“Il governo delle piene nel Bacino del Fiume Tevere” nel Bacino del

LA DIRETTIVA EUROPEA «ALLUVIONI»:
VERSO UNA NUOVA GESTIONE DEL
RISCHIO IDRAULICO IN AMBITO MONTANO
Libera Università di Bolzano
21 - 22 Novembre 2013
“Il governo delle piene
nel Bacino del Fiume Tevere”
Ingg. Nicola BERNI, Claudia PANDOLFO
Angelo VITERBO e Loredana NATAZZI
Indice
1) Governo delle piene:
inquadramento
tematica e quadro
normativo/istituzionale
2) Governo delle piene
nel bacino del F. Tevere
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento
conseguente al
cedimento di parte
dello sfioratore della
Diga di Montedoglio
Montedoglio;;
• nel bene:
bene: laminazione
piene alto e medio
Tevere 2005, 2008,
2010, 2012 e 2013.
Diga di Corbara – Fiume Tevere, 14 novembre 2012
“Regolazione” delle piene:
problematica affrontata già dagli antichi romani
Fonte: archivi dello stato pontificio. “Muro grosso” romano (traversa di laminazione delle piene a bocca tarata)
sul T.Chiani a monte della stretta di Olevole per la salvaguardia di Roma da parte delle piene del T. Chiani
3
“Regolazione” delle piene:
problematica affrontata già dagli antichi romani
Fonte: archivi dello stato pontificio. “Muro grosso” romano (traversa di laminazione delle piene a bocca tarata)
sul T.Chiani a monte della stretta di Olevole per la salvaguardia di Roma da parte delle piene del T. Chiani
Traversa per la laminazione delle piene
sul F. Corno (loc. Ruscio, Monteleone di Spoleto)
4
1) Governo piene all’interno delle azioni di prevenzione e
mitigazione del rischio idraulico
AZIONI STRUTTURALI
Realizzazione opere di messa in sicurezza
per le aree sottoposte a rischio elevato
Manutenzione delle opere di difesa
AZIONI NON STRUTTURALI
Mappatura aree a rischio,
pianificazione territoriale, ecc…
Sistemi di previsione, monitoraggio strumentale in tempo reale, presidio
territoriale, valutazione (dinamica) degli scenari di rischio e degli effetti
al suolo attesi per le fasi di supporto alle decisioni, governo delle piene
piene,,
informazione alla popolazione, primo intervento di contrasto, attuazione
della pianificazione d’emergenza.
d’emergenza.
1) Governo piene:
piene: principali riferimenti normativi
1. Legge 24 febbraio 1992, n. 225 e s.m. e i.: “Istituzione del Servizio
nazionale della protezione civile”;
2. Decreto Legislativo n. 112/1998: "Conferimento di funzioni e compiti
amministrativi dello Stato alle regioni ed agli enti locali, in attuazione
del capo I della legge 15 marzo 1997, n. 59”;
3. Circolare DSTN/2/7019 del 19 marzo 1996 "Disposizioni inerenti
l'attività di protezione civile nell'ambito dei bacini in cui siano presenti
dighe“;
4. Circolare DSTN/2/22806 del 13 dicembre 1995: "Disposizioni
attuative e integrative in materia di dighe" .
5. Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri 27 febbraio
2004 e s.m. e i.: "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”;
6. Decreto Legislativo, n. 49, del 23/02/2010: recepimento della
Direttiva 2007/60/CE relativa alla valutazione ed alla gestione del
rischio alluvioni.
Recepimento Direttiva Alluvioni 2007/60/CE:
D.Lgs. n°49 del 23 febbraio 2010
Aspetti che riguardano le Regioni e le Province Autonome:
Art.3 c.2 “Le regioni, in coordinamento tra loro e con il Dipartimento
Nazionale della protezione civile, provvedono, ai sensi della Direttiva del
Presidente del Consiglio dei Ministri in data 27 febbraio 2004, e successive
modificazioni, pubblicata nel supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale n.
59 dell'11 marzo 2004, per il distretto idrografico di riferimento, alla
predisposizione ed all'attuazione del sistema di allertamento nazionale,
statale e regionale, per il rischio idraulico ai fini di protezione civile, secondo
quanto stabilito all'articolo 7, comma 3, lettera b).
Art.7 c.3 “b) le regioni, in coordinamento tra loro, nonche' con il
Dipartimento nazionale della protezione civile, predispongono, ai sensi della
normativa vigente e secondo quanto stabilito al comma 5, 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 del Presidente del Consiglio dei Ministri
in data 27 febbraio 2004, con particolare riferimento al governo delle piene.
(ART.7 c.2: attuazione “prioritaria” di interventi non strutturali)
1) Governo delle piene: cosa è?
Nell’ambito della azioni non strutturali per la gestione del
rischio idraulico, il governo delle piene è un insieme di attività
finalizzate alla prevenzione ed alla riduzione del rischio nel caso
di eventi di piena:
160.0
Esempio di
laminazione della
piena del F.
Chiascio novembre 2012 da parte della
Diga di
Casanuova
Comune di
Valfabbrica)
140.0
120.0
Portate (m3/s)
1) previsione,
monitoraggio e
sorveglianza
(attuate attraverso
la rete nazionale
dei Centri
Funzionali);
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
10/11/12 0:00 11/11/12 0:00 12/11/12 0:00 13/11/12 0:00 14/11/12 0:00 15/11/12 0:00 16/11/12 0:00 17/11/12 0:00
Data (gg/mm/aaaa)
Pianello
Branca
1) Governo delle piene: cosa è?
