DOC.4 STUDIO IDROLOGICO REV.0 Trento: maggio … · 1. Introduzione e studi pregressi L’Autorità...

DOC.4 STUDIO IDROLOGICO

REV.0 Trento: maggio 2006

Indice

1. INTRODUZIONE E STUDI PREGRESSI.........................................................................2

2. STIMA DELLE PORTATE DI PIENA DI ASSEGNATO TEMPO DI RITORNO ..............2

3. STIMA DELLE PORTATE DI PIENA DI ASSEGNATA FREQUENZA DEL TRIVENETO (PROGETTO VAPI - BACCHI, VILLI 1999) ........................................................................6

4. IL SOTTOBACINO DEL TORRENTE TASSO ..............................................................11

5. ANALISI DEGLI EVENTI DI PIOGGIA MISURATI (BACINO DEL TASSO).................12

6. ULTERIORI INDAGINI PER LA MESSA IN SICUREZZA DEGLI ABITATI DI CAPRINO, COSTERMANO ED AFFI................................................................................17

7. APPROFONDIMENTI IDROLOGICI..............................................................................18

APPENDICE.............................................................................................................. 24

1. Introduzione e studi pregressi L’Autorità di Bacino Nazionale del Fiume Adige nell’anno 2000 ha affidato al raggruppamento temporaneo d’imprese BETA Studio s.r.l. – WL Delft Hydraulics l’incarico relativo allo “studio finalizzato alla realizzazione, nel bacino idrografico del fiume Adige, del catasto aggiornato e georeferenziato delle opere idrauliche e di sistemazione idraulico forestale, alla determinazione delle fasce fluviali, alla definizione degli interventi strutturali e non strutturali”. Nell’ambito di suddetto studio si è analizzata l’idrologia di piena di tutto il Bacino dell’Adige e si è individuata la perimetrazione delle aree di pericolo e di rischio idraulico. In un primo momento si è fatto riferimento a 30, 200 e 500 anni di tempo di ritorno. Successivamente l’indagine è stata estesa anche a tempi di ritorno di 100 anni per tener conto della classe di pericolosità media. Ove disponibili, le stime delle portate al colmo sono state ricavate dell’elaborazione delle serie storiche di portate massime annuali. Ai campioni di dati a disposizione sono stati adattati i modelli statistici impiegati nelle valutazioni idrologiche riguardanti eventi di piena (modelli probabilistici di Gumbel, MG e GEV e modello regionale VAPI ). In tutte le sezioni dotate di serie storiche di dati, il confronto fra i risultati ottenuti con le diverse metodologie applicate mostra che il modello regionale VAPI fornisce valori di portata al colmo più alti rispetto a tutti gli altri modelli considerati, che danno invece risultati simili fra loro. Nelle sezioni in cui non sono disponibili serie storiche di dati di portate massime annuali, non potendo seguire la metodologia fin qui esposta, le stime sono state ottenute a partire da quelle ricavate dalle elaborazioni statistiche in sezioni poste più a valle o più a monte sul medesimo corso d’acqua, ipotizzando una dipendenza della portata al colmo dall’area drenata di tipo monomio con esponente a. Di seguito si riportano le principali metodologie utilizzate nell’analisi idrologica degli eventi di piena. 2. Stima delle portate di piena di assegnato tempo di ritorno Sezioni dotate di serie storiche

Premessa

Per le analisi idrologiche sono stati utilizzati i valori di portata al colmo di piena rilevati nelle stazioni idrometrografiche presenti sul territorio in esame e di seguito riportate:

• Adige a Tel • Adige a Ponte Adige • Adige a Bronzolo • Adige a Trento • Adige a Pescantina • Adige a Boara Pisani • Avisio a Soraga • Avisio a Stramentizzo • Isarco a Prà di Sopra • Isarco a Bressanone • Noce a Ponte Rovina • Noce a S. Giustina • Rienza a Vandoies

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Al campione di dati a disposizione sono stati adattati anzitutto i modelli statistici comunemente impiegati nelle valutazioni idrologiche riguardanti eventi di piena, come il classico modello di Gumbel o quello, di più recente formulazione, basato sulla distribuzione GEV. Si è ritenuto inoltre opportuno utilizzare i recenti risultati di una ricerca in corso presso il Politecnico di Milano, finalizzata alla definizione di una metodologia più accurata per la stima delle portate al colmo di piena. Tale procedura si basa sull’introduzione di un nuovo modello probabilistico, indicato con la sigla MG (Maione, 1997; Maione et al., 1998), tarato sui valori massimi delle serie storiche dei massimi annuali delle portate al colmo di piena registrate in 181 stazioni idrometrografiche operative sul territorio nazionale e che, pertanto, si ritiene particolarmente adatto alla stima delle portate di piena corrispondenti a valori elevati del tempo di ritorno quali sono quelli considerati nel presente studio. Si sono inoltre rese disponibili le conclusioni del rapporto VAPI per il Triveneto a cura del Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche (GNDCI) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Bacchi e Villi, 1999), nelle quali viene proposto un modello di stima regionale delle portate al colmo di piena per i bacini nel Triveneto.

