Dighe Serbatoi artificiali II Parte

VENEZIA febbraio luglio 2011 Università Iuav di Venezia Corso di perfezionamento Tutela e gestione del suolo e delle acque nella pianificazione di bacino Dighe Serbatoi artificiali II Parte 13 maggio 2011 diga di Bilancino (FI) Vincenzo CHIEPPA Direzione Generale per le dighe e le infrastrutture idriche ed elettriche Ministero delle infrastrutture e dei trasporti (ex Registro italiano dighe) 1

Sommario - parte 2: Il ruolo dei serbatoi artificiali nel sistema di tutela e gestione del suolo e delle acque il ruolo dei serbatoi artificiali nella pianificazione di bacino dighe e rischio idrogeologico: sponde dei serbatoi - alveo dighe e rischio idraulico: rischio idraulico indotto rischio idraulico ridotto sicurezza idraulica delle dighe e dei territori a valle: aspetti di protezione civile rivalutazione straordinaria della sicurezza idrologico-idraulica idraulica delle dighe dismissione delle dighe e rischio idraulico dighe e tutela quantitativa e qualitativa delle acque: risorse idriche, interrimenti, deflusso minimo vitale funzioni plurime dei serbatoi artificiali 2

Il ruolo dei serbatoi artificiali nel sistema di tutela e gestione del suolo e delle acque D. Lgs.. 152/2006 e ss.mm.ii. - definizioni Suolo: il territorio, il suolo, il sottosuolo, gli abitati e le opere infrastrutturali Acque: le acque meteoriche e le acque superficiali e sotterranee Corpo idrico superficiale: un elemento distinto e significativo di acque superficiali, quale un lago, un bacino artificiale, un torrente, un fiume o canale. Lago: un corpo idrico superficiale interno fermo Corpo idrico artificiale: un corpo idrico superficiale creato da un'attività umana 3

Il ruolo dei serbatoi artificiali nel sistema di tutela e gestione del suolo e delle acque D. Lgs. 152/2006 e ss.mm.ii. D. Lgs. 49/2010 definizioni (2) Dissesto idrogeologico: la condizione che caratterizza aree ove processi naturali o antropici, relativi alla dinamica dei corpi idrici, del suolo o dei versanti, determinano condizioni di rischio sul territorio Inquinamento: l'introduzione diretta o indiretta, a seguito di attività umana, di sostanze o di calore nell'aria, nell'acqua o nel terreno che possono nuocere alla salute umana o alla qualità degli ecosistemi acquatici o degli ecosistemi terrestri che dipendono direttamente da ecosistemi acquatici, perturbando, deturpando o deteriorando i valori ricreativi o altri legittimi usi dell'ambiente Alluvione: l'allagamento temporaneo, anche con trasporto ovvero mobilitazione di sedimenti anche ad alta densità, di aree che abitualmente non sono coperte d'acqua esclusi gli allagamenti non direttamente imputabili ad eventi meteorologici Pericolosità da alluvione: la probabilità di accadimento di un evento alluvionale in un intervallo temporale prefissato e in una certa area Rischio di alluvioni: la combinazione della probabilità di accadimento di un evento alluvionale e delle potenziali conseguenze negative per la salute umana, il territorio, i beni, l'ambiente, il patrimonio culturale e le attività economiche e sociali derivanti da tale evento 4

Il ruolo dei serbatoi artificiali nella pianificazione di bacino Attività di pianificazione, di programmazione e di attuazione moderazione delle piene difesa e il consolidamento dei versanti e delle aree instabili, nonché difesa degli abitati e delle infrastrutture contro i movimenti franosi la razionale utilizzazione delle risorse idriche superficiali e profonde, garantendo, comunque, che l'insieme delle derivazioni non pregiudichi il minimo deflusso vitale negli alvei sottesi Piano di bacino distrettuale indicazione delle opere necessarie distinte in funzione: dei pericoli di inondazione, dei pericoli di siccità; dei pericoli di frane Piani stralcio di distretto per l'assetto idrogeologico (PAI) Piani di gestione - Piani di tutela delle acque (tutela qualitativa tutela quantitativa) Piani di gestione del rischio alluvioni 5

