Analisi idrologica - Regione Molise

regione.molise.it

Analisi idrologica - Regione Molise

Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 1_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________STUDIO DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO NELLA REGIONE MOLISESEZIONE B - RISCHIO IDRAULICOANALISI IDROLOGICAINDICE1 PREMESSA __________________________________________________ 22 ANALISI DEI DATI IDROLOGICI__________________________________ 32.1 Il modello probabilistico TCEV______________________________________ 32.2 Analisi dei dati pluviometrici _______________________________________ 62.2.1 L’inferenza statistica regionale __________________________________________ 62.2.2 Calcolo delle curve di possibilità pluviometrica______________________________ 82.3 Analisi dei dati idrometrici ________________________________________ 133 LA MODELLISTICA IDROLOGICA _______________________________ 213.1 Il modello idrologico distribuito ____________________________________ 223.1.1 Caratteristiche del modello ____________________________________________ 223.1.2 Le caratteristiche geografiche e idrologiche _______________________________ 233.1.3 Le fasi computazionali________________________________________________ 283.1.4 Taratura dei parametri________________________________________________ 353.2 Le precipitazioni ________________________________________________ 383.3 Le portate di piena nelle sezioni di interesse _________________________ 413.4 Curve di inviluppo _______________________________________________ 45APPENDICEEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 2_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1 PREMESSALa determinazione delle portate fluviali di piena e del loro tempo di ritorno,necessaria per la perimetrazione delle aree a diversa pericolosità di inondazione,richiede una elaborazione dei dati idrologici e territoriali raccolti nell’ambito delladefinizione del quadro conoscitivo descritto nella RELAZIONE B.1.1.Le misure di portata sono disponibili solo in un numero limitato di sezioni fluviali, alcontrario delle misure di precipitazione, che sono disponibili in numerose localitàpressoché omogeneamente distribuite sui bacini idrografici di interesse per laRegione; pertanto è stata ritenuta opportuna la costruzione di un modelloafflussi/deflussi di tipo distribuito che fornisca le portate di piena, per assegnatitempi di ritorno, di una qualsivoglia sezione fluviale a partire dallacaratterizzazione pluviometrica della Regione in termini di curve di possibilitàpluviometrica.L’analisi statistica sulle precipitazioni conduce alla determinazione di tali curve dipossibilità pluviometrica, mentre quella sulle portate è finalizzata alla validazionedel modello una volta tarato su eventi storici, ossia alla verifica dell’attendibilità deirisultati che produce. Entrambe le analisi sono state condotte utilizzando il modelloprobabilistico TCEV messo a punto dal CNR-GNDCI.L’analisi dei risultati prodotti mostra la sostanziale bontà del modello nel riprodurregli idrogrammi di piena e la distribuzione statistica delle portate al colmo.inevitabilmente sono riscontrabili alcune discordanze tra la statistica diretta equella ricostruita da modello, ma ciò non deve sorprendere poiché è documentatal’inattendibilità delle misure in alcune stazioni. A questo proposito si osserva che ilpregio maggiore della modellazione proposta è quello di fornire un quadroomogeneo e indipendente da eventuali problematiche di misurazione e di calcolodelle portate transitate nelle sezioni monitorate.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 3_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2 ANALISI DEI DATI IDROLOGICIL’analisi idrologica si articola secondo le seguenti fasi:- analisi statistica diretta dei dati pluviometrici S.I.M.I. e determinazione dellecurve di possibilità pluviometrica per le stazioni pluviometriche dell’area in esame;- analisi statistica diretta dei dati idrometrici S.I.M.I. e determinazione delleportate al colmo per i diversi tempi di ritorno nelle stazioni monitorate;Lo studio per la determinazione delle curve di possibilità pluviometrica utilizza idati delle stazioni ricadenti nei bacini afferenti alla Regione Molise. Per l’analisistatistica di tipo regionale è utilizzato il modello TCEV (modello di valore estremo adoppia componente) messo a punto nell’ambito del progetto VAPI. La stima deiparametri è condotta con il metodo della massima verosimiglianza. Lo studio èarticolato in modo gerarchico al fine di definire le zone omogenee al primo esecondo livello di regionalizzazione. Si perviene infine alla stima delle curve dipossibilità pluviometrica per durate da 1 a 24 ore per diversi tempi di ritorno.I dati idrometrici disponibili sono anch’essi analizzati con il modello TCEV fino alsecondo livello di regionalizzazione. Sulla base della suddetta analisi si pervienealla determinazione delle portate per i diversi tempi di ritorno nelle stazionimonitorate.2.1 Il modello probabilistico TCEVUn modello statistico TCEV (modello di valore estremo a doppia componente) èparticolarmente indicato quando si deve operare a scala di bacino per ricavareuna funzione di distribuzione valida per una certa area. E' infatti possibileeffettuare un'efficace stima dei parametri di tipo regionale ovvero determinare iparametri utilizzando tutti i dati registrati nelle stazioni interne a una data regione,detta omogenea, nella quale si dimostra che tali parametri sono costanti. A taleEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 4_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________scopo per la stima dei parametri si adotta uno stimatore ML (massimaverosimiglianza) di tipo regionale.Il modello TCEV assume che i valori registrati durante gli eventi provengano dadue distinte popolazioni, la prima detta componente di base, la seconda dettacomponente straordinaria. La componente straordinaria dà origine a quei valoriche si verificano raramente ma con intensità vistosamente superiori rispetto allamedia. In presenza di tali valori i coefficienti di asimmetria delle serie storicherisultano elevati il che non consente di applicare con successo modelli di tipoGumbel.Il modello TCEV e' caratterizzato da 4 parametri, Λ 1 e θ 1 , relativi alla componentedi base (rispettivamente numero di eventi medio annuo e media della componentedi base), Λ 2 e θ 2 , relativi alla componente straordinaria. La funzione didistribuzione di probabilità cumulata del modello TCEV ha la seguenteespressione:P(X) = exp( - Λ 1 exp( - X/θ 1 ) - Λ 2 exp(-X/θ 2 ))dove:- P(X) = probabilità di avere un evento di intensità minore di X;- X = altezza di pioggia;- Λ 1 , θ 1 , Λ 2 e θ 2 sono parametri.Dalla osservazione dei momenti della distribuzione, calcolati in maniera analitica,si ricava che il coefficiente di asimmetria G dipende solo dai parametri Λ* e θ* cosìdefiniti:Λ* = Λ 2 /(Λ 1^(1/θ*))θ* = θ 2 /θ 1 .Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 5_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Inoltre si ricava anche che il coefficiente di variazione CV dipende solo daiparametri Λ*, θ* e Λ 1 .Sulla base della stima regionale dei parametri è possibile definire delle zoneall’interno delle quali il valore dell’asimmetria G viene assunto come costante erisultano quindi costanti anche i parametri che lo determinano.I parametri Λ* e θ* definiscono in pratica la funzione di distribuzione della variabileregionale Y = X/θ 1 - ln(Λ 1 ):P(Y) = exp( - exp( - Y ) - Λ* exp(-Y/θ*))Analogamente si possono individuare delle regioni in cui tanto il valoredell'asimmetria G quanto quello del coefficiente di variazione CV risultano costanti.I parametri Λ*, θ* e Λ 1 definiscono la funzione di distribuzione della variabile:X" = X/θ 1 :P(X”) = exp( - Λ1 exp( - X" ) - Λ* Λ1 1/ θ * exp(-X"/θ*))Il valore atteso della variabile X si esprime:⎡µ = E ⎢ ∑ ∞⎣=( −1)*[ X] = ln( Λ1 ) + γE− Γ() θ1!jjjΛjθj 1*⎤⎥⎦dove γ E = 0.57722 è la costante di Eulero.Il coefficiente di variazione CV 1 della componente di base dipende da Λ 1 secondola seguente relazione:0.557CV1=(logΛ+ 0.251)1Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 6_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Si osservi che il rapporto tra µ e θ 1 risulta costante una volta fissati i parametri Λ*,θ* e Λ 1 e che pertanto anche la variabile X’=X/E[X] risulta identicamente distribuitain una sottozona omogenea al secondo livello.La stima dei parametri può essere condotta a diversi livelli sempre con il metododella massima verosimiglianza:1) stima di Λ*, θ* e Λ 1 in un'unica zona omogenea;2) stima di Λ* e θ* in un'unica zona omogenea;3) stima di Λ 1 e θ 1 dati Λ* e θ*;4) stima di θ 1 dati Λ*, θ* e Λ 1 .La stima dei parametri avviene in modo iterativo.La verifica della ipotesi di omogeneità viene condotta in genere confrontando ledistribuzioni, campionarie e teoriche, dell’asimmetria G e del coefficiente divariazione CV, sia al primo che al secondo livello di regionalizzazione. Per la stimadella distribuzione teorica del coefficiente di asimmetria e del coefficiente divariazione si ricorre a tecniche di generazione del tipo Montecarlo.2.2 Analisi dei dati pluviometriciL’analisi statistica a livello regionale per la determinazione delle curve di possibilitàpluviometrica è condotta con il modello TCEV. Lo studio è articolato secondo iprimi due livelli di regionalizzazione.2.2.1 L’inferenza statistica regionaleL’inferenza statistica a livello regionale e stata condotta ipotizzando un'unica curvadi crescita per le durate da 1 a 24 ore. I dati utilizzati sono riportati nell’ALLEGATOB.2.1.