Il modello di Gumbel

Al campione dei massimi annuali di portata al colmo registrati dalle stazioni precedentemente elencate è stata anzitutto adattata la funzione di distribuzione di Gumbel (EV1), che, come è noto, ben si presta a regolarizzare serie empiriche di valori estremi. Secondo tale modello, la probabilità di non superamento del valore q della variabile casuale Q (massimo annuale della portata al colmo di piena) è data dall’espressione

P q q u( ) exp exp= − −−⎛

⎝⎜

⎞⎠⎟

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥α (1)

i parametri u e α sono legati alla media μ e allo scarto quadratico medio σ della variabile casuale dalle relazioni

u = − =μ α α σ0 5772 0 779. , . (2) La stima dei parametri della distribuzione è stata fatta mediante il metodo dei momenti, sfruttando la (2) e sostituendo alla media ed allo scarto i corrispondenti valori campionari. I valori della variabile Q corrispondenti ai tempi di ritorno 30, 200 e 500 anni sono presentati nelle tabelle riassuntive. Il modello GEV

La distribuzione GEV (Generalized Extreme-Value), introdotta da Jenkinson (1955) permette di compendiare in un’unica espressione le tre diverse distribuzioni asintotiche dei valori estremi; l’espressione della funzione di probabilità è data dalla

[ ]{P q k q k( ) exp ( ) /= − − −1 1ξ α } (3)

Per k=0 la (3) si riduce alla funzione di probabilità di Gumbel (EV1):

(4) [ ]{ }P q q( ) exp exp ( ) /= − − −ξ α

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Per k<0 la (3) è limitata inferiormente (EV2), mentre per k>0 è limitata superiormente (EV3); in entrambi i casi il limite vale ξ α+ k . L’inversa della (3) è

[ ]qk

P kk= + − − ≠ξ α 1 0( ln ) , ( ) (5)

Generalmente la stima dei 3 parametri della (3) viene effettuata con il metodo dei momenti pesati in probabilità, definiti dagli integrali

(6) ,...)1,0()(1

0

== ∫ rdPPPq rrβ

dove r e q(P) indicano rispettivamente l’ordine del momento e l’inversa della funzione di distribuzione PQ(q). Per k le relazioni fra i parametri della (3) ed i momenti ≠ 0 β r sono (Hosking et al., 1993):

β ξ αr kr k r

k k=+

+ −+

+⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

⎧⎨⎪

⎩⎪

⎫⎬⎪

⎭⎪> −

11

1 11

1 1( )

( ) (Γ ) . (7)

Una stima indistorta br dei momenti β r è data dalla formula

bN

i i rN N r

Qri

N

= i− −− −=

∑1 111

( )...( )( )...( )

(8)

dove Q è l’i-ma osservazione nel campione ordinato in senso crescente (Hosking et al., 1985). i

I parametri della distribuzione vengono ricavati risolvendo il sistema (7) per r=0,...,2. I valori della variabile Q corrispondenti ai valori di interesse del tempo di ritorno considerati sono presentati nelle tabelle riportate avanti. Il modello M.G.

Il modello probabilistico M.G. (Maione, 1997; Maione et al., 1998) si basa sull’ipotesi che l’intero territorio italiano possa essere considerato come un’unica macroregione nella quale può essere definita un’unica forma di distribuzione di probabilità a due parametri per la variabile Q. Considerando che ai fini applicativi ciò che interessa dell’idrologia di piena è generalmente la stima delle portate di colmo caratterizzate da tempi di ritorno elevati, il modello è stato messo a punto utilizzando i soli valori massimi delle serie storiche formate dai massimi annuali delle portate di piena al colmo Q, ricavando da tali dati la forma della funzione di probabilità da associare alla variabile Q e stimando i parametri di tale funzione attraverso i momenti campionari delle singole serie; in particolare, sono stati considerati i dati registrati in 181 stazioni idrometrografiche, con almeno 20 anni di osservazioni, distribuite sull’intero territorio nazionale. Partendo dalla funzione di Gumbel, scritta nella forma:

Q K T CV K TTμ

= + = − + − −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥1 0 45 0 779 1 1( ) , ( ) . . ln ln (9)

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dove CV indica il coefficiente di variazione della variabile Q, e osservando, come mostrato nella figura sottostante, che i 181 valori massimi estratti da ciascuna serie, normalizzati rispetto alle medie campionarie delle singole serie e riportati nella rappresentazione

$Qi

( , $ )CV Qi i iμ , sembrano disporsi meglio attorno ad una curva avente la concavità rivolta verso l’alto piuttosto che ad una retta, come invece esigerebbe la (9), la nuova legge probabilistica è stata ricercata nella forma

Q

K T CVμ

βα γ= +1 ( ) (10)

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6CV

0

2

4

6

8

10

Q/μ

Dati Q/

Q/ =1+3.61 CV

μ

μ 1.33

^

Punti sperimentali )ˆ,( iii QCV μ nel piano (CV, Q/μ) e curva interpolare

Per determinare i valori dei tre parametri α, β e γ, il campione è stato suddiviso in classi, raggruppando i valori massimi relativi a serie storiche caratterizzate da valori di CV confrontabili; all’interno di ciascuna classe si è calcolato il tempo di ritorno di ciascun elemento assumendo come frequenza cumulata relativa l’espressione

i

( )$FQNmed

μ1 , dove FQ$ μ e Nmed indicano rispettivamente la

frequenza cumulata relativa di classe del generico elemento e il valor medio delle dimensioni delle serie storiche di appartenenza. Il valore del parametro α è stato determinato minimizzando la dispersione dei punti Q Q K T* ( ) (= − )μ α1 così ottenuti in ogni classe. Infine, i valori dei parametri β e γ sono stati ottenuti eseguendo una regressione lineare dei logaritmi di Q rispetto ai logaritmi dei valori di CV rappresentativi delle classi corrispondenti. In definitiva si è ottenuto:

*

35.18.0)(73.11 CVTKQ+=

μ (11)

Stimando il valore della media μ e del coefficiente di variazione attraverso i corrispondenti valori campionari si sono così trovati i valori della portata al colmo corrispondente ai tempi di ritorno di interesse.

