Direttiva P.C.M. 8 febbraio 2013 Piani di laminazione VALUTAZIONE DELL’INFLUENZA DEGLI INVASI REGOLATI DA DIGHE SULLA FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DELL’ONDA DI PIENA A VALLE Secondo Barbero Arpa Piemonte – Centro Funzionale Regionale Torino, 7 febbraio 2014

CASO STUDIO: GLI INVASI DELLA PROVINCIA DEL VCO Progetto: gestione dei rischi naturali nell’area del lago Maggiore Cooperazione transfrontaliera interreg IIIA 2000-2006 Obiettivo: studio del ruolo dei serbatoi artificiali di ritenuta nella gestione degli eventi alluvionali Partner ARPA Piemonte Politecnico Torino Regione Piemonte Registro Italiano Dighe Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (CH) Service des forces hydrauliques

AREA ANALIZZATA INVASI 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

FASI DI LAVORO fase 1: catasto delle opere fase 2: analisi dell’effetto di laminazione fase 3: individuazione delle aree bersaglio CATASTO La presenza diffusa di bacini di ritenuta a scopo idroelettrico in diverse aree idrografiche alpine ha sempre suscitato attenzione e confronti accesi, specie in concomitanza di eventi di piena. Infatti le dighe sembrano essere opere la cui esistenza si riscopre, oltre che nelle celebrazioni dei disastri, solo in relazione al fatto che interferiscono con il reticolo naturale durante le piene (per cui suscitano il timore di aggravamento della situazione naturale) oppure riguardo alla loro azione di ‘cattura’ dell’acqua (quando quella residua, nelle magre estive, scarseggia). Molto carente sembra invece essere la percezione del potenziale di attenuazione delle portate di piena che è attribuibile ai serbatoi artificiali. Il progetto propone uno studio sugli effetti di laminazione delle piene prodotti dai sistemi interconnessi di serbatoi artificiali e dalla regolazione del Lago Verbano, considerando i possibili benefici, a fronte dei costi, dell’utilizzo di una quota parte degli invasi ai fini della mitigazione del rischio di piena Nel sistema del Verbano, il ruolo dei serbatoi nella fase di formazione delle piene a valle, come risultato della modulazione delle piene naturali, 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. Nella provincia del Verbano-Cusio-Ossola si contano in totale diciannove invasi, con capacità complessiva superiore a 155 milioni di metri cubi, a cui vanno aggiunti quelli in territorio Svizzero, sia del Canton Ticino che del Canton Vallese. Anche se, considerata l’area sottesa dal bacino del Toce allo sbocco nel lago Verbano (1530 km2), i volumi complessivamente invasabili non consentirebbero una modulazione sostanziale delle piene relative all’intero bacino, la presenza di un composito sistema di invasi (quasi completamente gestito dall’ENEL) rappresenta una realtà di grande interesse in relazione alle possibilità di attenuazione degli effetti delle piene nei maggiori sottobacini e, soprattutto, in una cospicua parte dell’asta principale del Toce. Curva volumi di invaso Scale di deflusso organi di scarico

FASE 2: ANALISI EFFETTO DI LAMINAZIONE VALUTAZIONE QUANTITATIVA DELL’EFFETTO DI LAMINAZIONE distribuzione probabilità portate al colmo costruzione idrogrammi di piena sintetici ipotesi condizioni iniziali impianto calcolo curve di possibilità di laminazione CONDIZIONI INIZIALI UTILIZZATE - utilizzo dei soli scarichi di superficie livello iniziale coincidente con la quota inferiore della soglia degli scarichi di superficie - nessuna ulteriore manovra degli scarichi

CURVE DI POSSIBILITA’ DI LAMINAZIONE Coeff di laminazione

PROPAGAZIONE EFFETTO DI LAMINAZIONE Metodo speditivo Indice FARL Flood Attenuation by Reservoirs and Lakes Rapporto tra le aree sottese 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

APPLICAZIONE INDICE FARL

COMBINAZIONE INVASI IN PARALLELO x: fattore di scala

CONFRONTO INDICI Sabbione Lago Cingino Camposecco

FASE 3: INDIVIDUAZIONE AREE BERSAGLIO AREE STORICAMENTE VULNERATE

+ aree storicamente vulnerate laminazione nelle aste fluviali AREE BERSAGLIO aree storicamente vulnerate laminazione nelle aste fluviali + INDIVIDUAZIONE AREE BERSAGLIO

AREE TARGET INDIVIDUATE Medio Corso del Toce Valle Ovesca 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

GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE SVILUPPI FUTURI 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) GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE

Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM) Milano, 20 aprile 2011 15

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 numerosità campionaria (colmi) numero stazioni Distribuzione geografica delle stazioni Milano, 20 aprile 2011 16

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: Portate in uscita Turbinate + scaricate Variazione di volume (da misura di livello) Portata al serbatoio Applicazione dell’equazione di bilancio dei serbatoi a 28 invasi Milano, 20 aprile 2011 17

Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM) Schema metodologia regionale Regionalizzazione curve di frequenza delle piene no distribuzione campionaria a priori L-momenti campionari varianza eventuali valori non sistematici stima regionale continua (no regioni omogenee) L-momenti regionali varianza calibrazione stima della distribuzione (model averaging) fasce di confidenza stima regionale quantile + incertezza Milano, 20 aprile 2011 18

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 Milano, 20 aprile 2011 19

selezione “mista” L-momenti Applicazione in siti con pochi dati no distribuzione campionaria a priori L-momenti campionari varianza eventuali valori non sistematici stima regionale continua (no regioni omogenee) L-momenti regionali varianza selezione “mista” L-momenti confronto varianze L-momenti regionali vs campionari stima regionale quantile + incertezza stima della distribuzione (model averaging) fasce di confidenza Milano, 20 aprile 2011 20

Uso ottimale stazioni strumentate con pochi dati Area grigia: è preferibile il valore campionario Incertezza media regionale Curve iso-incertezza campionaria Milano, 20 aprile 2011 21

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 e Milano, 20 aprile 2011 22