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 7_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Ciò comporta di assumere un unico valore dei parametri Λ*, θ*, Λ 1 per tutta l’areaesaminata assunta come unica zona omogenea per quanto riguarda l’asimmetriaG e il coefficiente di variazione CV.In ALLEGATO B.2.1 si riportano i parametri statistici delle serie storiche utilizzate.In questa fase sono state elaborate le sole stazioni del compartimento di Pescara.Le stazioni complessivamente analizzate sono 66 di cui 49 sono state utilizzateper l’inferenza statistica scartando quelle stazioni con meno di 15 dati.La stima dei parametri è condotta con il metodo della massima verosimiglianzaassumendo l’indipendenza tra le serie storiche relative a diverse durate.L’inferenza statistica ha condotto alla determinazione dei parametri riportati nellaTABELLA 1.Λ* θ* Λ 10.1313 2.3975 20.386TABELLA 1 – Parametri del modello TCEV con una unica curva di crescita alsecondo livello per tutte le durateIn ALLEGATO B.2.1 si riportano i valori dei parametri Λ 1 , θ 1 , Λ 2 , θ 2 e il valore deipercentili per vari tempi di ritorno.L’ipotesi di unica zona omogenea al primo e al secondo livello è stata confermataper tutte le durate dal confronto tra la distribuzione campionaria della variabileridotta Y e della variabile ridotta X’’ (curva di crescita) con la rispettivadistribuzione teorica e le rispettive fasce fiduciarie al 5% di significatività i cuigrafici sono riportati nell’ALLEGATO B.2.1. Nello stesso allegato di riporta ilconfronto tra la distribuzione campionaria e quella teorica del modello TCEV perasimmetria e coefficiente di variazione.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 8_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Si osservi che i valori dei parametri ricavati sono in accordo con quanto ricavatonell’ambito dello studio per il “Piano Straordinario delle Aree a RischioIdrogeologico Molto Elevato” dell’Autorità di Bacino dei fiumi Trigno, Biferno eMinori, Saccione e Fortore. In tali studi sono state prese in esame tutte le stazionidel Compartimento di Pescara e sono state adottate curve di crescita distinte perle diverse durate con l’individuazione di due sottozone omogenee al secondolivello per le durate di 12 e 24 ore.Il grafico di confronto tra la curva di crescita campionaria e quella teorica con lesue fasce di confidenza denota un egregio adattamento. Si osservi che i valori deiparametri Λ* e θ* indicano la presenza di una componente eccezionalecaratterizzata da un basso numero di eventi medi annui e da un valore elevatodella media.2.2.2 Calcolo delle curve di possibilità pluviometricaSulla base dei risultati dell’analisi statistica regionale al secondo livello sono statericavate per ciascuna stazione le curve di possibilità pluviometrica (CPP) cheassumono la seguente espressione:h (T,d) = K T a’d ndove h (T,d) sta a indicare l’altezza di pioggia che dipende dal tempo di ritornoconsiderato a dalla durata, K T rappresenta la curva di crescita in funzione deltempo di ritorno, a’ e n sono parametri che dipendono dal sito considerato evengono pertanto ricavati per ciascuna stazione.In TABELLA 2 si riportano i valori del K T al variare del tempo di ritorno.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 9_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Tempo di ritorno(anni)Durate minori di1 ora1.33 0.7232 0.91810 1.49430 1.911100 2.471200 2.849500 3.3891000 3.8115000 4.806TABELLA 2 – Valori del parametro K T al variare del tempo di ritornoNella TABELLA 3 si riportano i valori delle medie e i parametri a’ e n per tutte lestazioni.Stazione Cod. 1h 3h 6h 12h 24h a' n[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]Vasto 3545 24.3 33.4 43.7 55.2 64.5 24.2 0.32S.Salvo 3546 23.6 33.4 42.9 55.4 68.9 23.4 0.34Frosolone 3551 21.9 29.2 37.9 49.2 59.9 21.3 0.33Bagnoli del Trigno 3552 19.3 25.5 31.3 40.7 50.1 18.8 0.30Agnone 3553 23.5 33.1 42.2 54.4 65.1 23.4 0.33Trivento 3557 19.8 28.9 37.9 45.4 55.6 20.2 0.33Torrebruna 3558 23.5 33.8 44.1 59.5 75.2 23.1 0.37Palmoli 3559 19.9 28.6 34.7 44.7 57.6 19.7 0.33Montemitro 3561 21.6 30.1 38.1 47.2 57.7 21.5 0.31Palata 3562 22.7 34.0 47.2 61.0 64.1 23.6 0.35Mafalda 3563 21.2 36.1 49.2 65.5 76.4 22.3 0.41Lentella 3564 13.4 21.6 33.3 46.0 58.8 13.4 0.48Termoli 3565 25.7 34.8 42.5 52.2 62.2 25.7 0.28Boiano 3566 26.3 43.8 61.2 90.2 114.4 26.3 0.47Roccamandolfi 3569 31.1 53.0 75.4 105.5 130.9 31.9 0.46Guardiaregia 3570 27.2 44.0 62.8 92.6 113.4 27.2 0.46Campobasso 3573 24.3 32.7 38.3 47.0 58.6 24.1 0.27TABELLA 3 – Valori delle medie e dei parametri a’ e n della CPP (segue)Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 10_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Stazione Cod. 1h 3h 6h 12h 24h a' n[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]Castropignano 3574 18.8 27.9 33.4 39.2 46.6 19.6 0.28Lucito 3576 18.2 26.1 34.0 43.2 53.6 18.2 0.34Castelmauro 3579 20.7 29.5 38.9 48.3 59.8 20.7 0.34Guardialfiera 3580 20.2 29.2 35.4 44.4 58.5 20.1 0.33Larino 3581 22.8 33.4 44.7 56.2 68.5 23.0 0.35Casacalenda 3583 22.7 36.7 47.6 54.0 73.5 23.7 0.36Serracapriola 3586 18.1 27.7 35.2 44.9 58.2 18.3 0.36Roseto Valfortore 3589 23.0 34.4 45.1 56.4 69.8 23.3 0.35S. Bartolomeo in G. 3590 17.6 24.9 32.6 41.7 53.7 17.3 0.35Castel Tevere Valf. 3591 21.0 29.8 35.6 44.0 55.6 21.0 0.30Campolieto 3594 18.3 29.3 40.3 52.2 66.2 18.7 0.41Riccia 3595 21.0 29.5 36.1 45.7 61.4 20.6 0.33S.Elia_Pianisi 3598 24.0 30.3 36.6 43.3 55.4 23.3 0.26Bonefro 3601 20.6 31.1 41.7 56.3 70.7 20.5 0.39Castelnuovo 3603 18.0 27.0 31.9 42.8 56.6 17.8 0.36Cantoniera Civitate 3604 21.3 28.9 35.5 40.5 54.7 21.1 0.29S. Nicola 3605 17.5 23.3 28.2 33.3 36.6 17.9 0.24Carovilli 3549 25.8 35.0 42.3 53.5 66.8 25.4 0.30Forli del sannio 3704 25.4 40.1 56.5 70.1 105.4 25.1 0.44Colli al Volturno 3706 26.8 40.2 54.7 74.9 93.3 26.6 0.40Carpinone 3709 27.4 36.9 47.6 57.7 68.2 27.4 0.29Isernia 3710 28.1 39.1 48.2 56.8 70.0 28.4 0.28Monteroduni 3712 34.7 50.7 62.4 79.5 97.4 35.0 0.33Venafro 3714 28.5 39.0 51.9 63.3 75.6 28.4 0.32Vairano Patenora 3716 30.0 43.2 57.4 74.7 92.6 29.8 0.36Letino 3717 31.2 43.4 56.6 74.4 99.9 30.1 0.37Pratella 3720 32.2 44.1 59.3 69.2 100.4 31.2 0.35Lago Matese 3724 32.3 54.1 78.3 110.9 145.1 32.4 0.48Lago Matese Scennerato 3725 26.3 46.4 69.1 96.5 135.4 26.5 0.52S. Gregorio Matese 3726 29.8 49.1 67.2 90.5 115.6 30.4 0.43Piedimonte Matese 3730 28.4 43.9 55.1 68.7 89.6 28.9 0.36Alife 3731 25.3 36.4 46.8 59.8 69.2 25.6 0.33Sepino 3759 28.0 40.0 60.0 91.6 113.8 26.6 0.46S. Croce del Sannio 3760 23.2 33.5 41.6 50.9 59.5 23.8 0.30Morcone 3761 26.6 38.9 48.7 63.2 85.3 26.2 0.36Colle Sannita 3763 19.0 24.5 33.1 40.0 53.8 18.2 0.33Alfedena 3516 22.5 35.1 47.5 65.7 84.5 22.4 0.42Ateleta 3522 21.2 28.9 37.9 48.4 61.8 20.6 0.34Bomba 3531 22.7 35.9 48.5 66.8 84.5 22.8 0.42Capracotta 3523 22.3 31.5 42.7 57.3 72.2 21.8 0.38Castel di Sangro 3518 25.0 34.3 43.7 52.7 67.4 24.8 0.31TABELLA 3 – Valori delle medie e dei parametri a’ e n della CPP (segue)Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 11_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Stazione Cod. 1h 3h 6h 12h 24h a' n[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]Fara S. Martino 3535 26.2 35.2 46.0 59.8 74.9 25.4 0.34Montazzoli 3541 25.7 34.5 43.0 52.4 66.0 25.4 0.30Palena 3532 23.8 32.1 40.4 53.4 70.9 22.8 0.34Pescasseroli 3512 27.4 47.2 69.1 97.8 128.0 27.8 0.49Roccaraso 3521 20.0 29.7 40.8 55.6 72.3 19.6 0.41Rosello 3526 23.5 35.5 42.6 61.7 75.3 23.3 0.37Scerni 3543 24.0 34.8 43.8 57.5 72.9 23.8 0.35Torino di Sangro 3540 23.9 34.3 41.3 49.2 62.3 24.2 0.29TABELLA 3 – Valori delle medie e dei parametri a’ e n della CPP (fine)I valori di a’ e n sono stati stimati con una regressione ai minimi quadrati.Al fine di rendere utilizzabili nella modellistica idrologica le curve di possibilitàpluviometrica così calcolate la curva di crescita espressa dal parametro K T è stataapprossimata con un funzionale del tipoK T =a’’T m .dove i coefficienti a’’ assumono i valori indicati in TABELLA 4.a’’m0.9297 0.2101TABELLA 4 – Valori dei parametri della curva di crescita K TLa curva di possibilità pluviometrica può finalmente essere espressa come:h = a d n T mdove h è in mm, d in ore e T in anni.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 12_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Nella TABELLA 5 si riportano i valori di a, n e m per durate superiori o inferioriall’ora per tutte le stazioni.Stazioni Cod. a n mVasto 3545 22.53 0.318 0.210S.Salvo 3546 21.74 0.341 0.210Frosolone 3551 19.83 0.325 0.210Bagnoli del Trigno 3552 17.46 0.304 0.210Agnone 3553 21.78 0.327 0.210Trivento 3557 18.75 0.327 0.210Torrebruna 3558 21.44 0.372 0.210Palmoli 3559 18.31 0.332 0.210Montemitro 3561 20.03 0.313 0.210Palata 3562 21.99 0.346 0.210Mafalda 3563 20.77 0.412 0.210Lentella 3564 12.48 0.479 0.210Termoli 3565 23.90 0.281 0.210Boiano 3566 24.48 0.474 0.210Roccamandolfi 3569 29.64 0.462 0.210Guardiaregia 3570 25.28 0.464 0.210Campobasso 3573 22.36 0.274 0.210Castropignano 3574 18.20 0.282 0.210Lucito 3576 16.90 0.344 0.210Castelmauro 3579 19.26 0.338 0.210Guardialfiera 3580 18.66 0.329 0.210Larino 3581 21.39 0.352 0.210Casacalenda 3583 22.03 0.357 0.210Serracapriola 3586 17.01 0.364 0.210Roseto Valfortore 3589 21.68 0.352 0.210S. Bartolomeo G. 3590 16.10 0.354 0.210Castel Tevere Valf. 3591 19.54 0.302 0.210Campolieto 3594 17.36 0.408 0.210Riccia 3595 19.13 0.332 0.210S.Elia_Pianisi 3598 21.70 0.260 0.210Bonefro 3601 19.10 0.394 0.210Castelnuovo 3603 16.56 0.356 0.210Cantoniera Civitate 3604 19.63 0.286 0.210S. Nicola 3605 16.64 0.238 0.210Carovilli 3549 23.61 0.299 0.210Forli del Sannio 3704 23.31 0.439 0.210Colli al Volturno 3706 24.69 0.402 0.210Carpinone 3709 25.49 0.293 0.210Isernia 3710 26.42 0.284 0.210Monteroduni 3712 32.55 0.325 0.210Venafro 3714 26.44 0.315 0.210Vairano Patenora 3716 27.67 0.362 0.210Letino 3717 27.99 0.367 0.210Pratella 3720 29.01 0.349 0.210TABELLA 5 – Valori dei coefficienti a, n, m della CPP (segue)Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 13_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Stazioni Cod. a