Il rischio idraulico nella città di Roma Seminario tecnico Università degli Studi Roma Tre Dipartimento di Ingegneria

Il rischio idraulico nella città di Roma Seminario tecnico Università degli Studi Roma Tre Dipartimento di Ingegneria Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future Prof. Ing. Guido Calenda guido.calenda@uniroma3.it 11 giugno 2014

ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI ROMA Il rischio dovuto alle inondazioni deve essere valutato considerando due componenti: a) la probabilità delle piene che producono inondazione in funzione della loro intensità, b) il danno che queste piene producono sul territorio per effetto della sua vulnerabilità. Nel caso delle inondazioni del Tevere a Roma una valutazione del danno non è attualmente possibile, perché l area inondabile non è stata ancora definita con l attendibilità necessaria. Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future Prof. Ing. Guido Calenda guido.calenda@uniroma3.it 11 giugno 2014 pag. 2

DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA DEI COLMI DI PIENA DEL TEVERE A ROMA Piene dal 1921 al 1989 Studio delle scale di deflusso con modello stazionario tarato con le misure di portata M. Bencivenga, G. Calenda, C.P. Mancini, Ricostruzione storica delle scale di deflusso delle principali stazioni di misura nel bacino del fiume Tevere, SIMN, 2001) 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 3

Massimi annuali della portata di piena al colmo dal 1921 al 1989 (disponibili misure di portata) demodulazione di Corbara anno portata (m 3 /s) anno portata (m 3 /s) anno portata (m 3 /s) 1921 1103 1943 780 1965 2709 1922 1453 1944 1388 1967 1159 1923 2409 1945 939 1968 1251 1924 1426 1946 1628 1969 1568 1925 1613 1947 2378 1971 592 1926 1124 1948 1712 1972 789 1927 1034 1949 794 1973 797 1928 1660 1950 1062 1974 1086 1929 2057 1951 1576 1975 1505 1930 850 1952 1368 1976 1949 1931 1197 1953 1410 1978 1310 1932 999 1954 1392 1979 1664 1933 1544 1955 955 1980 1369 1934 1907 1956 1479 1981 1009 1935 1728 1957 766 1982 1533 1936 1772 1958 1018 1983 1133 1937 2802 1959 1522 1984 2063 1938 1533 1960 1586 1985 1013 1939 1096 1961 1667 1986 2313 1940 1445 1962 1400 1987 1526 1941 1822 1963 1375 1988 545 1942 1585 1964 1767 1989 457 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 4

VALUTAZIONE DELLE PIENE STORICHE DEL FIUME TEVERE A ROMA Valutazione di tutti i massimi annuali dal 1782 al 1920 Valutazione delle piene storiche eccezionali* dal 1422 al 1870 * Che hanno superato i 16 m all idrometro di Ripetta 5

Piene eccezionali a Roma dal 1000 a.d. anno mese e giorno altezza (m) 1180 gennaio (?) > 16 1230 febbraio 1 > 16 1277 novembre 6 > 16 1310 gennaio (?) > 16 1345 novembre (?) > 16 (?) 1379 novembre 9 17 (?) 1422 novembre 30 17,32 1476 gennaio 8 17,41 1495 dicembre 5 16,88 1514 novembre 13 > 16 1530 ottobre 8 18,95 1557 settembre 15 18,90 1589 novembre 10 > 16 1598 dicembre 24 19,56 1606 gennaio 23 18,27 1637 febbraio 22 17,55 1647 dicembre 24 16,41 1660 novembre 5 17,11 1686 novembre 6 16,00 1805 gennaio 2 16,42 1846 dicembre 10 16,25 1870 dicembre 29 17,22 6

Lapide col segno della piena del 1277 Il vecchio porto di Ripetta 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future Livelli dielle piene storiche su una colonna del porto di Ripetta 7

LA GRANDE INONDAZIONE DEL 1870 INFORMAZIONE DISPONIBILE Rilievo dell alveo da Roma al mare Rilevo della città antica con quote Rilevo del profilo di corrente del fiume fino alla foce Rilievo dei massimi livelli di piena in città Foto storiche delle rive del fiume 8

Rilevo dell alveo (atti del Comitato del 1871) 9

Rilevo della città (1871) Il più antico rilevo quotato esistente 10

Rilevo della città (1871) (dettaglio) 11

Rilievo dell area inondata (atti del Comitato del 1871) 12

Rilievo dell area inondata (dettaglio) 13

Fiume Tevere a Roma (1870) Introduzione delle modifiche nel modello: muraglioni Fiume Tevere a Roma oggi 14

Crollo del Lungotevere degli Anguillara nel dicembre 1900 15

Muraglioni sul Tevere a Roma (1900) Introduzione delle modifiche nel modello: banchine Crollo del Lungotevere degli Anguillara nel dicembre 1900 16

