Secondo BarberoSecondo BarberoArpa Piemonte – Centro Funzionale RegionaleArpa Piemonte – Centro Funzionale Regionale

Torino, 7 febbraio 2014Torino, 7 febbraio 2014

Direttiva P.C.M. 8 febbraio 2013 Direttiva P.C.M. 8 febbraio 2013 Piani di laminazionePiani di laminazione

VALUTAZIONE DELL’INFLUENZA DEGLI INVASI REGOLATI DA VALUTAZIONE DELL’INFLUENZA DEGLI INVASI REGOLATI DA DIGHE SULLA FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DELL’ONDA DI DIGHE SULLA FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DELL’ONDA DI

PIENA A VALLEPIENA A VALLE

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Progetto: gestione dei rischi naturali nell’area del lago Maggiore

Cooperazione transfrontaliera interreg IIIA 2000-2006

PartnerARPA Piemonte Politecnico TorinoRegione PiemonteRegistro Italiano Dighe

Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (CH) Service des forces hydrauliques

Obiettivo: studio del ruolo dei serbatoi artificiali di ritenuta nella gestione degli

eventi alluvionali

CASO STUDIO: GLI INVASI DELLA PROVINCIA DEL VCO

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INVASI

Quarazza

Ceppo Morelli

A lpe Cavalli

Cing ino

Campliccioli

Camposecco

Antrona

Lago d 'Avino

Busin Inferiore

Agaro

Devero

Larecchio

Agrasina

Sabbione

Obersee

Vannino

Morasco

Val Toggia

Lago Castel

AREA ANALIZZATA

Si contano in totale diciannove invasi, con capacità complessiva superiore a 155 milioni di metri cubi, a cui vanno aggiunti quelli in territorio Svizzero. Nel sistema del Verbano, il ruolo dei serbatoi nella fase di formazione delle piene a valle risulta particolarmente interessante, tenuto conto della dislocazione degli invasi all’interno del bacino, del volume complessivamente invasabile e delle caratteristiche (e vulnerabilità) delle aree di fondovalle

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FASI DI LAVORO

fase 1: catasto delle opere

fase 2: analisi dell’effetto di laminazione

fase 3: individuazione delle aree bersaglio

54.77 m

59.00 m

50.94 m

1.03 m

- m

564.87 m

4.50 m

259'000 m3

1817.77 m s.l.m.

portata di massima piena di progetto : 403.00 m3 / s

tempo di ritorno di progetto : non noto anni

quota minima assoluta di invaso : 1771.30 m s.l.m.

quota minima di regolazione : 1777.50 m s.l.m.

supeficie del lago alla quota minima di regolazione : 0.23 km2

quota di massima regolazione : 1815.77 m s.l.m.

superficie del lago alla quota massima di regolazione : 0.65 km2

quota di massimo invaso : 1816.74 m s.l.m.

volume totale di invaso alla quota di massimo invaso : 18.40 . 106 m3

superficie del lago alla quota di massimo invaso : 0.66 km2

volume di invaso da D.L. 08/08/1994 : 0.000 . 106 m3

volume utile di regolazione : 17.00 . 106 m3

volume di laminazione : 0.650 . 106 m3

superficie del bacino imbrifero direttamente sotteso : 35.42 km2

superficie del bacino imbrifero direttamente allacciato : 12.95 km2

altezza di massima ritenuta :

volume della diga :

quota del piano di coronamento :

car atter istiche d iga - INVASO

franco :

franco netto :

sviluppo del coronamento :

larghezza del coronamento :

d iga d i MORAS COcar atter istiche d iga - MANUFATTO

altezza della diga da D.L. 08/08/1994 :

altezza della diga da D.M. 24/03/1982 :

CATASTO

• Curva volumi di invaso• Scale di deflusso organi di scarico

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DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA' CUMULATA

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 200 400 600 800 1000

periodo di ritorno T [ anni ]

portata[ m³/s ]

1. distribuzione probabilità portate al colmo2. costruzione idrogrammi di piena sintetici3. ipotesi condizioni iniziali impianto4. calcolo curve di possibilità di laminazione

VALUTAZIONE QUANTITATIVA DELL’EFFETTO DI LAMINAZIONE

IDROGRAMMA in INGRESSO ALLA SEZIONE

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

-12.00 -6.00 0.00 6.00 12.00

tempo t [ ore ]

port

ata

q(t

) [

m³/

s ]CONDIZIONI INIZIALI UTILIZZATE

- utilizzo dei soli scarichi di superficie- livello iniziale coincidente con la quota inferioredella soglia degli scarichi di superficie- nessuna ulteriore manovra degli scarichi

FASE 2: ANALISI EFFETTO DI LAMINAZIONE

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CURVE DI POSSIBILITA’ DI LAMINAZIONE

DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA' CUMULATA

0

50

100

150

200

250

300

0 200 400 600 800 1000periodo di ritorno T [ anni ]

portata[ m³/s ]