n mLago Matese 3724 30.16 0.481 0.210Lago Matese Scennerato 3725 24.63 0.519 0.210S. Gregorio Matese 3726 28.22 0.431 0.210Piedimonte Matese 3730 26.85 0.356 0.210Alife 3731 23.82 0.325 0.210Sepino 3759 24.69 0.465 0.210S. Croce del Sannio 3760 22.12 0.299 0.210Morcone 3761 24.35 0.362 0.210Colle Sannita 3763 16.89 0.329 0.210Alfedena 3516 20.83 0.422 0.210Ateleta 3522 19.19 0.342 0.210Bomba 3531 21.16 0.420 0.210Capracotta 3523 20.23 0.378 0.210Castel di Sangro 3518 23.03 0.311 0.210Fara S. Martino 3535 23.60 0.338 0.210Montazzoli 3541 23.57 0.296 0.210Palena 3532 21.19 0.344 0.210Pescasseroli 3512 25.80 0.493 0.210Roccaraso 3521 18.21 0.412 0.210Rosello 3526 21.65 0.372 0.210Scerni 3543 22.11 0.351 0.210Torino di Sangro 3540 22.51 0.295 0.210TABELLA 5 – Valori dei coefficienti a, n, m della CPP (fine)2.3 Analisi dei dati idrometriciI dati relativi alle portate al colmo sono stati raccolti dalle pubblicazioni del ServizioIdrografico e Mareografico Nazionale e dallo studio relativo al “Piano Straordinariodelle Aree a Rischio Idrogeologico Molto Elevato” dell’Autorità di Bacino dei fiumiTrigno, Biferno e minori, Saccione e Fortore.Le stazioni complessivamente censite sono 26 riportate nel seguente elenco:1) T. Zittola a Montenero2) Rio Torto a Alfedena3) F. Sangro a Opi4) F. Sangro a Villetta Barrea5) F. Sangro a AteletaEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 14_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________6) F. Sangro a Villa S. Maria7) F. Trigno a Pescolanciano8) F. Trigno a Chiauci9) F.Trigno a Trivento10) F.Trigno a Caprafica11) F.Trigno a S.Salvo12) T. Verrino ad Agnone13) F. Biferno a Ponte Fiumara14) F. Biferno a Ripalimosani15) F. Biferno a Guardialfiera16) F. Biferno a Ponte Liscione17) F. Biferno ad Altopantano18) T. Cigno a Ponte Cigno19) T. Tappino a Gambatesa20) F. Fortore a Ponte Casale21) F. Fortore a Civitate22) T. Torano a Piedimonte Matese23) T.Carpino a Carpinone24) T. Tammaro a Pago Veiano25) T. Tammaro a Paduli26) F. Volturno a AmorosiIn ALLEGATO B.2.1 sono riportati gli anni di funzionamento di ciascuna stazione ei dati di portata al colmo massima annua ove disponibili; si avverte che alcunedelle stazioni non sono neanche presenti in quanto, pur essendo documentato illoro impianto, non è disponibile nessun dato di portata massima al colmo.Delle 26 stazioni precedentemente elencate sono state considerate 22 chepresentano una serie storica significativa di portate al colmo. Tali stazioni sonoriportate nella TABELLA 6 insieme alle statistiche relative.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 15_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Stazionin°datiMediaStd.Dev.Coef.Var.Coef.Asim.Err.St.Med.Err.St.Med.T. Zittola a Montenero 58 15.12 9.3 0.62 1.19 1.22 0.08Rio Torto a Alfedena 7 7.68 4.04 0.53 1.41 1.53 0.2F. Sangro a Opi 25 50.01 37.69 0.75 1.4 7.54 0.15F. Sangro a Villetta Barrea 38 57.45 38.16 0.66 3.34 6.19 0.11F. Sangro a Ateleta 54 150.18 77.03 0.51 1.55 10.48 0.07F. Sangro a Villa S. Maria 13 230.85 110.93 0.48 0.43 30.77 0.13F. Trigno a Pescolanciano 17 108.02 35.44 0.33 0.02 8.6 0.08F. Trigno a Chiauci 23 82.83 52.22 0.63 1.62 10.89 0.13F.Trigno a Trivento 19 116.62 88.13 0.76 2.18 20.22 0.17F.Trigno a S.Salvo 5 522 232.02 0.44 -0.51 103.76 0.2F. Biferno a Ponte Fiumara 39 20.3 7.05 0.35 2.03 1.13 0.06F. Biferno a Ripalimosani 22 371.85 233.6 0.63 0.88 49.8 0.13F. Biferno a Guardialfiera 16 328.63 221.36 0.67 1.6 55.34 0.17F. Biferno a Ponte Liscione 8 363 191.51 0.53 1.58 67.71 0.19F. Biferno ad Altopantano 43 587.66 388.28 0.66 0.82 59.21 0.1T. Cigno a Ponte cigno 8 16.89 16.02 0.95 1.35 5.67 0.34F. Fortore a Ponte Casale 22 561.55 208.57 0.37 0.89 44.47 0.08F. Fortore a Civitate 18 846.5 337.78 0.4 0.02 79.62 0.09T. Torano a Piedimonte Matese 22 11.81 8.86 0.75 2.8 1.89 0.16T. Tammaro a Pago Veiano 16 203.67 91.52 0.45 1.16 22.88 0.11T. Tammaro a Paduli 19 213.49 125.19 0.59 0.9 28.72 0.13F. Volturno a Amorosi 39 662.46 285.96 0.43 1 45.79 0.07TABELLA 6 – Parametri statistici delle serie storiche delle portate al colmo neibacini afferenti alla Regione MoliseA questo punto sono state selezionate, ai fini dell’inferenza statistica, le stazioniche possiedono più di una decina di dati, che sono in numero di 18. Inizialmente èstata fatta l’ipotesi di una unica area omogenea al primo livello diregionalizzazione. I parametri relativi a questo livello sono riportati in TABELLA 7.Λ* θ*0.125 3.29TABELLA 7 – Parametri del modello statistico portate al colmo al primo livello diregionalizzazioneEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 16_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Nella TABELLA 8 si riporta il set completo dei parametri ottenuti per le diversestazioni al primo livello di regionalizzazione.Stazioni L* q* L 1 q 1 L 2 q 2 MediaT. Zittola a Montenero 0.125 3.290 6.638 5.294 0.222 17.418 14.971F. Sangro a Opi 0.125 3.290 4.799 18.959 0.201 62.376 47.459F. Sangro a Villetta Barrea 0.125 3.290 13.607 15.528 0.276 51.089 55.056F. Sangro a Ateleta 0.125 3.290 10.056 47.179 0.252 155.219 153.002F. Sangro a Villa S. Maria 0.125 3.290 7.593 83.178 0.231 273.657 246.386F. Trigno a Pescolanciano 0.125 3.290 19.960 29.169 0.311 95.968 114.595F. Trigno a Chiauci 0.125 3.290 8.998 25.145 0.244 82.727 78.751F.Trigno a Trivento 0.125 3.290 5.914 40.979 0.215 134.822 111.147F. Biferno a Ponte Fiumara 0.125 3.290 245.627 3.039 0.666 9.999 19.569F. Biferno a Ripalimosani 0.125 3.290 4.768 155.209 0.201 510.637 387.519F. Biferno a Guardialfiera 0.125 3.290 6.153 116.654 0.217 383.793 321.004F. Biferno ad Altopantano 0.125 3.290 4.228 256.890 0.194 845.168 610.510F. Fortore a Ponte Casale 0.125 3.290 22.647 142.864 0.323 470.023 579.302F. Fortore a Civitate 0.125 3.290 10.093 280.646 0.252 923.325 911.190T. Torano a Piedimonte Matese 0.125 3.290 7.673 3.775 0.232 12.419 11.221T. Tammaro a Pago Veiano 0.125 3.290 14.417 57.661 0.281 189.705 207.771T. Tammaro a Paduli 0.125 3.290 4.970 89.580 0.203 294.718 227.373F. Volturno a Amorosi 0.125 3.290 15.047 185.903 0.285 611.620 677.815TABELLA 8 – Parametri della statistica sulle portate al colmo al primo livello diregionalizzazioneL’ipotesi di unica area omogenea è confermata dal confronto tra l’andamentoteorico e campionario della variabile ridotta Y e dal confronto tra la distribuzionedelle asimmetrie campionaria e teorica. Tali andamenti sono riportati inALLEGATO B.2.1.L’ipotesi di unica zona omogenea al secondo livello è stata testata valutando ilvalore medio del coefficiente di variazione della componente di base per tutte lestazioni. I valori adottati al secondo livello di regionalizzazione sono riportati inTABELLA 9.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 17_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Λ* θ* Λ 10.125 3.290 7.850TABELLA 9 – Parametri del modello statistico portate al colmo al secondo livello diregionalizzazioneNella TABELLA 10 si riporta il set completo dei parametri ottenuti per le diversestazioni al secondo livello di regionalizzazione.Stazioni L* q* L 1 q 1 L 2 q 2 MediaT. Zittola a Montenero 0.125 3.29 7.85 4.918 0.234 16.181 14.732F. Sangro a Opi 0.125 3.29 7.85 14.779 0.234 48.624 44.27F. Sangro a Villetta Barrea 0.125 3.29 7.85 18.927 0.234 62.271 56.695F. Sangro a Ateleta 0.125 3.29 7.85 51.794 0.234 170.403 155.144F. Sangro a Villa S. Maria 0.125 3.29 7.85 82.13 0.234 270.208 246.012F. Trigno a Pescolanciano 0.125 3.29 7.85 39.552 0.234 130.128 118.475F. Trigno a Chiauci 0.125 3.29 7.85 26.62 0.234 87.581 79.739F.Trigno a Trivento 0.125 3.29 7.85 36.471 0.234 119.99 109.246F. Biferno a Ponte Fiumara 0.125 3.29 7.85 7.325 0.234 24.099 21.941F. Biferno a Ripalimosani 0.125 3.29 7.85 124.781 0.234 410.531 373.77F. Biferno a Guardialfiera 0.125 3.29 7.85 104.702 0.234 344.471 313.625F. Biferno ad Altopantano 0.125 3.29 7.85 193.988 0.234 638.221 581.072F. Fortore a Ponte Casale 0.125 3.29 7.85 202.601 0.234 666.556 606.869F. Fortore a Civitate 0.125 3.29 7.85 307.108 0.234 1010.38 919.909T. Torano a Piedimonte Matese 0.125 3.29 7.85 3.739 0.234 12.3 11.198T. Tammaro a Pago Veiano 0.125 3.29 7.85 71.845 0.234 236.37 215.204T. Tammaro a Paduli 0.125 3.29 7.85 74.184 0.234 244.064 222.209F. Volturno a Amorosi 0.125 3.29 7.85 234.492 0.234 771.48 702.398TABELLA 10 – Parametri della statistica sulle portate al colmo al secondo livello diregionalizzazioneL’ipotesi di unica area omogenea al secondo livello è confermata dal confronto tral’andamento teorico e campionario della variabile ridotta X’ e dal confronto tra ladistribuzione delle asimmetrie campionaria e teorica. Tali andamenti sono riportatiin ALLEGATO B.2.1.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 18_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Sulla base dei parametri del modello probabilistico si ricavano i percentili delleportate al colmo nelle stazioni oggetto dell’inferenza statistica, ossia le portate alcolmo per fissati valori della probabilità annua di superamento, o, il che èequivalente, per fissati tempi di ritorno.Nel caso specifico tali percentili sono stati calcolati anche per le stazioni nonutilizzate per l’inferenza statistica ai primi due livelli assumendo gli stessi parametricome riportato nella TABELLA 11.Stazioni L* q* L 1 q 1 L 2 q 2 MediaT. Zittola a Montenero 0.125 3.29 7.85 4.918 0.234 16.181 14.732Rio Torto a Alfedena 0.125 3.29 7.85 2.635 0.234 8.668 7.892F. Sangro a Opi 0.125 3.29 7.85 14.779 0.234 48.624 44.27F. Sangro a Villetta Barrea 0.125 3.29 7.85 18.927 0.234 62.271 56.695F. Sangro a Ateleta 0.125 3.29 7.85 51.794 0.234 170.403 155.144F. Sangro a Villa S. Maria 0.125 3.29 7.85 82.13 0.234 270.208 246.012F. Trigno a Pescolanciano 0.125 3.29 7.85 39.552 0.234 130.128 118.475F. Trigno a Chiauci 0.125 3.29 7.85 26.62 0.234 87.581 79.739F.Trigno a Trivento 0.125 3.29 7.85 36.471 0.234 119.99 109.246F.Trigno a S.Salvo 0.125 3.29 7.85 190.066 0.234 625.316 569.322F. Biferno a Ponte Fiumara 0.125 3.29 7.85 7.325 0.234 24.099 21.941F. Biferno a Ripalimosani 0.125 3.29 7.85 124.781 0.234 410.531 373.77F. Biferno a Guardialfiera 0.125 3.29 7.85 104.702 0.234 344.471 313.625F. Biferno a Ponte Liscione 0.125 3.29 7.85 124.017 0.234 408.017 371.481F. Biferno ad Altopantano 0.125 3.29 7.85 193.988 0.234 638.221 581.072T. Cigno a Ponte cigno 0.125 3.29 7.85 4.179 0.234 13.749 12.518F. Fortore a Ponte Casale 0.125 3.29 7.85 202.601 0.234 666.556 606.869F. Fortore a Civitate 0.125 3.29 7.85 307.108 0.234 1010.384 919.909T. Torano a Piedimonte Matese 0.125 3.29 7.85 3.739 0.234 12.3 11.198T. Tammaro a Pago Veiano 0.125 3.29 7.85 71.845 0.234 236.37 215.204T. Tammaro a Paduli 0.125 3.29 7.85 74.184 0.234 244.064 222.209F. Volturno a Amorosi 0.125 3.29 7.85 234.492 0.234 771.48 702.398TABELLA 11 – Parametri al secondo livello per tutte le stazioni disponibiliI percentili per tutte le stazioni disponibili sono riportati nella TABELLA 12,espressi in mc/s per alcuni tempi di ritorno.