Introduzione delle modifiche nel modello: ponti 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 17

TARATURA DEL MODELLO CON LA GRANDE PIENA DEL 1870 I fase profilo di corrente monodimensionale (1D) attuale: - taratura degli indici di scabrezza usando misure di portata profilo di corrente (1D) del 1870 usando indici di scabrezza modificati per: - l alveo del fiume - l area inondata Prima valutazione della portata attraverso l area inondata 18

17 stage at Ripetta (m) 15 13 11 9 0 1 2 3 4 5 6 7 time (days) GRANDE PIENA DEL 1870 usata per la taratura 19

0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 progressiva (km) 19 18 z (ms.m.) 17 16 15 14 13 12 Ponte dell'industria Ponte Senatorio Ponti Fabricio e Cestio Ponte Sisto Ponte dei Fiorentini Ponte S.Angelo Idrometro di Ripetta 11 rilievo sezioni rilievo profilo modello 10 35,0 35,5 36,0 36,5 37,0 37,5 38,0 38,5 39,0 39,5 40,0 40,5 41,0 41,5 42,0 42,5 43,0 43,5 progressiva (km) Livelli idrici osservati e calcolati nel tratto urbano: Q = 3065 m 3 /s 20

VALUTAZIONE DELLA PORTATA AL COLMO DELLA GRANDE PIENA DEL 1870 II fase Modello bidimensionale (2D) del fiume e dell area urbana Taratura della viscosità turbolenta nell alveo 21

Griglia del modello 22

Griglia georeferenziata: dettaglio dell area urbana

elevations (m s.l.) 20 19 18 17 16 E = 10000 Pa*s E = 5000 Pa*s E = 4000 Pa*s E = 2000 Pa*s Ripetta 1D model at Ripetta 15 14 39,0 39,5 40,0 40,5 41,0 41,5 42,0 42,5 43,0 43,5 distance from the sea (km) Taratura della viscosità turbolenta (E): livelli medi sulla sezione 24

19 observed by Canevari water surface elevation (m s.l.) 18 17 16 15 maximum computed water elevation minimum computed water elevation Ponte Rotto Ponte Cestio Ponte Sisto Ponte dei Fiorentini Ponte S. Angelo Ripetta 14 39 39,5 40 40,5 41 41,5 42 42,5 43 43,5 44 distance fom the sea (km) Profilo idrico modello (2D) e livelli al colmo osservati 25

(a) piena del 1870: livelli idrici (a) velocità (b) Linea nera: limite osservato dell area inondata (b) 26

Piena del 1870 profondità: dal Vaticano a Piazza del Popolo

La portata che transita fuori alveo è trascurabile Piena del 1870 profondità : Panteon e Piazza Navona

Piena del 1870 profondità : Isola Tiberina e Trastevere

Distribuzione delle velocità vicino all Isola Tiberina 30

Primo rilievo dell alveo del Tevere, ad opera di A. Chiesa and B. Gambarini, 1744 a.d.

Primo rilievo dell alveo del Tevere, ad opera di A. Chiesa and B. Gambarini, 1744 a.d. Castel S. Angelo e il suo ponte Isola Tiberina con i ponti Cestio e Fabricio

quote fondo (m s. m.) P. Sisto P. Garibaldi P. Fabricio P. Palatino P. Sublicio P. Testaccio P. Ferroviario P. dell Industria quote fondo (m s. m.) P. Milvio P. Duca d Aosta P. Risorgimento P. Matteotti P. Margherita P. Cavour P. Umberto I P. S. Angelo P. Vitt. Eman. II P. A. Sav. Aosta P. Mazzini Quote fondo del Tevere a Roma: confronto tra le sezioni del 1744, il rilievo del 1870 e quello attuale (2005) 6 4 2 0-2 - 4-6 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 distanza (m) RILIEVI 1744 1871 2005 6 4 2 0-2 - 4-6 6000 7000 8000 9000 10000 distanza (m) 33

Vista del Ponte Rotto (XVIII century) Il ponte Senatorio, crollato durante la piena del 1557 a.d. (A. Dosio)

Mappa di Roma di Leonardo Bufalini, 1551 d.c. 35

Stampa antica I mulini ad acqua Fotografia del tardo 800 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 36

