DOCUMENTO DI PROTEZIONE CIVILE (Circ. P.C.M. 19/3/96) Si verifica una fase di preallerta per i serbatoi in esercizio normale, allorché l'invaso supera la quota massima di regolazione in occasione di eventi di piena significativi Le fasi di allerta si articolano come segue: a) vigilanza rinforzata: si verifica nei casi in cui le osservazioni a vista o strumentali sull'impianto di ritenuta rilevino l'insorgere di significativi anomali comportamenti strutturali o di fenomeni di instabilità delle sponde o, comunque, per ragioni previste nel piano dell'organizzazione della difesa militare, ovvero, al fine di non superare le condizioni estreme di carico assunte in progetto per l'esercizio delle strutture di ritenuta, in occasioni di apporti idrici che facciano temere nei serbatoi in esercizio normale, il superamento della quota di massimo invaso, quale indicata nel progetto approvato. b) pericolo - allarme di tipo 1: si verifica allorquando il livello d'acqua nel serbatoio supera le quote indicate alla precedente lettera a) oppure in caso di filtrazioni o di movimenti franosi sui versanti incombenti sull'impianto di ritenuta o di ogni altra manifestazione interessante l'opera di sbarramento che facciano temere la compromissione della stabilità dell'opera stessa, ovvero preludano a formazioni di onde con repentini notevoli innalzamenti del livello d'invaso; c) collasso - allarme di tipo 2: si verifica all'apparire di fenomeni di collasso dell'opera di ritenuta o comunque al verificarsi di fenomeni che inducano ragionevolmente ad ipotizzare l'imminenza di un evento catastrofico. 41
DOCUMENTO DI PROTEZIONE CIVILE (Circ. P.C.M. 19/3/96) MANOVRE VOLONTARIE ORGANI DI SCARICO prescrizione che le manovre volontarie degli organi di scarico siano svolte, in generale ed ove non diversamente specificato, adottando ogni cautela al fine di determinare un incremento graduale delle portate scaricate contenendone al massimo l'entità che, nella fase di allerta vigilanza rinforzata non deve superare, nella fase crescente, quella della portata affluente al serbatoio; nella fase decrescente la portata scaricata non deve superare quella massima scaricata nella fase crescente NO SI 42
STUDI DI PROPAGAZIONE ONDE DI PIENA ARTIFICIALI PER IPOTETICO COLLASSO DELLO SBARRAMENTO E PER MANOVRE VOLONTARIE DEGLI ORGANI DI SCARICO PIANI DI EMERGENZA di protezione civile 43
STUDI DI PROPAGAZIONE ONDE DI PIENA ARTIFICIALI PER IPOTETICO COLLASSO DELLO SBARRAMENTO E PER MANOVRE VOLONTARIE DEGLI ORGANI DI SCARICO PIANI DI EMERGENZA di protezione civile Ai fini della pianificazione d'emergenza, tra le aree da considerarsi esposte a un rischio idraulico elevato e molto elevato, oltre a quelle perimetrate ai sensi della legge n. 267/1998 e successive modificazioni e suscettibili di inondazione in caso di eventi alluvionali, sono da considerarsi quelle derivabili dal calcolo dell'onda di sommersione conseguente all'ipotetico collasso delle opere di ritenuta o ad una errata manovra delle opere di scarico delle stesse (direttiva PCM 27/2/04) 44
DETERMINAZIONI MASSIME PORTATE TRANSITABILI IN ALVEO A VALLE DIGHE (Circ. P.C.M. 13/12/95) contenute nella fascia di pertinenza idraulica Prescrizioni per le manovre ORDINARIE degli scarichi 45
Portate massime transitabili in alveo r = Q max transitabile / Q manovrabile 0.0 < r < 0.2 5 0.2 5 < r < 0.5 0 0.5 0 < r < 0.7 5 0.7 5 < r < 1 r >1 Q tr/q n 125 36 32 26 125 344 to t % 0.3 6 0.1 0 0.0 9 0.0 8 0.3 6 1.0 0 Q tr/q n 50 29 15 11 36 141 sup Q tr/q fo n d o % n % 0.3 5 54 0.1 8 0.2 1 26 0.0 8 0.1 1 21 0.0 7 0.0 8 32 0.1 0 0.2 6 1 7 4 0.5 7 1.0 0 3 0 7 1.0 0 46
Portata massima transitabile a valle r = Qmax trans/ Qtotale manovrabile r>1 36.3% 0.00<r<0.25 36.3% 0.25<r<0.50 10.5% 0.50<r<0.75 9.3% 0.75<r<1.00 7.6% 47
Portata massima transitabile in alveo a valle 0.75<r <1.00 10.4% 0.50<r< 0.75 6.8% 0.25< r<0.50 8.5% r > 1 56.7% 0.00<r< 0.25 17.6% r = Q max trans / Q fondo 48