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 19_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________StazioniTempo di ritorno [anni]1.33 2 10 30 100 200 500 1000T. Zittola a Montenero 9 13 25 35 51 62 77 88Rio Torto a Alfedena 5 7 13 19 27 33 41 47F. Sangro a Opi 27 38 74 105 154 187 232 265F. Sangro a Villetta Barrea 35 49 94 134 197 240 296 340F. Sangro a Ateleta 95 134 258 366 540 656 811 929F. Sangro a Villa S. Maria 150 213 409 581 857 1040 1286 1474F. Trigno a Pescolanciano 72 103 197 280 413 501 620 710F. Trigno a Chiauci 49 69 133 188 278 337 417 478F.Trigno a Trivento 67 95 182 258 380 462 571 654F.Trigno a S.Salvo 348 493 947 1344 1982 2406 2977 3411F. Biferno a Ponte Fiumara 13 19 36 52 76 93 115 131F. Biferno a Ripalimosani 228 324 622 883 1302 1580 1955 2239F. Biferno a Guardialfiera 192 272 522 741 1092 1325 1640 1879F. Biferno a Ponte Liscione 227 322 618 877 1294 1570 1943 2225F. Biferno ad Altopantano 355 503 966 1372 2023 2456 3039 3481T. Cigno a Ponte cigno 8 11 21 30 44 53 65 75F. Fortore a Ponte Casale 371 525 1009 1433 2113 2565 3174 3636F. Fortore a Civitate 562 796 1530 2172 3203 3888 4811 5511T. Torano a Piedimonte M. 7 10 19 26 39 47 59 67T. Tammaro a Pago Veiano 131 186 358 508 749 909 1125 1289T. Tammaro a Paduli 136 192 370 525 774 939 1162 1331F. Volturno a Amorosi 429 608 1168 1658 2446 2968 3673 4208TABELLA 12 – Percentili (in mc/s) corrispondenti a vari tempi di ritorno nellestazioni di misura disponibiliIl valore dei parametri al secondo livello di regionalizzazione ricavato nel presentestudio risulta in linea con le analisi condotte nell’ambito degli studi condotti per il“Piano Straordinario delle Aree a Rischio Idrogeologico Molto Elevato” condottodall’Autorità di Bacino dei fiumi Trigno, Biferno e Minori, Saccione e Fortore aseguito dell’emanazione del D.L. 180/98. In tale studio venivano indicati comeparametri quelli riportati nella TABELLA 13.Va ricordato che nel caso dello studio sopra citato la base dati risultava diversa daquella utilizzata in questa sede in quanto venivano considerate stazioni ricadenti intutto il compartimento del Servizio Idrografico e Mareografico di Pescara.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 20_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Λ* θ* Λ 10.123 3.292 7.823TABELLA 13 – Parametri del modello statistico portate al colmo al secondo livellodi regionalizzazioneEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 21_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3 LA MODELLISTICA IDROLOGICALa simulazione dei fenomeni idrologici viene condotta mediante la modellistica aparametri distribuiti che consente l’analisi delle principali dinamiche che siverificano nel bacino idrografico applicando, a livello distribuito, le equazioni dibase del bilancio idrologico.Con tale approccio, adottando la schematizzazione spaziale a griglia (raster), siattribuisce ad ogni cella le informazioni relative alla morfologia del bacino, allosviluppo del reticolo idrografico, alle caratteristiche del suolo, agli afflussimeteorici, che vengono successivamente utilizzate nelle varie equazioni di bilancioe di trasferimento per il calcolo dei deflussi nella varie sezioni dei corsi d’acqua.A differenza dei modelli classici di tipo integrato, i modelli di tipo distribuitoconsentono una rappresentazione dei fenomeni idrologici più corretta da un puntodi vista fisico, conservandone le caratteristiche di variabilità spazio-temporale; percontro, necessitano di un livello informativo molto più dettagliato e oneri di calcolomaggiori.Di seguito si descrive il modello adottato per l’analisi idrologica dei baciniconsiderati, premettendo quanto segue:- il livello informativo disponibile consente l’applicazione del modello aparametri distribuiti su tutto il territorio regionale;- il modello necessita delle operazioni di taratura, attraverso le quali vengonodeterminati i valori dei parametri che consentono al modello di interpretareal meglio la risposta idrologica del bacino;- tale operazione di taratura viene condotta per il bacino campione, per ilquale vengono acquisiti i dati pluviometrici e idrometrici ad alta risoluzionecome descritto nel paragrafo 3;- una volta tarato, il modello può essere utilizzato per la simulazione di scenariidrologici che, sulla base delle curve di possibilità pluviometrica, consentonoil calcolo delle portate di piena per i prefissati tempi di ritorno in unaqualsivoglia sezione del reticolo idrografico molisano.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 22_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.1 Il modello idrologico distribuitoCome già richiamato, il modello necessita di una serie di mappe relative allegrandezze idrologiche e geomorfologiche. La redazione delle mappe relative allegrandezze idrologiche viene in genere condotta a partire dalla geolitologia delbacino attribuendo a ciascun tipo di suolo o formazione geologica dei valori diriferimento e una data variabilità spaziale. Per i dati geografici si utilizza unmodello digitale del terreno (DTM) di maglia adeguata a consentire l'individuazionedelle linee di impluvio e una corretta individuazione dei bacini imbriferi.Il modello riceve in input i dati di precipitazione in una serie di stazioni ricadenti nelbacino o limitrofe ad esso. Tali dati puntuali possono essere distribuitispazialmente con diverse metodologie (es. metodo dei topoieti).La taratura del modello viene effettuata sulla base di eventi noti ove, oltre alleprecipitazioni, siano disponibili i dati di portata in una o più sezioni del bacino.3.1.1 Caratteristiche del modelloIl modello idrologico utilizzato può essere classificato come distribuito in quanto iparametri sono definiti per ognuna delle singole celle. Dal punto di vistaconcettuale il modello valuta dapprima la formazione del deflusso superficialemediante la simulazione del fenomeno dell'intercettazione e, successivamente, iltrasferimento di tale deflusso sino alla sezione di chiusura.Il modello che simula il fenomeno dell'intercettazione calcola il deflussosuperficiale di ciascuna cella, considerando sia la capacità di ritenuta del suoloche la velocità di infiltrazione a saturazione. Il modello mette in conto anche lacomponente di deflusso ipodermico che raggiunge il reticolo con tempi maggioririspetto al deflusso superficiale.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 23_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________La simulazione delle modalità di trasferimento del deflusso superficiale si basasulla schematizzazione del fenomeno mediante una componente di tipocinematico e su una di tipo "serbatoio lineare" (modello tipo Clark).Il tempo di trasferimento per ciascuna cella, dipendente da entrambi i fenomenisopra richiamati, è stimato in funzione della sua distanza dalla foce.3.1.2 Le caratteristiche geografiche e idrologicheCome accennato in precedenza, il modello richiede la conoscenza dellaprecipitazione per ciascuna cella del bacino. Poiché le precipitazioni sono notecome valori puntuali alle stazioni di misura, è necessario procedere alladefinizione di una distribuzione spaziale della precipitazione. Un criterio classico èrappresentato dal metodo dei topoieti o di Thiessen.Le basi di dati cartografici, richiamate già in precedenza, in formato digitale(raster), sono costituite da:- modello digitale del terreno (DTM) 250x250m, al fine del calcolo del rasterdei puntatori;- mappa dell'uso del suolo della Regione Molise in formato raster 250x250m;- mappa delle formazioni geo-litologiche dalla carta geologica 1:250.000 informato raster 250x250m;Il raster dei puntatori idrologici e dei tempi di trasferimento sono stati elaborati apartire dal DTM 250x250m. Il raster dei puntatori indica la direzione del deflussosuperficiale e viene ricavato assumendo che ogni cella versi nella cella vicina aquota minore.I tempi di trasferimento sono stati valutati nella ipotesi che la velocità ditrasferimento nella singola sezione sia proporzionale all’area del bacino a monteelevata all’esponente 0.3 come ricavato nella fase di taratura del modelloidrologico.