2) presidio territoriale idraulico (strutture regionali o
provinciali). La normativa vigente intende estendere le attività di
servizio di piena e di pronto intervento idraulico, disciplinati dal
R.D. n. 523/1904 e dal R.D. n. 2669/1937, dai soli tronchi
fluviali classificati di prima e seconda categoria a tutte le aree
nel frattempo classificate ad elevato rischio idraulico del reticolo
idrografico principale, secondario e minore;
3) Regolazione dei deflussi attraverso gli invasi presenti
nel bacino idrografico. Attività fino a poco tempo fa affidate al
solo «documento di protezione civile» di cui alla Circolare
«Barberi» DSTN/2/7019 del 19 marzo 1996, e quindi prive di un
reale governo organizzato. Il recente quadro legislativo
(esempio Fiume Po da quest’anno) prevede un percorso di
lavoro ben preciso.
1) Governo delle piene:
soggetti istituzionali coinvolti
La normativa vigente individua nelle Regioni, in forma singola
oppure d'intesa tra loro (con l’eventuale concorso del Dipartimento
Nazionale di Protezione Civile), i soggetti che devono assolvere a
tale attività.
Nel caso di eventi di piena che coinvolgano bacini che
interessano più Regioni, il DPC promuove ed indirizza, anche
attraverso la rete dei Centri Funzionali, l’interscambio e la
condivisione delle informazioni tra tutti i soggetti interessati al
governo della piena.
Per il governo delle piene in tali circostanze, l’evento viene
gestito dall’Unità di Comando e Controllo (UCC) che
rappresenta l’autorità di protezione civile per il governo delle
piene (tavolo politico istituzionale costituito dai vertici delle
Regioni, del Ministro dell’Ambiente, del DPC o loro delegati).
1) Unità di Comando e Controllo: la decisione
Nei bacini di interesse nazionale in cui insistono dighe iscritte nel
Registro italiano dighe, il governo e la gestione dei deflussi
durante un evento di piena comporta il concorso di molte
amministrazioni statali, regionali e locali afferenti al bacino. Per
mitigare gli effetti di una piena in tali contesti è prevista
l’istituzione di una Unità di Comando e Controllo (UCC), che
rappresenterà l’Autorità di protezione civile per il governo delle
piene.
Riferimento attuale la DIRETTIVA DEL PRESIDENTE DEL CONSIGLIO
DEI MINISTRI 8 febbraio 2013. Indirizzi operativi per l’istituzione
dell’Unità di Comando e Controllo del bacino del fiume Po ai fini del
governo delle piene, nonché modifiche ed integrazioni alla Direttiva
del P.C.M. del 27/02/2004 e s. m. e i.
1) Unità di Comando e Controllo: la decisione
L’UCC, sulla base delle informazioni fornite dai Centri
regionali di coordinamento tecnico idraulico (rappresentanti
del Centro Funzionale coinvolto, della Direzione Generale delle
Dighe del Ministero Infrastrutture e trasporti, delle autorità
idrauliche competenti e dell’Autorità di Bacino, principalmente),
sulla base degli scenari in atto e previsti, assume decisioni
sulle possibili azioni necessarie a fronteggiare, e, se
possibile, ridurre gli effetti determinati dall’evento di piena,
al fine di tutelare l’integrità della vita, i beni, gli insediamenti e
l’ambiente.
Il Documento di base su cui basare le decisioni è il….
1) Piano di Laminazione: cosa è?
Necessità di organizzare un’adeguata attività di regolazione dei
deflussi dagli invasi artificiali presenti sul bacino, per concorrere a
limitare gli effetti delle piene: i soggetti istituzionali preposti,
attraverso i gestori delle opere idrauliche, sono tenuti ad attuare la
massima laminazione possibile dell’evento di piena atteso con il
rilascio di portate compatibili con l’alveo di valle.
A tal fine deve essere primariamente valutata, attraverso studi
specifici, l'influenza che possono esercitare i volumi
accumulabili negli invasi significativi presenti sulla formazione
e propagazione dell'onda di piena a valle.
Per tali invasi le Regioni, con il concorso tecnico dei Centri
Funzionali, delle autorità idrauliche competenti (di solito le
Province), dell'Autorità di bacino e del Registro italiano dighe,
d'intesa con i gestori, sotto il coordinamento del Dipartimento della
protezione civile, predispongono ed adottano un “piano di
laminazione”.
1) Piano di Laminazione: cosa è?
Per diversi e possibili prefigurati scenari d'evento e per ciascuna
diga, il piano di laminazione deve prevedere prioritariamente le
misure e le procedure da adottare per la salvaguardia della
incolumità della vita umana, dei beni, degli insediamenti e
dell'ambiente.
Valutata la massima portata di piena transitabile in alveo a valle
dello sbarramento e contenuta nella fascia di pertinenza fluviale
come delimitata dalla competente Autorità di bacino, possono
essere individuate due diverse procedure: un programma statico o
un programma dinamico, per rendere disponibile con un adeguato
anticipo i volumi utili ai fini della laminazione della piena.
1) programma statico: 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 d' esercizio
autorizzata.
2) programma dinamico: nel tempo reale prevede l'esecuzione di
manovre preventive e/o nel corso dell'evento per rendere
disponibili i volumi necessari.
