Osservazioni sul Comportamento della Diga diRidracoli sulla base dei dati statici e sismici

registrati dal sistema di monitoraggio

Masera Alberto (Enel.Hydro – B.U. ISMES)

Cortezzi Fabrizio (Romagna Acque)

ITCOLD - Giornata di studio sul tema: “Esercizio e Manutenzione delle Dighe” – Roma 15 Aprile 2003

Comportamento Statico e Dinamico della Diga di Ridracoli

• Vengono di seguito presentate alcune osservazioni relativamente al comportamento della struttura, quale risulta dai dati di monitoraggio raccolti dal sistema statico e sismico-dinamico

• Diga di Ridracoli utilizzata come laboratorio per la completezza dei sistemi di monitoraggio

• Analisi degli eventi sismici di fine Gennaio 2003 nella zona dell’Appennino Forlivese

• Confronto tra i dati registrati e la “Procedura relativa ai controlli da effettuare a seguito di sisma” indicata da SND

Diga di Ridracoli

• Principali Caratteristiche:

- Quota Coronamento 561.0 m s.l.m.

- Altezza diga 103,5 m

- Sviluppo Coronamento 432.0 m

- Volume Diga 600.000 m3

- Volume Serbatoio 33.000.000 m3

Controllo del Comportamento nel tempo

La metodologia e le procedure operative utilizzate per il controllo del comportamento dello sbarramento di Ridracoli sono basate sui seguenti aspetti:

• Sistema di monitoraggio (statico e sismico-dinamico)

• Sistema di controllo ed analisi in linea (tempo reale)

• Verifica della sicurezza dell’opera attraverso il confronto con le previsioni dei modelli interpretativi

• Attività di sorveglianza ed ispezioni svolte dai tecnici di Romagna Acque

Diga di Ridracoli – Modello Matematico

• Modello matematico di simulazione al calcolatore

• Analisi degli sforzi e delle deformazioni in fase di progettazione

• Risposta strutturale per:

- Carico idrostatico

- Carico termico

- Carico sismico

Diga di Ridracoli -Sistema di Controllo

• Sistema di controllo Statico

- Punti di Misura 971- Sensori connessi al sistema di monitoraggio automatico 259- Sensori analizzati in tempo reale (ogni ora) 40

• Sistema di controllo Sismico-Dinamico:- Terne Sismometriche 1- Terne Accelerometriche 4

• Sistema di controllo Micro-sismico- Stazioni di controllo 5

• Numerosi strumenti sono stati installatiper i controlli durante la costruzioneed i primi invasi

Sistema Statico – Controllo in lineaSistema di controllo in linea per l’analisi del comportamento dello sbarramento a supporto delle attività di sorveglianza

Valuta il comportamento

Filtra le situazioni anomale

Fornisce spiegazioni

Controllo Statico - Analisi dei Risultati

• Confronto tra spostamenti misurati ed osservati in sezione maestra (Aggiornamento Gennaio 2003)

Risultati del Controllo Statico

• La diga risponde alla variazione dei carichi (livelli di invaso e temperature) come previsto in progetto

• Il modello interpretativo descrive accuratamente il comportamento segnalato dagli strumenti di misura

• Anche le acquisizioni accelerate, in coincidenza dei sismi, hanno confermato il regolare comportamento dello sbarramento

Sistema di Controllo Sismico - Dinamico

Analisi dei dati sismici rilevati dal sistema nel periodo 1995-2002

Il sistema della diga ha registrato circa 115 sismi (sia locali che lontani)

Il terremoto di maggiore energia (risentito al sito) è avvenuto il 25 Gennaio 1999, con magnitudo 4.2 - VI grado della scala Mercalli. L’epicentro è situato nella zona di Cusercoli, Predappio, Galeata.La distanza dell’epicentro dalla diga è di circa 29 km

Il terremoto “locale” di maggiore intensità è avvenuto 21 Febbraio 2002 con epicentro nella zona di Verghereto, Casteldelci e Bagno di Romagna, magnitudo 3.9, V grado della scala Mercalli. La distanza dell’epicentro dalla diga è circa 19 Km

Analisi dei dati Sismici

Analisi dei Dati Sismici (Locali <20km)

Sismi risentiti in comune di Santa Sofia (Lat 43.95 Lon 11.91)