Massimi annuali della portata di piena al colmo dal 1782 al 1920 Muraglioni in costruzione pressoché ultimati anno portata (m 3 /s) anno portata (m 3 /s) anno portata (m 3 /s) anno portata (m 3 /s) 1782 922 1832 1269 1862 1226 1892 1813 1783 2074 1833 1428 1863 2235 1893 1396 1784 2142 1834 547 1864 1387 1894 925 1785 1757 1835 1568 1865 1364 1895 1364 1786 2046 1836 1974 1866 1507 1896 1777 1787 1204 1837 1522 1867 1664 1897 1291 1788 1486 1838 1862 1868 1269 1898 1675 1789 2096 1839 1605 1869 1696 1899 1707 1790 632 1840 964 1870 3088 1900 3106 1791 1416 1841 1683 1871 1665 1901 1645 1792 1519 1842 1116 1872 1548 1902 2293 1793 1747 1843 2343 1873 1854 1903 2127 1794 710 1844 1916 1874 1459 1904 1465 1795 1764 1845 2060 1875 1847 1905 2171 1796 1430 1846 2695 1876 1498 1906 1169 1797 1773 1847 1291 1877 1388 1907 2030 1798 1430 1848 1773 1878 2354 1908 1702 1799 1416 1849 1478 1879 1777 1909 1702 1800 1024 1850 1823 1880 1662 1910 1741 1805 2763 1851 1919 1881 1420 1911 759 1822 1121 1852 1098 1882 1145 1912 1424 1823 1649 1853 1849 1883 1259 1913 778 1824 787 1854 1053 1884 881 1914 1925 1825 741 1855 2181 1885 1810 1915 2899 1826 1596 1856 1538 1886 1370 1916 1941 1827 1793 1857 1433 1887 1827 1917 2118 1828 797 1858 1930 1888 1767 1918 1210 1829 1661 1859 1899 1889 1055 1919 2131 1830 1885 1860 1926 1890 1630 1920 1529 1831 663 1861 1872 1891 1159 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 37

ESEMPIO: LA GRANDE PIENA DEL 1598 L inondazione del 1598 è stata la più grave dal Medio Evo Durante la piena il Ponte Senatorio, noto oggi come Ponte Rotto, crollò e non fu mai più ricostruito 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 38

Floodings of 1598 and 1870 in Rome (by R. Canevari) 1870 1598 39

(a) Piena del 1598: livelli idrici (a) velocità (b) Linea nera: limite osservato dell area inondata (b) 40

41 Piena del 1598 profondità: dal Vaticano a Piazza del Popolo

Piena del 1598 profondità: Panteon e Piazza Navona 42

43 Piena del 1598 profondità : Isola Tiberina e Trastevere

21 1598: observed in the river water level (m s.l.) 20 19 18 17 16 15 1598: observed in town 1958: computed in town Ponte Senatorio Ponte Cestio Ponte Sisto 1598: 4020 m 3 /s 1870: 3060 m 3 /s Ponte S. Angelo Ripetta 14 39 39,5 40 40,5 41 41,5 42 42,5 43 43,5 44 distance from the mouth (km) Profilo idrico modello (2D) e livelli al colmo osservati 44

Portata al colmo delle piene estreme Roma dal XV secolo Anno Mese e giorno Portata al colmo (m 3 /s) Anno Mese e giorno Portata al colmo (m 3 /s) 1422 30 Novembre 3088 1647 24 Dicembre 2759 1476 8 Gennaio 3166 1660 5 Novembre 3042 1495 5 Dicembre 2948 1686 6 Novembre 2593 1514 13 Novembre 2636 1805 2 Gennaio 2763 1530 8 Ottobre 3812 1846 10 Dicembre 2695 1557 15 Settembre 3412 1870 29 Dicembre 3088 1589 10 Novembre 2616 1900 2 Dicembre 3106 1598 24 Dicembre 4068 1915 13 Febbraio 2899 1606 23 Gennaio 3525 1937 17 Dicembre 2802 1637 22 Febbraio 3224 1965 3 Settembre 2709 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 45

PERICOLO DI PIENA A ROMA 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 46

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 P(Q) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1782-1861 1862-1895 1896-1964 0.0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Q (m 3 /s) Frequenza cumulata dei massimi colmi annuali in tre periodi successivi 47

variabile di Gumbel 0 3500 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 portata (m 3 /s) Distribuzione di probabilità delle piene a Roma dal XV secolo 7 6 5 4 osservazioni normale-gumbel I normale-gumbel II Gumbel > 2550 3 2 1 0 00 4500-1 -2 1350 2550 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 portata (m 3 /s) 48

deviazione standard troncamento Distribuzione di probabilità delle piene a Roma dal XV secolo deviazione standard della stima 450 400 350 300 serie estesa (1422-1989) Gumbel Q > 2550 normale-gumbel 1782-1989 250 200 150 100 50 0 T(2550) 1 10 100 1000 tempo di ritorno (anni) 49

troncamento variabile di Gumbel. Tempi di ritorno delle portate di piena al colmo a Roma 1000 100 10 1B osservazioni normale-gumbel Gumbel > 2550 2550 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 portata (m 3 /s) tempo di ritorno (anni) portata (m 3 /s) 1000 4277 500 3946 400 3839 300 3702 200 3507 100 3174 50 2839 30 2591 20 2395 50