1) Piano di Laminazione: cosa è?
Tali manovre sono eseguite 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; le manovre
possono rendere necessaria comunque l'attivazione del piano
di emergenza a valle della diga stessa.
I documenti di protezione civile già redatti ai sensi della circolare
DSTN/2/7019 del 19 marzo 1996 sono di fatto modificati ed
integrati con le disposizioni che scaturiscono da questa attività.
NB: Oggi, assieme alla concertazione relativa all’omogeneizzazione
dei messaggi di allerta nazionali e al Servizio Meteorologico
Nazionale Distribuito (SMND) è in corso la concertazione di uno
schema di Direttiva che andrà a sostituire la Circolare PCM
DSTN/2/7019 ed integrare la DSTN/2/22806 (nuovi aspetti del
Documento di Protezione Civile, modifica sul sistema di
comunicazioni, ecc..)
2) Bacino idrografico
del Fiume Tevere
6 Regioni:
Toscana, Emilia-Romagna, Marche,
Abruzzo, Umbria, Lazio
14 Province:
Ancona, Arezzo, Ascoli Piceno,
Forlì, Frosinone, Grosseto, L’Aquila,
Macerata, Perugia, Rieti, Roma,
Siena, Terni, Viterbo
357 Comuni tra cui Roma
4’400’000 abitanti:
90% nelle città principali
Rilevanti aspetti di beni culturali a
rischio
2) Caratteristiche del territorio umbro
• Superficie Regionale ~ 8500 km2
• Superficie bacino idrografico dell’Alto-Medio
Tevere ~ 12700 km2
•95,1 % dell’Umbria nel bacino del Tevere
•(Umbria 46,9 % del bacino stesso)
• Topografia complessa
prevalentemente collinare/monuosa, con
quote dai 50 ai 2500 m s.l.m.
• Litologia: facies terrigene e depositi flyschioidi.
• Uso del suolo: agricoltura/terre arate
(53.6%), foreste (22.4 %), urbanizzato (2.8 %).
• Precipitazioni: MA ~ 1000 mm.
• Temperature: media annuale ~ 11° C.
• Bacini artificiali di interesse(dighe di
Montedoglio, Casanuova e Corbara).
Il rischio idraulico in Umbria
(fonte Servizio regionale Risorse Idriche e Rischio Idraulico)
•
Le fasce di pericolosità idraulica
lungo il reticolo idrografico
principale e secondario (quasi
1000 km lineari studiati)
occupano 426 Km2, (5%
superficie regionale).
•
Il 55% è classificata in fascia A,
con tempi di ritorno di 50 anni.
•
Gli edifici nelle fasce di
pericolosità del reticolo
principale sono 7.956
(45% a prevalente destinazione
abitativa) e 29.949 nel reticolo
secondario (59% a prevalenza
abitativa).
Reticolo Principale
Fascia A: 97.3 kmq; Fascia B: 44.2 kmq; Fascia C: 25.4 kmq
Reticolo Secondario
Fascia A: 127.1 kmq; Fascia B: 47.3 kmq; Fascia C: 86.1 kmq
Il rischio idraulico in Umbria
(fonte Servizio regionale Risorse Idriche e Rischio Idraulico)
Varietà di fenomeni: debrs flow, flash floods, rotte arginali su aree di bonifica, piene
fluviali tipiche di medio grandi fiumi
2) sbarramenti di interesse per l’Umbria
• 11 dighe di competenza dell’ex RID (oggi Ministero delle
Infrastrutture e dei Trasporti, Ufficio Dighe): 3 in Toscana
ma di interesse interregionale (bacino idrografico del Fiume
Tevere);
• Volume complessivo invasato di circa 600 Milioni di m3
di acqua;
• 2 grandi dighe a uso plurimo (Montedoglio sul Tevere e
Casanuova sul Chiascio);
• 4 dighe ad uso irriguo, le restanti uso idroelettrico;
• Circa 1400 invasi di competenza regionale (1200 in
Provincia di Perugia e 200 Provincia di Terni), con
l’incidenza di circa 1,8 crolli parziali/totali all’anno
(specialmente quelli realizzati in terra).
2) Piano di Laminazione del Bacino del F. Tevere
Per il Tevere, il DPCN ha istituito, nel maggio 2004 presso
l’Autorità di Bacino del Fiume Tevere, un Tavolo tecnico
con il compito di definire la regolazione dei deflussi ai fini
del Governo delle piene.
