REGIONALIZZAZAIONE DELLE PRECIPITAZIONI: LE APPLICAZIONI

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1 REGIONALIZZAZAIONE DELLE PRECIPITAZIONI: LE APPLICAZIONI Alessandro SANTUCCI Regione Toscana Seminario RISCHIO ALLUVIONI IN TOSCANA: PRECIPITAZIONI ED EFFETTI AL SUOLO Firenze, Firenze, aprile aprile

2 Argomenti Applicativo per l utilizzo delle Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica (LSPP) Aggiornamento 2012 Alcuni esempi computazionali (due metodi a confronto) Evento Albegna novembre 2012 Evento Arno e Cecina gennaio 2014 Osservazioni finali A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 2

3 Applicativo per l utilizzo delle Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica (LSPP) Utilizzo degli strati informativi in forma matriciale (ASCII Grid) che contengono i valori di pioggia di progetto sull intera regione per determinate durate (1,3,6,12,24 h) e prefissati tempi di ritorno Sviluppo di un applicativo su piattaforma web ( per la fornitura del valore delle altezze di pioggia di assegnato tempo di ritorno secondo le nuove LSPP (con dati aggiornati al 2012) da calcolarsi sia su elementi areali (es. bacino/sottobacino idrografico/comune/ ) sia su entità puntuale (es. stazione pluviometrica) A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 3

4 Guida all uso Per calcolare l altezza di pioggia di progetto, ad esempio, su un bacino idrografico, una volta scelto il tempo di ritorno, è possibile utilizzare la metodologia di seguito riportata Per un bacino idrografico si usa t=t cr (tempo critico), solitamente considerato pari al tempo di corrivazione t c. È possibile quindi trovare l altezza di pioggia in ogni cella tramite la relazione: h(t) = a * t n c con: h = altezza di pioggia [mm]; t c = tempo di corrivazione [ore], a, n parametri caratteristici La stima dell altezza di pioggia con l equazione sopra riportata può essere effettuata tramite software GIS con un tool tipo Raster Calculator Una volta trovata l altezza di pioggia h in ogni cella, per la durata e il tempo di ritorno stabilito, è sufficiente calcolare il valore medio sul bacino idrografico A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 4

5 Applicativo per l utilizzo delle LSPP A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 5

6 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta del tempo di ritorno (2,5,10,20,50,100,150,200,500 anni) Scelta della durata della pioggia (1,3,6,12,24 ore) Scelta del tipo di entità spaziale (punto/stazione/area) su cui calcolare valori estremi di altezza di pioggia A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 6

7 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta di una stazione (entità puntuale) su cui calcolare il valore di pioggia di progetto A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 7

8 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta di un punto su cui calcolare il valore di pioggia di progetto Una volta noti i parametri a e n della LSPP per i tempi di ritorno fissati è possibile calcolare l altezza di pioggia di durata desiderata in ogni punto della Regione Toscana Utilizzo dei parametri a e n della LSPP - Note le coordinate (secondo un CRS es. Gauss-Boaga) del punto di cui si vuol conoscere l altezza di pioggia, l applicativo fornisce sia i valori dei parametri caratteristici a e n della LSPP sia valori estremi di altezza di pioggia nella cella in cui il punto ricade A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 8

9 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta del tipo di elemento areale (entità poligonale) su cui calcolare il valore medio di pioggia di progetto A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 9

10 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta dell elemento areale su cui calcolare il valore medio di pioggia di progetto: Zona di allerta A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 10

11 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta dell elemento areale su cui calcolare il valore medio di pioggia di progetto: Bacino sotteso idrometro di (scelta idrometro) A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 11

12 Applicativo per l utilizzo delle LSPP Scelta dell elemento areale su cui calcolare il valore medio di pioggia di progetto: Bacino AdB A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 12

13 Premessa metodologica Esempi computazionali Nuove LSPP (aggiornamento dei dati 2012): h = a * t n Vecchie LSPP (aggiornamento dei dati 2002): h = a * t n * T r m h = altezza di pioggia in mm t = durata della pioggia in ore T r = tempo di ritorno in anni a,n,m = parametri caratteristici A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 13

14 RISCHIO ALLUVIONI IN TOSCANA: PRECIPITAZIONI ED EFFETTI AL SUOLO Firenze 22 Aprile 2015 Esempi computazionali: evento Albegna 2012 Mappa di distribuzione della pioggia per la durata dell intero evento (h09:00 del 11/11/2012 h01:00 del 13/11/2012) A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 14

15 Esempi computazionali: evento Albegna 2012 Pluviogrammi delle piogge orarie e cumulate relative all intero evento Caratteristiche della pioggia Pmedia = 230 mm (zone allerta D3-F1- F2-F3-F4) Pmax = 415 mm (registrata nel pluviometro di S. Donato - bacino Albegna) Pmax (1h) = 67.4 mm [S. Donato] Pmax (3h) = 98.6 mm [S. Donato] Pmax (6h) = mm [S. Donato] Pmax (12h) = mm [S. Donato] Pmax (24h) = mm [S. Donato] NB: nella provincia di Grosseto sono caduti in 40 ore cumulati massimi superiori a 400 mm, in particolare nella parte più meridionale della provincia (bacino dell Albegna [~1000 kmq] e del Fiora [~900 kmq]); i cumulati annuali medi registrati negli ultimi 15 anni per tale provincia risultano essere circa 800 mm/anno A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 15

