14° EUROPEAN SEMINAR ON GEOGRAPHY OF WATER - 2 LUGLIO 2011

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1 14° EUROPEAN SEMINAR ON GEOGRAPHY OF WATER - 2 LUGLIO 2011
ASSOCIAZIONE 22 OTTOBRE – Foto Protezione Civile Regione Sardegna L’EVENTO ALLUVIONALE DEL 22 OTTOBRE 2008 NEL COMUNE DI CAPOTERRA - SARDEGNA MERIDIONALE Maria Rita Lai 14° EUROPEAN SEMINAR ON GEOGRAPHY OF WATER - 2 LUGLIO 2011

2 L’EVENTO ALLUVIONALE DEL 22 OTTOBRE 2008
Tra le 7,30 e le 8,00 del mattino il bacino idrografico del Rio San Girolamo viene investito da una perturbazione a carattere eccezionale, che era iniziata intorno alle 3 del mattino con una serie di fulminazioni ripetute e intensissime I danni sono enormi: sormonto di 7 ponti, danni strutturali agli impalcati e alle spalle, nonché cedimenti dei rilevati d’accesso (4 ponti) distruzione di reti idriche e fognarie distruzione di impianti di illuminazione tracimazione di una diga in materiali sciolti ed erosione del paramento di valle danneggiamento di una piccola diga in muratura allagamento di centinaia di scantinati e abitazioni trasporto in mare di numerose auto e animali perdita di 4 vite umane

3 Gli eventi simili verificatisi negli ultimi 120 anni
Ottobre: una violenta perturbazione interessò tutto il Campidano di Cagliari, in particolare vennero colpiti i centri di: Assemini, Decimo, San Sperate e Elmas. Vi furono 200 vittime Alluvione nel Campidano meridionale con distruzione del ponte della Scaffa (sulla futura SS 195), la zona del Sulcis restò isolata, per anni le comunicazioni verso il capoluogo avvenivano via mare Il 7 – 8 Ottobre: un forte nubifragio colpì il Sud-Sudovest della Sardegna Ottobre: Piogge a forte intensità e vento interessarono soprattutto il Campidano di Cagliari, con i comuni di Elmas, Assemini, Sestu e Monastir Ottobre: Forti piogge nel Cagliaritano, i danni più ingenti a Flumini di Quartu e Capoterra, dove l’esondazione interessò oltre 1200 ettari di campagne –23 Novembre: L'evento interessò diversi comuni del Campidano di Cagliari tra i quali: Decimomannu, Assemini, Uta, Elmas, Sestu, Capoterra, Siliqua, Villasor e altri –18-25 Ottobre: Piogge intense del 17-18, il 25 le piogge si localizzano nel Campidano di Cagliari: Uta, Assemini, Capoterra e Pula, con ingenti danni Ottobre: Le precipitazioni iniziarono nella zona di Cagliari e Capoterra, nella notte tra Sabato 27 e Domenica 28 Ottobre, enormi i danni nelle campagne

4 Gli eventi simili verificatisi negli ultimi 120 anni
Ottobre: forti e improvvise precipitazioni interessano il Cagliaritano e Capoterra dove ci fu una vittima, una donna travolta nell’alveo del Rio S. Lucia 1990 – Ottobre: una perturbazione colpisce la provincia di Cagliari, Capoterra, Uta, Assemini, San Sperate, Sestu, Dolianova. A Capoterra i danni all'agricoltura furono notevoli, in particolare vennero compromessi i raccolti di colture pregiate, con la distruzione pressoché completa di decine di serre a causa della grandinata 1999 – Novembre: un'ondata di maltempo colpisce la provincia di Cagliari, in particolare Capoterra, Uta, Assemini, il Sarrabus. La violenta perturbazione provoca un’alluvione che colpisce Capoterra (bacino del Rio S. Lucia-Gutturu Mannu) i danni furono ingenti, ci furono 2 vittime, in 8 ore caddero 376 mm di pioggia Aprile: un nubifragio interessa la zona tra Capoterra e Pula, 154 mm caduti in due giorni 2005 – 13 Novembre: un nubifragio si abbatte su Cagliari ed hinterland