Serbatoi artificiali e rischio idraulico SICUREZZA IDRAULICA DIGHE SICUREZZA IDRAULICA TERRITORI DI VALLE RISCHIO IDRAULICO INDOTTO RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO 49
RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO L.183/89 (ora D.Lgs.152/06): le attività di pianificazione, di programmazione e di attuazione degli interventi destinati ad assicurare la difesa del suolo, il risanamento delle acque, la fruizione e la gestione del patrimonio idrico per gli usi di razionale sviluppo economico e sociale, la tutela degli aspetti ambientali ad essi connessi, devono porsi come obiettivo, tra gli altri, la moderazione delle piene, anche mediante serbatoi di invaso, vasche di laminazione, casse di espansione, scaricatori, scolmatori, diversivi o altro, per la difesa dalle inondazioni e dagli allagamenti Gli atti di pianificazione di bacino adottati in attuazione della L.183/89 e delle norme successive del 1998-2000 (L.267/98 e L.365/00) ed in particolare i piani stralcio per l assetto idrogeologico (P.A.I.) hanno frequentemente individuato la realizzazione di nuovi serbatoi e vasche per la laminazione delle piene tra gli interventi strutturali per la riduzione del rischio idraulico (seppur in numero inferiore alle previsioni della Commissione De Marchi) o individuato l utilizzo di serbatoio esistenti anche per laminazione delle piene, con o senza interventi di modificazione delle dighe. 50
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE 51
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO LAMINAZIONE DELLE PIENE 52
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE scarico di superficie a soglia libera Q (m 3 /s) m slm T (ore) Qin Qout Liv. 53
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE scarico di superficie con paratoie + soglia libera Q (mc/s) m s.l.m. T (ore) 54
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE presvaso - scarico di superficie a soglia libera Q (m 3 /s) m slm T(ore) Qin Qout Liv. 55
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE presvaso - scarico di fondo - scarico di superficie a soglia libera Q (m 3 /s) m slm T (ore) Qin Qout Liv. 56
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO FUNZIONI DI MODERAZIONE PIENE Laminazione TR1000 Configurazione a due paratoie 1600 398 1400 Q in max inv. = 396,50 m s.m. 1200 liv. max = 395,93 m s.m. 396 Portata (m 3 /s) 1000 800 600 Q out sfioratore regolato max reg. = 394,60 m s.m. 394 Livello d'invaso (m s.m.) 400 392 200 0 sfioratore 0 2 4 6 8 10 12 Tempo (ore) 57 390
RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO 58
600 500 400 300 200 100 0 195 194.5 194 193.5 193 192.5 192 Qu m3/s Qe m3/s livello m sm 59 5/3/09 0.00 6/3/09 0.00 7/3/09 0.00 8/3/09 0.00 9/3/09 0.00 10/3/09 0.00 Q (m3/s) 11/3/09 0.00 Liv. m s.m. RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO
RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO PIANI DI LAMINAZIONE STATICA O DINAMICA Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile diga di Ravedis (PN) 60
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile Al fine di predisporre le attività necessarie alla prevenzione ed alla riduzione del rischio idraulico nel caso di eventi di piena, anche in presenza di opere trasversali e di invasi di ritenuta in alveo e di criticità significative lungo i corsi d'acqua, le Regioni, con il concorso, se del caso, del Dipartimento della protezione civile, devono assolvere ad un adeguato governo delle piene, a cui devono concorrere le attività di: - previsione, monitoraggio e sorveglianza poste in essere attraverso la rete dei Centri Funzionali; - presidio territoriale idraulico posto in essere attraverso adeguate strutture e/o soggetti regionali e/o provinciali che inglobano le attività degli attuali servizi di piena e di pronto intervento idraulico e ne estendono l'efficacia a tutti i corsi d'acqua di qualsiasi categoria che presentino criticità tali da originare aree a rischio elevato o molto elevato; - regolazione dei deflussi, oggi affidate al solo documento di protezione civile di cui alla Circolare DSTN/2/7019/1996 61
