Arpa Piemonte ha a disposizione due sistemi per la previsione delle piene:
- MIKE 11 (a singola catena modellistica) a scala regionale;
- FEWS (approccio multimodellistico) a scala di distretto idrografico del fiume Po.
Si riporta di seguito una breve descrizione.
Sistema regionale di previsione delle piene
Il sistema di previsione delle piene della Regione Piemonte è stato il primo modello operativo a grande scala realizzato in Italia e testato nel corso dell’alluvione del 2000. Questa catena modellistica è gestita dal Centro Funzionale regionale di Arpa e rappresenta lo strumento principale a supporto del sistema di allertamento nazionale (Legge 100/2012) per il Piemonte.
Il cuore del sistema di previsione e gestione delle piene è costituito dai modelli matematici sviluppati dal Danish Hydraulic Institute (DHI) appositamente implementati per il territorio regionale che, a partire dai dati di input costituiti dalle osservazioni della rete pluvio-idrografica, sono in grado di simulare i processi di trasformazione afflussi-deflussi e di formazione e propagazione delle onde di piena lungo gli alvei fluviali.
Per gestire la variabilità spaziale delle forzanti atmosferiche e della risposta dei bacini idrografici si è costruito un sistema ad albero suddividendo il bacino idrografico complessivo in 237 sottobacini indipendenti che costituiscono le unità di base per la modellazione.
Dal punto di vista idraulico, il reticolo coperto dalla simulazione è formato da circa 80 corsi d’acqua e tre grandi laghi prealpini ed ha una lunghezza complessiva di circa 3500 km.
Il cuore del sistema di modellazione è costituito dai moduli del software MIKE11, di seguito brevemente descritti.
MIKE 11 NAM: è un modello idrologico di trasformazione afflussi-deflussi deterministico, fisicamente basato, a parametri concentrati, costituito da un set di relazioni matematiche collegate fra loro in modo da descrivere quantitativamente la fase terrestre del ciclo dell'acqua. Il modello simula in continuo la variazione di contenuto di acqua (in fase liquida o vapore) di serbatoi distinti e reciprocamente collegati, che rappresentano gli elementi fisici principali del bacino idrografico. I serbatoi riproducono i seguenti processi: accumulo e scioglimento neve, intercettazione, infiltrazione e immagazzinamento nella falda. Il modulo MIKE 11 RR-NAM, applicato ai bacini di testata e ai bacini residui, consente il calcolo del deflusso a partire dai dati osservati e previsti dai meteorologi di Arpa Piemonte, ragguagliati sui singoli bacini elementari.
MIKE 11 HD: è un modello per la simulazione del flusso in condizioni monodimensionali, stazionarie e non, di fluidi verticalmente omogenei in qualsiasi sistema di canali o aste fluviali. È possibile tenere conto in particolare di: portate laterali, condizioni di corrente veloce o lenta, flusso libero o rigurgitato in corrispondenza di sfioratori, differenti regole operative di funzionamento di serbatoi o invasi, resistenze localizzate e perdite di carico concentrate, casse d'espansione, condizioni di flusso quasi-bidimensionale, azione del vento e nodi idraulici (biforcazioni e convergenti). Le equazioni generali di De Saint Venant sono trasformate in un sistema di equazioni implicite alle differenze finite secondo una griglia di calcolo con punti Q e h alternati tra loro, nei quali la portata Q e il livello idrico h, rispettivamente, sono determinati ad ogni passo temporale (schema di Abbott a 6 punti). I dati di input sono rappresentati dalle portate ricostruite attraverso il modello idrologico NAM in ciascuno dei 237 bacini schematizzati.
I modelli girano in continuo con una frequenza prefissata, che può essere modificata nel corso di un evento, e sono alimentati dai dati registrati dalla rete meteo-idrografica di Arpa. In particolare, in input al sistema arrivano i dati di pioggia, temperatura e livello idrometrico per la definizione dello stato attuale (osservazioni) e le previsioni meteorologiche per le successive 36 ore, in termini di precipitazione media e temperatura sulle aree di allertamento regionali.
Gli output del modello rappresentano la base per la redazione del bollettino di previsione delle piene.
Sistema di previsione delle piene del Distretto del fiume PO - FEWS
Il sistema di previsione delle piene fluviali FEWS (Flood Early Warning System) si basa su un approccio multi-modello nel quale le previsioni delle piene, per ciascun bacino idrografico, vengono realizzate da tre catene modellistiche in parallelo. Ciascuna di esse è composta da un modello idrologico afflussi-deflussi che simula la risposta dei bacini alla pioggia (software: Mike 11-NAM, HEC-HMS, Topkapi) e da un modello idraulico collegato in cascata per la previsione della propagazione delle piene fluviali (software: Mike11-HD, HEC-RAS e Sobek). Tali catene sono alimentate dai dati osservati idro-meteorologici (precipitazioni, temperature dell’aria) e da prodotti meteorologici previsionali (Modello Cosmo Lami ed altri) .
Note
Ultima modifica 19 Giugno 2024