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 24_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Il legame funzionale è quindi del tipov = 0.28 A 0.3dove v è la velocità di trasferimento in [m/s] e A è espresso in [kmq].Il parametro di scala, a, è stato stimato in fase di taratura del modello.Sulla base delle coordinate X e Y UTM delle stazioni pluviometriche utilizzate perla stima delle curve di possibilità pluviometrica è stata ricavata la mappa deitopoieti.Dalle mappe della geo-litologia e dell'uso del suolo (vedi RELAZIONE B.1.1 per lefonti), attraverso la stima dei parametri idraulici delle diverse formazioni corrette inbase alle diverse coperture del suolo, vengono ricavate le mappe distribuiteriguardanti la capacità di massima ritenuta del suolo e la velocità di infiltrazione asaturazione.Tale procedimento, seppur basato su tabelle riportate in letteratura, presenta latievidentemente deboli, dato che le caratteristiche idrauliche del suolo dipendonoda un'ampia gamma di fattori, e presentano una propria variabilità spaziale cosìalta da mascherare correlazioni e dipendenze con altre caratteristiche fisiche.Malgrado tale incertezza, la derivazione a livello distribuito dei parametri idraulicirappresenta comunque un miglioramento rispetto all'assegnazione o alla taraturadi valori lumped, cioè validi a livello di intero bacino, in quanto permette un'efficaceriproduzione della varianza delle grandezze idrologiche che è dimostratoinfluenzare soprattutto la risposta del bacino agli eventi meteorici critici. Ci sisvincola cioè da una visione eccessivamente deterministica delle caratteristicheidrauliche del suolo, descrivendone in senso spaziale la dispersione intorno aivalori medi.La capacità di ritenuta del suolo (indicata con SC, Storage Capacity) vieneinizialmente stimata in funzione delle caratteristiche geo-litologiche. La TABELLAEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 25_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________14 permette l'associazione ad ogni classe geo-litologica del valore medio e dellasua deviazione standard.Cl. Geo-litologia SC media[mm]SC std.dv.[mm]1 Accumuli detritici, depositi alluvionali e fluviolacustri, 0.01 0.01spiagge attuali (Olocene)2 Alluvioni terrazzate (Olocene) 100 1003 Accumuli detritici, depositi alluvionali, fluviolacustri e 100 100fluvioglaciali (Pleistocene)4 Sabbie e conglomerati (Pleistocene) 80 805 Argille [es. argille di Bradano, argille subappennine] 60 60(Pleistocene)6 Depositi prevalentemente lacustri e fluviolacustri 80 80[Villafranchiano Auct. p.p.] (Pleistocene-Pliocene)7 Argille (Pleistocene-Pliocene) 60 608 Sabbie e conglomerati [es.sabbie gialle] (Pliocene) 80 809 Argille e marne, a luoghi con olistromi [es. argille azzurre, 60 60argille subappennine] (Pliocene)10 Arenarie (anche torbiditiche) ed argille, a luoghi con 60 60evaporiti [es.formazione del Toma] (Miocene Superiore)11 Formazione gessoso-solfifera (Miocene Superiore) 0.01 0.0112 Calcari organogeni e biodetritici e calcareniti di facies 250 250neritica e di piattaforma (Miocene medio-inferiore)13 Arenacee e marnoso arenace e [es.arenarie di Caiazzo] 60 60(Miocene medio-inferiore)14 Calcareo-marnose [es. formazione della Daunia] (Miocene 200 200medio-inferiore)15 Marne e marne calcaree con apporti detritici, di facies di 100 100scarpata (Paleocene)16 Argillose ed argilloso-calcaree [es.argille varicolori] 100 100(Paleocene)17 Calcari e calcari marnosi. talora con selce, con apporti 40 40detritici di facies di scarpata (Paleocene-Cretacico sup.)18 Calcari organici e biodetritici, talvolta dolomitici, di facies di 500 500piattaforma carbonatica (Cretacico Superiore)19 Calcari e calcari biodetritici di facies neritica e di piattaforma 500 500(Cretacico Superiore)20 Calcari e calcari biodetritici di facies di piattaforma 500 500carbonatica (Cretacico-Giurassico Superiore)21 Calcari e subordinatamente dolomie cristalline di facies di 160 160piattaforma carbonatica (Giurassico)22 Laghi e Ghiacciai 0.01 0.01TABELLA 14 – Capacità di ritenuta (SC) per ciascuna classe geo-litologicaEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 26_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Alla capacità di ritenuta propria del suolo, ricavata in base della precedentetabella, viene aggiunta un'ulteriore quota di potenziale accumulo riconducibile alfattore uso del suolo. Tale contributo rispecchia prevalentemente la capacità diintercettazione propria della vegetazione: non si tratta quindi di una modificazionedella capacità di accumulo del suolo precedentemente stimata, quanto piuttosto diuna possibile quantificazione di un fenomeno legato alla copertura vegetale.L'effetto è comunque, nell'ottica del modello idrologico utilizzato, equivalente aduna maggiorazione della capacità di ritenuta, e come tale viene computato. Anchein questo caso vengono riportati in TABELLA 15 , per ogni classe, un valore medioe la sua deviazione standard.Classe Uso del suolo SC medio[mm]SC stand.dev[mm]1 Tessuto urbano continuo 0.01 0.013 Aree industriali o commerciali 0.01 0.013 Aree estrattive 0.01 0.014 Seminativi in arre irrigue 5 55 Aree prevalentemente occupate 8 86 Boschi di latifoglie 5 57 Aree a vegetazione boschiva ed 7 79 Aree con vegetazione rada 5 58 Bacini di acqua 0.01 0.01TABELLA 15 - Capacità di ritenuta aggiuntiva per ciascuna classe di uso del suoloDi seguito viene riportata la TABELLA 16 che mette in relazione tali caratteristichecon i valori medi e la deviazione standard del suddetto fattore.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 27_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cl. Geo-litologia Ks media[mm]Ks std.dv.[mm]1 Accumuli detritici, depositi alluvionali e fluviolacustri,0.35 0.35spiagge attuali (Olocene)2 Alluvioni terrazzate (Olocene) 0.05 0.053 Accumuli detritici, depositi alluvionali, fluviolacustri e0.15 0.15fluvioglaciali (Pleistocene)4 Sabbie e conglomerati (Pleistocene) 0.3 0.35 Argille [es. argille di Bradano, argille0.5 0.5subappennine](Pleistocene)6 Depositi prevalentemente lacustri e fluviolacustri0.1 0.1[Villafranchiano Auct. p.p.] (Pleistocene-Pliocene)7 Argille (Pleistocene-Pliocene) 0.45 0.458 Sabbie e conglomerati [es.sabbie gialle] (Pliocene) 0.3 0.39 Argille e marne, a luoghi con olistromi [es. argille azzurre,0.1 0.1argille subappennine] (Pliocene)10 Arenarie (anche torbiditiche) ed argille, a luoghi con0.3 0.3evaporiti [es.formazione del Toma] (Miocene Superiore)11 Formazione gessoso-solfifera (Miocene Superiore) 0.05 0.0512 Calcari organogeni e biodetritici e calcareniti di facies0.6 0.6neritica e di piattaforma (Miocene medio-inferiore)13 Arenacee e marnoso arenace e [es.arenarie di Caiazzo]0.3 0.3(Miocene medio-inferiore)14 Calcareo-marnose [es. formazione della Daunia] (Miocene 0.55 0.55medio-inferiore)15 Marne e marne calcaree con apporti detritici, di facies di0.3 0.3scarpata (Paleocene)16 Argillose ed argilloso-calcaree [es.argille varicolori]0.12 0.12(Paleocene)17 Calcari e calcari marnosi. talora con selce, con apporti0.6 0.6detritici di facies di scarpata (Paleocene-Cretacico sup.)18 Calcari organici e biodetritici, talvolta dolomitici, di facies di 7.5 7.5piattaforma carbonatica (Cretacico Superiore)19 Calcari e calcari biodetritici di facies neritica e di piattaforma 7.5 7.5(Cretacico Superiore)20 Calcari e calcari biodetritici di facies di piattaforma7.5 7.5carbonatica (Cretacico-Giurassico Superiore)21 Calcari e subordinatamente dolomie cristalline di facies di5.5 5.5piattaforma carbonatica (Giurassico)22 Laghi e Ghiacciai 0.01 0.01TABELLA 16 - Velocità di infiltrazione a saturazione per ciascuna classe litologicaLa velocità di infiltrazione a saturazione così calcolata è stata correttamoltiplicandola con una fattore dipendente dall’uso del suolo variabile comeriportato nella TABELLA 17.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 28_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Classe Uso del suolo Ks medio Ks stand.dev.[mm] [mm]1 Tessuto urbano continuo 0.3 0.153 Aree industriali o 0.2 0.13 Aree estrattive 1 0.54 Seminativi in arre irrigue 1.3 0.655 Aree prevalentemente 1.2 0.66 Boschi di latifoglie 1.2 0.67 Aree a vegetazione 1 0.59 Aree con vegetazione 1 0.58 Bacini di acqua 0.01 0.005TABELLA 17 – Moltiplicatore della velocità di infiltrazione a saturazioneA titolo di esempio, in APPENDICE sono riportate le principali mappe rasterutilizzate per il modello idrologico del bacino del Biferno e minori.3.1.3 Le fasi computazionaliIl calcolo viene condotto per ciascuna cella e per tutti i passi temporali secondo leseguenti fasi:PRECIPITAZIONEINTERCETTAZIONESUOLOInfiltrazioneDeflussosuperficialeDeflussoipodermicoCINEMATICOSERBATOIOLINEAREPORTATAPerditeCELLACANALEFIGURA 1- Schema del modello afflussi-deflussiEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 29_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________- intercettazione: in questa fase si effettua una stima della quantità di acquache viene comunque sottratta al deflusso superficiale. La stima è riferita aduna componente iniziale che comprende le varie perdite per intercettazione(vegetazione, assorbimento del suolo) e ad una componente a regimeriferita alla capacità di infiltrazione a saturazione.- suolo: in questa fase si ricostruisce il bilancio idrologico del suolo, valutandola quantità d'acqua che va ad alimentare il volume profondo e lacomponente del deflusso ipodermico.