Definizione delle aree a pericolosità idraulica realizzata nell ambito degli studi per l attuazione della Direttiva Alluvioni Dott. Aldo Guadagnino Dirigente Servizio 3 Assetto del territorio e difesa del suolo Dipartimento Reg.le dell Ambiente Regione Siciliana Torino, 9-10 Ottobre 2013 Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
La Direttiva Alluvioni 2007/60/CE (FD) Istituisce un quadro metodologico per la valutazione e gestione del rischio di alluvioni Prevede l attuazione di quattro fasi di attività secondo scadenze prestabilite: 1 Valutazione preliminare del rischio di alluvioni 2 Individuazione delle zone a rischio potenziale di alluvioni 3 Mappatura della pericolosità e del rischio di alluvioni 4 Predisposizione dei piani di gestione del rischio di alluvioni
Mappatura pericolosità Perimetrazione aree che potrebbero essere interessate da alluvioni con Tr: fra 20 e 50 anni (alluvioni frequenti) fra 100 e 200 anni (alluvioni poco frequenti) fino a 500 anni dall'evento (alluvioni rare) evidenziando le aree in cui possono verificarsi fenomeni alluvionali con elevato volume di sedimenti trasportati e colate detritiche Indicando: estensione dell inondazione, altezza idrica o livello, caratteristiche del deflusso (v, Q) Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Mappatura pericolosità La propagazione di un onda di piena ed i fenomeni connessi si possono simulare attraverso l uso di modelli teorici del moto I modelli teorici di moto applicabili per la simulazione del fenomeno: una dimensione (una linea) o in due dimensioni (un piano). Gli schemi monodimensionali sono i più semplici tra i modelli di propagazione e tendono ad assimilare l alveo e l area inondabile ad un semplice canale dove l esondazione è vista come un particolare allargamento della sezione idrica, dove cioè le velocità si mantengono parallele all asse del corso d acqua. Gli schemi bidimensionali, a differenza dei precedenti, considerano anche le componenti della velocità ortogonali alla direzione dell asse dell alveo e sono quindi in grado di descrivere fenomeni di flusso che si sviluppano nel piano. Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Mappatura pericolosità Il modello monodimensionale fornisce solo la velocità nella direzione perpendicolare alla sezione (generalmente un valore mediato su tutta la sezione). Il modello bidimensionale fornisce in ogni punto del piano la direzione e l intensità della velocità media sulla verticale. Il modello bidimensionale si presta a studiare il fenomeno in maniera quasi completa, simulando il fenomeno della propagazione in tutte le direzioni del piano. Solo attraverso lo studio bidimensionale è possibile simulare numericamente la propagazione dell onda nel piano ed è quindi più utile il suo impiego nella descrizione di sviluppo di piene in aree vaste e pianeggianti, dove non è possibile ipotizzare a priori una direzione principale di propagazione dei volumi esondati. Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Mappatura pericolosità L approccio 2D è quello attualmente consigliato dalla normativa europea (Direttiva 2007/60/EC del 23 ottobre 2007) per l analisi e la gestione del rischio di esondazione fluviale. È agevole nell implementazione ma la sua calibrazione è complessa e i tempi di calcolo sono lunghi Metodologia completa Quantificazione del livello di pericolosità tramite il valore del tirante e della velocita Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Necessità di determinare in modo affidabile la distribuzione spaziale delle altezze idriche all interno dell area inondabile e di descrivere in maniera corretta il propagarsi di un evento idrodinamico anche in presenza di ostacoli (es. edifici in aree inondabili) Modularità delle componenti del codice di calcolo e possibilità di integrazione con ulteriori moduli applicativi Possibilità di simulazione integrata con la rete di drenaggio in ambito urbano Valutazioni dei codici di calcolo: Federal Emergency Management Agency (National Flood Insurance Program), Agenzia per l Ambiente del Regno Unito Affidabilità dei risultati Utilizzazione