particolare fenomeno naturale (R s =H V) - rischio totale (total risk R) atteso numero di perdite umane, feriti, danni alla proprietà etc. in conseguenza di un particolare fenomeno naturale (R=H V E= R s E)

3 RISCHIO IDRAULICO pericolosita definisce le caratteristiche del fenomeno fisico E definita sulla base del tempo di ritorno oppure del rischio intrinseco (probabilità che x(t) venga superata una o più volte in N anni) La pericolosità di queste aree è legata al tempo di ritorno Con cui si verifica esondazione P N [ x ( T )] = T N vulnerabilità si riferisce alle caratteristiche di uso del suolo nell area esposta a rischio La vulnerabilità di queste aree è minore di quella delle aree con costruzioni

4 Pericolosità idraulica La pericolosità idraulica si differenzia in quattro classi così definite: Classe P4: a pericolosità molto elevata, in corrispondenza delle aree allagate per piena con T = 50 anni; Classe P3: a pericolosità elevata, in corrispondenza delle aree allagate per piena con T = 200 anni, con altezza d acqua 0,9 m per qualunque velocità della corrente, con altezza d acqua < 0,9 m per velocità 2 ms -1 ; Classe P2: a pericolosità media, in corrispondenza delle aree allagate per piena con T = 200 anni, altezza d acqua < 0,9 m, se la velocità della corrente è < di 2 ms -1 ; Classe P1: a pericolosità moderata, in corrispondenza delle aree allagate per piena con T = 500 anni.

5 Danno: è associato al concetto di vulnerabilità e al numero di elementi a rischio Il danno si differenzia in quattro classi così definite: Classe D4: danno potenziale altissimo: su tali aree fenomeni di esondazione possono provocare ingenti danni ai beni e perdita di vite umane; Classe D3: danno potenziale alto: su tali aree fenomeni di esondazione possono provocare danni per la funzionalità del sistema economico e problemi all incolumità delle persone; Classe D2: danno potenziale medio: su tali aree è limitata la presenza di persone e sono limitati gli effetti che possono derivare al tessuto socioeconomico; Classe D1: danno potenziale basso: comprende le aree libere da insediamenti che consentono il libero deflusso delle piene.

6 Danno: metodologie per la determinazione La determinazione del grado di danno è eseguita in funzione delle zone omogenee del PRG in rapporto alle categorie di uso del suolo: Questo metodo di classificazione è stato ricavato utilizzando una procedura proposta dalla Regione Lombardia

7 Rischio idraulico: classificazione R1: rischio moderato, per il quale sono possibili danni sociali ed economici ai beni ambientali e culturali marginali; R2: rischio medio, per il quale sono possibili danni minori agli edifici, alle infrastrutture e ai beni ambientali e culturali che non pregiudicano l incolumità delle persone, l agibilità degli edifici e la funzionalità delle attività socio-economiche; R3: rischio elevato, per il quale sono possibili problemi per l incolumità delle persone, danni funzionali agli edifici, con conseguente inagibilità degli stessi, alle infrastrutture e ai beni ambientali e culturali, con l interruzione delle funzionalità socio-economiche; R4: rischio molto elevato, per il quale sono possibili la perdita di vite umane e lesioni gravi alle persone, danni gravi agli edifici, alle infrastrutture e ai beni ambientali e culturali e la distruzione delle funzionalità delle attività socio-economiche.

8 Rischio idraulico Procedura di formazione della carta del rischio idraulico Danno Pericolosità D1 D2 D3 D4 P1 R1 R1 R2 R2 P2 R1 R2 R2 R3 P3 R2 R2 R3 R4 P4 R3 R3 R4 R4 Come influisce il livello di rischio sul P.R.G?: Le aree caratterizzate da un livello di rischio R1 o R2 possono ritenersi compatibili con il P.A.I., le aree con livello di rischio R3 o R4 non sono compatibili, e in tali aree dovranno essere escluse nuove edificazioni o individuate e attuate misure di mitigazione del rischio per renderle compatibili.