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3. Stima delle portate di piena di assegnata frequenza del Triveneto (progetto VAPI - Bacchi, Villi 1999) Premessa

In questa breve nota vengono sintetizzati i risultati salienti del progetto VAPI per la stima delle portate di assegnato tempo di ritorno per qualsiasi sezione del reticolo idrografico dei corsi d’acqua del Triveneto. L’illustrazione completa delle analisi condotte è riportata nel Rapporto Regionale Valutazione delle Piene del Triveneto (Villi, V., 1999) integralmente allegato in Appendice A alla presente relazione. Curva di crescita

Sulla scorta delle elaborazioni, condotte utilizzando le 25 serie di osservazioni idrometriche ultra 30-ennali, si è pervenuti alla stima della cosiddetta curva di crescita regionale, ovvero alla relazione che lega, per ogni sezione idrometrica considerata, il rapporto, KT, tra la portata al colmo, QT, di assegnato tempo di ritorno, T, alla media dei colmi massimi annuali nella medesima sezione, m(Q), e il tempo di ritorno stesso. Utilizzando, secondo la procedura VAPI, le stime dei parametri che la caratterizzano assumono i valori: Λ.=0.8937

Θ.=2.0184

Λ1=15.862

che comportano, la legge di crescita regionale (nella sua forma approssimata):

KT =0.5444+0.4396In(T) (1)

Per i tempi di ritorno di maggiore interesse tecnico si realizzano i valori riportati nella tabella seguente:

Valori di KT che si realizzano per i principali tempi di ritorno T di interesse tecnico.

T 5 10 30 75 100 200 500 1000

KT 1.254 1.561 2.273 2.452 2.579 2.886 3.291 3.598

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Stima della portata indice

Per la determinazione della portata al colmo di dato tempo di ritorno occorre moltiplicare il valore di KT per quello della portata indice, in questo caso coincidente con la media dei colmi μ(Q). Per le varie zone del Triveneto sono state stimate le relazioni interpolari riportate nella tabella seguente:

Parametri a e b della relazione, μ(Q)=aAb, per i bacini del Triveneto (le aree sono espresse in [km2], le portate in [m3/s]).

BACINO Sottobacini Relazione interpolare Limiti di validità Cod

ADIGE Alto bacino fino a Tel e Rienza fino alla

confluenza

μ(Q) = 10.4·10-2A 200≤A≤2000km2 1

Affluenti dell’Alto Adige e della Rienza

μ(Q) = 5.5A0.52 70≤A≤800km2 2

Affluenti medio bacino dell’Adige da Merano

a Rovereto

μ(Q) = 10.63A0.40 70≤A≤1200km2 3

Asta principale da Merano a Rovereto

μ(Q) = 44.44·10-2A0.844 4

BRENTA E PIAVE Parte montana μ(Q) = 56.08·10-2A0.88 20≤A≤500km2 5

Bassa valle del Piave, del Brenta e affluenti

μ(Q) = 1.76·A0.78 6

TAGLIAMENTO Valle del Tagliamento-Fella

μ(Q) = 0.67A 50≤A≤2000km2 7

LIVENZA Parte montana μ(Q) = 10.19A0.45 40≤A≤300km2 8

BACCHIGLIONE Intero bacino μ(Q) = 13.58A0.42 100≤A≤1400km2 9

Il modello VAPI

Le serie storiche di valori massimi annuali di portata al colmo di piena Q (quando esistono osservazioni relative alla sezione di interesse) superano raramente i 20 o 30 anni di osservazioni e risultano quindi molto più corte dei tempi di ritorno solitamente adottati nella progettazione di piani e di opere per la difesa idraulica del territorio, compresi tra i 100 e 500 anni. Per dare più senso ad estrapolazioni nel “tempo” così spinte, ed anche per consentire quelle nello spazio necessarie per poter stimare portate di piena in sezioni fluviali non strumentate – come nel caso presente – si fa generalmente ricorso a particolari modelli, detti di regionalizzazione, i quali “allungano” artificiosamente le serie storiche accorpando, dopo averne normalizzato gli elementi componenti dividendoli per una portata indice di riferimento, quelle relative a più stazioni di misura ricadenti in regioni ritenute omogenee nei riguardi dei fenomeni di piena. Al campione adimensionale così ottenuto (di numerosità molto maggiore rispetto alle singole serie storiche) viene poi adattata una funzione di probabilità; a tale curva viene dato il nome di curva di crescita. Per stimare la portata di piena di assegnato tempo di ritorno in una sezione fluviale appartenente alla regione omogenea occorre stimare il valore della portata indice che di solito coincide con la media m della variabile Q. Nel caso la sezione di interesse sia anche una sezione di misura, questa stima può essere effettuata col metodo dei momenti e cioè si può assumere per tale statistica la media dei valori costituenti il campione. Quando la sezione di interesse è priva di dati si ricorre in genere all’applicazione di

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tecniche di regressione multipla attraverso le quali si tenta di correlare tale grandezza con parametri morfologici del bacino (superficie, altitudine media, parametri caratteristici del reticolo idrografico, etc.) e qualche parametro caratteristico del regime pluviometrico della regione (altezza di precipitazioni media annua, media dei massimi di precipitazione di assegnata durata, etc.). A questa classe di modelli regionali appartengono quelli sviluppati nell’ambito del progetto VAPI, messi a punto per le varie regioni del territorio nazionale dal GNDCI del C.N.R. Nel progetto VAPI il modello probabilistico adottato è quello a doppia componente (TCEV), che interpreta gli eventi massimi annuali come il risultato di una miscela di due popolazioni distinte: la prima relativa agli eventi massimi ordinari, più frequenti ma meno intensi, e la seconda agli eventi massimi straordinari, meno frequenti ma spesso catastrofici. Scritta in termini della variabile adimensionale μQX = , la curva di distribuzione di probabilità assume la forma