5 IL BACINO IDROGRAFICO DEL RIO SAN GIROLAMO
Rio S. Girolamo Rio Masone Ollastu Superficie del bacino idrografico circa 15 kmq: 7,7 kmq area montana ,4 kmq area di pianura

6 IL BACINO IDROGRAFICO DEL RIO SAN GIROLAMO

7 CARATTERISTICHE GEOLOGICHE DEL BACINO IDROGRAFICO DEL RIO SAN GIROLAMO

8 Il bacino montano: l’alveo inciso entro i leucograniti
Foto M. Rita Lai

9 Il bacino montano: il paesaggio granitico e metamorfico
Monte Santa Barbara 615 m s.l.m. leucograniti biotitici rosati e grigi La dorsale del Monte Su Aingiu Mannu m 605 s.l.m. metamorfiti paleozoiche

10 Il bacino montano: sentieri dei carbonai
Foto M. Rita Lai

11 Il bacino montano: fenomeni erosivi
Arcu Su Linnarbu: coni di detrito mobilizzati Arcu S. Antoni: frane lungo i sentieri dei carbonai nei depositi di pendio

12 La montagna di Santa Barbara: il canalone scavato dall’acqua

13 La montagna di Santa Barbara: il canalone scavato dall’acqua
L’erosione del Rio Sa Scabitzada

14 La montagna di Santa Barbara
Foto M. Rita Lai

15 La montagna di Santa Barbara: il canalone del Rio Sa Scabitzada
Poggio dei Pini Foto Google 2006 Foto Ministero dell’Ambiente 2 Novembre 2008 In rosso il Centro Ricerche Idriche Hydrocontrol

16 Il bacino montano: il trasporto solido nei canaloni e nell’alveo principale

17 La collina di Sa Birdiera e la striscia tagliafuoco
Foto M. Rita Lai

18 La Vallata del Rio S. Gerolamo: l’alveo invaso dai massi
Foto M. Rita Lai

19 Il tratto intermedio: i danni alla viabilità
La piena travolge il primo ponte per l’eremo di San Girolamo, crolla il rilevato di accesso sulla sponda destra, che verrà ricostruito dopo tre giorni dai mezzi dell’Esercito Foto Protezione Civile Regione Sardegna

20 Il tratto intermedio: l’alveo a monte del
Centro Ricerche Idriche Hydrocontrol

21 Il tratto intermedio: a valle del Centro Ricerche Hydrocontrol
La piena travolge il secondo ponte sulla strada comunale Capoterra – Poggio dei Pini dove si forma un enorme conoide formato da massi ciclopici, crolla anche qui una parte del rilevato sulla sponda destra

22 Il tratto intermedio: la zona del Lago Grande
La piena travolge una casa vicina alla sponda sinistra La piena travolge il terzo ponte sulla strada vicinale S. Barbara, si forma un conoide che occupa la coda del lago

23 La Vallata del Rio S. Gerolamo : la zona del Lago Grande
Foto Ing. Cicalò

24 Il tratto intermedio: la zona della diga in terra di Poggio dei Pini
La piena travolge la diga in terra che viene sormontata per circa 1-1,8 m sopra il coronamento, il paramento di valle viene eroso per circa 1/3 Il canale scolmatore laterale viene sormontato e distrutto La strada parallela al canale viene inondata e danneggiata gravemente Foto Protezione Civile Regione Sardegna Il paramento di valle della diga visto dal coronamento

25 Il tratto intermedio: la zona della diga in terra di Poggio dei Pini
La piena travolge il quarto ponte costruito sul canale scolmatore della diga in terra, crolla il rilevato in sponda sinistra Un’auto viene portata via con i due occupanti: saranno trovati a 500 m di distanza, dopo due giorni di ricerche Foto Protezione Civile Regione Sardegna Il ponte la mattina dell’alluvione e alcuni giorni dopo. Non verrà ricostruito ma demolito qualche mese dopo

26 Il tratto intermedio : la zona della diga in muratura
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

27 Il tratto intermedio : la cascata di Su Strumpu

28 Il tratto intermedio: la zona sportiva di Poggio dei Pini
La piena travolge la zona degli impianti sportivi dove si sedimentano enormi quantità di sabbia e massi L’impianto di sollevamento fognario viene bombardato dai massi

29 La pianura costiera: i danni nelle zone agricole
Foto Protezione Civile Regione Sardegna e Genio Civile

30 La pianura costiera: la zona della scuola materna
Nella zona della lottizzazione Rio San Girolamo una scuola materna, realizzata a pochi metri dalla sponda sinistra, viene travolta dall’acqua carica di fango. Qui è danneggiato anche il quinto ponte Foto Protezione Civile Regione Sardegna e Genio Civile

31 La pianura costiera: la zona della scuola materna
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

32 La pianura costiera: la lottizzazione Rio San Girolamo

33 La pianura costiera: la zona della SS 195 Sulcitana
Nella zona della foce sono presenti due ponti che vengono sormontati. Inoltre è presente un ponte-tubo di una condotta idrica. La sezione viene intasata da detriti e alberi e l’acqua esce dagli argini Questo è l’unico tratto arginato con murature e gabbionate, realizzate dopo l’evento alluvionale del 1999, ma con una sezione insufficiente Foto Genio Civile Regione Sardegna

34 La pianura costiera: la lottizzazione Frutti d’Oro
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

35 La zona della lottizzazione Frutti d’Oro

36 La confluenza tra il Rio S. Girolamo e il Rio Masone Ollastu
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

37 La zona della foce del Rio S. Girolamo e la spiaggia
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

38 La zona della foce del Rio S. Girolamo e la spiaggia
Foto Protezione Civile Regione Sardegna

39 L’area di esondazione del Rio San Girolamo

40 L’area di esondazione del Rio San Girolamo

41 LA PERTURBAZIONE E L’ANALISI METEOROLOGICA
La mattina dell’evento il dr. Guido Bertolaso arriva in Sardegna per una ricognizione sui luoghi Il giorno dopo viene predisposto un rapporto sull’evento nel quale vengono delineate le condizioni meteorologiche alla base del fenomeno

42 LA PERTURBAZIONE E L’ANALISI METEOROLOGICA
L’evento è caratterizzato dalla persistenza delle precipitazioni a prevalente carattere di rovescio o temporale di forte intensità dapprima sui settori meridionali dell’isola, in estensione ai restanti settori dell’isola Tali condizioni sono state determinate dal progressivo approfondirsi, sulle zone del Mediterraneo occidentale, di una saccatura atlantica molto estesa, che dalla Groenlandia si sviluppava sino alla Penisola Iberica Una zona depressionaria secondaria e legata alla struttura principale alle ore UTC del giorno 21 Ottobre 2008 si estendeva fino all’ entroterra algerino-marocchino come rappresentato dalla seguente immagine ore UTC SAT+ANA500hPa

43 LA PERTURBAZIONE E L’ANALISI METEOROLOGICA

44 LA PERTURBAZIONE E L’ANALISI METEOROLOGICA
La precipitazione è caratterizzata da una forte variabilità spazio-temporale: i due pluviografi presenti nel bacino forniscono dati molto diversi e differenti anche da quello situato a Capoterra (centro abitato) Pluviografo Servizio Idrografico regionale a Poggio dei Pini: 372,2 mm Pluviografo Osservatorio Astronomico di Poggio dei Pini: 192 mm Pluviografo Capoterra-paese: 457,8 mm

45 LO STUDIO IDROLOGICO, IDRAULICO E GEOMORFOLOGICO
I valori di precipitazione per durata di 30 minuti, un’ora e tre ore registrati dalla stazione meteo di Capoterra-paese e Capoterra-Poggio dei Pini risultano superiori ai valori massimi mai registrati dalla rete pluviometrica della Sardegna. Nel bacino esaminato la stazione meteo di Poggio dei Pini mostra che il 95% delle precipitazioni registrate si sono concentrate nelle 3 ore tra le 6:30 e le 9:30 del mattino Nella mezz’ora tra le 6,47 e le 7,17 del mattino ha registrato il valore di 117,2 mm. Nell’ora di massima intensità, tra le 6,47 e le 7,47, si arriva a 177,4 mm Questi valori rappresentano il massimo storico mai registrato per la durata di un’ora (120 mm nel 2004 alla stazione meteo di Bau Mandara ai piedi del Gennargentu, circa 900 m s.l.m.)