Probabilità di accadimento in durate assegnate di eventi con tempo di ritorno assegnato tempo di ritorno (anni) durata (anni) 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 10 0,651 0,878 0,958 0,995 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 20 0,401 0,642 0,785 0,923 0,994 1,000 1,000 1,000 1,000 30 0,288 0,492 0,638 0,816 0,966 0,999 1,000 1,000 1,000 50 0,183 0,332 0,455 0,636 0,867 0,982 0,998 1,000 1,000 100 0,096 0,182 0,260 0,395 0,634 0,866 0,951 0,993 1,000 200 0,049 0,095 0,140 0,222 0,394 0,633 0,778 0,918 0,993 300 0,033 0,065 0,095 0,154 0,284 0,487 0,633 0,812 0,965 500 0,020 0,039 0,058 0,095 0,181 0,330 0,452 0,632 0,865 1000 0,010 0,020 0,030 0,049 0,095 0,181 0,259 0,394 0,632 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 51

25 20 tevere tevere1 t e v e r e I T R D tevere Tevere Legend WS Max WS Ground Left Levee Right Levee 15 10 Elevation (m) 5 0-5 -10-15 P.te Magliana P.te Marconi P.te dell'industria P.te Testaccio P.te Sublicio P.te Palatino P.te Garibaldi Ponte Mazzini P.te principe Amedeo P.te Umberto I P.te Margherita P.te Matteotti P.te Risorgimento P.te Duca D'Aosta P.te Milvio P.te Flaminio Ponte Foro Italico - Tor di Quinto Ponte Ferroviario Ponte ACEA Ponte tubo Castel Giubileo 25000 30000 35000 40000 45000 Main Channel Distance (m) Profili idrici e arginali della piena da 3500 m 3 /s con T = 200 anni da Castel Giubileo al Ponte della Magliana 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 52

20 tevere tevere1 t e v e r e I T R D tevere Tevere Legend WS Max WS Ground Left Levee Right Levee 10 Elevation (m) 0-10 P.te Magliana P.te Marconi P.te dell'industria P.te Testaccio P.te Sublicio P.te Palatino P.te Garibaldi Ponte Mazzini P.te principe Amedeo P.te Umberto I P.te Margherita P.te Matteotti P.te Risorgimento P.te Duca D'Aosta P.te Milvio P.te Flaminio Ponte Foro Italico - Tor di Quinto Ponte Ferroviario Ponte ACEA Ponte tubo Castel Giubileo 25000 30000 35000 40000 45000 Main Channel Distance (m) Profili idrici e arginali della piena da 3700 m 3 /s con T = 300 anni da Castel Giubileo a Ponte della Magliana 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 53

PROSPETTIVE FUTURE Roma non è completamente difesa per l evento T = 200 anni. POSSIBILI INTERVENTI Alzare i livelli arginali a monte della città è oneroso e stravolgente dal punto di vista urbanistico. Riservare il serbatoio di Corbara per la difesa di Roma dalle piene è molto oneroso, per la necessità d indennizzare il gestore. 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 54

riduzione portata al colmo portata al colmo (m 3 /s) Costruire casse di espansione a monte della città, è un provvedimento che per essere efficace richiede una progettazione e una gestione molto delicata. NON SI PUO PROGETTARE IN SICUREZZA 250 200 150 100 50 Piena da 3500 m 3 /s L = 100 m L = 200 m L = 250 m L = 300 m 0 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 quota media sfioratore (ms.m.) Tra l altro si rischia di bruciare questa possibilità per compensare l espansione delle aree urbanizzate nella vallata in nome del principio dell invarianza idrologica. 3550 3500 3450 3400 3350 3300 3250 soluzione 1 soluzione 2 soluzione 3 senza casse -2-1 0 1 variazione del fondo (m) 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 55

Aumentare la resilienza alle inondazioni della città per mezzo di provvedimenti non strutturali o a basso impatto strutturale. E necessario individuare gli obiettivi di particolare valore e vulnerabilità. Le vite umane, e quindi la gestione dei seminterrati. Roma è città d arte, e quindi la protezione del patrimonio artistico, storico e documentario. 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 56

La resilienza è rafforzata tramite: mappatura dettagliata, strada per strada dei livelli idrici in diversi scenari di piena e relativo inviluppo. identificazione e mappatura dettagliata degli elementi a rischio interventi di prevenzione: messa in sicurezza, predisposizione di misure rapide di protezione. interventi di protezione civile in tempo reale, basati sul preannuncio (allarme, evacuazione). L efficacia degli interventi richiede una precisa definizione delle competenze e la predisposizione delle procedure da attuare in caso di allarme. 11 giugno 2014 Rischio idraulico nella città di Roma: analisi storica e prospettive future 57