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile Al fine di individuare le misure per contrastare gli effetti delle piene in un bacino idrografico nel quale sono presenti invasi artificiali, ancorché destinati alla produzione di energia e/o all'approvvigionamento primario di risorsa idrica, nonché al fine di rendere quanto più compatibili possibile i legittimi interessi dei gestori con le finalità di protezione civile, deve essere organizzata una adeguata attività di regolazione dei deflussi. L'Autorità responsabile del governo delle piene dovrà assicurare, con il concorso dei Centri Funzionali, delle Autorità di Bacino, del Registro italiano dighe, degli Uffici territoriali d i Governo, delle Autorità responsabili dei piani d'emergenza provinciali, dei soggetti responsabili del presidio territoriale ed attraverso i gestori di opere idrauliche, sia di ritenuta che di regolazione, presenti nel bacino idrografico, se possibile, la massima laminazione dell'evento di piena, atteso o in atto, e lo sversamento in alveo di portate non pericolose per i tratti del corso d'acqua a valle delle opere stesse e/o compatibili con i piani d'emergenza delle province coinvolte dall'evento stesso. A tal fine deve essere primariamente valutata, attraverso studi specifici, l'influenza che possono esercitare i volumi accumulabili nei suddetti invasi sulla formazione e propagazione dell'onda di piena a valle; in base ai risultati di tali valutazioni ed alle condizioni di esercizio delle singole dighe, devono essere individuati quegli invasi che potrebbero essere effettivamente utili alla laminazione delle piene e quindi ad una riduzione del rischio idraulico a valle degli invasi stessi 62
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile PIANI DI LAMINAZIONE PREVENTIVI PROGRAMMI STATICI O DINAMICI: devono consentire di rendere disponibile con adeguato anticipo i volumi preventivamente definiti o comunque utili ai fini delle laminazione della piena. PROGRAMMA STATICO di breve periodo prevede il mantenimento con continuità e durante i periodi dell anno valutati critici per il verificarsi di eventi di piena, di una quota di invaso minore della quota di esercizio autorizzata. PROGRAMMA DINAMICO, cioè nel tempo reale, prevede l'esecuzione di manovre preventive e/o nel corso dell'evento in atto da attivare sulla base di previsioni quantitative delle precipitazioni sul bacino a monte e dei conseguenti deflussi attesi all'invaso, nonché sulla base dello stato dell'invaso e della portata territorialmente sostenibile a valle dello stesso. Tali manovre potrebbero rendere necessaria comunque l'attivazione del piano di emergenza a valle della diga stessa 63
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile PRIMA RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Uffici tecnici per le dighe di Milano e Torino Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Traverse AIPo, Olona Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Opere di regolazione dei grandi laghi: Miorina (lago Maggiore), Olginate (lago di Como), Salionze (lago di Garda), Lago d Idro, a livello di sottobacino: alcuni serbatoi idroelettrici alpini 64
Sbarramento di Olona caratteristiche dimensionali altezza diga (L 584/1994) = 15.4 m quota max di regolazione 289.30 m s.m. quota max invaso 290.10 m s.m. (Q=175 m 3 /s) quota ecc invaso 290.48 m s.m. (Q = 500 m 3 /s) volume totale (L 584/1994) = 1.52 x 10 6 m 3 volume utile di regolazione = 1.52 x 10 6 m 3 65
Schema planimetrico dell opera principale 66
Schema planimetrico dell opera secondaria 67
Sezioni tipo dell opera principale 68
Sezione frontale tipo del manufatto di regolazione 69
