La difesa dalle alluvioni nel territorio alpino

132 Pages·2012·10.98 MB·Italian

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La difesa dalle alluvioni
nel territorio alpino
Report conclusivo del progetto FLORA
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La difesa dalle alluvioni
nel territorio alpino
Report conclusivo del progetto FLORA
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RESPONSABILE DEL PROGETTO
Secondo Barbero - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali
AUTORI
PREVISIONE DELLE PRECIPITAZIONI AD ALTISSIMA RISOLUZIONE TRAMITE TECNICHE DI ASSIMILAZIONE DELLE OSSERVAZIONI
Massimo Milelli, Elena Oberto, Daniele Cane, Luca Tomassone - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali
Naima Vela, Marco Galli, Claudio Cassardo - Università di Torino
Marco Gaia - MeteoSvizzera
STIMA DEI CAMPI DI PRECIPITAZIONE DA RADAR MEDIANTE VALIDAZIONE CON DATI PROVENIENTI DALLA RETE PLUVIOMETRICA
Pierluigi Claps, Francesco Laio, Paola Allamano, Enrico Gallo, Alessandro Masoero - Politecnico di Torino,
Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture
Secondo Barbero, Roberto Cremonini, Renzo Bechini - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali
PREVISIONE DELLE PIENE IMPROVVISE NEI PICCOLI BACINI
Andrea Salvetti - Cantone Ticino, Dipartimento del Territorio, Ufficio dei corsi d'acqua
Massimiliano Zappa e Käthi Liechti, Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL, Birmendorf
VALUTAZIONE PROBABILISTICA DELLE PORTATE AL COLMO DI PIENA NEL SETTORE OCCIDENTALE DEL BACINO DEL PO
Francesco Laio, Pierluigi Claps, Daniele Ganora - Politecnico di Torino, Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente,
del Territorio e delle Infrastrutture
Secondo Barbero, Mariella Graziadei, Milena Zaccagnino - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali
DATI CARATTERISTICI DEI CORSI D’ACQUA LOMBARDI
Michele Russo, Matteo Cislaghi, Angela Sulis, Roberto Serra - Arpa Lombardia,
Settore Tutela delle Risorse e Rischi Naturali, Servizio Idrografico
FOTOGRAFIE
Archivio Arpa Piemonte
Archivio Arpa Lombardia
COORDINAMENTO EDITORIALE
Elisa Bianchi, Roberta Meotto – Arpa Piemonte, Comunicazione istituzionale
PROGETTO GRAFICO
Pomilio Blumm Srl, Pescara
Finito di stampare nel mese di aprile 2012 presso la tipografia Grafica Reventino Srl, Decollatura (CZ)
Stampato su carta patinata certificata FSC® recycled credit, con un contenuto di fibre riciclate del 100%
ISBN 978-88-7479-110-1
Copyright©2012, Arpa Piemonte
Via Pio VII, 9 - 10135 Torino - Italia
www.arpa.piemonte.it
Progetto cofinanziato dal FESR «Fondo europeo di sviluppo regionale»
«Le opportunità non hanno confini»
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Indice
Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.Previsione delle precipitazioni ad altissima risoluzione
tramite tecniche di assimilazione delle osservazioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.Stima dei campi di precipitazione da radar
mediante validazione con dati provenienti dalla rete pluviometrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.Previsione delle piene improvvise nei piccoli bacini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.Valutazione probabilistica delle portate al colmo di piena
nel settore occidentale del bacino del Po. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.Dati caratteristici dei corsi d’acqua lombardi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
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Introduzione
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Il rischio d’inondazione colpisce fortemente le regioni alpine che sono caratterizzate da bacini a forte pendenza
e da piogge intense in grado di generare piene improvvise particolarmente pericolose. Sebbene le alluvioni siano
fenomeni naturali impossibili da prevenire, tuttavia è possibile ridurre vittime, danni ambientali ed economici,
attraverso un’adeguata valutazione e gestione dei rischi.
I cambiamenti climatici in atto ed alcune attività umane, come l’estensione delle aree urbanizzate e la riduzione
della naturale capacità di ritenzione idrica, contribuiscono via via ad aumentare la probabilità di accadimento e
aggravano gli impatti negativi delle alluvioni. Di qui la necessità di adeguare al nuovo contesto che si va
delineando le misure di difesa non strutturali per ridurre i rischi per la salute e la vita umana, l’ambiente e lo
sviluppo economico.
Facendo tesoro delle attività di collaborazione nella gestione dei rischi naturali in ambiente alpino, che
proseguono con continuità da oltre 15 anni nell’ambito dei programmi comunitari di cooperazione transfronta-
liera, Arpa Piemonte ha proposto uno specifico progetto sulle tematiche del rischio idraulico denominato FLORA
in partenariato con Arpa Lombardia e con il Canton Ticino.
Il progetto FLORA (FLood estimation in complex Orographic area for Risk mitigation in Alpine space) ha avuto
come obiettivo il miglioramento di strumenti operativi per la difesa dalle alluvioni in un’area ad orografia
complessa come quella rappresentata dalle valli alpine italo-svizzere e l'aumento del livello di protezione dalle
alluvioni quale strumento di adattamento e mitigazione degli effetti indotti sul territorio dai cambiamenti climatici.
Questi obiettivi sono stati perseguiti anche attraverso la predisposizione di procedure di analisi e gestione del
rischio e delle emergenze.