[ ])exp()exp(exp)( 111 θηλληλ θ xxxP −−−−= (12)

la funzione inversa della (12), espressa in funzione del tempo di ritorno )1(1 PT −= definisce la curva di crescita. Per i bacini del Triveneto i parametri della curva di crescita sono:

862.15,0184.2,8937.0 1 === λθλ (13)

che comportano la legge di crescita regionale approssimata:

TQ ln4396.05444.0 +=μ

(14)

che, per i tempi di ritorno di interesse del presente studio forniscono i risultati riportati di seguito:

Valori di Q/μ ottenuti per i tre tempi di ritorno di riferimento secondo il modello VAPI

T (anni)

Q/μ

30 2.273

200 2.886

500 3.291

La stima della portata indice viene eseguita utilizzando le relazioni interpolari ricavate per i bacini del Triveneto. I risultati ottenuti applicando questa metodologia sono riportati nella tabella riassuntiva al paragrafo seguente. Risultati ottenuti nelle sezioni dotate di serie storiche

I risultati ottenuti elaborando le serie storiche dei valori massimi annuali di portata al colmo di piena sono riassunti nelle tre tabelle seguenti, che riportano i valori massimi di portata in corrispondenza dei tempi di ritorno di 30, 200 e 500 anni, ottenute con il modello Gumbel (QG), con il modello GEV (QGEV), con il modello M.G. (QMG) e con il modello Vapi (QVapi).

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Portate al colmo di piena. Risultati ottenuti nelle sezioni strumentate.

T = 30 Stazione S [km2] QG QGEV QMG Qvapi

Tel 1675 261 257 259 396

Ponte Adige 2642 652 656 675 785

Bronzolo 6926 1386 1400 1409 1746

Trento 9763 2021 2081 2130 2364

Pescantina 10957 1809 1837 1923

ADIGE

Boara Pisani 11954 1675 1677 1737

ISARCO Prà di Sopra 652 218 229 235 323

Ponte Rovina 384 120 111 120 261 NOCE

S. Giustina 1056 359 474 405 391

RIENZA Vandoies 1923 352 369

455



Tel 1675 333 307 312 503

Ponte Adige 2642 859 845 844 998

Bronzolo 6926 1801 1807 1736 2216

Trento 9763 2021 2896 2696 3002

Pescantina 10957 2425 2470 2448

ADIGE

Boara Pisani 11954 2210 2123 2173



S. Giustina 1056 496 582 534 496

RIENZA Vandoies 1923 468 466 577



Tel 1675 367 328 335 396

Ponte Adige 2642 959 930 920 1138

Bronzolo 6926 2002 1998 1883 2527

Trento 9763 3018 2896 2951 3423

Pescantina 10957 2720 2773 2684

ADIGE

Boara Pisani 11954 2467 2316 2369



S. Giustina 1056 562 1028 591 565

RIENZA Vandoies 1923 524

510 658

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Sezioni di interesse senza serie storiche di dati

Come anticipato, nella modellazione idraulica dei corsi d’acqua oggetto dello studio è stato spesso necessario valutare i valori di portata al colmo anche in sezioni per le quali non erano disponibili serie di dati storici. Pertanto, non potendo seguire la metodologia fin qui esposta, le stime sono state ottenute a partire da quelle ricavate dalle elaborazioni statistiche in sezioni poste più a valle o più a monte sul medesimo corso d’acqua, ipotizzando una dipendenza della portata al colmo dall’area drenata di tipo monomio con esponente a. Indicando con QS e AS rispettivamente la portata ottenuta dalle elaborazioni statistiche e la superficie del bacino corrispondente alla medesima sezione e con Q* e A* rispettivamente la portata da ricavare e l’area del bacino sotteso dalla sezione di interesse in esame, si ha:

aS

S AA

QQ ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛⋅=

**

Per l’indagine sulle aree allagate lungo l’Isarco, il Noce e l’Avisio, affluenti principali dell’Adige, l’esponente a è stato assunto pari a 0,4 in accordo con i risultati della taratura effettuata nell’ambito del progetto VAPI per i bacini relativi agli affluenti dell’Adige da Merano e Rovereto. Per quanto riguarda invece lo studio del Rienza e della parte alta del bacino dell’Adige è stata utilizzata la relazione del modello VAPI valida per l’alto bacino fino a Tel e per gli affluenti, nella quale si ipotizza che l’esponente a assuma valore 1. La Tab. seguente riporta, per ciascuna sezione di interesse non dotata di serie storica di misura, i valori della portata al colmo calcolati con la procedura descritta.

Portate al colmo di piena per le sezioni di interesse non strumentate.