Studi/Documenti pregressi e disponibili sull’argomento per il Bacino del Fiume
Tevere
1) “Gestione integrata degli Invasi” dei Proff.Ing. Ubertini e Calenda (ABT 1993);
2) Informazioni e fogli condizioni/esercizio e piani di protezione civile per le
dighe del bacino
2) Piano di Laminazione del Bacino del F. Tevere
Tratti fluviali analizzati
Alto-Medio Tevere:
•Autorità di Bacino
•Dipartimento Protezione Civile
•Registro Italiano Dighe
•Provincia di Perugia
•Regione Toscana
•Regione Umbria
•Provincia di Arezzo
•Ente Irriguo Umbro Toscano
Soggetti istituzionali coinvolti
(es. primi due schemi)
Corbara-Castel Giubileo
•Autorità di Bacino del Fiume Tevere
•Dipartimento della Protezione Civile
•Registro Italiano Dighe
•Regione Umbria
•Regione Lazio
•ARDIS
•Provincia di Terni
•Consorzio di Bonifica della Val di Paglia Superiore
•ENDESA
•ENEL
2) Piano di Laminazione del Bacino del F. Tevere
Sbarramenti selezionati:
•Sistema Alto-Medio Tevere
•Invaso Chiascio-Valfabbrica
•Invaso Montedoglio
•Traversa sul Sovara
•Sistema Corbara- Castel Giubileo
•Invaso Elvella
•Cassa di espansione sul Chiani
•Invaso Corbara
•Sistema Nera-Velino
•Traversa Alviano
•Aja
•Traversa Ponte Felice
•Stifone
•Traversa Nazzano
•Traversa Castel Giubileo •San Liberato
•Salto
•Turano
•Centrale di Cotilia
•Piediluco
•Traversa sul Fiume Corno
•Sistema Aniene
•San Cosimato
•Fiumerotto
•San Giovanni
2) Piano di Laminazione del Bacino del F. Tevere
Tratto
Invasi interessati
Zone difendibili
Riduzione possibile
Volume a
disposizione
CHIASCIO
A VALLE DI INVASO
VALFABBRICA
Valfabbrica
Torgiano e Bastia
Portate con tempi di
ritorno < 50 anni
30 Mm3
TEVERE
A VALLE INVASO
MONTEDOGLIO
Montedoglio
Citta di Castello,
Umbertide
Portate con tempi di
ritorno = 50 anni
20 Mm3
A VALLE
CONFLUENZA CON IL
CHIASCIO
Montedoglio/
Chaiscio
Deruta
Portate con tempi di
ritorno = 50 anni
50 Mm3 (*)
A VALLE DI CORBARA
Corbara
Orte, Monterotondo,
Settebagni, castel
Nuovo di Porto
Portate con tempi di
ritorno < 50 anni
60 Mm3
A VALLE DEL SALTO
Salto
Rieti
Portate con tempi di
ritorno = 50 anni
20 Mm3 (**)
(40 Mm3)
A VALLE DEL TURANO
Turano
Area a valle di Rieti
Portate con tempi di
ritorno = 50 anni
20 Mm3 (***)
(40 Mm3)
A VALLE DELLA
CONFLUENZA CON IL
VELINO
Salto/Turano
Area di Terni
Portate con tempi di
ritorno < 50 anni
80 Mm3
VELINO
NERA
NB: attraverso gli scenari di riferimento individuare misure adeguate
per garantire lo sfasamento dei picchi di piena monte-valle
2) Piano di Laminazione del Bacino del F. Tevere
Primo Piano di Laminazione del Tevere
(ai sensi della Direttiva PCM, 27/02/2004 )
Scopo del piano: (redatto nel 2005 da DPCN, ABTevere,
Regioni, gestori, RID, ed approvato, purtroppo, SOLO dalla Giunta
regionale dell’Umbria con DGR 1102 del 28/06/2006 quindi NON
COGENTE)
le condizioni ottimali di laminazione per
l’attenuazione delle inondazioni;
b)
le condizioni ottimali di gestione dei volumi in
eccesso per vari scopi evitando problemi nell’asta a
valle;
Il piano prevede:
1)
Laminazione statica (volumi di laminazione fissi)
Dighe di MONTEDOGLIO e CASANUOVA
2)
Laminazione dinamica (scarico controllato della
portata in funzione delle reali condizioni osservate
e/o previste)
Diga di CORBARA
Diga di MONTEDOGLIO
Fiume TEVERE
h=54m, V=153 Mm3
a)
Diga di CASANUOVA
Fiume CHIASCIO
h=74m, V=200 Mm3
Diga di CORBARA
Fiume TEVERE
h=52m, V=192 Mm3
2) Governo delle Piene nel Tevere: Saladin
CASO DI STUDIO: PIENA DEL TEVERE del DICEMBRE 2008
Simulazione della UCC virtuale con SALADIN: gestione della piena in modalità dinamica
MODULO INVASI di SALADIN: funzione ANALIZZA SCENARI per la caratterizzazione degli effetti di applicazione di
diversi scenari di svaso/invaso (Figura 3 di 4 sull'analisi dei livelli e/o volumi simulati in tempo reale all'invaso
selezionato dai modelli di preannuncio in seguito all'applicazione di una della manovre di svaso previste
Autorità di Bacino
del fiume Tevere
Programma operativo di laminazione di tipo dinamico
e la definizione dei modelli di preannuncio in tempo
reale
2) Governo delle Piene nel Tevere: Dewetra
LA PIATTAFORMA DEWETRA
Applicazione web 2.0: software web-gis dedicato al monitoraggio degli
eventi in atto ed alla valutazione del rischio naturale ed antropico sul
territorio nazionale.
