Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
La mitigazione
Prof. Ing. Goffredo La Loggia
1
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
La mitigazione del rischio
 La protezione e il controllo delle aree a rischio d’inondazione
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.
2
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
La mitigazione del rischio
3
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
La mitigazione del rischio
4
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
5
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
 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 d’acqua
 Serbatoi di laminazione
 Casse d’espansione
 Deviazione dei volumi di
piena
6
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
Rettifiche fluviali (drizzagni)
 Questo metodo di difesa dalle
inondazioni modifica l’assetto
planimetrico di un corso
d’acqua,
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
7
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
Incremento della capacità di
convogliamento
 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 QT
 Per
incrementare
la
capacità di convogliamento,
si interviene aumentando la
sezione trasversale  del
corso
d’acqua
secondo
diverse modalità
per scavo
per arginatura
8
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
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 s’immagazzina per un certo tempo, per
essere poi scaricata a valle, più tardi e con portate ridotte valori compatibili con
la sufficienza idraulica del corso d’acqua.
Serbatoi di laminazione
9
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
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 d’espansione al fiume.
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.
Casse d’espansione
10
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Casse d’espansione
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
Zona delimitata da un’arginatura soggetta ad
allagamenti preordinati.
a) In linea
b) In derivazione
11
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
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 Q1 che può
essere convogliata nel corso d'acqua
ed in quella Q2 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.
12
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Opere di ingegneria idraulico-strutturale
Scolmatori, diversivi
13
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Manutenzione straordinaria
Interventi finalizzati alla riparazione, alla
ricostruzione,
al
miglioramento
e
completamento delle opere nonché a
recuperare e ripristinare le condizioni
ambientali dei corsi d’acqua e delle relative
pertinenze e dei versanti
Le attività di manutenzione principali, riguardano gli interventi
manutentori da effettuarsi direttamente nei corsi d’acqua regimati
e non, sulle opere di difesa idraulica e sui versanti.
14
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Manutenzione straordinaria sui corsi d’acqua

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.),
15
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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 d’ingegneria naturalistica.
16
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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
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.
e
idraulico-forestali
sul
reticolo
17
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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 dell’acqua e incremento
dei tempi di corrivazione e della capacità di laminazione del bacino:
l’onda di piena risulta pertanto più appiattita e la portata al colmo
inferiore
18
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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
L’aumento 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 (250-300
m) che l’acqua percorre sui pendii del bacino prima di raggiungere la rete
idrografica
Le sistemazioni sono comunque importanti per la stabilità dei pendii, per
la riduzione dell’erosione 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
19
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Interventi di ingegneria naturalistica
20
Il rischio idrologico-idraulico
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Interventi di ingegneria naturalistica
21
Il rischio idrologico-idraulico
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Interventi di ingegneria naturalistica
22
Il rischio idrologico-idraulico
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Interventi di ingegneria naturalistica Rinaturalizzazione dei canali
23
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
24
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Interventi non strutturali
 di competenza
esclusivamente
ingegneristica,
non
 finalizzati alla riduzione
dell'entità dei danni,
senza
intervenire
direttamente
sulle
caratteristiche
delle
piene
 Questi
interventi
richiedono sempre una
preliminare mappatura
delle aree a rischio.
la pianificazione d’uso del territorio e
degli insediamenti nelle aree alluvionabili;
i 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;
il flood proofing, al fine di migliorare le
caratteristiche strutturali delle singole
costruzioni per dotarle di una maggiore
resistenza agli effetti di un'alluvione.
i programmi di assicurazione dei beni,
volti a ridistribuire i costi delle ricostruzioni
piuttosto che a ridurre i danni;
25
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Manutenzione ordinaria
Svolgimento di attività periodiche volte ad
assicurare l’efficienza dei manufatti, la stabilità
delle sponde e l’officiosità dei corsi d’acqua
senza ricorrere a interventi strutturali di
qualche importanza.
26
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Pianificazione d’uso del territorio
 Gli interventi di pianificazione territoriale consistono nell’ideazione 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 d’inondazione
rappresentazione cartografica delle zone soggette
all’evento e dei danni da esso prodotti per fissato T
27
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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)
28
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Monitoraggio,preannuncio e preavviso
Misura di pioggia
 Rete di misuratori (tele-pluviometri)
 Radar Meteorologico
 Previsione campi di precipitazione
Misura di portata
 Rete di misuratori (tele-idrometri)
Obiettivo
Ricostruzione idrogramma di piena in sezioni sensibili ai fini delle
operazioni di controllo
29
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Monitoraggio,preannuncio e preavviso
 Bacini maggiori (>10.000 km2): previsione di piena effettuata
sostanzialmente in funzione dei livelli idrici (o delle portate) registrati
in una o più sezioni di monte;
 Bacini intermedi (1.000-10.000 km2): previsione effettuata in
funzione delle sole misure di precipitazione;
 Bacini minori (<1.000 km2): previsione effettuata solo disponendo di
una previsione delle precipitazioni;
 Sottobacini minori e bacini urbani (<100-200 km2): acquisizione dei
dati pluviometrici mediante radar meteorologico e loro trattamento
mediante modelli di dettaglio distribuiti spazialmente.
30
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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 dall’eventualità 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.
31
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
FEMA (Federal
Emergency Management
Agency, 2003)
Come fare a
proteggere la
proprietà dalle piene
32
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2003)
33
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2003)
34
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
Inserire un rivestimento a
prova d’acqua sulla
muratura esterna
35
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
Inserire un
rivestimento a
prova d’acqua sulla
muratura esterna
36
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
37
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
Sollevare i componenti
del sistema elettrico
38
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
Ancorare i serbatoi
contenenti acqua,
combustibile, ecc.
39
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
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
40
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Flood proofing
Indicazioni FEMA
Installazione di valvole
di non ritorno manuali
sugli scarichi fognari
41
Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Aerospaziale
Il rischio idrologico-idraulico
Assicurazione dei beni
 Intervento specifico di riduzione delle perdite, da implementare autonomamente
o a complemento delle protezioni strutturali già esistenti;
 I 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);
 Strumento di pubblico intervento utilizzabile anche da parte della pubblica
amministrazione per l’individuazione 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).
 Problema: le perdite occorse agli individui assicurati che vivono in un’area
soggetta a rischio non sono statisticamente indipendenti (eventuale intervento
dello Stato)
42