Stazione 30 anni 200 anni 500 anni

Resia 48 62 68

Spondigna 107 136 150

Castelbello 193 246 271

Naturno 243 311 342

Merano 544 692 773

ADIGE

Postal 627 798 890

Soraga 403 516 566

Moena 437 559 614

Predazzo 547 699 767 AVISIO

Stramentizzo 658 841 924

Ponte Gardena 611 776 885 ISARCO

Bolzano 651 826 943

NOCE Mezzolombardo 445 587 650

Monguelfo 79 102 113

Vila di Sotto 106 137 152

Brunico 341 441 489 RIENZA

Bressanone 402 520 576

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Estensione dei risultati per il tempo di ritorno Tr pari a 100 anni

Accanto ai tempi di ritorno di riferimento di 30, 200 e 500 anni è stato valutato anche il tempo di ritorno di riferimento di 100 anni. I risultati relativi alla determinazione delle portate al colmo relative a Tr pari a 30, 200 e 500 anni sono stati quindi integrati con i valori caratteristici per il tempo di ritorno Tr pari a 100 anni. Tali valori sono stati determinati scalando i valori precedentemente calcolati, utilizzando i rapporti tra i coefficienti probabilistici di crescita KT già esposti precedentemente (Stima delle portate di piena di assegnata frequenza nel Triveneto – Progetto VAPI – Bacchi, Villi 1999). I risultati sono riportati nelle tabelle in Appendice.

4. Il sottobacino del Torrente Tasso Per la determinazione delle portate al colmo di piena delle sezioni significative del torrente Tasso si è fatto riferimento allo “Studio per la Pianificazione degli interventi di sistemazione idraulica del bacino della sinistra Adige in provincia di Verona” realizzato dal Raggruppamento Studio Pivetta e associati, BETA Studio e IPROS per conto della Regione Veneto. In particolare tale studio fornisce le portate al colmo e gli idrogrammi di piena del Tasso a Platano, Ceredello e Ragano per tempi di ritorno di 10, 25, 50 e 100 anni determinate mediante applicazione di un modello matematico afflussi-deflussi. Pur non disponendo di dati relativi ad eventi di piena osservati, nello studio citato si è ritenuta comunque significativa ed attendibile l’applicazione di un modello idrologico per la determinazione delle portate al colmo attribuendo ai parametri caratteristi del modello valori dedotti per analogia con quelli di bacini idrologicamente simili. In particolare i parametri usati sono stati quelli dedotti per il vicino bacino idrografico dell’Agno-Guà tarati sull’evento di piena del 1966. Il modello idrologico utilizzato, basato sul metodo dell’idrogramma unitario di Nash, consente di stimare le portate di piena a partire dalle precipitazioni meteoriche sul bacino. Nel caso del bacino del Tasso, per la determinazione degli ietogrammi sintetici sono state considerate le serie storiche di dati riportate negli Annali Idrologici. Le elaborazioni condotte hanno permesso di determinare le curve di possibilità pluviometrica di alcune stazioni del bacino. Tali curve sono state a loro volta utilizzate, analogamente a quanto fatto per il nodo di S. Bonifacio, per calcolare le altezze totali di pioggia degli eventi di piena sintetici. Utilizzando il modello sono state quindi generate piene conseguenti a piogge con tempo di ritorno di 50 anni e con durata variabile da 2 a 8 ore. Dall’analisi dei risultati delle elaborazioni si evince che la durata critica dell’evento meteorico per l’intero bacino è di circa 6 ore in quanto, nelle ipotesi adottate, produce la portata massima (circa 110 m3/s). Per tale evento pluviometrico critico lo studio citato determina l’andamento degli idrogrammi per le sezioni di Platano, Ceredello e Ragano. Infine il modello è stato utilizzato per la determinazione degli idrogrammi conseguenti a una pioggia di durata pari a quella critica per tempi di ritorno di 10, 25, 50 e 100 anni. Nell’ambito del presente studio, per determinare le portate al colmo per i tempi di ritorno di riferimento in corrispondenza delle sezioni di interesse, si è proceduto a scalare i valori desunti dal citato studio del bacino del Tasso, utilizzando i rapporti tra i coefficienti probabilistici di crescita KT riportati nello studio “Stima delle portate di piena di assegnata frequenza nel Triveneto – Progetto VAPI”.

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5. Analisi degli eventi di pioggia misurati (Bacino del Tasso) Le analisi svolte hanno trovato sostanziale verifica e validazione anche attraverso la relazione di consulenza predisposta dall’Ing Umberto Anti incaricato dalla Regione Veneto, a seguito dell’evento alluvionale del 5 ottobre 1992, posto che non esistono specifiche misure di portata relative al Tasso. Nel citato studio si è provveduto ad analizzare la intensità dell’evento meteorologico, la valutazione delle portate ed il tempo di ritorno. Si riportano pertanto alcuni stralci dell’analisi citata nella quale sono state eseguite analisi statistiche sui dati pluviometrici registrati presso il Centro Meteorologico di Teolo nei giorni 3-6 ottobre 1992.

Complessivamente sono state individuate le seguenti stazioni di rilevamento:

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Affi: precipitazioni giornaliere (n° 40 anni di rilevamento); Castelnuovo del Garda: precipitazioni giornaliere (n° 11 anni) ed orarie (n° 11 anni); Bardolino: precipitazioni giornaliere (n° 11 anni) ed orarie (n° 11 anni); Dolcè: precipitazioni giornaliere (n° 32 anni) ed orarie (n° 11 anni); San Pietro in Cariano: precipitazioni giornaliere (n° 12 anni) ed orarie (n° 12 anni).

L’elaborazione statistica dei dati disponibili è riepilogata nella seguente tabella ove sono riportate le altezze di pioggia al variare della frequenza probabile (Tempo di Ritorno), per durate di precipitazione pari ad 1 giorno nel caso di registrazioni giornaliere e a 3 ore nel caso di registrazioni orarie (valore più prossimo al tempo di corrivazione del bacino del Tasso).