46 LO STUDIO IDROLOGICO, IDRAULICO E GEOMORFOLOGICO
Con Ordinanza n.9 del il “Commissario delegato per l’emergenza alluvione in Sardegna del ” approva un elenco degli studi che vengono dichiarati urgenti ed indifferibili Tra questi è compreso lo studio “Analisi dell’assetto fisico del Rio San Girolamo-Masoni Ollastu a seguito dell’evento di piena del 22 ottobre Rivisitazione e integrazione dello studio denominato Piano Stralcio delle Fasce Fluviali, per la verifica delle delimitazioni delle fasce fluviali e per l’individuazione delle prime necessarie azioni (opere, vincoli e direttive), per il conseguimento di un assetto del corso d’acqua compatibile con la sicurezza idraulica del territorio e la salvaguardia delle componenti naturali e ambientali” La Regione Sardegna affida lo studio al raggruppamento formato dalle società: Hydrodata, DHI-Italia, Art Ambiente, quale approfondimento del Piano Stralcio delle Fasce Fluviali, già in corso di redazione. Esso si compone delle seguenti parti: 1) Ricostruzione idrologica dell’evento di piena 2) Analisi geomorfologica degli alvei dei due rii San Girolamo e Masone Ollastu 3) Simulazione idraulica dell’evento di piena 4) Stima del trasporto solido e dei volumi movimentati Obiettivo finale : Verifica e integrazione delle delimitazioni delle fasce fluviali del Rio San Girolamo e del Rio Masone Ollastu e individuazione degli interventi di messa in sicurezza del territorio

47 STIMA DELLE PORTATE DI PIENA
La ricostruzione idrologica ha concluso che il confronto con la precipitazione osservata mostra tempi di ritorno ben al di sopra di quelli duecentennali assunti come riferimento nella progettazione delle opere idrauliche presenti nel bacino La stima della portata al colmo di piena transitata nel Rio San Girolamo, fatta all’indomani dell’alluvione dal Servizio Idrografico risultava pari a 409,3 m3/s (sezione F = diga in muratura di Poggio dei Pini) Corrisponde ad un contributo unitario del bacino imbrifero pari a 33,3 m3/s km2 Altre analisi idrologiche e idrauliche puntuali hanno portato a stimare questa portata, alla medesima sezione, in circa 372 m3/s (Studio Hydrodata, aprile 2010) Grafici da Studio Hydrodata, aprile 2010

48 STIMA DELLE PORTATE DI PROGETTO
L’analisi idrologica ha avuto per obiettivo sia la ricostruzione dell’evento alluvionale sia la stima delle portata di progetto ai fini del dimensionamento dell’assetto idraulico dell’alveo e delle opere di difesa da progettare La stima della precipitazione di progetto è stata eseguita attraverso un aggiornamento delle Linee segnalatrici di possibilità pluviometrica (LSPP), utilizzando il modello TCEV. Le portate di progetto stimate dopo l’evento, rispetto alle precedenti calcolate con le linee di possibilità pluviometrica per il PSFF, risultano notevolmente maggiori e comunque inferiori a quelle calcolate per l’evento. Per la sezione F : Q stimata = 337 m3/s contro Q 2008 = 372 m3/s

