AGENZIA INTERREGIONALE PER IL FIUME PO

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1 MODULO 2 FORMAZIONE DELLA PIENA (AFFLUSSI E DEFLUSSI) ALCUNI CONCETTI E TERMINI DI IDRAULICA FLUVIALE DIFESA DALLE PIENE: TIPOLOGIA DI INTERVENTI Interventi strutturali (modificano le caratteristiche degli eventi di piena e del territorio) Interventi non strutturali (riducono l entità dei danni conseguenti alle piene senza intervenire sulle caratteristiche della corrente o del bacino)

2 Il ciclo idrologico AGENZIA INTERREGIONALE PER IL FIUME PO

3 Afflussi e deflussi La trasformazione afflussideflussi serve per: integrare le osservazioni; prevedere il risultato di interventi da effettuare sul bacino; prevedere i deflussi futuri.

4 Afflussi e deflussi

5 TERMINOLOGIA DI IDRAULICA FLUVIALE: Idrogramma di piena Altezza idrometrica Volume di piena Laminazione Tempo di ritorno

6 PORTATA IN UNA SEZIONE ed in dato istante [m 3 /s]: volume di acqua che attraversa la sezione durante l unità di tempo che comprende quell istante. PIENA DI UN CORSO D ACQUA: particolare stato idrometrico caratterizzato dalla occupazione della sezione di deflusso del corso stesso in misura eccedente un prefissato valore di altezza idrometrica. IDROGRAMMA DI PIENA Fonte: Luigi Da Deppo, Claudio Datei e Paolo Salandin: Sistemazione dei corsi d acqua II edizione Edizioni Libreria Cortina Padova 1997

7 DEFINIZIONI: Altezza idrometrica o tirante h

8 ALTEZZA IDROMETRICA: altezza del livello liquido rispetto al fondo dell alveo o allo zero idrometrico. SCALA DELLE PORTATE: è una curva, riportata in un diagramma, avente in ascissa i valori di portata e nell asse delle ordinate le corrispondenti altezze idrometriche. Quindi, basta misurare le altezze idrometriche per ottenere immediatamente, dalla scala delle portate, il valore di portata corrispondente. (Cambia nel tempo, influenzata da rigurgiti, richiami, erosione, depositi, ecc..)

9 ALTEZZA IDROMETRICA Le altezze idrometriche si misurano mediante gli idrometri e gli idrometrografi: IDROMETRI: Sono delle aste graduate su cui si possono misurare le altezze idrometriche a partire da uno zero idrometrico fissato. Convenzionalmente un operatore legge l altezza sull asta idrometrica e la riporta su un registro. IDROMETROGRAFI: Sono degli idrometri registratori. Sono costituiti da un galleggiante collegato ad una puleggia a sua volta collegata (eventualmente per il tramite di un ulteriore puleggia) ad un pennino che scrive su un nastro. Gli idrometrografi possono misurare il picco di piena (ovvero la portata al colmo di piena). Oggi per lo più registrano su memoria digitale. IDROMETRI AD ULTRASUONI: Installazione in passerella. Misurano l altezza sulla base del tempo impiegato dagli ultrasuoni nel percorso dall apparecchio al pelo libero e ritorno. Le altezze idrometriche sono misurate rispetto allo zero idrometrico, di cui si conserva la posizione rispetto ai capisaldi, nel caso gli apparecchi vengano travolti da un evento di piena.

