Progettazione di una cassa d’espansione e determinazione della riduzione del rischio idraulico con modellazione 2D

Abstract

Nell’articolo si studia l’effetto di una cassa d’espansione posta a monte di un’area fluviale soggetta a rischio idraulico. Lo strumento utilizzato è un software bidimensionale sviluppato per simulare la propagazione delle piene fluviali. Il dominio di calcolo è rappresentato da una mesh triangolare non strutturata con una maggiore densità di elementi all’interno dell’alveo e nelle zone immediatamente limitrofe. Per facilitare gli accumuli temporanei di parte dei volumi di piena, si ipotizza la costruzione di un restringimento dell’alveo per mezzo di due pareti verticali che avvicinano le sponde fluviali. Durante la piena, il passaggio per lo stato critico nel restringimento provoca un rigurgito a monte, e quindi un agevole riempimento della cassa d’espansione. La perimetrazione di tale cassa è definita con la costruzione di un rilevato arginale di adeguata altezza. Per meglio simulare il rigurgito a monte della strozzatura, si introduce una scabrezza equivalente negli elementi della strozzatura, per riprodurre le perdite di carico nel restringimento e nel successivo risalto idraulico, malgrado l’ipotesi diffusiva utilizzata nel software di calcolo. La conoscenza delle aree allagate in due eventi di piena storici e dei due relativi idrogrammi di piena, ha consentito la determinazione del coefficiente di Manning quale misura della scabrezza in alveo e fuori alveo. Mediante l’applicazione del modello proposto è possibile validare sia il posizionamento degli argini a monte del restringimento per il contenimento della piena, sia la riduzione delle aree di valle soggette a rischio idraulico.