Definizione di scenari di inondazione attraverso metodologie innovative per il monitoraggio idrometrico

Il miglioramento delle tecniche di previsione delle inondazioni e di prevenzione e mitigazione dei loro effetti sul territorio è un'esigenza particolarmente sentita nel nostro Paese. A questo riguardo basti ricordare la legge 183/89 per la difesa del suolo e le attività di previsione del rischio di alluvione richieste dalla legge 225/92 per la protezione civile. A livello europeo, la Direttiva 2007/60/CE rappresenta il quadro di riferimento comunitario per la risorsa acqua e per la sua gestione. Il fenomeno è notevolmente complesso in quanto coinvolge fattori tra loro interagenti come l'evoluzione del clima, l'assetto idrogeologico del territorio e i cambiamenti di uso del suolo. Restano, inoltre, le incertezze legate al monitoraggio di grandezze idrauliche come la portata e il contenuto d'acqua nel suolo, alla conoscenza dei processi di formazione delle piene, all'interazione flusso-struttura che condiziona pesantemente i fenomeni di inondazione. Il progetto trova, quindi, origine dalla constatazione che una corretta conoscenza quantitativa dei deflussi superficiali non può non tenere conto della misura diretta di grandezze idrologico-idrauliche. In tale contesto si colloca il progetto proponendo un'attività di ricerca testata su un caso di studio reale (bacino dell'Alto e Medio Fiume Tevere) articolata in due tematiche differenti ma strettamente interconnesse tra loro e che riguardano: 1 Messa a punto di procedure per il monitoraggio della portata durante eventi di piena significativi e caratterizzazione dell’incertezza associata alle scale di deflusso; 2 Messa a punto di procedure analitiche ed operative per la derivazione di mappe di pericolosità e di rischio idraulico che tengano conto delle incertezze sia nelle forzanti in ingresso al modello sia nella modellazione idraulica vera e propria. Per quanto riguarda il primo punto ci si occuperà della stima della portata in corsi d'acqua naturali, finalizzata al monitoraggio idrometrico. Le misure delle portate transitanti nella sezione trasversale di un corso d'acqua e dei corrispondente tiranti idrici permettono la determinazione delle scale di deflusso che rappresentano il metodo più speditivo per la stima della portata. Tale relazione funzionale può essere normalmente stimata in modo accurato se si hanno a disposizione adeguate misure correntometriche (velocità della corrente e tirante idrico) in un ampio intervallo di valori di livello; si tratta di misure che richiedono costi notevoli e talvolta non possono essere eseguite durante il passaggio di onde di piena eccezionali o per problemi di accessibilità al sito. In particolare, in occasione di eventi di piena gli strumenti possono essere danneggiati dal passaggio dell'onda di piena stessa e non avere più un funzionamento regolare. Tale carenza di dati nel campo delle elevate altezze idrometriche rende difficoltosa l'estrapolazione della relazione livello-portata oltre l'intervallo delle misure effettuate. Per ovviare ai suddetti inconvenienti, vengono proposti due metodi basati sulla modellazione idraulica di un tratto d'alveo a valle della sezione di misura. Ambedue i metodi applicano un modello idraulico 1D o 2D in cui viene assegnata a monte, come condizione nota l'idrogramma dei tiranti. L'idrogramma delle portate viene calcolato dalla soluzione del modello idraulico. I due approcci differiscono nella tecnica utilizzata per la calibrazione del coefficiente di Manning del modello. In un primo approccio esso viene calibrato attraverso una misura di portata effettuata in un tempo antecedente il picco di piena. Il metodo consente di utilizzare un solo strumento per la misura delle velocità in più sezioni di uno stesso corso d'acqua nel periodo antecedente il picco di piena. Passando dalla misura delle velocità alla stima delle portate mediante una opportuna ipotesi di distribuzione delle velocità all'interno della sezione, è possibile ricostruire l’idrogramma di