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Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 1 Il rischio idrologico-idraulico La mitigazione Prof. Ing. Goffredo La Loggia.

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1 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 1 Il rischio idrologico-idraulico La mitigazione Prof. Ing. Goffredo La Loggia

2 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 2 La mitigazione del rischio Il rischio idrologico-idraulico La protezione e il controllo delle aree a rischio dinondazione possono essere definiti come quel complesso di decisioni ed azioni antropiche, compatibili con l'equilibrio naturale dell'ambiente nel quale si vuole operare, che permettono lo sviluppo di attività nelle aree suddette, riducendo l'esistenza di rischi per la vita umana e per i beni materiali; La classificazione più comunemente adottata per gli interventi a difesa delle aree inondabili distingue, due tipologie fondamentali: interventi strutturali e interventi non strutturali; Si può affermare che in molti casi un efficace sistema di difesa è il frutto di una adeguata combinazione di interventi strutturali e non strutturali.

3 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 3 La mitigazione del rischio Il rischio idrologico-idraulico

4 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 4 Il rischio idrologico-idraulico La mitigazione del rischio

5 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 5 Il rischio idrologico-idraulico

6 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 6 Il rischio idrologico-idraulico di precipua competenza ingegneristica, sono finalizzati a modificare le caratteristiche stesse delle piene responsabili delle alluvioni, tramite il controllo diretto e/o indiretto dei corsi d'acqua: aumentano il valore del tempo di ritorno della portata di esondazione Rettifiche fluviali (drizzagni) Incremento della capacità di convogliamento del corso dacqua Serbatoi di laminazione Casse despansione Deviazione dei volumi di piena Opere di ingegneria idraulico-strutturale

7 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 7 Il rischio idrologico-idraulico Questo metodo di difesa dalle inondazioni modifica lassetto planimetrico di un corso dacqua, normalmente mediante il taglio di uno o più meandri esistenti Si hanno così maggiori velocità della corrente in prossimità del tratto rettificato con modifica del regime di trasporto solido. Se è temuta una modifica del trasporto solido è opportuno stabilizzare il fondo Rettifiche fluviali (drizzagni) Opere di ingegneria idraulico-strutturale

8 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 8 Il rischio idrologico-idraulico Questo metodo di difesa dalle inondazioni mira a ridurre i livelli di piena incrementando la capacità di convogliamento del corso d'acqua per contenere in alveo la portata di piena Q T Per incrementare la capacità di convogliamento, si interviene aumentando la sezione trasversale del corso dacqua secondo diverse modalità per scavo per arginatura Incremento della capacità di convogliamento Opere di ingegneria idraulico-strutturale

9 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 9 Il rischio idrologico-idraulico Serbatoi di laminazione La funzione principale di un serbatoio di piena è quella di provvedere alla detenzione dei volumi di piena nella parte montana del bacino e di rilasciarli in maniera controllata. Esso funziona come una capacità utile, nella quale una parte del volume d'acqua che costituisce l'onda di piena simmagazzina per un certo tempo, per essere poi scaricata a valle, più tardi e con portate ridotte valori compatibili con la sufficienza idraulica del corso dacqua. Opere di ingegneria idraulico-strutturale

10 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 10 Il rischio idrologico-idraulico Casse despansione Lo scopo di questi manufatti è quello ottenere l'allagamento preordinato e razionale degli spazi golenali o, comunque, delle zone limitrofe al corso d'acqua. La cassa d'espansione è una zona delimitata da un'arginatura, soggetta ad allagamenti preordinati; è collegata al corso d'acqua da due canalizzazioni che funzionano soltanto in periodo di piena: un canale immissario che immette l'acqua dal fiume alla cassa d'espansione ed un canale emissario che restituisce l'acqua dalla cassa despansione al fiume. Opere di ingegneria idraulico-strutturale

11 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 11 Il rischio idrologico-idraulico Casse despansione Opere di ingegneria idraulico-strutturale Zona delimitata da unarginatura soggetta ad allagamenti preordinati. b) In derivazione a) In linea