DPC - in entrata

DPC - in uscita

Te

Tu

Q

QT

,

, Coeff di laminazione

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PROPAGAZIONE EFFETTO DI LAMINAZIONE

Rapporto tra le aree sottese

area sottesa dalla sezione di interesse

sezione di interesse

bacino imbrifero direttamente sotteso

superficie lago

Indice FARL Flood Attenuation by Reservoirs and Lakes

n

iiFARL

wr1

)_(

)_(

esternaareaA

bacinoareaAw

c

B

Metodo speditivo

)_(

)_(

BacinoareaA

LagoareaAr

B

L

Man mano che si procede verso valle, si riduce l’effetto iniziale di laminazione: l’indice quantifica tale riduzione indicando in maniera speditiva e di prima approssimazione le zone effettivamente suscettibili di attenuazione del rischio di piena

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APPLICAZIONE INDICE FARL

9

COMBINAZIONE INVASI IN PARALLELO

CURVA DI POSSIBILITA' DI LAMINAZIONECOEFFICIENTE DI LAMINAZIONE ( T )

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0 200 400 600 800 1000

periodo di ritorno T [ anni ]

( T )

Qtotx

QQSStot

122

x: fattore di scalaQtot

QQx

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area sottesa dalla sezione di interesse

sezione di interesse

bacino imbrifero direttamente sotteso

superficie lago

Sabbione

Lago Cingino

Camposecco

CONFRONTO INDICI

FARL (T=200 anni)

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00(T=200)

FA

RL

CONFRONTO INDICI

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FASE 3: INDIVIDUAZIONE AREE BERSAGLIO

AREE STORICAMENTE VULNERATE

12

areestoricamente

vulnerate

laminazionenelle astefluviali

+

INDIVIDUAZIONEAREE BERSAGLIO

AREE BERSAGLIO

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AREE TARGET INDIVIDUATE

Valle Ovesca

Medio Corso del Toce

La presenza di un composito sistema di invasi rappresenta una realtà di grande interesse in relazione alle possibilità di attenuazione degli effetti delle piene in alcuni sottobacini e, soprattutto, in una cospicua parte dell’asta principale del Toce

Applicazione del metodo ad altri invasi significativi del Piemonte attraverso l’utilizzo di ARPIEM (Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani) per la determinazione delle piene in ingresso (Progetto FLORA)

SVILUPPI FUTURI

GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE

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Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM)

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numerosità campionaria (colmi)

num

ero

stazio

ni

Consistenza della base dati di piena•121 stazioni con portate al colmo e 134 stazioni con

giornalieri/max 24 ore•Fonti:

‣ Servizio idrografico nazionale (45 stazioni)‣ Rete regionale (49 stazioni)‣ Altri ENEL, CNR (12 stazioni)‣ Invasi 28

Distribuzione geografica delle stazioni

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Ricostruzione portate affluite ai serbatoi artificiali

Ricostruzione idrogrammi in ingresso al serbatoio mediante sviluppo dell’equazione di bilancio dei volumi nell’intervallo di tempo t, t+t, espressa dalla formula:

Qi Qu Vt

Portate in uscitaTurbinate + scaricate

Variazione di volume(da misura di livello)Portata al serbatoio

Applicazione dell’equazione di bilancio dei serbatoi a 28 invasi

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no distribuzione campionaria a

priori

L-momenti campionari

varianzaL-

momenti campionar

i

eventuali valori non sistematici

stima regionale continua(no regioni omogenee)

L-momenti regionali

varianzaL-momenti regionali

calibrazione

calibrazione

stima della distribuzione (model averaging)

fasce di confidenza

stima regionale quantile + incertezza

Schema metodologia regionale

Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM)

Regionalizzazione curve di frequenza delle piene

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Rappresentazione distribution-free

•Nessuna scelta a priori della distribuzione

•Gli L-momenti sono le variabili da regionalizzare si ➙possono sfruttare campioni corti anche in calibrazione

•Valutazione incertezza per ogni L-momento

•Possibilità di includere valori non sistematici

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Applicazione in siti con pochi dati

selezione “mista” L-momenti

confronto varianzeL-momenti regionali vs campionari

stima regionale quantile + incertezza

stima della distribuzione(model averaging)

fasce di confidenza

no distribuzione campionaria a

priori

L-momenti campionari

varianzaL-

momenti campionar

i

eventuali valori non sistematici

stima regionale continua(no regioni omogenee)

L-momenti regionali

varianzaL-momenti regionali

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Uso ottimale stazioni strumentate con pochi dati

Area grigia: è preferibile il valore campionario

Curve iso-incertezza campionaria

Incertezza media regionale

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Conclusioni

Le applicazioni e gli strumenti realizzati possono supportare le attività tecniche di cui alla direttiva dell’8 febbraio 2013 attraverso il seguente percorso:

• applicazione del metodo ad altri invasi significativi del Piemonte

• quantificazione effetto di laminazione con ARPIEM

• valutazione diversi scenari di gestione:

• ipotesi condizioni iniziali invaso come progetto “Verbano”

• svaso preventivo

• …altro