10 ALTEZZA IDROMETRICA IDROMETRI: Altezza idrometrica (Piena 2000 )+ 6,43 Altezza idrometrica (Piena 1994 )+ 6,10

11 ALTEZZA IDROMETRICA IDROMETRI AD ULTRASUONI: Marco La Veglia Gussola (CR) 9 giugno 2010

12 TEMPO DI RITORNO [anni]: numero d anni in cui l evento considerato può essere, in media superato od eguagliato. VOLUME DI PIENA [m 3 ]: area sottesa all idrogramma. VOLUME DI PIENA

13 Un problema di moto vario interessante da risolvere dal punto di vista idrologico è quello della propagazione della portata, ossia come l idrogramma di onda (Q-t) si modifica via via che l onda percorre un tratto di fiume. Questo problema si può affrontare mediante la risoluzione delle equazioni di De Saint-Venant oppure attraverso metodi più semplici. Fonte: UniBo - Dipartimento di Scienze della Terrra e Geologico-Ambientali 2008

14 La propagazione della portata lungo il corso del fiume modifica la forma dell idrogramma, riportando su un grafico l onda di una piena in due sezione di monte e di valle di un tronco di fiume, si può notare oltre ad un prevedibile ritardo anche un importante effetto chiamato laminazione che produce l abbassamento del picco dell onda e lo spanciamento dell onda. Onda di piena Abbassamento del picco + Spanciamento dell onda = Laminazione dell onda

15 LAMINAZIONE: è l attenuazione e il ritardo del valore del colmo della portata quando un onda di piena in un corso d acqua incontra, nella sua propagazione verso valle, la possibilità di espansione e d invaso. Fonte: Luigi Da Deppo, Claudio Datei e Paolo Salandin: Sistemazione dei corsi d acqua II edizione Edizioni Libreria Cortina Padova 1997 Fonte: Ugo Maione: Le casse d espansione

16 DIFESA DALLE PIENE: TIPOLOGIA DI INTERVENTI 1) INTERVENTI STRUTTURALI: modificano le caratteristiche degli eventi di piena e del territorio: Provvedimenti estensivi Provvedimenti intensivi Difesa diretta Difesa indiretta. 2) INTERVENTI NON STRUTTURALI: riducono l entità dei danni conseguenti alle piene senza intervenire sulle caratteristiche della corrente o del bacino. Marco La Veglia Gussola (CR) 9 giugno 2010

17 Fonte: Vito Ferro: La sistemazione dei bacini idrografici II edizione McGraw-Hill 2006

18 Opere strutturali Sistemazione per scavo e per arginatura del corso d acqua a) Sistemazione per scavo b) Sistemazione per arginatura

19 Opere strutturali Sistemazione per scavo fiume Adda in comune di Rivolta d Adda (CR)

20 Opere strutturali Sistemazione per scavo fiume Cherio in comune di Entratico (BG)

21 ARGINATURE: aumentano la capacità idraulica del tratto di fiume arginato per proteggere i territori attigui. Lato fiume Lato campagna

22 ARGINATURE: aumentano la capacità idraulica del tratto di fiume arginato per proteggere i territori attigui

23 La linea di saturazione (superficie libera del moto filtrante) deve essere tenuta lontano dal paramento di valle. E necessario allungare i percorsi idrici.

24 La linea di saturazione (superficie libera del moto filtrante) deve essere tenuta lontano dal paramento di valle. E necessario allungare i percorsi idrici.

25 MECCANISMI DI ROTTURA il sormonto (superamento dell evento di progetto con annullamento del franco) lo scalzamento l'erosione della scarpata lo slittamento il sifonamento

26 FATTORI NEGATIVI PER LA SICUREZZA ARGINALE Le cavità create da animali che scavano le tane e le radici marcite degli alberi costituiscono linee di flusso che favoriscono il sifonamento

27 FATTORI NEGATIVI PER LA SICUREZZA ARGINALE La difesa degli argini può ottenersi stendendo, dopo riprofilatura, sulla scarpata lato fiume una rete (meglio se di acciaio inox) con maglia 6X6 o 8x8 cm 2 ben ancorata in testa ed al piede. La rete è poi ricoperta con zollatura nella parte fuori acqua. L'ancoraggio in testa avviene con la formazione di una trincea di sezione circa 40x40 cm2 sul cui fondo la rete viene ancorata con un picchetto f 12 mm/m e lungo 80 cm; la trincea è poi riempita con terreno di scavo. Fonte: Luigi Da Deppo, Claudio Datei :Manuale sulla difesa dalle esondazioni e sulla chiusura delle rotte arginali Edizioni Progetto Padova 2011