Autorità di Bacino
del fiume Tevere
Programma operativo di laminazione di tipo dinamico
e la definizione dei modelli di preannuncio in tempo
reale
I Centri Funzionali
”… la gestione del sistema di allerta nazionale è assicurata dal Dipartimento della
protezione civile, dalle Regioni e dalle Province autonome attraverso la Rete dei Centri
Funzionali, nonché le strutture regionali ed i centri di competenza chiamati a concorrere
funzionalmente ed operativamente a tale rete …” (punto 1 della Direttiva del Presidente del Consiglio
dei Ministri 27 Febbraio 2004)
Effettuano attività di previsione
•Individuazione dell’evento
•Valutazione del rischio indotto
Collaborano nelle:
Attività di sorveglianza, vigilanza
e contrasto
Attività di prima gestione
emergenziale dell’evento
•Monitoraggio strumentale e
previsione dell’evento e degli effetti a
brevissimo termine
•Attività di vigilanza non strumentale
•Interventi di contrasto per la
riduzione del rischio in tempo reale
• Informazione della popolazione
• Attuazione della pianificazione
d’emergenza
Il Centro Funzionale della Regione Umbria
Ottobre 2006: istituita nuova sezione presso Servizio Difesa del Suolo
Marzo 2007: primo ufficio operativo presso il Centro Regionale di
Protezione Civile (CRPC) di Foligno
Dicembre 2007: adozione atti regionali propedeutici alla richiesta di
attivazione formale da parte del DPC (DDGR 2312 e 2313/07)
Dicembre 2008: Protocollo
di Intesa DPC-RU (anche
aspetti di governo delle
piene)
Febbraio 2010: attivazione
formale CFD Umbria
(D.P.G.R. 26/2010)
13°
Novembre 2010: passaggio sezione
Centro Funzionale da Servizio
regionale Risorse Idriche e Rischio
Idraulico a quello Protezione Civile,
attivazione CRPC
Rischio idrogeologico ed idraulico in Regione Umbria: strumenti oggi
disponibili per la previsione e prevenzione
Reti di Monitoraggio idrometeorologico “tradizionali” in tempo reale
Sensori sperimentali (umidità suolo, velocità superficiale, portata, ecc…)
Individuazione soglie e zone di allerta
Sistemi automatici di segnalazione superamento soglie
Procedure di allertamento
Presidi Territoriali
Modelli previsionali meteo quantitativi (QPFs)
Immagini e dati radar e satellitari
Modelli di preannuncio frane e alluvioni
Scenari statici di pericolosità frane e alluvioni
Scenari statici di rischio frane e alluvioni
Produzione di scenari dinamici di rischio frane e alluvioni
Web GIS e Sistemi di Supporto alle Decisioni (DSS) “web based”
Prevedibilità degli eventi, incertezza e precursori
Intesità
Scala temporale
Portate critiche per bacino idrografico
Dimensioni
piccole
Dimensioni
medie
Dimensioni
grandi
S<10 Km2
10<S<1000 Km2
S>1000 Km2
(sistemi idrici urbani e
reticolo minore/marginale,
es. T.Scatorbia)
(reticolo secondario, es.
F.Chiascio alla
confluenza nel F.Topino)
(reticolo principale,
es.F.Tevere ai ponti di
Perugia)
Previsioni Meteorologiche
(PQFs/satellite/radar)
Pluviometri
Idrometri
Incertezza
Fonte De Bernardinis
Rete di Monitoraggio idrometeorologico in tempo reale
126 Stazioni in Regione Umbria
(in media una ogni 65 km2)
15 stazioni
umidità del suolo
1 Radar
Meteo
(DPCN)
72 Idrometri
(con aggiornamento quasi
annuale di 41 scale deflusso e
circa 400 misure/anno)
88 Pluviometri
76 Termometri
e altri sensori meteo
Regione Umbria – Macrobacini idrografici
di interesse ai fini dell’allertamento
F. Tevere a M. Molino
Ab ≈ 5300 km2
F. Chiani-Paglia a
Orvieto S.
Ab ≈ 1275 km2
F. Nera a T. Orsina
Ab ≈ 1360 km2
Fonte: Biacchi (Eon)
Modellistica idrologicoidrologico-idraulica per la previsione delle piene
Input
M. Idrologico
M. Idraulico
Mobidic
MISDc
Hec-HMS
Hec-RAS
SANTA LUCIA
STaFoM
2,3,4,5,6
6(3+3),7(3+4),8(4+4)
PIERANTONIO
8(4+4),9(4+5),10(5+5)
PONTE FELCINO
3,4,5,6,7
7(3+4),8(4+4),
8(3+5),9(4+5)
1,2,3,4,5,6
PONTE NUOVO
2,3,4,5,6
MONTE MOLINO
riverFLO-2D
bacino
MISDc (Modello Idrologico Semi-Distribuito in continuo)
Sviluppato dal CNR-IRPI Perugia – Gruppo di Idrologia
Experimental Catchment
MatLab ®
INPUT
P, T obs 20 gg
INPUT
P obs
formato ascii
formato ascii
Parametri
5
Parametri
6
Dt calcolo
~ 1-2 min
(ogni 20 min)
OUTPUT
H for, Qfor
formato ascii
MISDc (Modello Idrologico Semi-Distribuito in continuo)
F. Tevere
STAFOM (STAge FOrecasting Model)
Sviluppato dal CNR-IRPI Perugia – Gruppo di Idrologia
F. Chiani
F. Paglia
STAFOM è un modello idrologico di routing
basato sul metodo Muskingum per la previsione
dei livelli idrometrici in tempo reale.
INPUT
Qu(tf)
hd(tf)
hd(tf), Qu(tf)
formato ascii
Parametri
5
monte
MatLab ®
Dt calcolo
~ 1-2 min
(ogni 20 min)
valle
F. Chiascio F.
Topino
hd(tf+ ∆t*)
HEC-HMS (USACE - United States Army Corps of Engineers)
Software libero di simulazione idrologica, al cui interno sono implementate le principali
formulazioni utilizzate nella pratica idrologica.
Il sistema idrografico è rappresentato con una struttura ad albero (sottobacini, canali, junction,
invasi, diversion, sorgenti, pozzi).