9 RISCHIO IDRAULICO Una situazione di rischio inaccettabile risulta da: - un certo livello di vulnerabilità; - da un livello di pericolosità inaccettabile. La mitigazione del rischio si attua operando su questi due termini (mitigando la pericolosità e/o la vulnerabilità)

10 MITIGAZIONE DEL RISCHIO ASSOCIATO AL VERIFICARSI DEI FENOMENI DI PIENA Mitigazione del rischio di piena Mitigazione del rischio di piena: insieme di provvedimenti, di tipo strutturale e non, atti a ridurre la frequenza e l impatto degli eventi alluvionali a limiti compatibili con le caratteristiche socio-economiche dei territori da difendere. provvedimenti strutturali (provvedimenti che riducono la pericolosità dell evento) progettazione di opere intese a ridurre le portate provenienti dal bacino a monte, fino a valori compatibili con le capacità di convogliamento degli alvei soggetti ad esondazione. - costruzione di dighe, casse di espansione, vasche di accumulo; - costruzione di diversivi e scolmatori; - sfruttamento delle capacità di invaso di tetti e giardini pubblici e provvedimenti miranti all aumento della capacità di infiltrazione dei suoli progettazione di opere intese ad aumentare la capacità di convogliamento degli alvei allo scopo di renderli idonei a contenere le portate fluviali corrispondenti a prefissati valori di rischio - sistemazione d alveo; - miglioramento del letto fluviale; - rettifiche; - arginature.

11 MITIGAZIONE DEL RISCHIO ASSOCIATO AL VERIFICARSI DEI FENOMENI DI PIENA Mitigazione del rischio di piena: provvedimenti non strutturali (provvedimenti che riducono la vulnerabilità o il valore degli elementi esposti al rischio) Tali misure sono rappresentate da interventi atti a prevenire o ridurre i danni conseguenti all evento di piena, senza costruzione di opere che interferiscono con il deflusso delle acque. Provvedimenti di tipo amministrativo destinati a disciplinare la destinazione d uso del suolo di un territorio tramite l introduzione di vincoli e restrizioni fortemente correlati con le caratteristiche idrogeologiche del corso d acqua e delle aree confinanti e, più in generale, con il modello di sviluppo previsto per il territorio interessato. Provvedimenti intesi a modificare l impatto delle inondazioni sugli individui e sulle comunità, tramite campagne di informazione che abituino la popolazione a convivere con tali sinistri. Provvedimenti intesi a realizzare sistemi di preavviso di piena, con diffusione dell allarme alla popolazione e organizzazione e gestione dell emergenza Tali provvedimenti sono subordinati all individuazione delle aree vulnerabili

12 REALIZZAZIONE DELLE CARTE DELLA PERICOLOSITA DI ESONDAZIONE E DI INONDAZIONE La redazione delle carte di pericolosità di esondazione e di inondazione è fondamentale per consentire un opportuna pianificazione territoriale. Esondazione: legata alla piovosità, al bacino contribuente, alla natura e stato dell alveo e delle arginature Inondazione: condizionata alla prima, ma ha insiti altri fattori di pericolosità locale e dipende quindi anche dalla distanza dal corso d acqua e dall esistenza di vie di fuga dell acqua stessa. Valutazione in 2 fasi: 1. Fase di tipo statistico: viene valutata la probabilità di superamento di un valore di portata caratteristico, determinato per via idraulica, del tratto di corso d acqua in esame e tale da provocare il superamento degli argini (esondabilità) Funzione di: 1) regime piovoso; 2) geomorfologia ed uso del suolo del bacino a monte; 3) caratteristiche idrauliche alveo 2. Fase di tipo idraulico: viene valutata la maggiore o minore capacità di smaltimento delle acque del territorio circostante (inondabilità) Si utilizzano modelli idraulici mono- e bi-dimensionali per determinare i tre elementi essenziali per la valutazione di possibili danni: tirante, velocità, tempo di permanenza.