- canale: in questa fase si simula il trasferimento del deflusso superficiale e diquello ipodermico dalla singola cella alla sezione di chiusura.Nella FIGURA 1 si riporta uno schema del modello idrologico adottato.All'inizio dell'evento di precipitazione una parte della pioggia si infiltra nel suolo,fino a saturare la capacità di ritenuta del suolo. Saturato tale volume, l'acquacontinua a infiltrare nel suolo con un tasso definito dalla velocità di infiltrazione. Sel'afflusso eccede la velocità di infiltrazione si ha deflusso superficiale verso ilcanale. Tale deflusso contribuisce alla portata con un ritardo dettato dal modello ditrasferimento.Il bilancio del serbatoio "suolo" tiene pertanto conto da una parte dell'afflusso perinfiltrazione, dall'altra delle perdite. Le perdite sono tali che per suolo saturo laquantità di acqua che si infiltra nel suolo sia pari alla velocità di infiltrazione.Sulla base di quanto esposto, il modello necessita della definizione dei seguentiparametri validi su tutto il bacino:1) Grado di saturazione iniziale: rappresenta la percentuale di acqua presentenel volume gravitazionale di suolo;Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 30_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2) Coefficiente di ripartizione cinematico- serbatoio lineare: esprime il pesorelativo del tempo di ritardo attribuibile alla componente cinematica e allacomponente di serbatoio lineare;3) Velocità di trasferimento [m/s]: rappresenta la velocità con cui il deflussosuperficiale generato nella singola cella si trasferisce alla sezione dichiusura:La capacità di ritenuta in [mm], ovvero la quantità di acqua che può essereimmagazzinata nella parte gravitazionale del suolo (corrisponde al grado disaturazione uguale a 1) e la velocità di infiltrazione a saturazione [mm/h] cherappresenta la velocità di infiltrazione nel suolo in condizioni di saturazione (gradodi saturazione uguale a 1) sono definite dalle mappe raster relative. Per quantoriguarda il deflusso ipodermico si assume che esso sia funzione della velocità difiltrazione a saturazione moltiplicata per un fattore 10 3 .Il modello prevede comunque parametri moltiplicativi per calibrare il valore mediodi tali grandezze su tutto il bacino nella sola fase di taratura. A questi siaggiungono i coefficienti della formula per il ragguaglio all'area che saranno definitiin seguito.3.1.3.1 Algoritmi di calcoloCon riferimento alle variabili elencate nella TABELLA 18 si riportano di seguito iprincipali calcoli effettuati dal programma per ciascuna cella costituente il bacino:1) L’afflusso sulla singola cella, Pi k, [mm/h] è determinato con il metodo deitopoieti;2) Il suolo è assimilato a un serbatoio lineare che si riempie in ragione dellaprecipitazione (di intensità costante sul passo di bilancio) e si svuota inragione della percolazione, Ks [mm/h], e del deflusso ipodermico regolatodal parametro K[1/h].Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 31_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3) L’equazione di continuità, da cui si ricava il contenuto di acqua nel suolo daun passo a quello successivo, è esprimibile in forma differenziale nelseguente modo:⎛θk+∆ θ = θk+1− θk= ⎜Pi− Ks− K ⋅⎝θk+⇒dt1+K2⋅ θk+1θk= −dtK2⋅ θk1+ θ2ik+ P − K⎞⎟dt⎠s⎛ ⎛ 1 K ⎞⎜ ⎜ − ⎟θk+ Pi⎜ ⎝ dt 2θ =⎠k + 1⎜ 1 K⎜ +⎝ dt 2k− Ks⎞⎟⎟⎟⎟⎠Il contenuto di acqua nel suolo all’inizio θ o [mm] è uguale a α o θ max dove α oè il grado di saturazione iniziale. Il valore del contenuto di acqua nel suolo èlimitato tra 0 e θ max , pertanto si possono distinguere tre casi:- essiccamento del suolo:θ k+1 = 0Q 1k = θ k /dt+Pi k - K sI eff = K s- saturazione del suolo:θ k+1 = θ maxQ 1k = 0I eff = θ k /dt+Pi k- caso intermedio:0 < θ k+1 < θ maxQ 1k = (θ k -θ max )+Pi k - K sI eff = K sEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 32_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________simboloSignificatounitàdimisuraPi kvalore dell’afflusso (precipitazione) per la singola cella al [mm/h]passo k-esimo∆t passo temporale [h]SCvalore del raster della capacità di ritenuta del suolo [mm](storage capacity)KLvalore del raster della velocità di infiltrazione a [mm/h]saturazioneRIcoefficiente moltiplicativo del raster della capacità di [/]ritenuta del suoloINcoefficiente moltiplicativo della velocità di infiltrazione a [/]saturazioneIP coefficiente moltiplicativo della componente ipodermica [/]T valore del raster dei tempi di trasferimento [h]T c= CI T valore del raster dei tempi di trasferimento o di risposta [h]secondo lo schema cinematicoT i= (1-CI) T/MT valore del raster dei tempi di trasferimento secondo lo [h]schema di trasferimento di invasoMT coefficiente moltiplicativo della velocità di trasferimento [/]CI coefficiente ripartizione cinematico-invaso [/]θ max =RI SC valore distribuito della capacità di ritenuta massima del [mm]suolo (volume utile del suolo)K s = IN KL valore distribuito della velocità di infiltrazione a [mm/h]saturazione (o permeabilità)τ c = T c /MT valore distribuito dei tempi di trasferimento secondo il [h]metodo cinematicoτ i = T i /MT valore distribuito dei tempi di trasferimento secondo il [h]metodo dell’invasoC s=1/ τ ivalore distribuito della costante di esaurimento del [1/h]serbatoio lineareα ofrazione di volume di suolo inizialmente occupata da [/]acqua (stato di umidità iniziale)θ o contenuto di acqua nel suolo nello stato iniziale [mm]K=IP(1000KL/dx) coefficiente di deflusso ipodermico[1/h]dx Dimensioni della cella del raster [m]θ k contenuto di acqua nel suolo al passo k-esimo [mm]I eff Infiltrazione effettiva [mm/h]Q 1k Contributo verso il reticolo al passo k-esimo [mm/h]ϕ k volume d’acqua invasata nel reticolo [mm]Q k Contributo alla foce passo k-esimo [mm/h]TABELLA 18 - Elenco delle variabili utilizzate dal modello afflussi-deflussiEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 33_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Il modello di trasferimento nel reticolo è costituito da una componente diinvaso e da una componente cinematica poste in serie. La componente diinvaso è caratterizzata dalla seguente espressione⎛ ⎛ 1 Cs⎞⎜ ⎜ − ⎟ϕk+ Qϕ =⎜ ⎝ dt 2 ⎠k + 1 ⎜ 1 Cs⎜ +⎝ dt 2dove C s . [1/h] è il parametro del serbatoio calcolato come 1/τ i e ϕ k il volumed’acqua nel reticolo (assunto inizialmente nullo). Il contributo verso lacomponente cinematica risultaQk= Csϕk+12+ ϕk1k⎞⎟⎟⎟⎟⎠5) La componente cinematica trasla nel tempo il contributo Q k di un fattore paria τ c.Il contributo complessivo alla sezione di chiusura avviene attraverso laconvoluzione dei contributi delle singole celle.Sulla base di quanto esposto, il modello necessita della definizione dei seguentiparametri validi su tutto il bacino:α ofrazione di volume di suolo inizialmente occupata da acqua (stato di umiditàiniziale) [/]RI coefficiente moltiplicativo del raster della capacità di ritenuta del suolo [/]IN coefficiente moltiplicativo della velocità di infiltrazione a saturazione [/]IP coefficiente moltiplicativo della componente ipodermica [/]MT coefficiente moltiplicativo della velocità di trasferimento [/]CI coefficiente ripartizione cinematico-invaso [/]3.1.3.2 Opere di laminazione sul reticoloLe seguenti opere di laminazione possono essere considerate nel modelloidrologico:- Invasi in linea con fessura;- Invasi in linea con luce a battente;Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 34_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________- Invasi in derivazione.L’invaso in linea con fessura è caratterizzato da una legge di riempimento chelega i volumi e i livelli del tipo:V = a H bdove a e b sono parametri stimati dalla cartografia scala 1:5.000 e H è l’altezzad’acqua dal fondo dell’invaso.Gli invasi in linea con fessura sono caratterizzate dai seguenti parametri:b larghezza della fessurah altezza della soglia sfioranteb 1larghezza della soglia sfioranteLa portata scaricata per H minore dell’altezza della soglia sfiorante h:Q s= 0.4bH2gHPer H maggiore della quota della soglia sfioranteQs= 0.4bH 2gH + 0.4 b1( − b )(H− h) 2g( H − h)Gli invasi in linea con luce a battente sono caratterizzate dai seguenti parametri:b larghezza della luce a battenteh 1hb 1altezza della luce a battentealtezza della soglia sfiorantelarghezza della soglia sfioranteLa portata scaricata per H minore dell’altezza della luce a battente h 1 :Q s= 0.4bH2gHPer H compreso tra h 1 e 1.5h 1 si applica una formula di raccordo con la seguenteespressione valida per H compreso tra 1.5 h 1 e la quota della soglia sfiorante h:Qs= 0.8bh1( − 0.5h)2g H1Per H maggiore dell’altezza della soglia sfiorante h;Qs= 0.8bh12g( H − 0.5h ) + 0.4b (H − h ) 2g( H − h )1111Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 35_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Gli invasi in derivazione sono caratterizzate dai seguenti parametri:b larghezza della soglia sfioranteh altezza della soglia sfiorantea, b, c parametri della scala di deflusso in prossimità della soglia sfiorante,rappresentata dalla seguente espressione: Q=a (H a -b) c dove e H a èl’altezza d’acqua dal fondo della cassa.La portata sfiorata nella cassa è funzione del livello in alveo calcolato con la scaladi deflusso e quello nella cassa calcolato con la legge di riempimento. Nel caso dilivello in alveo superiore a quello nella cassa e assumendo che il livello nellacassa sia superiore alla soglia sfiorante si applica la seguente formula perstramazzi rigurgitati:Qs= b( 0.65( H − h) + 0.4( H − H)) 2g( H − H)aaIl modello idrologico calcola gli apporti alle opere di laminazione derivanti sia daibacini principali che intermedi. Quindi calcola l’effetto di laminazione di ciascunintervento da monte verso valle provvedendo al trasferimento dei contributi in baseal modello misto cinematico-invaso utilizzato per i calcoli idrologici. Un taleapproccio consente di verificare in una unica soluzione gli effetti di complessisistemi in cascata di opere di laminazione fornendo lo strumento per valutare lariduzione di portata non solo a valle dell’opera singola ma anche in prossimità diun obbiettivo posto a valle della stessa.Nel caso specifico è stata valutata l’opportunità di considerare nel modello lapresenza dell’invaso del Liscione sul Biferno, di cui sono noti i principali parametridimensionali compresi quelli delle opere di sfioro.3.1.4 Taratura dei parametriLa taratura del modello è stata condotta su un numero di eventi significativi dipiena registrati (vedi TABELLA 19) alle varie stazioni idrometriche lungo l’asta delBiferno, utilizzando i dati ad alta risoluzione temporale forniti dall’UfficioCompartimentale di Pescara del S.I.M.I. la cui consistenza è già stata illustrata indettaglio nella RELAZIONE B.1.1Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 36_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Data inizio Data fine11/12/60 15:00 13/12/60 15:0017/12/60 7:00 19/12/60 7:0014/01/61 12:00 18/01/61 12:0018/10/61 0:00 21/10/61 0:0025/01/62 17:00 28/01/62 17:0016/12/68 16:00 20/12/68 16:0009/04/92 9:00 15/04/92 9:0017/04/92 14:00 22/04/92 14:00TABELLA 19 – Eventi utilizzati per la taratura del modelloE’ stata esclusa la stazione di Biferno a Ponte della Fiumara per la suaparticolarità di sottendere un bacino carsico, il che avrebbe portato a risultati nonestendibili alla realtà del resto della Regione.Nella TABELLA 20 si riportano i parametri delle tarature effettuate, mentre sirimanda all’ALLEGATO B.2.3 per la rappresentazione grafica dei risultati e itabulati delle tarature comprensivi dei dati ad alta risoluzione temporale.E’ stata riscontrata una difficoltà nella taratura della stazione del Biferno aRipalimosani: ciò è dovuto essenzialmente alla inattendibilità dei dati di portata adalta risoluzione poiché ricavati da scale di deflusso che già negli studi precedentierano state considerate errate (in particolare la scala di deflusso relativa agli anniprima del 1964); tuttavia si è ritenuto utile utilizzare anche gli eventi antecedenti al1964 per la valutazione dei tempi di trasferimento dell’onda di piena.