*.DSS
*.DSS
INPUT
P obs
formato *.DSS
(USACE)
Parametri
3
Dt calcolo
~ 1-2 min (ogni bacino)
(ogni 30 min)
OUTPUT
Q for
formato *.DSS
(USACE)
HEC-RAS (USACE - United States Army Corps of Engineers)
Software libero di simulazione idraulica.
Modello idraulico in moto vario – strutture idrauliche
*.DSS
TevereA
Plan: scale deflusso
*.DSS
14-Jan-10
ponte ferroviario di Ponte San Giovanni ad archi in muratura
.045
.095
.035
200
.
0
9
5
.045
Le ge nd
WS Max WS
Ground
Ineff
Bank Sta
strutture idrauliche
195
Elevation (m)
190
185
INPUT
Output
HecHMS
formato *.DSS
(USACE)
Parametri
1
180
175
0
50
100
150
Station (m)
sez. trasversale
profilo
longitudinale
200
Tratto da Gorgabuia a Monte Molino
(160 km - 430 sezioni - oltre 40 strutture - Delta x=300 m ca)
Dt calcolo
~ 20 min
(ogni 30 min)
OUTPUT
h for, Q for
formato *.DSS
(USACE)
HEC-HMS + HEC-RAS (USACE)
Hec-HMS
Shapefile delle aree
potenzialmente allagabili
Aggiornato ogni 30 minuti
Hec-RAS
Piattaforma web: www.cfumbria.it
(sviluppato in collaborazione con il CF della Regione Toscana)
I risultati in tempo reale dei modelli sono consultabili (con profilatura user
user--password
password))
all’interno della piattaforma di supporto alle decisioni basata su tecnologie Web “open
source” (Php
(Php e MySql):
MySql): www.cfumbria.it
Piattaforma web: www.cfumbria.it
Monitoraggio in Tempo reale (grafici e tabelle):
• Precipitazioni
• Idrometria livelli/portate
• Anemometria
• Termometria
Piattaforma web: www.cfumbria.it
Previsioni meteorologiche
Zone e soglie idropluviometriche di allerta
Dati RT e anagrafica rete monitoraggio
Telerilevamento (MSG, fulminazioni, radar)
Abachi, statistiche, dati storici, rapporti evento
Modelli di previsione rischio idrogeologico – idraulico
Bollettini e Avvisi Meteo e di Criticità, Procedure operative
informazioni sulle principali dighe
Supporto ad attività multirischio
Web-Gis
Esempio: Immagini satellitari (MSG), fulminazioni, radar…
Piattaforma web: www.cfumbria.it
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
Fine dicembre 2010: occasione favorevole per completare procedure di
collaudo e per raggiungere, per la prima volta, la quota di massima
regolazione.
Diga Montedoglio, 27/12/2010:
raggiungimento quota 394,6 m slm
e inizio sfioro
Alle ore 21.43 del 29
dicembre l’Ente gestore
comunica via fax
“l’ALLARME TIPO 2”
(“collasso dell’opera di
ritenuta e imminenza di
un evento catastrofico”
da Circolare del 1996)
dovuto alla rottura di
due conci dello scarico
di superficie con una
portata iniziale stimata
attorno ai 600-700
m3/s.
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
• attivazione procedure d’emergenza per i
territori di valle (Regioni Toscana e
Umbria);
• apertura immediata h24 di Centri
Funzionali e Sale Operative regionali per
il monitoraggio strumentale;
• attivazione
immediata
dei
Presidi
Territoriali Idraulici dislocati nei nodi critici
del reticolo fluviale a valle della diga;
• Centri Coordinamento Soccorsi (CCS) c/o
Prefetture – UTG di Arezzo e Perugia;
• Aperura Centri Operativi Comunali (COC)
c/o i Comuni interessati dal passaggio
della piena attesa;
• chiusura di tutti i ponti critici;
• evacuazione preventiva di circa 400
persone c/o 10 aree di prima accoglienza
predisposte tra Toscana e Umbria.
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
Circa 60 Mm3 potenzialmente interessati!!
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
Circa 60 Mm3 potenzialmente interessati!!
1° idrometro
A valle
Idrometri disponibili tra
diga Montedoglio e diga
Corbara (6 in telemisura)
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
Al momento dell’allarme, uscivano dalla diga portate di 600-700 m3/s, valori di molto
superiori alle portate transitabili a valle e associabili a tempi di ritorno tra i 200 e 500 anni.
Per stimare gli scenari di pericolità e rischio a valle dello sbarramento sono stati impiegati i
modelli disponibili c/o il CF umbro: modelli idrologici di routing (Stafom, del CNR-IRPI) ed
idraulici (Hec-RAS) implementati in moto vario (gli unici funzionanti in assenza di
precipitazioni previste e/o osservate).
500
Observed
Simulated
Stafom
Discharge (m3/s)
400
300
200
100
Hec-RAS
0
29/12/2010 12:00
30/12/2010 12:00
31/12/2010 12:00
Time (gg/mm/aaaa hh:mm)
3) Casi studio reali:
• nel male,
male, evento conseguente alla rottura dello
sfioratore della Diga di Montedoglio
Montedoglio,, 29 Dicembre 2010
Al momento dell’allarme, uscivano dalla diga portate di 600-700 m3/s, valori di molto
superiori alle portate transitabili a valle e associabili a tempi di ritorno tra i 200 e 500 anni.
