Studio idrologico e idraulico del tratto vallivo del Borro di Gavinaia in loc. Greve in Chianti Autore: Alberto Meucci Titolo di Laurea: Laurea Triennale in Ingegneria Civile Università: Facoltà di Ingegneria di Firenze Data di Laurea: 30/09/2011 e-mail: alberto.meucci@gmail.com Parole chiave: Greve, Chianti, idrologia, Gavinaia, LiDAR, rischio idraulico, analisi, Consorzio, Toscana Introduzione La tesi è stata svolta in collaborazione con il Consorzio di Bonifica per la difesa del suolo e la tutela dell ambiente della Toscana Centrale. I relatori della tesi sono l Ing. Fabio Castelli, professore ordinario presso la facoltà di Ingegneria di Firenze, e gli Ingegneri Francesco Piragino e Lorenzo D Amico del Consorzio di Bonifica Toscana Centrale. Il lavoro di tesi propone l analisi idrologica e idraulica del tratto vallivo del Borro di Gavinaia, noto anche come Borro di Gainaia, affluente destro del torrente Greve. Questa tesi individua tramite una modellazione idraulica, i possibili punti critici e di allagamento al passaggio del fiume all interno del centro abitato di Greve in Chianti, fino alla sua confluenza nel torrente Greve. In particolar modo il lavoro si concentra proprio sul centro abitato dove maggiori sono i rischi idraulici data la presenza di numerose proprietà a ridosso dell alveo o che passano sopra l alveo stesso del borro. Obiettivi del lavoro Nel tratto oggetto di studio, che si estende per un chilometro a monte della confluenza con il torrente Greve, ci si pone l obiettivo di mostrare le principali dinamiche di deflusso che si presentano durante gli eventi di piena al fine di individuare le potenziali criticità e situazioni di rischio idraulico all interno del centro abitato. Inquadramento Geografico La tesi svolta riguarda il bacino idrografico del Borro di Gavinaia a Greve in Chianti. La zona di studio e il bacino idrografico di interesse sono riportati nelle seguenti figure:
Analisi del bacino idrografico e calcolo degli idrogrammi di piena Si effettua uno studio del bacino idrografico determinando tutti i principali parametri, fra i quali quelli morfologici, di rilievo e di pendenza. In seguito si gerarchizza il reticolo mediante il metodo di Horton e si caratterizza il bacino sotto gli aspetti geologici, pedologici e di uso del suolo. Determinato il tempo di corrivazione ed il coefficiente di deflusso, si procede con lo studio delle piogge e di conseguenza si calcolano gli idrogrammi di progetto. Quest ultimi vengono calcolati tramite il metodo Razionale (o Cinematico) e poi confrontati con quelli forniti con il metodo di calcolo implementato nel software ALluvioni TOscana (ALTO) 2000. Si trovano quindi gli idrogrammi con tre metodi. Il metodo Razionale come già detto, il metodo di calcolo di ALTO 2000 con distribuzione di pioggia uniforme e infine il metodo di calcolo di ALTO 2000 con distribuzione di pioggia di tipo Chicago tipica di eventi molto rari quali ad esempio quello accaduto nella valle del Magra il 25 Ottobre 2011, che come noto ha provocato ingenti danni.
Il confronto fra i tre tipi di idrogramma è riportato nella figura seguente: 35 30 25 Q [m3/s] 20 15 Alto 2000 Metodo cinematico Alto 2000 Chicago 10 5 0 0 1 2 t [h] 3 4 5 I valori massimi per ogni tempo di ritorno delle portate e delle portate speciiche (ogni chilometro quadrato di superficie), sono riportati nella tabella seguente:
Modellazione geometrica del tratto d alveo di studio e Confronto rilievo topografico DTM LiDAR 2011 La seconda fase di studio mostra l impiego integrativo di diverse fonti di dati da utilizzare nella costruzione della geometria dell alveo. Al fine di procedere con la modellazione, si utilizza in prima istanza un rilievo LiDAR disponibile per la zona. Nonostante la buona risoluzione del rilievo aereo in campo aperto, la tesi non può però prescindere da un rilievo sul campo nel quale si battono, in successive campagne di misura, i punti delle principali sezioni del tratto del Borro di Gavinaia oggetto di studio. I dati disponibili dalle due fonti (sezioni del LiDAR estrapolate mediante Hec-GeoRAS e sezioni battute sul territorio) si confrontano evidenziando le zone di ridotta risoluzione per la modellazione richiesta. Il confronto di alcune sezioni è riportato nelle seguenti figure: 257 256 255 Elevation [m] 254 253 252 251 Rilievo 2011 DTM 1x1 250 249 248 0 5 10 15 20 25 30 Station [m] 260 259 258 257 Elevation [m] 256 255 Rilievo 2011 DTM 1x1 254 253 252 0 5 10 15 20 25 Station [m]
Nella tesi si riportano risultati e considerazioni sul possibile utilizzo in futuro per la modellazione degli alvei della tecnologia LiDAR. Modellazione idraulica in HEC-RAS Nella terza fase dello studio si procede con l implementazione del modello idraulico monodimensionale in moto permanente, realizzato con il software HEC-RAS. Si studiano quindi i profili di piena per valori di portata riferiti agli idrogrammi di progetto calcolati. La modellazione mira a fornire il valore dei principali parametri idraulici durante gli eventi di piena, caratterizzati da diversi tempi di ritorno, relativi agli idrogrammi di piena calcolati nell analisi idrologica. Nella figura seguente è riportato il profilo di piena duecentennale per tutta l estensione del tratto di studio: Come specificato nell introduzione lo studio si concentra sul centro abitato dove sono presenti numerose passerelle in alveo che sono potenziali occlusioni al deflusso in particolar modo la presenza di una casa ponte. La situazione del centro abitato modellata in HEC-RAS presente nella seguente figura riguarda il profilo di piena duecentennale che evidenzia come le ostruzioni al deflusso possano provocare il superamento degli argini con conseguenti allagamenti.
Conclusioni Lo studio eseguito nell ambito del presente lavoro di tesi mostra quali sono i rischi idraulici e le potenziali zone allagabili del tratto vallivo del Borro di Gavinaia che scorre attraverso il centro abitato di Greve in Chianti. Inoltre la tesi dà spunto di riflessione su quali siano la qualità dei nuovi strumenti topografici in uso per rilievi sia a livello regionale che nazionale, e le possibilità di modellazione d alveo mediante l uso di strumenti come i DTM creati da rilievi LiDAR.
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