Date Lat Lon Mag Epicentral zone1584 43.87 12.00 6.0 Appennino tosco-emiliano1661 44.02 11.90 5.9 Appennino romagnolo1768 43.93 11.87 5.7 Appennino romagnolo1875 44.07 12.55 5.8 Romagna sud-orientale1895 44.57 12.25 5.4 Valle del Montone1918 43.93 11.90 5.6 Appennino romagnolo1919 43.95 11.48 6.3 Mugello1983 44.77 10.27 5.2 Parmense

Il maggior terremoto storico è del 10 Novembre 1918 – VIII grado della scala Mercalli

Dati tratti dal “Catalogo dei Forti Terremoti in Italia” 461 a.C.-1990

Analisi dei dati Sismici Storici

Eventi sismici dell’Appennino Forlivese di fine Gennaio 2003

Data Ora Mag Mercalli2601 20.40 3.4 IV2601 20.57 4.2 V2601 21.01 3.3 IV2601 21.15 3.7 V2701 18.45 3.0 III 2701 20.00 3.0 III 2801 18.00 3.0 III2801 18.14 2.9 II2801 23.01 3.0 III2901 18.01 3.1 III-IV3001 00.43 3.0 III3001 00.50 3.8 V

Il terremoto di maggior intensità: 26 Gennaio ore 20.57

Analisi Eventi Sismici Gennaio 2003

Magnitudo 4.2, V grado scala Mercalli ed epicentro a 14 km dalla diga. In una prima fase valutato 3.9

Massima Accelerazione Misurata al Coronamento 356 mm/sec2 pari a 0.036 g

Analisi Eventi Sismici Gennaio 2003

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Sec

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

29/01/01 - h. 20:57 - pos. C2R

Massima Accelerazione alla base diga 63 mm/sec2 pari a 0.0063 g <0.01 g

Analisi Eventi Sismici Gennaio 2003

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Sec

-0.05

0.00

0.05

Il sistema di monitoraggio sismico-dinamico installato sulla diga ha evidenziato registrazioni di modesta intensità all’opera

Il comportamento statico della diga è stato regolare sull’intero periodo

Le ispezioni allo sbarramento non hanno segnalato evidenze particolari

Pertanto non si ravvedono situazioni di interesse per la sicurezza dell’opera

I sistemi di controllo statico e sismico sono sempre in funzione 24 ore su 24

Indicazioni di assoluta regolarità di comportamento dell’opera

Analisi Eventi Sismici Gennaio 2003

circa 130 eventi sismici apprezzabili 5 eventi sismici superiori alla soglia di 150 mm/sec2 (0.015g) registrati alla terna accelerometrica in cresta (direzione m-v)(blu: 1995-2001 rosso: anno 2002 verde: gennaio 2003)

Analisi Dati Sismici 1995-01.2003

accelerazione massima sul corpo diga

0

100

200

300

400

500

600

0 25 50 75 100 125

evento

acc

ele

razi

on

e [m

m/s

^2]

soglia di signif icatività

Bollettino ICOLD 62 Procedura per attivazione procedure di controllo

Procedura Sismica da S.N.D.

Controllo Dighe a seguito eventi sismici - Magnitudo - Distanza R

4

5

6

7

8

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Magnitudo M

Dis

tan

za

R d

iga

- e

pic

en

tro

[km

]

NESSUN CONTROLLO

CONTROLLO TIPO 1

5 sismi ricadono in area “Controllo di Tipo 1”

Confronto con Procedura di S.N.D.

diagramma magnitudo / distanza

0

40

80

120

160

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

magnitudo

dis

tan

za d

alla

dig

a [k

m]

La “soglia di significatività” di 0,15 m/s2 (0.015 g) ha permesso di classificare alcuni sismi come “significativi” ai fini strutturali.

La soglia di trigger della terna sismica ha sempre fatto scattare le registrazioni. Il trigger degli accelerometri non è mai stato superato. Non è stato possibile stabilire una correlazione tra le accelerazioni massime misurate sulla diga e la “zona di controllo” indicata da SND. La risposta strutturale al sisma dipende infatti non solo dalle caratteristiche del sisma in arrivo (magnitudo e distanza), ma anche da numerosi altri parametri quali ad esempio la direzione di arrivo dell’onda sismica, effetti di amplificazione locale e le condizioni ambientali dell’opera (livello di invaso e temperatura).

Durante il sisma del Molise, si è riscontrato che per alcune dighe pugliesi, controllate dal Centro Iside, i sistemi accelerometrici non hanno registrato l’evento in quanto inferiore alle soglie di trigger. Il punto magnitudo-distanza non rientrava nell’area di attenzione indicata da SND (Magnitudo 5.3 e distanza di circa 100 km)

Osservazioni Finali