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Contents
- 24/02
- Eventi causati da tsunami e tempeste marine
- 1.3 Alluvioni causate da criticità delle opere idrauliche
- Dighe di ritenuta
- Alluvioni idrologiche a forte componente antropica
- Alluvioni a forzante non idrologica
- Alluvioni a forzante parzialmente idrologica
- 25/02/2026
- 3/03/2026...................................................................................................................
- 10/03/2026 lezione Zambrini........................................................................................
- 11/03
- 17/03/2026
- 1/04/2026...................................................................................................................
- 8/04/2026...................................................................................................................
- 15/04/26
- 28/04/2026
- 06/05/2026
RISCHIO IDROGEOLOGICO E PROTEZIONE
CIVILE
Ambito del rischio: Il corso copre diversi fenomeni di instabilità del territorio:
- Alluvioni e Frane: Inondazioni e movimenti gravitativi.
- Morfodinamica: Evoluzione delle forme fluviali e costiere.
- Subsidenza e Sink-hole: Abbassamenti del suolo lenti (subsidenza) o improvvisi e localizzati (sink-hole).
- Mareggiate e Tsunami: Fenomeni di origine meteo-marina o sismica CONOSCENZA DI BASE: capire se a una situazione associa la probabilità del danno.
- Pericolosità: La probabilità di accadimento di un evento potenzialmente dannoso in un determinato intervallo di tempo e area. Pericolosità e rischio sono concetti distinti: la pericolosità riguarda l'evento in sé, il rischio le sue conseguenze.
- Valore Esposto: Il valore dei beni (vite umane, infrastrutture, patrimonio) presenti nell'area interessata dall'evento.
- Vulnerabilità: Il grado di perdita (da 0 a 1) subito dal bene esposto a causa dell'evento. Mitigazione dei rischi, superamento problema in breve tempo rispetto la vita umana, cos’è la protezione civile.
- Processi Astronomici: Le maree estreme (es. l'Acqua Alta a Venezia), che pur essendo prevedibili, rappresentano una forma di invasione dell'acqua in zone asciutte senza il contributo di pioggia.
- Fenomeni Meteo-Marini: Le mareggiate, spesso causate dall'azione del vento che spinge grandi masse d'acqua verso la costa.
- Eventi Geologici e Idraulici: * Frane: Quando un movimento franoso interrompe un corso d'acqua, creando un lago effimero il cui successivo collasso (diga naturale) genera un'onda di piena devastante a valle ( dam-break ). o Dighe di ritenuta: Cedimenti strutturali o errori di gestione che rilasciano improvvisamente l'invaso.
- Cause Antropogeniche: Incidenti provocati dall'uomo, come l'ostruzione di un canale causata da veicoli o relitti che, creando un effetto "diga" improvviso, determinano un rigurgito delle acque in zone urbane.
- Tsunami: Onde generate da sismi o distacchi di materiale (frane sottomarine o in bacini chiusi) che si propagano in modo indipendente dalle condizioni climatiche locali. In sintesi, la gestione del rischio idrogeologico moderno richiede di superare la visione limitata alla sola precipitazione, analizzando le interazioni complesse tra variabili indipendenti (teorema di Bayes sulla probabilità composta) per comprendere appieno la dinamica di un disastro. Venezia: in termini abbastanza frequenti sappiamo che subisce un’alluvione, fenomeno fastidioso ma accettato. Pericolosità elevatissima, probabilità dell’evento è molto elevata, ma il danno conseguente è un danno molto basso. Esposto è alto, una probabilità molto alta, ma la vulnerabilità (grado di perdita) basso. Probabilità e pericolosità sono dei sinonimi, la vulnerabilità a breve termine è nulla. La città è organizzata per questo tipo di problematiche, sistema di previsione abbastanza raffinato. Sul lungo periodo queste inondazioni possono procurare danni. Alluvioni governate da fenomeni astronomici. Marea estrema nel golfo di Trieste, ma nel chill.
