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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. - PowerPoint PPT Presentation
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Secondo BarberoSecondo BarberoArpa Piemonte – Centro Funzionale RegionaleArpa Piemonte – Centro Funzionale Regionale
Torino, 7 febbraio 2014Torino, 7 febbraio 2014
Direttiva P.C.M. 8 febbraio 2013 Direttiva P.C.M. 8 febbraio 2013 Piani di laminazionePiani di laminazione
VALUTAZIONE DELL’INFLUENZA DEGLI INVASI REGOLATI DA VALUTAZIONE DELL’INFLUENZA DEGLI INVASI REGOLATI DA DIGHE SULLA FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DELL’ONDA DI DIGHE SULLA FORMAZIONE E PROPAGAZIONE DELL’ONDA DI
PIENA A VALLEPIENA A VALLE
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Progetto: gestione dei rischi naturali nell’area del lago Maggiore
Cooperazione transfrontaliera interreg IIIA 2000-2006
PartnerARPA Piemonte Politecnico TorinoRegione PiemonteRegistro Italiano Dighe
Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (CH) Service des forces hydrauliques
Obiettivo: studio del ruolo dei serbatoi artificiali di ritenuta nella gestione degli
eventi alluvionali
CASO STUDIO: GLI INVASI DELLA PROVINCIA DEL VCO
3
INVASI
Quarazza
Ceppo Morelli
A lpe Cavalli
Cing ino
Campliccioli
Camposecco
Antrona
Lago d 'Avino
Busin Inferiore
Agaro
Devero
Larecchio
Agrasina
Sabbione
Obersee
Vannino
Morasco
Val Toggia
Lago Castel
AREA ANALIZZATA
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
4
FASI DI LAVORO
fase 1: catasto delle opere
fase 2: analisi dell’effetto di laminazione
fase 3: individuazione delle aree bersaglio
54.77 m
59.00 m
50.94 m
1.03 m
- m
564.87 m
4.50 m
259'000 m3
1817.77 m s.l.m.
portata di massima piena di progetto : 403.00 m3 / s
tempo di ritorno di progetto : non noto anni
quota minima assoluta di invaso : 1771.30 m s.l.m.
quota minima di regolazione : 1777.50 m s.l.m.
supeficie del lago alla quota minima di regolazione : 0.23 km2
quota di massima regolazione : 1815.77 m s.l.m.
superficie del lago alla quota massima di regolazione : 0.65 km2
quota di massimo invaso : 1816.74 m s.l.m.
volume totale di invaso alla quota di massimo invaso : 18.40 . 106 m3
superficie del lago alla quota di massimo invaso : 0.66 km2
volume di invaso da D.L. 08/08/1994 : 0.000 . 106 m3
volume utile di regolazione : 17.00 . 106 m3
volume di laminazione : 0.650 . 106 m3
superficie del bacino imbrifero direttamente sotteso : 35.42 km2
superficie del bacino imbrifero direttamente allacciato : 12.95 km2
altezza di massima ritenuta :
volume della diga :
quota del piano di coronamento :
car atter istiche d iga - INVASO
franco :
franco netto :
sviluppo del coronamento :
larghezza del coronamento :
d iga d i MORAS COcar atter istiche d iga - MANUFATTO
altezza della diga da D.L. 08/08/1994 :
altezza della diga da D.M. 24/03/1982 :
CATASTO
• Curva volumi di invaso• Scale di deflusso organi di scarico
5
DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA' CUMULATA
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 200 400 600 800 1000
periodo di ritorno T [ anni ]
portata[ m³/s ]
1. distribuzione probabilità portate al colmo2. costruzione idrogrammi di piena sintetici3. ipotesi condizioni iniziali impianto4. calcolo curve di possibilità di laminazione
VALUTAZIONE QUANTITATIVA DELL’EFFETTO DI LAMINAZIONE
IDROGRAMMA in INGRESSO ALLA SEZIONE
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
-12.00 -6.00 0.00 6.00 12.00
tempo t [ ore ]
port
ata
q(t
) [
m³/
s ]CONDIZIONI INIZIALI UTILIZZATE