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 37_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Data Inizio Evento 23/10/5521:00Data Fine Evento 25/10/5521:0011/12/6015:0013/12/6015:0017/12/607:0019/12/607:0014/01/6112:0018/01/6112:0018/10/610:0021/10/610:0025/01/6217:0028/01/6217:0016/12/6816:0020/12/6816:0009/04/929:0015/04/929:0017/04/9214:0022/04/92Biferno a RipalimosaniAlpha0 - Saturazione 0.95 0.80 0.80 0.80 0.80 0.63 0.65IN - Infiltrazione 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 0.00 0.00RI - Ritenuta 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00IP - Ipodermico 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00CI - Rapporto 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00MT - Velocità di trasferimento 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50Biferno a Ponte_LiscioneAlpha0 - Saturazione 0.90 0.85 0.80 0.50 0.85IN - Infiltrazione 0.00 0.00 0.00 15.00 0.00RI - Ritenuta 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00IP - Ipodermico 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00CI - Rapporto 0.39 0.41 0.53 0.33 0.45MT - Velocità di trasferimento 0.28 0.23 0.26 0.28 0.25Biferno a AltopantanoAlpha0 - Saturazione 0.98 0.85 0.00 0.83 0.80IN - Infiltrazione 0.00 0.00 0.00 0.00 0.40RI - Ritenuta 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00IP - Ipodermico 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00CI - Rapporto 0.69 0.65 0.71 0.64 0.02MT - Velocità di trasferimento 0.31 0.29 0.36 0.23 0.4114:00TABELLA 20 – Parametri delle tarature effettuateEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 38_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Il risultato finale della taratura è il set di valori esposto nella TABELLA 21.Alpha0 - Saturazione 0.80IN - Infiltrazione 0.01RI - Ritenuta 2.00IP - Ipodermico 0.00CI - Rapporto cinematico/invaso 0.45MT - Velocità di trasferimento 0.28TABELLA 21 - Parametri del modello idrologicoI parametri di saturazione, ritenuta, ipodermico, rapporto cinematico/invaso evelocità di trasferimento sono stati ricavati mediando i valori ottenuti con letarature.Per quanto riguarda il parametro della velocità di infiltrazione a saturazione, nonsono stati considerati i valori ricavati nelle tarature di alcuni eventi che risultavanoassolutamente disomogenei rispetto agli altri.Per le tarature del modello non è stato considerato l’invaso del Liscione poiché pergli eventi precedenti agli anni Settanta non era ancora presente, mentre per quellidi successivi non aveva ancora raggiunto il suo funzionamento a regime.3.2 Le precipitazioniL'input di precipitazione, in termini di ietogramma, è stato ricavato sulla base dellecurve di possibilità pluviometrica (CPP) ottenute come descritto al paragrafo 2.2.2.Lo ietogramma è ricostruito sulla base delle CPP secondo l’andamento temporaledel cosiddetto ietogramma Chicago (vedi FIGURA 2).Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 39_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________FIGURA 2 – Schema dello ietogramma tipo ChicagoLo ietogramma tipo Chicago prevede la seguente formulazione per la parteantecedente e successiva al picco di intensità della precipitazione:⎛ tb⎞i(t) = na⎜⎟⎝ r ⎠⎛i(t) = na⎜⎝tn−1at ≤ t⎞⎟⎠n−1p( 1−r) )pt > tdove:n e a parametri della curva di possibilità pluviometrica (a=a’Tr m );ttptbtadtempo dall’inizio dell’evento;tempo di picco;tempo mancante al verificarsi del picco;tempo trascorso dal verificarsi del picco;durata dell’evento;Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 40_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________rddurata evento antecendente al picco;(1-r)d durata dell’evento dopo il picco.La variabilità spazio-temporale della precipitazione è messa in conto attraverso uncoefficiente di riduzione, K r , del tipo:K r = h A (A, t) / h(t)dove h A (A, t) è l'altezza di pioggia di durata t ragguagliata all'area A e h(t) l'altezzadi pioggia di durata t nel centro di scroscio.Il valore di K r dipende da tre fattori:• l'estensione dell'area investita dalla precipitazione;• la durata considerata;• l'altezza di pioggia;Per la quantificazione di K r si è fatto riferimento alla formula dell'USWBopportunamente modificata per tenere in conto delle caratteristiche peculiari dellaRegione ToscanaKr = 1−exp( −αtβ) + exp( −αtβ− γA)dove α, β e γ sono i parametri della formula, t [h] la durata della precipitazione e A[kmq] l'area del bacino.Nel presente caso i parametri della formula adottata sono i seguenti:α = 0.036×a’, dove a’ è il parametro della CPP;β = 0.25;γ = 0.01.La applicazione del coefficiente di ragguaglio areale allo ietogramma di tipoChicago è stata condotta applicando la formula separatamente a ciascunaintervallo di tempo a cavallo del picco di pioggia in modo da modificare la formaEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 41_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________dello ietogramma di progetto in funzione dell’area del bacino a cui questo vieneapplicato.Una tale applicazione consente di modificare automaticamente la forma delloietogramma in considerazione del fatto che le piogge ragguagliate per bacinipiccoli mantengono alti valori di intensità che poi diminuiscono all’aumentare delladimensione del bacino fino a divenire assimilabili a precipitazioni di intensitàcostante per grandi bacini.La generazione degli idrogrammi di piena è stata condotta utilizzando ietogrammidi durata pari a 24 ore e con r=0.4.3.3 Le portate di piena nelle sezioni di interesseOltre ai parametri prima fissati in precedenza il modello necessita della stima delgrado di saturazione iniziale per la valutazione delle portate e degli idrogrammi dipiena. Il valore del grado di saturazione è stato definito in modo da renderecongruente la stima delle portate di piena condotta con il modello idrologico conquella ottenuta attraverso la statistica sulle stazioni di misura del S.I.M.I.In tale senso sono stati adottati per i diversi bacini principali gradi di saturazioneiniziale diversi, riportati nella TABELLA 22Grado di saturazione inizialeBIFERNO 0.80FORTORE 0.50SANGRO 0.80TRIGNO 0.80VOLTURNO 0.60TABELLA 22 – Gradi di saturazione iniziale per i diversi bacini.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 42_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Si può pensare che la diversità dei valori dei gradi di saturazione iniziale, di difficileinterpretazione fisica, in realtà compensi artificiosamente errori diparametrizzazione del suolo di alcuni bacini idrograficiNella TABELLA 23 si riporta il confronto tra le portate stimate con il modelloidrologico e quelle stimate tramite la statistica diretta sulle stazioni di misura delS.I.M.I.. Viene riportato anche il confronto tra le superfici dei bacini sottesi ricavatein via automatica dal DEM (e utilizzate quindi dal modello idrologico) e quelledichiarate dal S.I.M.I. sulle proprie pubblicazioni.Si possono fare le seguenti osservazioni:1) Per la stazione del Biferno a Ripalimosani la statistica diretta TCEV ècaratterizzata da portate al colmo molto più alte di quelle degli idrogrammisintetizzati dal modello idrologico. Ciò è imputabile certamente agli errori dacui sono affetti i dati di portata forniti dal S.I.M.I. per questa stazione giàricordati nel paragrafo 3.1.4, errori che infatti sono noti per essere nel versodi una sensibile sovrastima. Del resto, la bontà della stima del modello èconfermata dalla perfetta concordanza tra il valore della portata centennalestimato nell’ambito del Progetto di Sistemazione della Frana di Covatta (867m 3 /s) e quello stimato dal modello idrologico (881 m 3 /s).2) Discordanze tra stime del modello e statistica TCEV per diverse stazionisono imputabili probabilmente o a errori di misura, o alla limitata lunghezzadella serie dei dati di alcune stazioni che porta inevitabilmente a statistichedi bassa affidabilità. Questa supposizione, per le stazioni sull’asta fluvialedel F. Trigno, sembra essere facilmente provata dalla assoluta irregolaritàdell’andamento della curva valori di portata/aree dei bacini, con evidentiparadossi quali portate più basse per bacini più estesi.A tal proposito giova ricordare che il pregio maggiore della modellazione distribuitaè quella di fornire un quadro omogeneo e indipendente da eventuali errori dimisurazione delle portate.Europrogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 43_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Portata Tr = 30 Portata Tr = 100 Portata Tr = 200Area del bacino Sotteso (kmq)Codifica[mc/s][mc/s][mc/s]DESCRIZIONEsezioneda DEM (modello) da dati S.I.M.I. Modello TCEV Modello TCEV Modello TCEVBiferno a P.te della Fiumara Bife_011 19 27 46 52 64 76 77 93Biferno a Ripalimosani Bife_022 589 593 609 883 881 1302 1074 1580Biferno a Ponte Liscione Bife_030 1033 1043 1064 877 1519 1294 1846 1570Biferno ad Altopantano Bife_052 1286 1290 