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Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Ufficio tecnico per le dighe di Venezia (v. Piani stralcio rischio idraulico Autorità di bacino Alto Adriatico e provvedimenti Provincia autonoma di Trento) Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Ravedis, Cà Selva, Cà Zul, Ponte Racli, Bastia Lago S. Croce, Corlo, Pieve di Cadore, Santa Giustina Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Stramentizzo, Monguelfo 75
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Ufficio tecnico per le dighe di Firenze Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Bilancino, San Cipriano Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: La Penna, Vagli, Santa Luce, Ridracoli, Calcione, Rocchetta, Poggio Perotto 76
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Ufficio tecnico per le dighe di Napoli Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Ripaspaccata, Occhito, Ponte Liscione, (Fossatella) Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Monte Cotugno, San Giuliano, Campolattaro, Conza, Camastra, Pertusillo, Serra del Corvo, San Pietro 77
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Ufficio tecnico per le dighe di Cosenza Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Tarsia, Farneto del Principe Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Monte Marello 78
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile RICOGNIZIONE DEI SERBATOI UTILIZZABILI PER LAMINAZIONE Ufficio tecnico per le dighe di Cagliari Invasi di laminazione per destinazione o per funzioni attribuite: Bosa, Mogoro, Peda Othoni, Alto Temo Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Cantoniera, Nuraghe Arrubiu, Maccheronis, Liscia, Muzzone Ufficio tecnico per le dighe di Palermo Invasi potenzialmente utili per funzioni parziali di laminazione: Paceco 79
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile PIANI DI LAMINAZIONE PREVENTIVI - PROGRAMMI DINAMICI: Utilizzo degli scarichi profondi (contemperazione degli aspetti di sicurezza della diga e dei territori a valle e degli aspetti ambientali) Riferimento alla massima portata transitabile in alveo a valle dello sbarramento contenuta nella fascia di pertinenza idraulica, come delimitata dall Autorità di bacino, o comunque ai piani di emergenza Applicazione del progetto di gestione dell invaso D.M. Ambiente 30/6/04 Il progetto di gestione, ove possibile, prevede scenari per l'utilizzazione degli scarichi di fondo in corrispondenza degli eventi di piena, in relazione alla possibilità di soddisfare l esigenza di modulare le condizioni di deflusso a valle degli sbarramenti, ricorrendo alle possibilità di laminazione dell'invaso 80
Direttiva P.C.M. 27/2/2004 Indirizzi operativi per la gestione organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico ed idraulico ai fini di protezione civile Direttiva PIANI DI del LAMINAZIONE Presidente del Consiglio PREVENTIVI dei Ministri - RIEPILOGO del 27/2/04: ruolo dei serbatoi per la riduzione del rischio idraulico, individuazione degli invasi utili alla laminazione delle piene, procedure operative e di coordinamento per il governo delle piene; predisposizione e adozione da parte delle Regioni del piano di laminazione, con il concorso tecnico dell Autorità di bacino e del RID e d intesa con i gestori; programma statico per il mantenimento con continuità e durante i periodi dell anno valutati critici di una quota di invaso minore della quota di esercizio autorizzata, programma dinamico, per l esecuzione di manovre preventive e/o nel corso dell evento in atto da attivare sulla base di previsioni quantitative delle precipitazioni sul bacino a monte e dei conseguenti deflussi attesi all invaso, nonché sulla base dello stato dell invaso e della portata territorialmente sostenibile a valle dello stesso, con possibilità comunque di dover attivare i piani di emergenza per i territori a valle della diga; misure e procedure dei piani di laminazione, pur definite tenendo in buon conto sia la mitigazione degli effetti a valle dell'invaso, sia la sicurezza delle opere, sia l'esigenza di utilizzazione dei volumi invasati, non possono comunque non essere finalizzate alla salvaguardia della incolumità della vita umana, dei beni, degli insediamenti e dell'ambiente territorialmente interessati dall'evento. 81