49 LO STUDIO IDRAULICO Nel tratto montano, a monte del lago di Poggio dei Pini, dove il profilo geometrico evidenzia una pendenza media elevata (circa 3,5%), il deflusso della piena ha raggiunto velocità medie di circa 3,0 m/s, con picchi superiori a 6 m/s, e realizzato altezze d’acqua medie di oltre 2,8 m. Il tratto intermedio si estende in corrispondenza dell’abitato residenziale di Poggio dei Pini sino all’altezze della zona sportiva; qui la pendenza dell’asta diminuisce e la sezione di deflusso si amplia per effetto dell’ingresso della corrente nel lago. In corrispondenza del canale scolmatore si è calcolata una velocità della corrente critica superiori a 7 m/s. Superata la traversa in muratura, il deflusso si immette in un tronco fluviale stretto e profondo; qui è stata calcolata una velocità media superiore a 5 m/s e altezze d’acqua di oltre 4 m. Il tratto focivo si estende tra la zona sportiva di Poggio dei Pini e lo sbocco a mare. Si può dividere in tre tronchi - Nel primo tronco il deflusso di piena raggiunge una larghezza media di oltre 250 m, riattivando, in destra, importanti canali di deflusso; raggiunge l’impianto sportivo e gli insediamenti agricoli con velocità di deflusso superiori a 2 m/s e altezze d’acqua sul piano campagna di circa 1 m. - l secondo tronco comprende l’area agricola e l’area residenziale denominata Rio S. Girolamo sino alla strada statale S.S.195. Strade e abitazioni sono state raggiunte dal deflusso di piena con altezze d’acqua sul piano campagna di circa 1 m. Tutte le opere idrauliche realizzate dopo il 1999 (difese spondali e soglie in gabbioni metallici) sono state distrutte. - L’ultimo tronco tra la SS195 e la foce scorre in un canale di calcestruzzo a sezione trapezia: è costeggiato da terreni agricoli e dall’abitato di Frutti d’Oro: le velocità nel canale possono superare valori di 4 m/s, mentre si hanno velocità medie inferiore a 2 m/s e altezze d’acqua sul piano campagna localmente superiori 1 m

50 STUDIO GEOMORFOLOGICO E STIMA DEL TRASPORTO SOLIDO
L’analisi e la stima del trasporto solido assume particolare importanza nella definizione e progettazione degli interventi di sistemazione idraulica. Per la valutazione del trasporto solido sono stati utilizzati diversi metodi L’analisi teorica, effettuata per il PSFF, ha valutato la portata solida media annua mobilizzata sull’intero bacino attraverso il metodo di Gavrilovic (1959) in circa 1200 m3/anno; di cui circa 300 m3/anno dovrebbero fermarsi all’interno dell’invaso di Poggio dei Pini, mentre i restanti 900 m3/anno potrebbero pervenire direttamente in mare L’analisi quali-quantitativa di dettaglio svolta sulla base dei sopralluoghi effettuati dopo l’evento alluvionale e con una verifica dei rilievi digitali del terreno eseguiti in ambiente GIS, realizzati in fase di pre e post-evento, ha condotto ai seguenti risultati: Ilvolume di materiale sedimentato è di circa m3, di cui m3 fino all’invaso di Poggio dei Pini e circa m3 a valle della traversa in cemento. A tutte queste stime, andrebbero in ogni caso sommati i volumi dei sedimenti a granulometria più fine (ghiaie sabbiose, sabbie, silt, limi e argille) trasportati in sospensione anche oltre la foce In rosso localizzazione delle principali zone di sedimentazione

51 STUDIO GEOMORFOLOGICO E STIMA DEL TRASPORTO SOLIDO
In rosso localizzazione delle principali zone di sedimentazione

52 IL PIANO DELLE FASCE FLUVIALI E IL PAI
Per la valutazione del rischio idraulico del Rio San Girolamo si è utilizzata la metodologia prevista per la redazione del Piano per l’Assetto Idrogeologico (PAI) della Regione Sardegna (Linee Guida PAI, 2000), che individua le aree a rischio per fenomeni di piena utilizzando i parametri di pericolosità idraulica e di elementi a rischio previsti dalla normativa di riferimento (DPCM 29/08/1998) = 4 classi di rischio L’analisi condotta sull’assetto fisico del Rio San Girolamo ha portato ad un’analisi critica delle fasce fluviali individuate nella prima stesura del Piano Stralcio Fasce Fluviali (PSFF), in particolare sono state individuate cinque fasce: - fascia A_2 o fascia di deflusso della piena con tempo di ritorno 2 anni individua l’alveo a sponde piene, definito solitamente da nette scarpate che limitano l’ambito fluviale; - fascia A_50 o fascia di deflusso della piena con tempo di ritorno 50 anni, - fascia B_100 o fascia di deflusso della piena con tempo di ritorno 100 anni; - fascia B_200 o fascia di deflusso della piena con tempo di ritorno 200 anni, tracciata in base a criteri geomorfologici ed idraulici - fascia C o area di inondazione per piena catastrofica, tracciata in base a criteri geomorfologici ed idraulici