12 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 12 Il rischio idrologico-idraulico Deviazione dei volumi di piena La riduzione dei colmi di portata è ottenuta tramite l'allontanamento di una parte, anche rilevante, dei volumi di piena. Le portate allontanate vengono poi canalizzate per giungere ad una depressione topografica in prossimità del fiume, dove l'acqua ha la possibilità di infiltrarsi nel terreno o di evaporare, oppure per essere riimmesse in un lago, o in un fiume, non appartenenti al sistema idrico in considerazione, o, ancora, in mare. Tra i sistemi di deviazione una distinzione va effettuata tra i canali diversivi e i canali scolmatori. I diversivi sono canali artificiali a soglia non regolata sempre attraversati dalla corrente idrica che derivano acqua dal fiume e la convogliano in un'altro recapito finale. La portata in arrivo Q viene suddivisa nell'aliquota Q 1 che può essere convogliata nel corso d'acqua ed in quella Q 2 che compete alla corrente che defluisce nel diversivo. I canali scolmatori hanno come finalità quella di "decapitare" le piene e pertanto sono alimentati dal corso d'acqua solo durante le piene. Lo scolmatore non è percorso da correnti durante le magre o le piene non eccezionali, che possono essere convogliate nel fiume. Opere di ingegneria idraulico-strutturale

13 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 13 Il rischio idrologico-idraulico Scolmatori, diversivi Opere di ingegneria idraulico-strutturale

14 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 14 Il rischio idrologico-idraulico Manutenzione straordinaria Le attività di manutenzione principali, riguardano gli interventi manutentori da effettuarsi direttamente nei corsi dacqua regimati e non, sulle opere di difesa idraulica e sui versanti. Interventi finalizzati alla riparazione, alla ricostruzione, al miglioramento e completamento delle opere nonché a recuperare e ripristinare le condizioni ambientali dei corsi dacqua e delle relative pertinenze e dei versanti

15 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 15 Il rischio idrologico-idraulico Manutenzione straordinaria sui corsi dacqua Rimozione dei rifiuti solidi e taglio di alberature in alveo Rinaturazione delle sponde (protezione ai piede delle sponde con strutture flessibili spontaneamente rinaturabili; restauro ecosistema ripariale, con piantumazione di essenze autoctone) Ripristino della sezione di deflusso (eliminazione nei tratti critici dei materiali litoidi, trasportati e accumulati) Sistemazione e protezione spondale (risagomatura, sostituzione di elementi di gabbionata metallica deteriorata od instabile) Ripristino della funzionalità di tratti tombati, tombini stradali, ponticelli … Ripristino della stabilità dei versanti con tecniche di ingegneria ambientale. Manutenzione delle arginature e loro accessori (chiaviche scolmatori, botti a sifone, ecc.),

16 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 16 Il rischio idrologico-idraulico Manutenzione straordinaria sulle opere di difesa idraulica Ripristino e manutenzione delle reti di drenaggio superficiali e non; Ripristino e manutenzione di opere dingegneria naturalistica.

17 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 17 Il rischio idrologico-idraulico Manutenzione straordinaria sui versanti Miglioramento del patrimonio forestale esistente (rimboschimento, reimpianti di cespugliamento, semina di prati e opere a verde); Sistemazioni idraulico-agrarie e idraulico-forestali sul reticolo idrografico minuto; Rimodellamento e chiusura delle fessure di taglio; Disgaggio massi; Opere di sostegno a carattere locale e di modeste dimensioni; Rimboschimenti; Sistemazione con interventi di ingegneria naturalistica di versanti in erosione.