13 VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO Climate Characteristics Tipico flusso di calcolo per la valutazione del rischioidraulico - modello idrologico + modello idraulico; - valutazione dell uso del suolo; - valutazione del livello di pericolosità e di vulnerabilità; - valutazione del rischio. HYDROLOGY + HYDRAAULICS (Analysing Flood Risk) Characteristics of Catchment/ Stream/ Floodplain System FLOOD FLOW ESTIMATES FLOOD LEVEL ESTIMATES Other Flood Characteristics Flood Probabilities Water Resource Development + Use Agricultural Land Use Urban / Industrial Development Flood Vulnerability Flood Hazard FLOOD RISK Socio-Economic Values, Environmental Values, Regulatory Provisions, Community Attitudes FPM Goals Floodplain Management Strategies, Flood Design FLOODPLAIN MANAGEMENT (Managing Flood Risk)

14 VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO ESEMPIO: VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA E DEL RISCHIO PER IL BACINO DEL FIUME TANARO Analisi statistica delle precipitazioni e definizione Definizione del bacino e della sua morfologia delle zone pluviometriche omogenee (regionalizzazione)

15 VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO ESEMPIO: VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA E DEL RISCHIO PER IL BACINO DEL FIUME TANARO Valutazione della pericolosità Valutazione del rischio totale

16 PERIMETRAZIONE DELLE AREE ESONDABILI Terminologia per la definizione delle aree esondabili per diversi intervalli di tempo di ritorno (10 e 100 anni) Metodologia: - viene generata, tramite analisi statistica delle precipitazioni e modellazione afflussi-deflussi, l idrogramma di piena marcato dal convenuto tempo di ritorno; - tramite un modello idraulico monoo bi-dimensionale viene individuata l area interessata dal moto dell acqua. Vengono individuati inoltre i valori di tirante idraulico, velocità dell acqua e tempo di permanenza poi utilizzati per la valutazione del rischio.

17 Realizzazione di mappe di indivuazione degli elementi a rischio Base + Topography + = Flood Data Mappa degli elementi a rischio

18 VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO Planimetrazione dell area interessata dall inondazione per una piena marcata da tempo di ritorno pari a 100 anni. I modelli idraulici utilizzati nell ambito di tali procedure vengono validati confrontando le mappe di inondazione, generate con il loro ausilio per eventi noti, con l estensione dell inondazione osservata in occasione di tali eventi.

19 VALIDAZIONE DEI MODELLI DI INONDAZIONE - 1 E possibile effettuare una verifica dell accuratezza delle simulazioni ottenibili dai modelli di simulazione delle aree esondate. A tal fine vengono acquisite (per specifici eventi di inondazione - qui viene proposto l evento di inondazione sul fiume Mosa nel gennaio 1995) immagini SAR (Synthetic Aperture Radar) di estensione delle aree occupate dalle acque tramite satellite ERS-1. Queste valutazioni vengono successivamente confrontate con quelle ottenute da modello.

20 VALIDAZIONE DEI MODELLI DI INONDAZIONE - 2 Confronto fra immagini SAR di estensione dell area inondata e simulazioni ottenute da modello idraulico

21 LA VALUTAZIONE DELLE FASCE DI PERTINENZA FLUVIALE La fascia di pertinenza fluviale rappresenta un importante strumento per l attuazione dei piani di bacino. La sua definizione consente la programmazione delle azioni di intervento di natura idraulica e di vincoli di regolamentazione dell uso del suolo aventi lo scopo di conseguire un assetto del sistema corso d acqua compatibile con la sicurezza idraulica e con la salvaguardia delle componenti ambientali. Definizione: (Progetto PO, 1993)...è la porzione di territorio costituita dalle aree, all interno della regione fluviale intesa in senso lato, la cui struttura e connotazione sono determinate dai fenomeni morfologici, idrodinamici e naturalistico-ambientali connessi al regime idrologico del corso d acqua, con riferimento al particolare assetto (scenario ambientale di riferimento) assunto come obiettivo. Si individua sulla base dei seguenti elementi: - l insieme delle divagazioni dell alveo inciso del corso d acqua storicamente accertate, quale indicatore della storia e della tendenza evolutiva dell alveo; - l estensione dell alveo di piena per eventi di gravosità medio-alta; - le aree a caratteristiche naturali strettamente connesse all ambiente fluviale.