diga di laminazione di Bosa Monte Crispu (NU) nuovo scarico di fondo con paratoie piane 82
Decreto Legislativo 23 febbraio 2010, n. 49 "Attuazione della direttiva 2007/60/CE relativa alla valutazione e alla gestione dei rischi di alluvioni" Alluvione: l'allagamento temporaneo, anche con trasporto ovvero mobilitazione di sedimenti anche ad alta densità, di aree che abitualmente non sono coperte d'acqua (inondazioni causate da laghi, fiumi, torrenti, reti di drenaggio artificiale, ogni altro corpo idrico superficiale anche a regime temporaneo, naturale o artificiale, le inondazioni marine delle zone costiere ed esclude gli allagamenti non direttamente imputabili ad eventi meteorologici) Valutazione preliminare del rischio di alluvioni Individuazione delle zone a rischio potenziale di alluvioni Mappe della pericolosità e del rischio di alluvioni - scenari: a) alluvioni rare di estrema intensità: tempo di ritorno fino a 500 anni (bassa prob.) b) alluvioni poco frequenti: tempo di ritorno fra 100 e 200 anni (media probabilità) c) alluvioni frequenti: tempo di ritorno fra 20 e 50 anni (elevata probabilità) Piani di gestione del rischio di alluvioni 83
Decreto Legislativo 23 febbraio 2010, n. 49 "Attuazione della direttiva 2007/60/CE relativa alla valutazione e alla gestione dei rischi di alluvioni" Piani di gestione del rischio di alluvioni Le Autorità di bacino distrettuale predispongono i piani di gestione. Le regioni, in coordinamento tra loro, nonché con il Dipartimento nazionale della protezione civile, predispongono la parte dei piani di gestione per il distretto idrografico di riferimento relativa al sistema di allertamento, nazionale, statale e regionale, per il rischio idraulico ai fini di protezione civile, di cui alla direttiva PCM 27/2/04, con particolare riferimento al governo delle piene. I piani di gestione contengono una sintesi dei contenuti dei piani urgenti di emergenza predisposti ai delle norme sulla difesa del suolo e tengono conto degli aspetti relativi alle attività di: a) previsione, monitoraggio, sorveglianza ed allertamento b) presidio territoriale idraulico c) regolazione dei deflussi posta in essere anche attraverso i piani di laminazione d) supporto all'attivazione dei piani urgenti di emergenza predisposti dagli organi di protezione civile 84
Osservazioni Tutte le dighe anche svolgono di per sé una funzione di moderazione degli eventi di piena La laminazione dinamica dovrebbe consentire in linea di principio un miglior sfruttamento delle potenzialità dei serbatoi, col minor sacrificio possibile della risorsa idrica e dell utilizzazione assentita I dati sulle massime portate transitabili a valle delle dighe, contenute in alveo o comunque nelle fasce di pertinenza idraulica evidenziano la vulnerabilità idraulica dei territori a valle delle dighe, dovuta alla disordinata antropizzazione delle aree vallive Le portate sostenibili a valle delle dighe sono nella maggioranza dei casi notevolmente inferiori alle portate scaricabili a seguito di manovre volontarie degli organi di scarico (dati i Tr delle portate di progetto), ma spesso sono anche inferiori alle portate scaricabili tramite gli scarichi di fondo Conseguenza di tale situazione è la difficoltà di dismissione della diga al termine della sua vita utile: l elevata vita utile di una diga e le modificazioni territoriali intervenute a valle fanno sì che l opera di sbarramento sia talmente integrata nell assetto del territorio da non consentire modificazioni o ripristini dei luoghi, con i conseguenti problemi correlati alla necessità garantire nel tempo la sicurezza e la manutenzione dello sbarramento o comunque dell opera idraulica residuale 85