18 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 18 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica La sistemazione idraulica di un bacino produce benefici di diversa natura (stabilità dei pendii, riduzione del trasporto solido, ecc.) che influiscono sul fenomeno di formazione dei deflussi con i seguenti meccanismi: a)Aumento della capacità di infiltrazione del terreno con riduzione dei deflussi superficiali, che costituiscono la componente più importante delle portate di piena; b)Riduzione della velocità media di scorrimento dellacqua e incremento dei tempi di corrivazione e della capacità di laminazione del bacino: londa di piena risulta pertanto più appiattita e la portata al colmo inferiore

19 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 19 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica Nei riguardi del primo meccanismo, un limite dipende dalla limitata quantità di acqua che riesce ad infiltrarsi nel terreno, che dipende dalle caratteristiche geologico del suolo Laumento del tempo di corrivazione e del volume di invaso del bacino determinati dalla copertura vegetale sono anche essi molto modesti in quanto derivano dalle azioni che si esplicano nel breve tragitto ( m) che lacqua percorre sui pendii del bacino prima di raggiungere la rete idrografica Le sistemazioni sono comunque importanti per la stabilità dei pendii, per la riduzione dellerosione superficiale e del trasporto solido. Le sistemazioni si concretizzano con la piantumazione di essenze arboree, con fascinate, viminate, briglie in legno o pietrame non legato

20 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 20 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica

21 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 21 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica

22 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 22 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica

23 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 23 Il rischio idrologico-idraulico Interventi di ingegneria naturalistica Rinaturalizzazione dei canali

24 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 24 Il rischio idrologico-idraulico

25 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 25 Il rischio idrologico-idraulico Interventi non strutturali zdi competenza non esclusivamente ingegneristica, zfinalizzati alla riduzione dell'entità dei danni, senza intervenire direttamente sulle caratteristiche delle piene zQuesti interventi richiedono sempre una preliminare mappatura delle aree a rischio. zla pianificazione duso del territorio e degli insediamenti nelle aree alluvionabili; zi sistemi di preannuncio e preavviso, che consentano la previsione di eventi meteorici particolarmente gravosi con anticipo tale da permettere la diramazione di eventuali avvisi alla popolazione; zil flood proofing, al fine di migliorare le caratteristiche strutturali delle singole costruzioni per dotarle di una maggiore resistenza agli effetti di un'alluvione. zi programmi di assicurazione dei beni, volti a ridistribuire i costi delle ricostruzioni piuttosto che a ridurre i danni;

26 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 26 Il rischio idrologico-idraulico Manutenzione ordinaria Svolgimento di attività periodiche volte ad assicurare lefficienza dei manufatti, la stabilità delle sponde e lofficiosità dei corsi dacqua senza ricorrere a interventi strutturali di qualche importanza.

27 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 27 Il rischio idrologico-idraulico Pianificazione duso del territorio Gli interventi di pianificazione territoriale consistono nellideazione di un programma di sviluppo delle attività antropiche all'interno delle aree a rischio; Prevedono un'analisi delle varie tipologie d'uso dell'area inondabile e l'introduzione di vincoli di tipo amministrativo fortemente restrittivi, correlati sia con le caratteristiche idrogeologiche del corso d'acqua, sia con gli ecosistemi interessati, sia con le attività economiche che si svolgono nelle aree confinanti; Mappatura del rischio dinondazione rappresentazione cartografica delle zone soggette allevento e dei danni da esso prodotti per fissato T

28 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 28 Il rischio idrologico-idraulico Monitoraggio,preannuncio e preavviso Qualora la piena impieghi un tempo sufficientemente lungo (non inferiore alle sei-otto ore) per spostarsi dal bacino di formazione fino alla zona di esondazione, può risultare economicamente vantaggioso segnalare in tempo reale l'evento per potere mettere in atto adeguate misure di controllo, quali l'evacuazione delle zone o l'erezione di strutture difensive temporanee a protezione degli edifici. Input del sistema (acquisizione dati idrologici, precipitazioni e letture idrometriche) Dati esclusivamente meteorologici Dati pluviometrici puntuali Dati idrometrici rilevati in sezioni fluviali Risposta del sistema (uso modello A-D e modello di propagazione) Output del sistema (definizione idrogrammi di piena in sezioni sensibili con indicazione decisioni da prendere)