Per stimare gli scenari di pericolità e rischio a valle dello sbarramento sono stati impiegati i
modelli disponibili c/o il CF umbro: modelli idrologici di routing (Stafom, del CNR-IRPI) ed
idraulici (Hec-RAS) implementati in moto vario (gli unici funzionanti in assenza di
precipitazioni previste e/o osservate).
500
Observed
Simulated
Stafom
Discharge (m3/s)
400
300
200
100
Hec-RAS
0
29/12/2010 12:00
30/12/2010 12:00
31/12/2010 12:00
Time (gg/mm/aaaa hh:mm)
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 2525-28 novembre 2005
Repentino innalzamento termico, scioglimento nivale e pioggia media areale
sull’intero bacino di monte del Tevere fino a 140 mm in 48 ore.
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 2525-28 novembre 2005
Repentino innalzamento termico, scioglimento nivale e pioggia media areale
sull’intero bacino di monte del Tevere fino a 140 mm in 48 ore.
1600,0
S.Lucia
1400,0
Pierantonio
1200,0
Ponte Felcino
Monte Molino
800,0
600,0
400,0
200,0
tempo (giorno - ora)
30/11/2005 0.00
29/11/2005 12.00
29/11/2005 0.00
28/11/2005 12.00
28/11/2005 0.00
27/11/2005 12.00
27/11/2005 0.00
26/11/2005 12.00
26/11/2005 0.00
0,0
25/11/2005 12.00
portate (m^3/s)
P.te Nuovo
1000,0
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 2525-28 novembre 2005
Diga di Montedoglio sul Fiume Tevere
450
400
ingressi Montedoglio
350
Gorgabuia
portate (m^3/s)
300
250
200
150
100
50
tempo (giorno - ora)
Portata di picco dell’onda di piena in ingresso:
420 m^3/s
Volume invasato:
25 milioni di m^3
Portata massima in uscita durante la piena:
3 m^3/s
30/11/05 0.00
29/11/05 12.00
29/11/05 0.00
28/11/05 12.00
28/11/05 0.00
Effetto di laminazione (statica):
27/11/05 12.00
27/11/05 0.00
26/11/05 12.00
26/11/05 0.00
25/11/05 12.00
0
54
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 2525-28 novembre 2005
Cosa sarebbe successo a Città di Castello
senza effetto laminazione diga?
900
Qmax = 815 m^3/s circa la portata di TR500 anni!
800
ingressi Montedoglio
Gorgabuia
S.Lucia
700
ingressi Montedoglio + S.Lucia
500
400
300
200
100
tempo (giorno - ora)
30/11/2005 0.00
29/11/2005 12.00
29/11/2005 0.00
28/11/2005 12.00
28/11/2005 0.00
27/11/2005 12.00
27/11/2005 0.00
26/11/2005 12.00
26/11/2005 0.00
0
25/11/2005 12.00
portate (m^3/s)
600
55
Effetto di laminazione (dinamica):
Diga di Corbara sul
Fiume Tevere
Portata di picco dell’onda di piena in ingresso:
1500 m^3/s
Variazione di livello nell’invaso:
6,5 m (60 Milioni m3)
Portata massima in uscita durante la piena:
circa 800 m^3/s
(100 turbinati e restante rilasciati a valle da organi mobili superficiali)
56
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvioni 2008 e 2010
Piena Gennaio 2010
Diga di Montedoglio sul
Fiume Tevere
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvioni 2008 e 2010
Diga di Corbara
sul Fiume Tevere
12
140
Piena Dicembre 2008
11
10
Livelli (m szi)
8
135
7
6
5
4
130
3
2
1
0
12/4/2008
12/6/2008
12/8/2008
12/10/2008
12/12/2008
12/14/2008
12/16/2008
125
12/18/2008
Data (mm/gg/aaaa)
CASTIGLIONE IN TEVERINA
ORVIETO SCALO
MONTE MOLINO
CORBARA
Livello invaso (m s.l.m.)
9
DIGA DI CORBARA: previsioni idrologico-idrauliche da monte
MISDc - Tevere a Monte Molino (~5300 km2)
© elab.CNR-IRPI
DIGA DI CORBARA: previsioni idrologico-idrauliche da monte
I risultati dei modelli di preannuncio delle piene del Tevere vengono resi
disponibili , in tempo reale, all’intero Sistema Regionale e Nazionale di
Protezione Civile (tra cui DPC, Regioni limitrofe, autorità idrauliche, ecc..).
Sulla base di tali modelli, dal 2008 in poi, con un preavviso di 15 – 36 ore viene
«battezzato» dal CFD umbro l’idrogramma delle portate atteso in ingresso alla
diga di Corbara per le seguenti attività di laminazione dinamica previste dal
Piano di Laminazione.
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione novembre 2012
Piogge TR > 100 anni su zone confine toscano, fino a 300 mm in 48 circa.
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione novembre 2012
Piogge TR > 100 anni su zone confine toscano, fino a 300 mm in 48 circa.
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione novembre 2012
Durante l’evento la diga di Montedoglio ha invasato la quasi totalità degli afflussi
provenienti dal bacino di monte, invasando oltre 25 milioni di m3
382
450
400
Portata (m3/s)
380
300
250
379
200
378
150
377
100
376
50
13/11/2012 00:00
15/11/2012 00:00
Data (gg/mm/aaaa)
Gorgabuia
S. Lucia
Livello invaso (m s.l.m.)