28 Gualtieri Infiltrazione (RE) Rotta diffusa Torrioni Caselle torrente Landi (LO) Crostolo Po rigurgito Po 1951 ROTTE ARGINALI Arginello golenale Casalmaggiore (CR) piena Po 1994

29 IL SISTEMA DI DIFESA DELLE PIENE DEL PO Arginatura continua che limita il territorio entro il quale il Po può esondare : costituita da rilevati in terra la cui continuità è garantita o da arginature di rigurgito lungo gli affluenti principali, o da opere di disconnessione idraulica (chiaviche) alla foce degli affluenti secondari, sottoposta a continua manutenzione, adeguamento, rinforzo. Argine Maestro; Argine golenale; Golena; Golena aperta o indifesa; Golena chiusa o difesa; Argine di rigurgito; Chiavica; Fonte: Luigi Da Deppo, Claudio Datei e Paolo Salandin: Sistemazione dei corsi d acqua II edizione Edizioni Libreria Cortina Padova 1997

30 GOLENA: porzione di territorio perifluviale che è destinata a essere invasa dalle piene di un corso d acqua, ovvero la parte, che insieme all alveo attivo forma l alveo di piena. Golena aperta Golena chiusa

31 GOLENA: porzione di territorio perifluviale che è destinata a essere invasa dalle piene di un corso d acqua, ovvero la parte, che insieme all alveo attivo forma l alveo di piena.

32 CHIAVICHE opere di disconnessione idraulica alla foce degli affluenti secondari, sottoposta a continua manutenzione, adeguamento, rinforzo. AGENZIA INTERREGIONALE PER IL FIUME PO

33 DISTANZE MINIME DALLE ARGINATURE (Testo Unico del 25 luglio 1904 n. 523) Fonte: Luigi Da Deppo, Claudio Datei e Paolo Salandin: Sistemazione dei corsi d acqua II edizione Edizioni Libreria Cortina Padova 1997

34 ARGINI E DIFESE SPONDALI ARGINE DIFESE DELL ALVEO fiume Po in comune di Caselle Landi (LO)

35 Diversivi e scolmatori Scopo: derivare a monte della zona da proteggere parte dell acqua pemanentemente (diversivi) o solo in caso di piena (scolmatori) in un altro corso di acqua

36 Diversivi e scolmatori Scopo: derivare a monte della zona da proteggere parte dell acqua pemanentemente (diversivi) o solo in caso di piena (scolmatori) in un altro corso di acqua

37 Casse di espansione Capacità utile nella quale viene immagazzinata una parte del volume idrico corrispondente all onda di piena in arrivo. Il volume viene restituito al corso d acqua con una portata che non crei disturbo a valle. Entra in funzione SOLO in caso di piena e con modalità Cassa di espansione fiume Belbo nei comuni di Canelli (AT) e S.Stefano Belbo disposte da un Protocollo di (CN) Gestione (L.R. 8/1998). Cassa di espansione fiume Parma a Molino di Malandriano (PR)

38 INTERVENTI NON STRUTTURALI

39 FLOOD PROOFING: insieme di azioni di adattamento degli edifici, in generale delle strutture, che possono essere applicate per ridurre i danni conseguenti alle piene. Azioni permanenti: SOPRAELEVARE: realizzazione delle costruzioni a quota più elevata del piano campagna UTILIZZO BUONI MATERIALI DA COSTRUZIONI meno suscettibili ai ad anni dovuti al passaggio di acqua e fango RIALLOCARE delocalizzare abitazioni, attività economiche Azioni contingenti: CHIUSURA DI APERTURE IMPERMEABILIZZAZIONI PARETI Azioni di emergenza: PROTEZIONE CON SACCHETTI DI SABBIA, PANNELLI DI LEGNO