Serbatoi artificiali e rischio idrogeologico sponde del serbatoio: complesso dei pendii naturali o artificiali costituenti, insieme allo sbarramento, il serbatoio, nonché dei pendii a quota superiore a quella di massimo invaso, le cui condizioni di stabilità possano essere influenzate dall invaso o possano influenzare la sicurezza o la funzionalità dell invaso FRANE COINVOLGENTI LE SPONDE DEI SERBATOI VALANGHE COINVOLGENTI LE SPONDE DEI SERBATOI FRANE LUNGO L ALVEO DI VALLE 6

Frane coinvolgenti le sponde dei serbatoi Diga di Pontesei Frane rilevanti per la sicurezza del serbatoio Frane non rilevanti per la sicurezza del serbatoio ma rilevanti per la sicurezza e la funzionalità di beni ed infrastrutture Frane dipendenti dagli invasi (livelli, velocità di variazione, durata) Frane non dipendenti dagli invasi 7

Frane coinvolgenti le sponde dei serbatoi Diga del Vajont 8

Frane coinvolgenti le sponde dei serbatoi Diga del Vajont 9

1772 m s.l.m. Foto Archivio SND La diga di BEAUREGARD (AO), soggetta da decenni ad una severa limitazione d invaso 1705 m s.l.m. per le lesioni provocate dalla spinta 1702 m s.l.m. del movimento di versante in spalla sinistra, è attualmente interessata da interventi per la realizzazione di un nuovo scarico di superficie a quota 1702 msm e, successivamente, per la parziale demolizione del corpo diga 10

diga di BEAUREGARD (AO) 100 m 11

La diga di BEAUREGARD (AO), soggetta da decenni ad una severa limitazione d invaso per le lesioni provocate dalla spinta del movimento di versante in spalla sinistra, è attualmente interessata da interventi per la realizzazione di un nuovo scarico di superficie a quota 1702msm e, successivamente, per la parziale demolizione del corpo diga 12

Frane coinvolgenti gli alvei a valle diga -per scalzamento erosione al piede a causa dei deflussi - per altre cause 13

Servizio Nazionale Dighe Registro italiano dighe (2000-2006) Ufficio geotecnica Ufficio geologia applicata Censimento fenomeni di instabilità delle sponde dei serbatoi artificiali 1. Individuazione dei serbatoi con fenomeni di instabilità 2. Definizione delle caratteristiche dei movimenti in tali serbatoi 3. Definizione del rischio potenziale 4. Analisi delle procedure messe in atto per la gestione del rischio 14

Fenomeni rilevati nei serbatoi per Ufficio periferico Ufficio Periferico n Torino 13 Milano 9 Venezia 17 Firenze 23 Perugia 21 Napoli 7 Catanzaro 3 Palermo 21 Cagliari 7 15

Classificazione dei movimenti in base alla velocità Classi di velocità N Estremamente lenta 0-10 mm/anno 36 Molto lenta 10 mm/anno - 1 m/anno 42 Lenta 1 m/anno - 10 m/anno 12 Moderata 10 m/anno - 1 m/ora 0 Rapida > 1 m/ora 25 n.d. 25 16

Classificazione dei movimenti in base alla tipologia Tipologia del movimento Totali Crollo 25 Ribaltamento 6 Scorrimento traslativo 45 Scorrimento rotazionale 20 Colamento 39 Creep 5 17

Serbatoi artificiali e rischio idraulico SICUREZZA IDRAULICA DIGHE SICUREZZA IDRAULICA TERRITORI DI VALLE RISCHIO IDRAULICO INDOTTO RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO 18

Serbatoi artificiali e rischio idraulico RISCHIO IDRAULICO INDOTTO : LE DIGHE SONO OPERE RILEVANTI PER LE CONSEGUENZE DISASTROSE DI UN IPOTETICO COLLASSO (C.D. RISCHIO DIGA ) RISCHIO IDRAULICO RIDOTTO LE DIGHE SVOLGONO UNA FUNZIONE DI REGOLAZIONE DEI DEFLUSSI E LAMINAZIONE DELLE PIENE 19