22 ESEMPIO: VALUTAZIONE DELLE FASCE DI PERTINENZA FLUVIALE DEL FIUME PO Vengono individuate tre fasce di pertinenza fluviale Fascia A: fascia di deflusso della piena: garantire il deflusso della piena di riferimento, evitando che si provochino ostacoli allo stesso, si produca un aumento dei livelli idrici e si interferisca negativamente sulle condizioni di moto; consentire, ovunque non controllata da opere idrauliche, la libera divagazione dell alveo inciso, assecondando la naturale tendenza evolutiva del corso d acqua; garantire la tutela/recupero delle componenti naturali dell alveo, soprattutto per quelle parti funzionali a evitare il manifestarsi di fenomeni di dissesto (vegetazione spondale e ripariale per la stabilità delle sponde e il contenimento della velocità di corrente, componenti morfologiche connesse al mantenimento di ampie sezioni di deflusso); Fascia B: fascia di esondazione: garantire il mantenimento delle aree di espansione naturale per la laminazione della piena; controllare ed eventualmente ridurre la vulnerabilità degli insediamenti e delle infrastrutture presenti; garantire il mantenimento/recupero dell ambiente fluviale e la conservazione dei valori paesaggistici, storici, artistici e culturali; Fascia C: fascia di inondazione per piena catastrofica: segnalare le condizioni di rischio idraulico ai fini della riduzione della vulnerabilità degli insediamenti in rapporto alle funzioni di protezione civile, soprattutto per la fase di gestione dell emergenza

23 ESEMPIO: VALUTAZIONE DELLE FASCE DI PERTINENZA FLUVIALE DEL FIUME PO METODOLOGIA DI INDIVIDUAZIONE DELLE FASCE Fascia A: porzione dove fluisce 80% della portata marcata da 200 anni di tempo di ritorno (Q200) Fascia B: il limite della fascia si estende fino al punto in cui le quote naturali del terreno sono superiori ai livelli idrici corrispondenti alla portata Q200 Fascia C: massima piena registrata, se corrisponde ad un tempo di ritorno superiore a 200 anni, o, in assenza di essa, la piena marcata da 500 anni di tempo di ritorno.

24 ESEMPIO: VALUTAZIONE DELLE FASCE DI PERTINENZA FLUVIALE DEL FIUME PO Pianificazione territoriale all interno delle fasce di pertinenza fluviale Fascia A: - vietate le attività di trasformazione dello stato dei luoghi, l installazione di impianti dismaltimento dei rifiuti - consentiti i cambi colturali, gli interventi volti alla ricostituzione degli equilibri naturali alterati, le occupazioni temporanee, i prelievi manuali di ciottoli non superiori ai 150 m³ annui, la realizzazione di accessi per natanti alle cave in golena, i depositi temporanei connessi ad attività estrattiva e il miglioramento fondiario. Fascia B: Sono vietati gli interventi che comportino una riduzione apprezzabile o una parzializzazione della capacità di invaso, l installazione di impianti di smaltimento dei rifiuti (incluse discariche, depositi a cielo aperto di materiali o di rifiuti di qualsiasi genere) e interventi/strutture che tendano a orientare la corrente verso argini esistenti. Fascia C: Si richiamano le competenze e le responsabilità relative alla predisposizione dei piani di protezione civile ai sensi della legge n. 225/92. Si riconosce alle Regioni e agli Enti locali, attraverso gli strumenti di pianificazione territoriale e urbanistica, la facoltà di regolamentare le attività consentite, i limiti e i divieti per i territori ricadenti nella Fascia C.