Le tematiche affrontate nel progetto FLORA riguardano:
- il miglioramento della stima della precipitazione alla piccola scala spazio-temporale, indispensabile per la
valutazione delle piene dei bacini montani, sia in termini di previsione (modelli meteorologici) sia di osserva-
zione (radar);
- la sperimentazione di strumenti di nowcasting delle piene improvvise su piccoli bacini, attraverso l’uso di
prodotti innovativi come i “radar ensemble” per alimentare i modelli idrologici di previsione in tempo reale;
- l’aggiornamento delle valutazioni probabilistiche delle portate di piena a scala regionale quale indispensabile
strumento a base della valutazione del rischio di inondazione e più in generale per un appropriato dimensio-
namento delle opere idrauliche connesse al corso d’acqua.
La presente pubblicazione, che sintetizza i risultati conseguiti nel progetto, consta di 5 capitoli, in ognuno dei
quali sono stati affrontati i seguenti argomenti:
1)realizzazione di nuove metodologie di miglioramento della previsione di precipitazione ad altissima risoluzione
dei modelli meteorologici ad area limitata utilizzati per l'emissione delle allerte di protezione civile attraverso
l’assimilazione di dati osservati dalle reti al suolo ad alta densità disponibili in territorio italo-svizzero;
2)integrazione di misure radar meteorologiche per la stima dei campi di precipitazione mediante validazione
con dati provenienti dalla rete pluviometrica e creazione di una mappa dell'incertezza associata alla misura;
3)previsione delle piene improvvise nei piccoli bacini finalizzati al nowcasting idrologico a supporto della gestione
delle emergenze, tramite modelli idrologici alimentati da campi di precipitazioni ottenuti da set di osservazioni
radar opportunamente generate (radar ensemble);
4)aggiornamento del quadro conoscitivo delle piene nel settore occidentale del bacino del Po e sviluppo di
metodi per il miglioramento della stima delle portate di progetto e la valutazione dell'incertezza;
5)dati caratteristici dei corsi d’acqua lombardi e relativa stima probabilistica regionale delle portate di piena.
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Previsione delle precipitazioni
ad altissima risoluzione
tramite tecniche di assimilazione
delle osservazioni
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OBIETTIVI
La previsione quantitativa della precipitazione in aree ad orografia complessa (QPF) è una delle motivazioni più
importanti per l’utilizzo di un modello numerico di previsione. Purtroppo esso è anche fra i parametri più difficili
da prevedere quantitativamente per il modello stesso, sia per quanto riguarda l’intensità, sia per quanto riguarda
la localizzazione. Tale difficoltà aumenta ulteriormente in caso di precipitazione convettiva, data l’intrinseca
incertezza nella risoluzione di un evento con una limitata estensione spazio-temporale. I modelli ad area limitata
operativi attualmente hanno una risoluzione nominale (passo griglia) di poco inferiore ai 10 km circa, ma la loro
risoluzione effettiva, ovvero la scala alla quale i fenomeni vengono effettivamente descritti, è maggiore. Diventa
quindi necessario diminuire il passo griglia del modello per cercare di avere una descrizione più realistica del-
l’orografia e potere arrivare alla definizione dei fenomeni più locali. A tale scopo si vuole utilizzare nel progetto
un modello che abbia un passo griglia di circa 3 km.
Tali modelli sono sviluppati all’interno del gruppo COSMO (COnsortium for Small-scale MOdelling, www.cosmo-
model.org) e sono operativi presso il Centro Funzionale di Arpa Piemonte. Tale consorzio, fondato nell'ottobre
1998, comprende al suo interno i seguenti servizi meteorologici nazionali:
• DWD (Deutscher Wetterdienst), Offenbach, Germania;
• MeteoSvizzera, Zurigo, Svizzera;
• USAM (Ufficio Generale Spazio Aereo e Meteorologia), Roma, Italia;
• HNMS (Hellenic National Meteorological Service), Atene, Grecia;
• IMGW (Institute of Meteorology and Water Management), Varsavia, Polonia;
• NMA (National Meteorological Administration), Bucarest, Romania;
• RHM (Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring), Mosca, Russia.
In più ne fanno parte i seguenti servizi regionali (civili e militari):
• Arpa Piemonte, Torino, Italia;
• ARPA Emilia Romagna-SIMC, Bologna, Italia;
• CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali), Capua, Italia;
• Amt für GeoInformationswesen der Bundeswehr, Germania.
Scopo del consorzio è sviluppare, mantenere e migliorare il modello sia per le applicazioni operative sia per
quelle di ricerca. Al momento sono attivi sei gruppi che coprono le seguenti aree di lavoro:
• assimilazione dati;
• aspetti numerici;
• aspetti fisici in atmosfera;
• aspetti fisici al suolo;
• applicazioni ed interpretazioni (post-elaborazioni);
• verifica e casi studio;
• implementazioni e versione di riferimento;
• predicibilità e metodi di ensemble.
Nel contesto del progetto FLORA si è deciso di concentrare il lavoro sui modelli meteorologici COSMO-I7, COSMO-
I2 e COSMO-7. Quest’ultimo è la versione operativa presso MeteoSvizzera del modello del consorzio COSMO.
L’obiettivo principale diventa quindi il miglioramento della QPF attraverso tre vie: