VAPI

Il modello VAPI

nella difesa del suolo

Centro Incontri della Regione Piemonte 19 marzo, 2009

Direzione Opere pubbliche, Difesa del suolo, Economia montana e foreste

Obiettivi del progetto VAPI

Il Progetto VAPI sulla Valutazione delle Piene in Italia, portato avanti dalla Linea 1 del Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche, ha come obiettivo predisporre una procedura uniforme sull'intero territorio nazionale per la valutazione delle portate di piena naturali.

Progetto VAPI nelle Regioni Italiane

Ad oggi, in altre regioni (Triveneto, Campania, Puglia, Calabria, Sardegna, Sicilia) sono stati completati i rapporti regionali VAPI e le guide per la loro applicazione.


I rapporti presentano, in maniera sintetica, i risultati ottenuti in diverse aree del territorio nazionale, per ognuna delle quali viene mostrato (attraverso una sintesi dei 'Rapporti Regionali') come utilizzare l'intera procedura sviluppata.

VERSACE P., FERRARI E., FIORENTINO M., GABRIELE S., ROSSI F. "La valutazione delle piene in Calabria". CNR-GNDCI, LINEA 1, CNR-IRPI, Geodata, Cosenza, 1989, Cartografia.

CAO C., PIGA E., SALIS M., SECHI G.M. "Valutazione delle piene in Sardegna". Rapporto Regionale Sardegna, CNR-GNDCI, LINEA 1, Istituto di Idraulica, Università di Cagliari, 1991.

COPERTINO V., FIORENTINO M. (a cura di ) "Valutazione delle piene in Puglia", CNR-GNDCI, Potenza, 1992.

CANNAROZZO M, D`ASARO F., FERRO V. "Valutazione delle piene in Sicilia", CNR-GNDCI, Palermo, 1993.

ROSSI F, VILLANI P. (a cura di ) "Valutazione delle piene in Campania", Rapporto Regionale Campania, CNR-GNDCI, 1994.

VILLI V., BACCHI B. "Valutazione delle piene nel Triveto" , CNR-GNDCI, Padova-Brescia, 2001.


Il modello VAPI


Progetto Va.Pi. e Regione Piemonte

Il Va.Pi. Piemonte è un modello idrologico messo a punto dal CNR CUGRI di Salerno, realizzato organizzando le conoscenze a priori relative alle fenomenologie di formazione delle portate di piena durante eventi meteorici brevi ed intensi maturate all’interno del Progetto VAPI (Progetto Nazionale per la Valutazione delle Piene in Italia)

Sono state fornite versioni a mano a mano più aggiornate del modello. La più “datata” risale al 1996 e contiene una prima proposta di modellistica.

Nell’ultima parte del progetto (fase 1999-2005), gli obiettivi contrattuali sono stati:

Il progetto è stato finanziato dalla Regione Piemonte (Contratto del 21 giugno 1999 cont.n. 1776).


(2) Informatizzazione della procedura già presentata mediante la messa a punto di un software applicativo

(3) Analisi delle reti di misura idrometriche esistenti ed ottimizzazione delle stesse, attraverso:

reperimento dei dati relativi alle reti di misura esistenti

integrazione delle reti di misura in un sistema unico di valutazione del rischio probabilistico di piena

valutazione delle incertezze di stima ottenibili con la rete attuale nelle diverse aree della Regione

integrazione razionale delle reti di misura

(1) Aggiornamento della procedura già messa a punto mediante:

acquisizione di serie storiche idrometriche e pluviometriche registrate dalle reti facenti parte del sistema di monitoraggio meteorologico della Regione Piemonte

acquisizione di ulteriori informazioni idrometeorologiche facenti parte del patrimonio non pubblicato del S.I.M.N. di Torinoutilizzazione di modelli idrologici tipo shot-noise

caratterizzazione di maggiore dettaglio degli idro-geo-morfotipi del territorio regionale e di quello al contorno, laddove i bacini idrografici non ricadano totalmente nell’ambito del Piemonte


Il modello VAPI


A cosa serve ...Il Va.Pi. consente, per ogni assegnata sezione del reticolo idrografico della regione, la stima in automatico della relazione tra il valore della portata di piena ed il valore del suo periodo di ritorno.


Come e da chi può essere usato

Il software è estremamente semplice e non richiede particolari operazioni da parte dell’utente. E’ necessario avere il contorno georeferenziato del bacino idrografico di interesse (Gauss Boaga).

Il metodo è applicabile nelle procedure di adozione dei PRGC (tavoli di lavoro ex DGR45-6656), e in tutti gli ambiti in cui ènecessario disporre di stime idrologiche.


Il modello VAPI


La disponibilità, in futuro, di ulteriori misure di portata di piena al colmo renderà possibile la ritaratura del modello.

Il Va.Pi. può fornire valutazioni utili per proporre modifiche alla “Direttiva piena di progetto” dell’Autorità di Bacino del fiume Po.

Nel sistema Va.Pi possono essere implementate procedure per tenere in considerazione gli effetti dei cambiamenti climatici.

Estensione del modello ai piccoli bacini idrografici...

Sviluppi


Ritaratura del modello sulla scorta dell’acquisizione di nuovi dati

(Dir. 2007-60/CE: le mappe di pericolosità sono riesaminate e aggiornate entro... e successivamente ogni 6 anni)


Il modello VAPI


(Fonte: Villani e Longobardi)

Previsione degli effetti dei cambiamenti climatici.