STAZIONE TEMPO DI RITORNO DURATA DI PREC. ALTEZZA DI PREC. (anni) (mm)

AFFI 2 1 giorno 56,43 5 1 giorno 72,36

10 1 giorno 82,91

20 1 giorno 93,02

50 1 giorno 106,12

100 1 giorno 115,94

Bardolino 2 1 giorno

3 ore

51,16

38,16

5 1 giorno

3 ore

68,23 55,40

10 1 giorno

3 ore

79,53

66,81

20 1 giorno

3 ore

90,37

77,76

50 1 giorno

3 ore

104,40

91,93

100 1 giorno

3 ore

116,91

102,55

E’ ora immediato il raffronto statistico di tali valori con le altezze di pioggia registrate nelle medesime stazioni e per le medesime durate in occasione dell’evento del 1992:

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STAZIONE DURATA DI PREC. ALTEZZA DI PREC. TEMPO DI RITORNO (mm) DELL’EVENTO(anni)

AFFI 1 giorno 114,0 95 BARDOLINO 1 giorno 84,8 15 3 ore 69,2 15 DOLCÈ 1 giorno 51,6 non significativo 3 ore 38,0 non significativo S. PIETRO IN 1 giorno 46,4 non significativo CARIANO 3 ore 34,0 non significativo

Come si può notare, l’evento appare decisamente significativo solamente per i valori registrati alla stazione di Affi, che è la stazione effettivamente collocata all’interno del bacino imbrifero del Tasso: la frequenza probabile dell’evento viene infatti stimata in ben 100 anni circa, oltretutto valutata su una serie statistica ampiamente estesa (n° 40 anni di registrazione).

Considerato che la serie storica dei dati pluviometrici registrati ad Affi è quella dell’Ufficio Idrografico di Venezia, sono state esaminate le registrazioni radar rilevate dal Centro Meteorologico di Teolo (PD) nell’intera zona il giorno 5 ottobre 1992. Sono state analizzate le immagini radar relative all’intervallo di tempo compreso tra le ore 8,00 del 5 ottobre e le ore 8,00 del 6 ottobre corrispondente all’intervallo di riferimento per le registrazioni di “pioggia giornaliera”.

Le immagini radar, pur non essendo caratterizzate da un grado di precisione tale da consentire la reale lettura dell’altezza di precipitazione nel corso dell’evento, peraltro comunque disponibile per la stazione di Affi come valore globale di 114 mm per il giorno 5 ottobre 1992, consentono tuttavia di individuare con un ottimo margine di attendibilità l’effettivo intervallo di tempo nel quale si è concentrato l’evento pioggia che risulta compreso tra le ore 9,00 e le ore 11,30 ed un secondo periodo di intensità chiaramente più elevata, tra le ore 17,00 e le ore 20,00.

Sulla base di tale informazione, è quindi possibile affermare che l’evento ha interessato l’intero bacino e che la precipitazione di 114 mm registrata ad Affi il 5 ottobre 1992 è relativa ad una durata complessiva di 5,5 ore e può essere ragionevolmente ripartita al 30 % nella mattinata e al 70 % nel pomeriggio/sera: ne consegue che l’evento temporalesco più significativo e che ha determinato l’esondazione è stato caratterizzato da una durata di 3 ore circa e da un’altezza di pioggia di 80 mm.

Quest’ultima, sulla base dell’estrapolazione della curva di possibilità climatica relativa ad Affi, corrisponde ad una frequenza probabile dell’ordine di una volta ogni 100 anni.

In base alle testimonianze si è ricostruito l’evento alluvionale del 5 ottobre 1992. La sera del 5 ottobre 1992 dopo due ore di forti precipitazioni il torrente Tasso si ingrossò velocemente. In corrispondenza dei guadi a monte della località Boschi si verificò il sormonto arginale sia in destra che in sinistra idrografica con consistenti deflussi extra-alveo. Per quanto riguarda il guado di valle prossimo al sito oggetto di studio, le portate di esondazione in sinistra idrografica defluirono senza impedimenti lungo l’asse vallivo, superando la località acque e

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la S.P. n. 29. I tiranti massimi sul piano campagna non superarono i 40 cm. Nelle aree interessate dall’esondazione non furono segnalati fenomeni erosivi dovuti alla velocità della corrente extra-alveo. Per quanto riguarda il guado di monte, i deflussi di esondazione in sinistra idrografica confluirono inizialmente in un’area depressa in località La Presa (Vedi allegato). In tale, area, caratterizzata da una superficie di circa 70.000 m2, si realizzarono tiranti idrometrici massimi superiori ad 1.00 m. Successivamente, in fase di esaurimento della piena, dal bacino di invaso naturale riempito fuoriuscirono deflussi che scorrendo verso valle si unirono a quelli del guado di valle. Il sormonto arginale nel guado di valle fu caratterizzato da portate di esondazione inferiori. Questo fu dovuto alle minori portate, ridotte dall’esondazione di monte, ed alla maggior capacità di deflusso nella sezione del guado di valle. Nel bacino di invaso naturale più a monte rimasero tiranti idraulici significativi per 4-5 giorni dall’evento alluvionale. Complessivamente, in sinistra idrografica il fenomeno alluvionale del 1992 fu coerente con le perimetrazioni di pericolo idraulico riportate nel P.A.I. del Bacino dell’Adige adottato.

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6. Ulteriori indagini per la messa in sicurezza degli abitati di Caprino, Costermano ed Affi. Inquadramento del bacino del Tasso.