RISCHIO IDRAULICO INDOTTO STRUMENTI DI TUTELA PER ASSICURARE LA SICUREZZA DELLE DIGHE E DEI TERRITORI DI VALLE -Progettazione (norme e approvazione) -Costruzione (controlli e vigilanza) -Esercizio (controlli e vigilanza, piani di protezione civile) Disastro della diga di Sella Zerbino (1935) 20

Incidente diga di Montedoglio scarico di superficie dic.2010 21

Sisma Giappone 2011 Fujinuma ike 22

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE - NORME PROGETTAZIONE E RIVALUTAZIONE DELLA SICUREZZA IDRAULICA Regolamento dighe - D.P.R. 1363/59 : - Massima piena prevedibile e organi di scarico (art.3) - Progetto esecutivo e parere Servizio idrografico (art.5) - Manovre di controllo (art.16) Norme tecniche - D.M.24/3/82 : - Franco netto dighe murarie - Franco netto, larghezza coronamento e scarichi dighe di materiali sciolti - Disposizioni per gli sbarramenti di laminazione e le traverse Art.4 D.L. 79/04 e relative disposizioni attuative - Dispone la rivalutazione idraulica (e sismica) delle dighe individuate dal R.I.D. in conseguenza dei ridotti franchi di sic. idraulica (o dellla variata classif. sismica) - Assegna al R.I.D. il potere di prescrivere interventi di miglioramento - Tempo di ritorno di riferimento: 1000 anni - Verifiche idrauliche in caso di scenari estremi e per situazioni di vulnerabilità 23

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE COMPITI ISTITUZIONALI D.G. DIGHE APPROVAZIONE TECNICA PROGETTI piena di progetto, dimensionamento organi di scarico, sperimentazione su modello idraulico ATTIVITA ORDINARIE VIGILANZA DURANTE LA COSTRUZIONE ATTIVITA ORDINARIE VIGILANZA DURANTE L ESERCIZIO Diga - sponde visite ispettive controllo risultati misure PROVE FUNZIONALITA ORGANI DI SCARICO PROGETTO DI GESTIONE DELL INVASO (v. seguito presentazione) (contro l interrimento degli scarichi profondi) ATTIVITA STRAORDINARIE RIVALUTAZIONE IDROLOGICO IDRAULICA ACCERTAMENTO SITUAZIONI VULNERABILITA SCARICHI ISPEZIONI IN CONDIZIONI DI SVUOTAMENTO 24

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE - STATI LIMITE ULTIMI - SLU SLU : perdita non controllata dell acqua invasata in fase di progettazione devono essere prese in considerazione almeno le seguenti situazioni: instabilità del corpo diga e dei terreni o ammassi rocciosi di imposta; instabilità per scorrimento, anche parziale, del corpo diga o meccanismi di rottura locali rottura per erosione interna; fessurazioni nel corpo diga, nei terreni o ammassi rocciosi di fondazione, negli elementi di tenuta o nelle superfici di contatto manufatto-terreno, tali da provocare una filtrazione incontrollata deformazioni del corpo diga e/o dei terreni o ammassi rocciosi di fondazione, tali da provocare danni strutturali allo sbarramento o la tracimazione instabilità dei pendii che possano provocare la tracimazione della diga o danni strutturali rottura o danno degli organi di scarico e in generale delle opere accessorie, che impediscano il deflusso controllato dal serbatoio condizione di piena che porti alla tracimazione del coronamento con conseguenti danni gravi fino alla possibilità di collasso dello sbarramento 25

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE ATTIVITA ORDINARIE DI VIGILANZA E CONTROLLO IN ESERCIZIO: Elementi che devono concorrere a garantire l efficienza nel tempo scarichi OBBLIGHI GENERALI E PARTICOLARI DEL CONCESSIONARIO: (DPR 1363/59 - FCEM NORME E DISCIPLINARE DI CONCESSIONE): Obblighi di manutenzione Verifiche mensili degli impianti di scarico Asseverazione semestrale dell ingegnere responsabile Specifiche disposizioni del FCEM ATTIVITÁ DI VIGILANZA DELL AUTORITA DI CONTROLLO: ESAME MISURE DI CONTROLLO E STUDI, VISITE DI VIGILANZA E PROVE DUE VOLTE ALL ANNO (impianti elettromeccanici, impianti oleodinamici, movimentazione paratoie, efficienza idraulica, fonti di energia, procedure, impianti di segnalazione) SPECIFICHE PRESCRIZIONI E RACCOMANDAZIONI PROGETTO DI GESTIONE DELL INVASO (D.Lgs. 152/2006 art.114) 26