da parte di altre Autorità di Bacino, Agenzie regionali e nazionali Efficienza e preparazione del personale dell assistenza tecnica Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Bacino del Torrente Porto-Salvo Ing. Pietro Esposito Bacino del Fiume Eleuterio - Ing. Antonino Pagano Bacino Torrente Fago Ing. Santo Scordo Trattasi di risultati non definitivi (WORK IN PROGRESS) Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Caso Studio: Torrente Portosalvo BACINO DEL TORRENTE PORTOSALVO-INQUADRAMENTO TERRITORIALE Il bacino del torrente Portosalvo è situato nel versante nordorientale della Sicilia a ridosso dei Monti Peloritani e fa parte del sistema di fiumare caratteristico della fascia ionica della provincia di Messina. Situato tra i monti Peloritani e la linea di costa ricade all interno dell Area intermedia tra la F.ra d Agrò e la F.ra di Savoca. Interessa i territori comunali di Savoca (ME) e Santa Teresa di Riva (ME). Le sue acque sfociano direttamente nel mar Jonio. Parametri morfometrici Bacino torrente Portosalvo: Area sottesa alla foce [km 2 ] = 1,57 Lunghezza asta principale [km] = 2,7 h max [m.s.l.m] =300 Pendenza media [%] = 11.1
Caso Studio: Torrente Portosalvo BACINO DEL TORRENTE PORTOSALVO-PROBLEMATICHE E INTERFERENZE TESSUTO URBANO CRITICITÀ TRATTO A CIELO APERTO: Alveo torrentizio utilizzato come via di accesso ai fondi agricoli ed attività produttive presenti in prossimità dell alveo; Presenza di attraversamenti a guado; Accessi a proprietà privata realizzati a discapito delle opere di difesa idrauliche; TRATTO INTUBATO difese spondali e geometria sezione inadeguate in corrispondenza della sezione di imbocco; presenza, a valle dell imbocco, di molteplici elementi quali, tessuto urbano, viabilità, elementi divisori, che rendono difficoltosa la modellazione della propagazione di un eventuale esondazione Difficoltà di mantenimento funzionalità idraulica tratto intubato;
Caso Studio: Torrente Portosalvo BACINO DEL TORRENTE PORTOSALVO FINALITÀ DELLO STUDIO Bacino decretato nel «Piano Stralcio di Bacino dell Area tra Alcantara e F.ra d Agrò (097) e Bacino Idrografico della Fiumara d Agrò e Area tra F.ra d Agrò e F.ra di Savoca (098)» D.P.R.S. del 05/07/02007 e pubblicato sulla G.U.R.S. n 47 del 5/10/2007. Il tratto terminale del torrente Portosalvo è classificato nella «carta della pericolosità idraulica per fenomeni di esondazione» del P.A.I. vigente come «sito d attenzione» ossia un area su cui approfondire il livello di conoscenza delle condizioni idrauliche in relazione alla potenziale pericolosità e su cui gli eventuali interventi dovranno essere preceduti da adeguate ed approfondite indagini Lo studio idraulico con modellazione bidimensionale nasce dall esigenza sia di definire aree a pericolosità idraulica conformi alla DIRETTIVA ALLUVIONI, sia di ricavare informazioni complete ai fini di una più corretta valutazione degli studi di compatibilità idraulica relativi ai futuri interventi antropici da realizzare in prossimità del torrente Portosalvo
Caso Studio: Torrente Portosalvo STUDIO IDRAULICO Modellazione idraulica effettuata con MIKEFLOOD accoppiando il modello bidimesionale MIKE21 esteso all intera area di studio con il modello idrodinamico monodimensionale MIKE11 applicato al solo tratto intubato. L area di studio è stata modellata digitalmente grazie ad utilizzo di un DEM a maglia quadrata 2X2 contenente tutti gli elementi che influenzano la propagazione dell onda di piena. I due modelli MIKE 21 e MIKE 11 sono stati collegati mediante un link «standard» in corrispondenza della sezione di imbocco del tratto intubato del torrente Portosalvo L utilizzo del MIKE FLOOD ha così permesso di determinare: Contributo allo smaltimento della portata di piena dato dal tombino; Distribuzione spaziale dei tiranti idraulici e delle velocità a valle della sezione di imbocco
MAPPE PERICOLOSITÀ Caso Studio: Torrente Portosalvo Mappa pericolosità Tr=50 anni METODOLOGIA COMPLETA PAI Mappa pericolosità Tr=50 anni METODOLOGIA PROPOSTA PAI