Il torrente Tasso, affluente destro del fiume Adige, nasce dalle pendici meridionali del Monte Baldo e dopo aver attraversato i territori comunali di Platano, Caprino Veronese, Ceredello, Costermano, Affi, Cavaion Veronese e Rivoli Veronese, sfocia in destra Adige in località Ragano di Rivoli Veronese; i suoi maggiori affluenti sono: il torrente Bergola, la Valletta Marzane, il torrente Boi e il Pesina. Complessivamente la superficie occupata dal bacino è di 69.84 Km2 con uno sviluppo del reticolo idrografico di circa 20 Km. Il tratto centrale del torrente Tasso si sviluppa con caratteristiche pensili, questo comporta uno sviluppo dell’idrografia secondaria che scorrendo extra-alveo contribuisce alle piene del Tasso con tempi e modi non sempre sincroni al torrente stesso. In prossimità del centro abitato di Affi, il torrente presenta delle sezioni incise che risultano essere pressoché regolari (sezioni trapezie) con tratti di chiara costituzione artificiale costituiti da sezioni rettangolari con sponde e fondo rivestiti da calcestruzzo. Alla sezione di chiusura del bacino il tempo di corrivazione è di circa 4 ore e la portata assunta al colmo di piena è di 125 m3/s con Tr 100 anni.

Interventi di mitigazione del Rischio proposti dall’Autorità di Bacino del Fiume Adige. Sulla base del progetto di depensilizzazione dell’Ufficio Regionale del Genio Civile di Verona, che interessa un tratto di circa 820 m a partire dal precedente intervento fino al ponte delle Acque all'inizio del centro abitato di Caprino V.se, si è ritenuto opportuno svolgere un’ulteriore approfondimento dell’indagine idrologica per la caratterizzazione degli interventi di mitigazione del rischio dovuto all’aumento di pericolosità indotta presso l’abitato di Affi a seguito del drenaggio dell’intera area interessata dai lavori di depensilizzazione.

I deflussi che prima della depensilizzazione affluivano al torrente attraverso il reticolo della bonifica, con corrivazioni non in sincronia con quelle sgrondanti dalle pendici e canalizzate nell’alveo del Tasso, verranno convogliati interamente nel nuovo alveo con conseguente aumento del pericolo di esondazione a valle.

Ciò porterà ad una esaltazione del regime torrentizio del corso d’acqua per il convogliamento dei deflussi secondari extra-alveo, che prima della depensilizzazione contribuivano allo sviluppo dell’idrografia secondaria, nel corso d’acqua principale e la conseguente riduzione dei tempi di corrivazione nella parte di interbacino contribuente.

Peraltro va sottolineata la considerazione che compare nello “Studio per la pianificazione degli interventi di sistemazione idraulica della sinistra Adige” del 1991 commissionato dalla Giunta Regionale che così recita: ".. allo stato attuale delle conoscenze non sembra proponibile una ricalibratura più spinta delle sezioni, che in ogni caso presentano delle sagome obbligate in corrispondenza dell'abitato di Affi, mentre potrà essere indagata in una fase successiva la possibilità di laminare l'idrogramma di piena sfruttando meglio le capacità di invaso del bacino…”.

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7. Approfondimenti idrologici. Gli elementi di interesse per la protezione idraulica del territorio non sono rappresentati solo dalle portate al colmo di piena ma anche dai volumi di piena generati da eventi estremi. Allo stato attuale lo studio idrologico è stato condotto prendendo in considerazione i dati di pioggia della sola stazione di Verona ed in particolare le elaborazioni sono state eseguite sui dati degli scrosci (15, 30, 45, 60 minuti) posto che per i ridotti tempi di corrivazione del bacino sono proprio gli scrosci ad essere critici per lo stesso. Sulla base dei dati a disposizione (stazione di Verona) sono state valutate le curve di possibilità pluviometrica per diversi tempi di ritorno. I parametri a ed n delle curve sono riportati in tabella:

Tempo di ritorno a n

30 51.49 0.370

100 61.88 0.363

200 67.83 0.359

500 75.68 0.356

Note le caratteristiche delle piogge che mettono in crisi il bacino si è passati all’individuazione del deflusso superficiale ossia all’individuazione della parte di precipitazione meteorica che, non infiltrandosi nel suolo, scorre sulla superficie del suolo fino al raggiungimento della rete idrografica. Nella modellazione della formazione del deflusso è stato utilizzato il metodo CN-SCS; con il metodo proposto dal Soil Conservation Service si assume che il deflusso superficiale sia proporzionale alla precipitazione lorda decurtata delle perdite iniziali. Il parametro fondamentale per l’applicazione del metodo è il CN che rappresenta l’attitudine del terreno a produrre deflusso superficiale. A tal proposito è stata valutata per l’intero bacino del Tasso, a partire dalla carta d’uso del suolo e delle permeabilità, la distribuzione spaziale del CN. La sovrapposizione è effettuata utilizzando 8 classi d’uso del suolo e quattro gruppi idrologici; i valori di CN utilizzati sono riportati in tabella: Gruppi Idrologici

Tipi di Copertura A B C D

Fustaia rada di conifere 36 40 47 52

Bosco di latifoglie 45 48 54 59

Pascoli nudi o erborati 75 77 84 86

Prati e colture agrarie 68 70 78 81

Rupi boscate 70 72 80 83

Arbusti e mughete 52 55 61 66

Aree urbanizzate 92 94 96 98

Laghi e corsi d’acqua 99 99 99 99

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I valori del CN riportati sopra sono tipici delle categorie di uso del suolo più frequentemente presenti sul territorio alpino. I valori suggeriti in tabella presentano alcune modifiche di carattere sostanziale rispetto a quelli della tabella “ufficiale” del SCS che è nata in ambiente agrario (si è fatto riferimento ad uno studio condotto dal prof. Federico Cazzorzi dell’Università degli Studi di Udine - Novembre 2002). Le informazioni sulla permeabilità dei suoli vengono dedotte dalla reinterpretazione di una cartografia geolitologica conservando un margine di dubbio anche quando determinate con grande accuratezza. Al contrario le categorie d’uso del suolo sono rilevabili con certezza essendo ben visibili sul terreno e sulle ortofoto. In figura è riportata per l’intero sottobacino di sinistra Adige nella Regione del Veneto la carta del CN da cui sono state estratte le informazioni utili per il bacino del Tasso.