- utilizzo dei soli scarichi di superficie- livello iniziale coincidente con la quota inferioredella soglia degli scarichi di superficie- nessuna ulteriore manovra degli scarichi
FASE 2: ANALISI EFFETTO DI LAMINAZIONE
6
CURVE DI POSSIBILITA’ DI LAMINAZIONE
DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA' CUMULATA
0
50
100
150
200
250
300
0 200 400 600 800 1000periodo di ritorno T [ anni ]
portata[ m³/s ]
DPC - in entrata
DPC - in uscita
Te
Tu
Q
QT
,
, Coeff di laminazione
7
PROPAGAZIONE EFFETTO DI LAMINAZIONE
Rapporto tra le aree sottese
area sottesa dalla sezione di interesse
sezione di interesse
bacino imbrifero direttamente sotteso
superficie lago
Indice FARL Flood Attenuation by Reservoirs and Lakes
n
iiFARL
wr1
)_(
)_(
esternaareaA
bacinoareaAw
c
B
Metodo speditivo
)_(
)_(
BacinoareaA
LagoareaAr
B
L
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
8
APPLICAZIONE INDICE FARL
9
COMBINAZIONE INVASI IN PARALLELO
CURVA DI POSSIBILITA' DI LAMINAZIONECOEFFICIENTE DI LAMINAZIONE ( T )
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
0 200 400 600 800 1000
periodo di ritorno T [ anni ]
( T )
Qtotx
QQSStot
122
x: fattore di scalaQtot
QQx
21
area sottesa dalla sezione di interesse
sezione di interesse
bacino imbrifero direttamente sotteso
superficie lago
Sabbione
Lago Cingino
Camposecco
CONFRONTO INDICI
FARL (T=200 anni)
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00(T=200)
FA
RL
CONFRONTO INDICI
11
FASE 3: INDIVIDUAZIONE AREE BERSAGLIO
AREE STORICAMENTE VULNERATE
12
areestoricamente
vulnerate
laminazionenelle astefluviali
+
INDIVIDUAZIONEAREE BERSAGLIO
AREE BERSAGLIO
13
AREE TARGET INDIVIDUATE
Valle Ovesca
Medio Corso del Toce
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
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)
SVILUPPI FUTURI
GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE
15
Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM)
16
numerosità campionaria (colmi)
num
ero
stazio
ni
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
Distribuzione geografica delle stazioni
17
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:
Qi Qu Vt
Portate in uscitaTurbinate + scaricate
Variazione di volume(da misura di livello)Portata al serbatoio
Applicazione dell’equazione di bilancio dei serbatoi a 28 invasi
18
no distribuzione campionaria a
priori
L-momenti campionari
varianzaL-
momenti campionar
i
eventuali valori non sistematici
stima regionale continua(no regioni omogenee)
L-momenti regionali
varianzaL-momenti regionali
calibrazione
calibrazione
stima della distribuzione (model averaging)
fasce di confidenza
stima regionale quantile + incertezza
Schema metodologia regionale
Analisi Regionale delle PIene nei bacini Montani (ARPIEM)
Regionalizzazione curve di frequenza delle piene
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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
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Applicazione in siti con pochi dati
selezione “mista” L-momenti
confronto varianzeL-momenti regionali vs campionari
stima regionale quantile + incertezza
stima della distribuzione(model averaging)
fasce di confidenza
no distribuzione campionaria a
priori
L-momenti campionari
varianzaL-
momenti campionar
i
eventuali valori non sistematici
stima regionale continua(no regioni omogenee)
L-momenti regionali
varianzaL-momenti regionali
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Uso ottimale stazioni strumentate con pochi dati
Area grigia: è preferibile il valore campionario
Curve iso-incertezza campionaria
Incertezza media regionale
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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