16 Esempi computazionali: evento Albegna 2012 I tempi di ritorno della pioggia (LSPP agg h = a*t n *T r m ) Stazione Max 1h -> D max 1h Max 3h -> D max 3h Max 6h -> D max 6h Max 12h -> D max 12h Max 24h -> D max 24h Tr 1h Tr 3h Tr 6h Tr 12h Tr 24h S. Donato G 67,4 12/11/ ,6 12/11/ ,4 12/11/ ,2 11/11/ ,0 11/11/ ,1 81,4 168,7 >500 >500 Poggio Perotto G 55,2 12/11/ ,8 12/11/ ,6 12/11/ ,6 11/11/ ,6 11/11/ ,7 > ,4 >500 >500 Pomonte G 43,4 12/11/ ,4 11/11/ ,8 11/11/ ,0 11/11/ ,2 11/11/ ,5 53,4 237,6 >500 >500 Usi G 39,2 12/11/ ,2 12/11/ ,4 11/11/ ,8 11/11/ ,0 11/11/ ,8 32,6 104,6 412,6 >500 Magliano G 41,8 12/11/ ,0 12/11/ ,0 11/11/ ,6 11/11/ ,0 11/11/ ,3 39,5 79,1 499,2 >500 Manciano G 39,4 11/11/ ,6 11/11/ ,8 11/11/ ,8 11/11/ ,8 11/11/ ,5 50,6 206,4 365,8 >500 Pitigliano G 30,0 11/11/ ,4 11/11/ ,2 11/11/ ,0 11/11/ ,8 11/11/ ,8 141,6 >500 >500 Santa Fiora G 32,0 12/11/ ,0 12/11/ ,8 11/11/ ,8 11/11/ ,2 11/11/ ,1 24,4 57,8 >500 >500 Roccalbegna G 42,2 12/11/ ,4 12/11/ ,8 12/11/ ,2 11/11/ ,6 11/11/ ,3 48,7 229,6 >500 Cana G 31,0 12/11/ ,8 12/11/ ,8 12/11/ ,8 11/11/ ,6 11/11/ , ,3 202,5 >500 Capanne G 33,4 12/11/ ,6 11/11/ ,2 11/11/ ,0 11/11/ ,4 11/11/ ,5 101,5 245,4 >500 Torricelle G 40,6 12/11/ ,6 11/11/ ,8 12/11/ ,8 11/11/ ,8 11/11/ ,5 12,1 95,1 >500 >500 Baccinello G 35,6 12/11/ ,2 12/11/ ,8 12/11/ ,6 11/11/ ,6 11/11/ , ,3 >500 Granaione G 40,4 12/11/ ,4 12/11/ ,4 12/11/ ,6 12/11/ ,6 11/11/ ,2 76,5 83,5 390,4 >500 Ponte Tura G 34,6 12/11/ ,6 12/11/ ,2 12/11/ ,2 12/11/ ,6 11/11/ ,2 32,4 65,3 >500 >500 Rispescia G 41,4 12/11/ ,6 12/11/ ,4 12/11/ ,4 12/11/ ,8 11/11/ ,2 27, ,2 >500 A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 16

17 Esempi computazionali: evento Albegna 2012 Confronto tempi di ritorno della pioggia (LSPP2012 vs LSPP2002) OSSERVAZIONI I Tr calcolati puntualmente con set di parametri diversi per piogge di breve durata (1,3,6 ore) mostrano differenze evidenti I Tr di quelle a maggior durata (12, 24 ore) sono pressoché simili A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 17

18 Esempi computazionali: evento Arno e Cecina gennaio 2014 Pluviogrammi delle piogge orarie e cumulate relative all intero evento Caratteristiche della pioggia Pmedia = 84 mm (Aree Meteo B-C-D) Pmax (3h) = 33.8 mm [Gavigno bacino Arno s/bacino Ombrone Pt] Pmax (6h) = 67.2 mm [Gavigno] Pmax (12h) = mm [Gavigno] Pmax (24h) = mm [Gavigno] NB: Si fa presente che i grafici sono stati costruiti tenendo in considerazione le altezze di pioggia misurate in mm e registrate per la durata dell intero evento per un intervallo di tempo di 72 ore che va dalle ore di giovedì 30 gennaio 2014 alle ore 24 di Sabato 01 febbraio 2014 A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 18

19 Esempi computazionali: evento Arno e Cecina gennaio 2014 I tempi di ritorno della pioggia (LSPP agg h = a*t n *T r m ) A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 19

20 Esempi computazionali: evento Arno e Cecina gennaio 2014 I tempi di ritorno della pioggia OSSERVAZIONI In bacini di dimensioni maggiori (sup. bacino Arno ~9000kmq) i Tr calcolati puntualmente con set di parametri diversi (LSPP2002 vs LSPP2012 ) non mostrano differenze evidenti A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 20

21 Osservazioni finali Differenze che riguardano le piogge di breve durata (1,3,6 ore) per uno stesso evento (stessa quantità di pioggia e identica durata) i Tempi di ritorno nuove LSPP << Tempi di ritorno vecchie LSPP I fenomeni precipitativi più intensi e di breve durata sono risultati molto più numerosi che in passato Tali fenomeni risultano essere anche più localizzati L evento che ha interessato il bacino dell Arno (sup. ~9000 kmq) non mette in risalto particolari differenze tra i tempi di ritorno calcolati con set di parametri diversi A. Santucci Regionalizzazione delle precipitazioni: le applicazioni 21