Sempre per il bacino del Tasso sono state individuate più sezioni di interesse in cui stimare le portate di piena per diversi tempi di ritorno (Tr 30, 100, 200, 500 anni). Le sezioni in oggetto sono posizionate in corrispondenza delle principali confluenze: Tasso a Platano, Tasso a Ceredello, Tasso a Valdoneghe e Tasso ad Affi. I bacini sottesi alle sezioni di chiusura considerate sono riportati in figura. Di seguito sono rappresentate anche la carta d’uso del suolo ricavata dal progetto Corine Land Cover e la carta geolitologica del bacino.

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Per ciascun sottobacino viene modellata la fase di formazione del deflusso (Curve Number) e la fase di propagazione del deflusso (tecnica dell’idrogramma unitario). La modellazione idrologica è stata condotta utilizzando il software Hec-HMS dell’US Army Corps of Engineers. Il software è costituito da tre componenti principali: - Modello del bacino (Basin Model): costituito dalle caratteristiche fisiche del bacino. Nel modello vengono scelti gli schemi per i processi di formazione del deflusso e di trasformazione dell’afflusso sui versanti, nel nostro caso, modello SCS Curve Number e idrogramma unitario SCS con parametro Tlag; - Modello meteorologico (Met Model): viene assegnata la precipitazione per l’evento che si desidera simulare ossia i parametri della curva di possibilità pluviometrica per i diversi tempi di ritorno; - Control specifications: vengono assegnati i parametri della simulazione vera e propria, durata, time-step. I risultati della modellazione sono riportati in Appendice. Stimati gli idrogrammi di piena e note le caratteristiche geometriche delle sezioni trasversali del torrente, si passa alla valutazione dei volumi di acqua che fuoriescono dall’alveo nei tratti di possibile esondazione.

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APPENDICE

• Caratteristiche idro-morfologiche dei sottobacini;

• Risultati modellazione idrologica Tr 30, 100, 200, 500 anni;

• Idrogrammi di Piena per Tr 100 anni e Tr 200 anni;

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H T

S [Km2] L [Km] med [m] Hmin [m] c [h] Tasso a Platano (Sx) 15.73 7.37 832 283 1.44 Tasso a Platano (Dx) 7 5.11 993 280 0.85 Tasso a Platano (Confluenza) 22.73 7.37 882 280 1.53 Tasso a Ceredello (Sez.Monte) 36.25 10.49 756 232 2.17 Boi 10.38 3.58 720 230 1.03 Tasso a Ceredello (Sez. Valle) 44.24 11.35 742 225 2.40 Tasso a Valdoneghe (Sez. Valle) 53 13.2 669 208 2.85 Tasso ad Affi 60.44 15.89 615 194 3.35

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Tr 30anni

Tc [h] CNmedPioggia lorda P

[mm] Pioggia Efficace Pe

[mm] Q [m3/s]

Tasso a Platano (Sx) 1.44 59 58.87 7.80 23.74 Tasso a Platano (Dx) 0.85 53 48.57 3.16 7.19 Tasso a Platano (Confluenza) 1.53 57 60.26 7.51 30.98 Tasso a Ceredello (Sez.Monte) 2.17 61 68.63 8.87 41.08 Boi 0.92 58 49.85 2.63 8.29 Tasso a Ceredello (Sez. Valle) 2.40 60 71.17 9.64 49.38 Tasso a Valdoneghe (Sez. Valle) 2.85 64 75.86 11.76 60.74 Tasso ad Affi 3.35 62 80.54 13.94 69.86

Tr 100 anni


[mm] Pioggia Efficace

Pe [mm] Q [m3/s]


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Tr 200 anni



Pe [mm] Q [m3/s]


Tr 500 anni



Pe [mm] Q [m3/s]


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Idrogramma di Piena (Tasso a Platano)

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Tempo [ore]

Port

ate

[m3 /s

]

Tr 100

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Idrogramma di Piena (Tasso a Platano)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8

10 12 14 16 18 20

Tempo [ore]

Port

ate

[m3 /s

]

Tr 200

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Idrogramma di piena (Tasso a Valdoneghe Sez. Valle)

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30Tempo [ore]

Port

ate

[m3 /s

]

Tr 100

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Idrogramma di piena (Tasso a Valdoneghe Sez. Valle)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30Tempo [ore]

Port

ate

[m3 /s

]

Tr 200

Idrogramma di piena (Tasso ad Affi)

0

20

40

60

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0 5 10 15 20 25 30Tempo [ore]

Port

ate

[m3 /s

]

Tr 100

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Idrogramma di pi na (Tasso ad Affi)

0

20

40

60

80

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140

0 5 10 15 20 25 30Tempo [ore]

Port

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Tr 200

DOC.4 STUDIO IDROLOGICO REV.0 Trento: maggio … · 1. Introduzione e studi pregressi L’Autorità...

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