1439 1372 2022 2023 2437 2456Cigno a Ponte Cigno Bife_041 41 33 170 30 228 44 269 53Fortore a Ponte Casale Fort_008 1114 1168 1695 1433 2567 2113 3221 2565Fortore a Civitate Fort_022 1507 1527 2429 2172 3584 3203 4426 3888Sangro a Opi Sang_001 120 130 165 105 244 154 303 187Sangro a Villetta Barrea Sang_002 266 207 273 134 411 197 517 240Rio Torto ad Alfedena Sang_003 29 32 72 19 104 27 126 33Zittola a Montenero Sang_004 34 32 93 35 132 51 159 62Sangro ad Ateleta Sang_006 531 545 424 366 646 540 815 656Sangro a Villa S. Maria Sang_007 755 762 585 581 868 857 1069 1040Trigno a Pescolanciano Trig_001 91 90 160 280 236 413 292 501Trigno a Chiauci Trig_004 116 115 187 188 278 278 343 337Trigno a Trivento Trig_014 552 544 559 258 842 380 1051 462Trigno a S.Salvo Trig_025 1185 1204 1072 1344 1579 1982 1950 2406Torano a Piedimonte Volt_011 34 15 38 26 60 39 77 47Tammaro a Pago Veiano Volt_014 499 556 338 508 547 749 706 909Volturno ad Amorosi Volt_012 1917 2015 1619 1658 2377 2446 2940 2968Tammaro a Paduli Volt_013 667 673 374 525 605 774 791 939TABELLA 23 – Confronto tra valori di portata da modello e da statistica diretta, per diversi tempi di ritornoEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 44_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Il modello è stato quindi applicato ad altre sezioni di interesse comprese nelterritorio della Regione, tra cui quelle del modello idraulico di cui alla RELAZIONEB.1.3 che necessitano di input idrologico. Le sezioni di interesse sono statedefinite sui corsi d’acqua principali in corrispondenza delle principali confluenze esui corsi d’acqua minori alla loro foce o in corrispondenza di opere diattraversamento importanti. Sono riportate nella TAVOLA B.3.1.3 insieme alla lorocodifica.Come già anticipato al paragrafo 3.1.3.2, è stata valutata l’opportunità o meno diinserire nel modello idrologico gli invasi presenti sui corsi d’acqua della Regione,in particolare l’invaso del Liscione, la cui presenza può influire sul regime diportata di tutta la parte bassa della valle del Biferno.Per questo invaso si è proceduto a valutare preliminarmente l’efficienza dilaminazione, ossia la riduzione percentuale del colmo di piena che esso è capacedi operare. Questa dipende dalle condizioni iniziali di riempimento, ed ècertamente maggiore per gradi di riempimento minori; pertanto, onde valutare lalaminazione minima, è stata assunta una condizione iniziale di livello dell’invasoalla quota di massima regolazione (quella della soglia sfiorante). Del resto, talequota è quella che teoricamente dovrebbe raggiungere l’invaso confunzionamento a regime. I risultati, per eventi di piena con tempo di ritorno di 30,100 e 200 anni, sono esposti nella TABELLA 24. Come si vede, la riduzione delcolmo di piena è attorno al 15 %Q30[mc/s]Q100[mc/s]Q200[mc/s]Senza invaso 1063.6 1518.9 1846.1Con invaso 886 1300 1601Riduzione del colmo di piena 16.6 % 14.4 % 13.3 %TABELLA 24 – Confronto delle portate al colmo senza e con invaso per la sezioneimmediatamente a valle della diga del LiscioneEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 45_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________E’ stato ritenuto opportuno, e a favor della sicurezza anche ai fini dellaperimetrazione delle aree potenzialmente inondabili, non considerare l’effetto dilaminazione degli invasi.Per quanto riguarda l’invaso di Villetta Barrea sul F. Sangro, la scelta è statadettata dal fatto che questo è di dimensioni tali da non operare laminazionisensibili.Quanto all’invaso del Liscione, la scelta nasce dalla considerazione che ancoranon sono note le modalità di gestione definitive, e a tutt’oggi infatti si trova atutt’oggi in condizioni di esercizio provvisorio. Inoltre, non si può non far presenteche la portata esitabile dallo scarico di fondo quando i livelli sono tali da far entrarein funzione lo scarico di superficie è pari a 536 m 3 /s (da Foglio Condizioni), epertanto, qualora questo venisse anche aperto a metà in concomitanza di unevento di piena eccezionale, si manifesterebbe un aggravio di portata rilasciata dientità tale da annullare il beneficio della laminazione.Nell’ALLEGATO B.2.3 si riportano le portate di piena al colmo per i tempi di ritornodi 30, 100 e 200 anni nelle sezioni di interesse e le tabulazioni degli idrogrammi dipiena a passo temporale di 30 minuti.3.4 Curve di inviluppoLe portate di piena valutate nelle sezioni di interesse costituiscono un campione divalori di una grandezza per la quale è evidente l’esistenza di una correlazionepositiva con l’area del bacino idrografico sotteso.Tale osservazione ci permette di poter derivare curve inviluppo, ossia semplicirelazioni sperimentali tra portata al colmo ed area del bacino che forniscono in viaspeditiva una stima approssimata per eccesso della portata al colmo perqualunque corso d’acqua della Regione a qualunque sezione di chiusura; perEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 46_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________l’esattezza, la stima con le curve inviluppo è da intendersi come quella di valorepiù basso tra tutte quelle per eccesso.Le curve sono state differenziate, oltre che per tempo di ritorno, per bacinoidrografico in modo da tener conto delle diversità climatiche e di risposta delbacino.Per i bacini del Biferno e Sinarca:Q = 13 A 0.67 per Tr = 30 anniQ = 18 A 0.67 per Tr = 100 anniQ = 22 A 0.67 per Tr = 200 anniPer i bacini del Fortore e Saccione:Q = 14 A 0.70 per Tr = 30 anniQ = 20 A 0.70 per Tr = 100 anniQ = 25 A 0.70 per Tr = 200 anniPer il bacino del Sangro:Q = 7 A 0.67 per Tr = 30 anniQ = 11 A 0.67 per Tr = 100 anniQ = 14 A 0.67 per Tr = 200 anniPer il bacino del Trigno:Q = 14 A 0.63 per Tr = 30 anniQ = 20 A 0.63 per Tr = 100 anniQ = 24 A 0.63 per Tr = 200 anniPer il bacino del Volturno:Q = 3.5 A 0.80 per Tr = 30 anniQ = 5.5 A 0.80 per Tr = 100 anniQ = 7.0 A 0.80 per Tr = 200 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 47_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Biferno e minori - Tr = 30 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 13 A 0.6710Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Biferno Tr = 30 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 48_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Biferno e minori - Tr = 100 anni1000Q = 18 A 0.67Portata al colmo [mc/s]10010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]10000Bacino del F. Biferno e minori - Tr = 200 anni1000Q = 22 0.67Portata al colmo [mc/s]10010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Biferno Tr = 100 anniFIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Biferno Tr = 200 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 49_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacini del F. Fortore e F. Saccione - Tr = 30 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 14 A 0.7010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]10000Bacini del F. Fortore e F. Saccione - Tr = 100 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 20 A 0.7010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per i bacini del Fortore e Saccione Tr=30 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 50_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________FIGURA – Curva inviluppo per i bacini del Fortore e Saccione Tr=100 anni10000Bacini del F. Fortore e F. Saccione- Tr = 200 anni1000Q = 25 A 0.70Portata al colmo [mc/s]10010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per i bacini del Fortore e Saccione Tr=200 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 51_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Sangro - Tr = 30 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 7 A 0.6710Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Sangro Tr = 30 anni10000Bacino del F. Sangro - Tr = 100 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 11 A 0.6710Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Sangro Tr = 100 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 52_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Sangro - Tr = 200 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 14 A 0.6710Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Sangro Tr = 200 anni10000Bacino del F. Trigno e minori - Tr = 30 anniPortata al colmo [mc/s]1000100Q = 14 A 0.6310Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Trigno Tr = 30 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 53_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Trigno e minori - Tr = 100 anni1000Q = 20 A 0.63Portata al colmo [mc/s]10010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Trigno Tr = 100 anni10000Bacino del F. Trigno e minori - Tr = 200 anni1000Q = 24 A 0.63Portata al colmo [mc/s]10010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Trigno Tr = 200 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 54_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Volturno - Tr = 30 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 3.5 A 0.8010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Volturno Tr = 30 anni10000Bacino del F. Volturno - Tr = 100 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 5.5 A 0.8010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Volturno Tr = 100 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 55_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10000Bacino del F. Volturno - Tr = 200 anni1000Portata al colmo [mc/s]100Q = 7 A 0.8010Modello idrologicoCurva inviluppo11 10 100 1000 10000Area del bacino [kmq]FIGURA – Curva inviluppo per il bacino del Volturno Tr = 200 anniEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis


Regione Molise – Studio del Rischio Idrogeologico nella Regione 56_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________APPENDICEEuroprogetti & Finanza – Sudgest – Physis

More magazines by this user
Similar magazines