(Dir. 2007-60/CE : la valutazione preliminare delle mappe di pericolosità deve considerare le conseguenze del cambiamento climatico sul verificarsi delle alluvioni ... )


Oggi, l’analisi degli effetti dei cambiamenti climatici sugli eventi estremi, piene e siccità, risulta difficilmente affrontabile mediante l’uso degli attuali modelli di circolazione generale (GCM), utilizzati per le analisi climatologiche, soprattutto in relazione alla loro grossolana scala spaziale, che raramente scende al di sotto di maglie da 50-100 km.

In un’indagine effettuata nell’ambito di un progetto Europeo (CC-HYDRO, 1999) si è potuto constatare come sull’Italia tali modelli tendano a sottostimare sia l’intensità sia la frequenza dei campi di bassa pressione sul Mediterraneo Centrale che, come avvenne ad esempio per l’evento del Novembre 1966, influenzano pesantemente le situazioni meteorologiche con poteziali conseguenze alluvionali.


Il modello VAPI


Estensione ai piccoli bacini idrografici, eventualmente tenendo conto gli effetti del trasporto solido.


Valutazione dei volumi dell’onda di piena, su base probabilistica.


Il modello VAPI


Vapi e stime idrologiche


Il modello VAPI


Il modello VAPI, come tutti i modelli idrologici, fornisce stime idrologiche affette da incertezze

Code of practiceTaking Account of Model Context

Taking Account of Uncertainty in Model Choice (and implementation details)

Taking Account of Uncertainty in Model Drivers (inputs and boundary conditions)

Taking Account of Prior Uncertainty in Model Factors

Taking account of Dependency in Model Factor

Choice of Uncertainty Estimation methodology

Taking Account of Uncertainty in Observations used in Model Calibration/Conditioning

Taking Account of Uncertainty in Predicting the Future


E’ sempre buona regola considerare, nella pratica professionale, i diversi fattori da cui il modello dipende.


Il modello VAPI


Sono comunque note numerose metodologie per la valutazione delle incertezze dei modelli idrologici.

-1.00

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

0 5000 10000 15000 20000 25000

area (km2)

scar

to r

eati

vo (

m3/s

)

VAPI

AdbVAPI

stima

stimastimarelscarto

−=.

Confronto tra stime idrologiche di portata (TR=200 anni) del VAPI e stime dell’Autorità di Bacino (Direttiva Piena di progetto e varianti)


8

63

Scarti negativi

Scarti positivi

Il modello VAPI, rispetto al modello dell’Autorità di Bacino, fornisce stime più elevate

VAPI

AdbVAPI

stima

stimastimarelscarto

−=.


Il modello VAPI


22

34

10 24

39

8

0 - 0.2

0.2 -0.4

> 0.4

vigente

con variante


VAPI

AdbVAPI

stima

stimastimarelscarto

−=.

Gli scarti tra stime VAPI e stime AdB sono contenuti, per buona parte, sotto il 20%


Il modello VAPI


Le incertezze tra le stime dei modelli rendono più complesse le decisioni nell’ambito della pianificazione...

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

10 100 1000 10000 100000

area (km2)

scar

to u

do

met

rico

(m

3 /s/k

m2 )

Ci si pone allora la questione di come trattare le differenza tra stime idrologiche, per le finalità di pianificazione...



Il modello VAPI


VAPI e pianificazione di bacino

Le stime VAPI di portata sono di supporto per la Regione Piemonte nell’ambito delle procedure relative ai Piani Regolatori negli ambiti NON FASCIATI.

Le stime di portate di piena a Tr=200 anni dell’Autorità di Bacino negli ambiti fasciati rimangono di riferimento.

Stime VAPI, stime dell’Autorità di Bacino e stime locali (portate)

Gli scarti tra stime VAPI e stime locali possono essere trattatimediante il metodo rappresentato dalle curve TUD


Il modello VAPI


Le valutazioni VAPI sui regimi pluviometrici possono essere utilizzati nelle elaborazioni idrologiche nella progettazione delle strutture idrauliche e nelle procedure di approvazione dei PRGC.

Stime VAPI e stime locali (piogge)


Conclusioni

“… il modello proposto abbia prestazioni soddisfacenti ai fini istituzionali della Regione Piemonte, ed in particolare nella fase di formazione di un parere di congruità con i valori assunti alla base delle proposti di progetto…”

Conclusioni (1)


“In particolare, i risultati che si ottengono con il modello VAPIdebbono considerarsi puramente orientativi nel caso di piccoli (pochi kmq) bacini di alta montagna, a causa della significativa dipendenza del loro bilancio di trasformazione afflussi-deflussi di piena dalla fenomenologia periglaciale e dalle singole, particolari situazioni

geologiche ed idrogeologiche”.

Conclusioni (2)


Il modello VAPI


“All’altro estremo, debbono ritenersi puramente indicativi, i risultati del modello VAPI per piccoli bacini di pianura, a causa della

significativa dipendenza del loro bilancio di trasformazione afflussi-deflussi di piena dalle caratteristiche singole del reticolo di

drenaggio”.

Conclusioni (3)


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