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE ATTIVITA ORDINARIE DI VIGILANZA E CONTROLLO IN ESERCIZIO: Elementi che devono concorrere a garantire l efficienza nel tempo scarichi ATTIVITÁ DI VIGILANZA DELL AUTORITA DI CONTROLLO: ESAME MISURE DI CONTROLLO E STUDI, VISITE DI VIGILANZA E PROVE DUE VOLTE ALL ANNO (impianti elettromeccanici, impianti oleodinamici, movimentazione paratoie, efficienza idraulica, fonti di energia, procedure, impianti di segnalazione) SPECIFICHE PRESCRIZIONI E RACCOMANDAZIONI PROGETTO DI GESTIONE DELL INVASO (D.Lgs. 152/2006 art.114) 27

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE ATTIVITA STRAORDINARIE DI VIGILANZA E CONTROLLO : RIVALUTAZIONI IDROLOGICO IDRAULICHE art.4 D.L.79/04: miglioramento adeguamento sicurezza scarichi ACCERTAMENTO SITUAZIONI VULNERABILITA SCARICHI ISPEZIONI IN CONDIZIONI DI SVASO 28

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE ATTIVITA STRAORDINARIE DI VIGILANZA E CONTROLLO : MIGLIORAMENTO ADEGUAMENTO SCARICHI (art.4 D.L.79/04) diga di Crosiis (UD) 29

SICUREZZA IDRAULICA DIGHE ATTIVITA STRAORDINARIE DI VIGILANZA E CONTROLLO : ISPEZIONI IN CONDIZIONI DI SVASO diga Lumiei 30

Ispezioni straordinarie svuotamenti per manutenzione diga di Forte Buso (TN) 31

Ispezioni straordinarie svuotamenti per manutenzione diga di Forte Buso (TN) 32

Sicurezza idraulica dighe Vulnerabilità all ostruzione degli scarichi di superficie diga di Palagnedra Svizzera Canton Ticino 1953 33

RISCHIO IDRAULICO INDOTTO ULTERIORI STRUMENTI DI TUTELA PER ASSICURARE LA SICUREZZA DEI TERRITORI A VALLE DELLE DIGHE 38

RISCHIO IDRAULICO INDOTTO ULTERIORI STRUMENTI DI TUTELA PER ASSICURARE LA SICUREZZA DEI TERRITORI A VALLE DELLE DIGHE FOGLIO DI CONDIZIONI PER L ESERCIZIO E LA MANUTENZIONE DIGA Impianti, dispositivi di segnalazione acustica, cartelli monitori, stazione idrom. valle DOCUMENTO DI PROTEZIONE CIVILE Fasi di preallerta e allerta Comunicazioni per attivazioni fasi di allerta e per volontarie manovre scarichi STUDIO DI PROPAGAZIONE DELL ONDA DI PIENA ARTIFICIALE PER IPOTETICO COLLASSO DELLO SBARRAMENTO STUDIO DI PROPAGAZIONE DELLE ONDE DI PIENA ARTIFICIALI PER MANOVRE VOLONTARIE DEGLI ORGANI DI SCARICO DETERMINAZIONE DELLA MASSIMA PORTATA TRANSITABILE IN ALVEO, CONTENUTA NELLA FASCIA DI PERTINANZA IDRAULICA PIANIFICAZIONE DI EMERGENZA 39

RISCHIO IDRAULICO INDOTTO ULTERIORI STRUMENTI DI TUTELA PER ASSICURARE LA SICUREZZA DEI TERRITORI A VALLE DELLE DIGHE FOGLIO DI CONDIZIONI PER L ESERCIZIO E LA MANUTENZIONE DIGA Impianti, dispositivi di segnalazione acustica, cartelli monitori, stazione idrom. valle 40