375
17/11/2012 00:00
Livello invaso (m s.l.m.)
381
350
0
11/11/2012 00:00
Diga di Montedoglio sul
Fiume Tevere
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione novembre 2012
160.0
140.0
Diga di Casanuova sul
F. Chiascio
120.0
Portate (m3/s)
Diga di Casanuova sul
F. Chiascio: sebbene
ancora non in
esercizio, regolazione
dei deflussi con
temporaneo
innalzamento della
quota di massimo
invaso autorizzata e
deflusso uscente a
bocca tarata e portate
inferiori ai 120 m3/s
compatibili con la
ricettività dell’alveo di
valle.
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
10/11/12 0:00 11/11/12 0:00 12/11/12 0:00 13/11/12 0:00 14/11/12 0:00 15/11/12 0:00 16/11/12 0:00 17/11/12 0:00
Data (gg/mm/aaaa)
Pianello
Branca
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione novembre 2012
Analogamente, anche la diga di Corbara ha svolto il cruciale ruolo di
immagazzinamento dei volumi entranti (dei complessivi 250 milioni di m3 transitati oltre
75 milioni di m3 quelli trattenuti) per consentire lo sfasamento dei colmi di piena a
valle, specialmente con le eccezionali portate del F. Paglia.
12
135
Livello invaso (m s.l.m.)
10
Livelli (m szi)
8
130
6
4
125
Diga di Corbara sul
Fiume Tevere
2
0
11/11/12 0:00
12/11/12 0:00
13/11/12 0:00
14/11/12 0:00
15/11/12 0:00
16/11/12 0:00
Data (gg/mm/aaaa)
Castiglione in Teverina
Orvieto Scalo
Montemolino
Livello invaso (m s.l.m.)
120
17/11/12 0:00
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
440 mm di pioggia in 72 ore a Castelluccio di Norcia (estremo sud-est della
regione), 330 mm a Gualdo Tadino
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
440 mm di pioggia in 72 ore a Castelluccio di Norcia (estremo sud-est della
regione), 330 mm a Gualdo Tadino
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
300
350
290
280
250
200
270
150
260
100
250
50
0
10/11/2013 00:00
11/11/2013 00:00
12/11/2013 00:00
Data (gg/mm/aaaa)
Branca
Barcaccia
Livello invaso
Livello invaso* (m s.z.i.)
Portata (m3/s)
300
240
13/11/2013 00:00
Diga di Casanuova sul
Chiascio
F. Chiascio (Umbria)
12 novembre 2013
F. Chiascio (Umbria)
12 novembre 2013
F. Chiascio (Umbria)
12 novembre 2013
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
400
384
350
383
Portate (m3/s)
382
250
381
200
380
150
379
100
378
50
0
10/11/2013 00:00
Livello invaso (m s.l.m.)
300
377
11/11/2013 00:00
12/11/2013 00:00
13/11/2013 00:00
Data (gg/mm/aaaa)
Gorgabuia
S.Lucia
Livello invaso
Diga di Montedoglio
sul Tevere
La diga di Montedoglio ha invasato «i soliti» 25 milioni di m3
Diga di Corbara sul
Tevere
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
Anche la diga di Corbara ha svolto il cruciale ruolo di
immagazzinamento dei volumi entranti (oltre 70 milioni di m3 Diga di Corbara sul
quelli trattenuti) riducendo notevolmente i picchi delle portate
Tevere
transitanti a valle.
10
138
9
136
8
Livelli (m s.z.i.)
7
132
6
130
5
128
4
126
3
124
2
122
1
0
10/11/2013 00:00
Livello invaso (m s.l.m.)
134
11/11/2013 00:00
12/11/2013 00:00
Data (gg/mm/aaaa)
Montemolino
Castiglione in T.
Livello invaso
120
13/11/2013 00:00
1200
140
1000
135
800
130
600
125
400
120
Istante e valori del primo scenario
idrologico inviato dal CFD umbro a
DPC,Regione Lazio e115
gestore diga
(36 ore circa)
200
0
10/11/2013 00:00
Livello invaso (m s.l.m.)
Portata (m3/s)
3) Casi studio.
Nel bene
bene:: laminazione delle piene.
Esempio alluvione 1010-12 novembre 2013
110
11/11/2013 00:00
12/11/2013 00:00
Data (gg/mm/aaaa)
Montemolino
Livello invaso
13/11/2013 00:00
Diga di Corbara sul
Tevere
Conclusioni
1. Il governo delle piene è certamente uno degli aspetti chiave
nell’ambito delle azioni non strutturali di mitigazione del
rischio idraulico (anche per il redigendo Piano di Gestione
delle Alluvioni ai sensi della Direttiva Alluvioni 2007/60);
2. Le grandi dighe possono certamente svolgere (almeno per
eventi alluvionali associabili a TR inferiori a 100 anni) un
ruolo chiave nello sfasamento dei picchi di piena e nella
salvaguardia dei territori di valle (al netto degli «incidenti»);
3. Una corretta regolazione dei deflussi, specialmente in
ambito interregionale, non può prescindere da un buon
Piano di Laminazione, oltre che da un sistema
organizzativo e decisionale efficiente (Unità di Comando e
Controllo): per il Fiume Po percorso recentemente
concluso, per il Tevere, che comunque ad oggi è dotato di
un Piano di Laminazione (senza UCC), speriamo a breve...
Grazie per l’attenzione!
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