Caso Studio: F. Eleuterio - Analisi territoriale Media annua precipitazioni: 800-900 mm Stazioni idrometriche di Lupo e di Rossella Invaso dello Scanzano sbarra il fiume a circa 30 km dalla foce sottendendo un bacino imbrifero di 26,6 km 2 Presenza in sx idraulica dell abitato di Ficarazzi Caratteristiche del bacino idrografico Superficie: 202 km2 Lunghezza dell asta fluviale di circa 30 km. Digital Elevation Model
F. Eleuterio - Elaborazioni idrologiche- idrauliche condotte per la redazione del PAI Studio idrologico: Studio piovosità Determinazione della pioggia netta: SCS-Curve Number Determinazione del trasferimento della pioggia netta alla sezione di chiusura: metodo della corrivazione Codice di calcolo: HEC-HMS Studio idraulico: Metodologia semplificata Codice di calcolo HEC-RAS Quote s.l.m. (m) RS = 1060 BR Sezione A33 - S.S. N.113, Settentrionale Sicula 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 20 40 60 80 100 120 140 Ascisse (m) Consente la valutazione della Leg pericolosità end WS T = 300 anni Rilievo a sezioni partire solo ed dai WS T = 100 anni tempi di attraversamenti ritorno in particolare in WS T = 50 anni Ground Bank Sta modo inversamente proporzionale ad esso Simulazione (modello idraulica monodimensionale) P = f (1/T) deflusso [m 3 /s] 700 600 500 400 300 200 100 0 650.7 Determinazione 515.1 delle aree a pericolosità e rischio 431.9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 tempo [h] T=50 anni T=100 anni T=300 anni Schema idrologico del bacino idrografico del Fiume Eleuterio utilizzato per il calcolo della massima portata al colmo di piena. Idrogrammi di piena alla foce del F. Eleuterio, per fissati tempi di ritorno T P 50 P3 100 P2 300 P1 Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
F. Eleuterio - Elaborazioni idrauliche condotte con il codice MIKE DHI Bidimensionale Mike 21 Monodimensionale Mike Idrologia 11 HD Differenze Mike finite 11 RR Maglia rettangolare Definizione del dominio di calcolo e della scabrezza Mike Flood Studio idraulico: Accoppiamento MIKE 11 e MIKE 21 in corrispondenza del centro abitato
F. Eleuterio I risultati Livelli pericolosità metodologia completa Simulazione con Tr 50 anni Valori della velocità massime dir x e y con Tr 50 anni
Casi Studio: Centro abitato del Comune di Santa Venerina (CT) - T. Fago - Analisi territoriale Area Territoriale tra i bacini del F. Simeto e del F. Alcantara (095) Caratteristiche del bacino idrografico
Centro abitato del Comune di Santa Venerina (CT) - T. Fago PAI vigente Stralcio Carta del Pericolosità Rischio Idraulico idraulica siti di attenzione, questi vanno intesi come aree su cui approfondire il livello di conoscenza delle condizioni idrauliche in relazione alla potenziale pericolosità e rischio e su cui comunque gli eventuali interventi dovranno essere preceduti da adeguate approfondite indagini DHI
Centro abitato di Santa Venerina (CT) - T. Fago individuazione reticolo idrografico e bacini bacino e reticolo idrografico estratti con procedura automatica con Arcgis dal D.T.M. 2x2 della Regione Siciliana Bacini centro abitato bacino e reticolo idrografico del T. Fago
T. Fago - Elaborazioni idrauliche condotte con il codice MIKE DHI Bidimensionale Mike 21 Idrologia Mike 11 RR Simulazione Idrogramma T. Fago T. Fago tr=300 Tr=300 anni anni
Centro abitato di Santa Venerina (CT) - Elaborazioni idrauliche condotte con il codice MIKE DHI Bacino urbano 1 Bidimensionale Idrologia Mike Mike 21 11 RR Bacino urbano 2 Simulazione centro abitato tr=300 Italian Italian DHI DHI Conference 2013 2013
Centro abitato di Santa Venerina (CT) - T. Fago I risultati Battente idraulico
Centro abitato di Santa Venerina (CT) - T. Fago nuove carte della Pericolosità e del rischio idraulico Stralcio carta pericolosità del rischio idraulico idraulica
Gruppo di lavoro Ing. Antonino Granata Dirigente U.O.B. 3.4 Ing. Antonio Ciraolo Ing. Pietro Esposito Ing. Orazio Portelli Ing. Antonino Pagano Ing. Giovanni Profeta Ing. Santo Scordo Ing. Antonio Vita Dott. Agr. Francesco Fiscella Arch. Sebastiano Vullo Arch. Francesco Guccione Arch. Alessandro Grungo Geom. Salvatore Madonia
Thank you Grazie Torino, 9-10 Ottobre 2013 Italian DHI DHI Conference 2013 2013