29 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 29 Il rischio idrologico-idraulico Monitoraggio,preannuncio e preavviso Misura di pioggia zRete di misuratori (tele-pluviometri) zRadar Meteorologico zPrevisione campi di precipitazione Misura di portata zRete di misuratori (tele-idrometri) Obiettivo Ricostruzione idrogramma di piena in sezioni sensibili ai fini delle operazioni di controllo

30 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 30 Il rischio idrologico-idraulico Monitoraggio,preannuncio e preavviso Bacini maggiori (> km 2 ): previsione di piena effettuata sostanzialmente in funzione dei livelli idrici (o delle portate) registrati in una o più sezioni di monte; Bacini intermedi ( km 2 ): previsione effettuata in funzione delle sole misure di precipitazione; Bacini minori (<1.000 km 2 ): previsione effettuata solo disponendo di una previsione delle precipitazioni; Sottobacini minori e bacini urbani (< km 2 ): acquisizione dei dati pluviometrici mediante radar meteorologico e loro trattamento mediante modelli di dettaglio distribuiti spazialmente.

31 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 31 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Con il termine flood proofing si definisce quell'insieme di azioni di adattamento degli edifici e, più in generale, delle strutture, che possono essere applicate per ridurre i danni conseguenti alle piene. Generalmente tali misure cautelative possono essere classificate in tre categorie (IJJAS, 1993): azioni permanenti, che prescindono dalleventualità di un preavviso dell'evento: esse consistono nell'adozione di materiali da costruzione meno suscettibili ad essere danneggiati dal passaggio dell'acqua o del fango, oppure nel realizzare le costruzioni ad una quota il più possibile elevata rispetto al piano di campagna, così da rendere più difficoltoso l'eventuale ingresso delle acque; azioni contingenti, da eseguire dopo il recepimento del segnale di allarme: ad esempio, la chiusura delle aperture e l'impermeabilizzazione delle pareti al fine di evitare fenomeni di infiltrazione delle acque; azioni d'emergenza eseguite durante il passaggio della piena come l'uso di sacchetti di sabbia per l'innalzamento degli argini.

32 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 32 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Come fare a proteggere la proprietà dalle piene FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2003)

33 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 33 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2003)

34 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 34 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2003)

35 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 35 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Inserire un rivestimento a prova dacqua sulla muratura esterna

36 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 36 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Inserire un rivestimento a prova dacqua sulla muratura esterna

37 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 37 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA

38 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 38 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Sollevare i componenti del sistema elettrico

39 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 39 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Ancorare i serbatoi contenenti acqua, combustibile, ecc.

40 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 40 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Sollevare ai piani superiori, ovvero organizzare a prova di piena le apparecchiature di riscaldamento, ventilazione e condizionamento

41 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 41 Il rischio idrologico-idraulico Flood proofing Indicazioni FEMA Installazione di valvole di non ritorno manuali sugli scarichi fognari

42 Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale 42 Il rischio idrologico-idraulico Assicurazione dei beni zIntervento specifico di riduzione delle perdite, da implementare autonomamente o a complemento delle protezioni strutturali già esistenti; zI programmi assicurativi sono divenuti una alternativa sempre più interessante rispetto alle classiche misure cautelative di tipo strutturale (possibilità di rendere le popolazioni consce del rischio di una inondazione, minor costo rispetto alle misure strutturali, assenza di interferenze con l'ambiente naturale e, quindi, di qualunque tipo di impatto); zStrumento di pubblico intervento utilizzabile anche da parte della pubblica amministrazione per lindividuazione di limiti specifici per la sicurezza e per lo sviluppo nella pianificazione d'uso del territorio (obblighi legali nell'acquisto delle polizze assicurative, incentivi alla firma di un contratto, finanziamenti pubblici dedicati a coprire, in tutto o in parte, i costi delle polizze). zProblema: le perdite occorse agli individui assicurati che vivono in unarea soggetta a rischio non sono statisticamente indipendenti (eventuale intervento dello Stato)


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