53 IL PAI: stesura del 2004

54 IL PIANO DELLE FASCE FLUVIALI E IL PAI: stesura del 2011

55 INTERVENTI PROGETTATI DA HYDRODATA
Nessun intervento nel tratto montano, si ritiene che debbano essere lasciate libere di esplicarsi le dinamiche naturali dell’alveo, dando spazio ai fenomeni di erosione-trasporto-deposito del materiale solido Ampliamento dell’attraversamento comunale per la località chiesa San Girolamo mediante realizzazione di nuove campate in sostituzione del rilevato destro di accesso. Realizzazione di due nuovi attraversamenti, in sostituzione degli esistenti, lungo la strada comunale che da Poggio dei Pini conduce a Capoterra, il primo subito a valle della struttura Hydrocontrol e il secondo in coda al lago. Realizzazione di interventi di difesa in prossimità della diga in terra di Poggio dei Pini. Interventi di sistemazione e regimazione dell’alveo dei corsi d’acqua secondari nell’area urbanizzata di Poggio dei Pini. Nel tratto urbanizzato della piana costiera sono state prospettate inizialmente tre soluzioni di intervento per la sistemazione del corso d’acqua che differiscono sostanzialmente per i criteri di impostazione di base. Queste soluzioni sono state discusse con gli enti e con il Comune, coinvolgendo anche i cittadini. La soluzione individuata prevede un alveo di piena inciso artificiale con canalizzazione centrale di ampiezza 50 m, in grado di far defluire una quota considerevole della portata di progetto (Tr = 200 anni) e con alveo di piena comunque più ampio, delimitato da argini di altezza ridotta, con il franco di sicurezza fissato in 1 m, in grado di contenere l’evento catastrofico dell’ottobre 2008

56 LE SOLUZIONI PROGETTUALI: la zona di Poggio dei Pini

57 LE SOLUZIONI PROGETTUALI: la zona della foce

58 INTERVENTI PROPOSTI DALL’ASSOCIAZIONE 22 OTTOBRE
• Intervento strutturale antierosivo e antitrasporto solido lungo le aste fluviali nel bacino montano dell’asta principale e dei suoi affluenti principali: briglie drenanti, briglie a bocca tarata, piccole casse di espansione, stabilizzazione dei coni di detrito, ripristino della sentieristica montana • Interventi idraulico-forestali areali nel bacino montano: gestione coperture vegetali, gestione boschi, forestazione, reimpianto nelle aree incendiate Interventi di ridefinizione ed ampliamento delle sezioni di deflusso: evitare sezioni rigide e trapezoidali, rinaturalizzazione del fiume nel tratto di foce, eliminazione tratti cementati, aumento progressivo della sezione di deflusso, eliminazione strettoie • Asportazione periodica localizzata di materiale vegetale morto che può creare ostruzioni nei ponti • Asportazione periodica di materiali litoidi medi e fini dall’alveo, circoscritta e localizzata e riposizionamento a valle per contribuire al ripascimento delle spiagge in erosione • Valutazione dei costi/benefici delle delocalizzazioni nell’ambito costiero, soprattutto per gli edifici in condizioni molto critiche (troppo vicini all’alveo) • Valutazione dei costi/benefici dell’ intervento strutturale sulla diga in materiali sciolti: proposta di demolire il manufatto in terra e ricostruirlo in calcestruzzo al fine di destinarlo a riserva antincendio

59 GRAZIE PER L’ATTENZIONE
ASSOCIAZIONE 22 OTTOBRE – GRAZIE PER L’ATTENZIONE 14° EUROPEAN SEMINAR ON GEOGRAPHY OF WATER - 2 LUGLIO 2011