Marea estrema abbastanza ricorrente in Cina, la gente è venuta a vedere la marea, fenomeno astronomico perfettamente prevedibile, fenomeno naturale. Fenomeni generati dal vento: mareggiate Sono dissociate generalmente dalla precipitazione, di cielo sereno. Grande quantità di acqua in luoghi generalmente asciutti dove non si è straripato nulla. Alluvioni da marea e mareggiata sono indipendenti da precipitazioni. La marea dipende da condizioni astronomiche. La mareggiata dal vento. Gli effetti più significativi sono dati dalla combinazione dei due fattori. I danni più importanti si ritrovano quando mareggiata e marea sono in contemporanea. Multi hazard: fenomeni concorrenti che accadono insieme (teorema Bayes, probabilità composta). Prob condizione astronomica moltiplicata con vento con pioggia. Il caso del fiume Uso in Emilia Romagna esemplifica perfettamente un evento multi-hazard , dove il disastro non nasce da una pioggia eccezionale, ma dalla combinazione di fattori indipendenti. In questa foce "armata", la criticità è stata causata da una marea di +1.80 m s.l.m. che ha creato un vero e proprio muro d'acqua. Il carico piezometrico del fiume non è stato sufficiente a vincere la contropressione del mare, impedendo il deflusso e innescando un rigurgito verso monte. Questo scenario conferma che il rischio è spesso il risultato di una probabilità composta (Teorema di Bayes): la sovrapposizione temporale di eventi, singolarmente non estremi, può generare un'alluvione "a cielo sereno" di grande impatto.
Per gestire tale rischio, la Protezione Civile italiana ha implementato un avanzato sistema di allerta rapida che monitora costantemente l'instabilità del vulcano, permettendo di avvisare la popolazione in tempo reale tramite sirene prima che l'onda raggiunga la costa. Le alluvioni innescate da movimenti franosi , comuni in ambito alpino, rappresentano un rischio duplice e particolarmente insidioso poiché generano scenari di pericolo sia a monte che a valle del distacco. Quando una frana interrompe il corso di un fiume, si crea uno sbarramento effimero: non essendo una diga progettata, ma un accumulo caotico di detriti, la sua stabilità è precaria. Il primo problema è l'alluvione per rigurgito a monte: il materiale accumulato blocca il deflusso, creando un lago temporaneo che inonda terreni circostanti. Queste aree spesso non sono mappate come zone a rischio, cogliendo impreparata la popolazione. Il secondo e più grave pericolo è il collasso dello sbarramento ( dam- break ): l'acqua accumulata scava il terreno instabile e, in pochi minuti, lo sbarramento cede liberando un'onda d'urto devastante verso valle. Questi eventi presentano tempi di ritorno millenari e sono difficili da prevedere, posizionandosi in una zona grigia tra rischio idraulico e geologico. Spesso, infatti, i processi di versante hanno una componente pluvio-indotta : sono le precipitazioni intense o prolungate a saturare il terreno, innescando la frana che poi genera l'alluvione. In sintesi, la pioggia funge da causa scatenante per una catena di eventi che trasforma un dissesto geomorfologico in un disastro idraulico su larga scala. Val Pola: una frana di enormi proporzioni ostruì il corso dell'Adda, creando un lago effimero che minacciava di collassare in modo catastrofico verso valle. Per prevenire un’onda di dam-break incontrollata, si optò per una tracimazione controllata: attraverso l'uso di escavatori, venne inciso gradualmente il rilevato franoso per svuotare il bacino in modo guidato. L'intervento si concluse con la realizzazione di un bypass idraulico (gallerie di deviazione) per ripristinare il deflusso del fiume in sicurezza, separandolo definitivamente dal corpo di frana instabile.
L'alluvione delle Cinque Terre: il dissesto interessa lo strato regolitico, ovvero quella coltre di suolo e roccia degradata che ricopre il substrato roccioso compatto. La struttura di questo strato presenta una transizione graduale: la componente organica aumenta verso la superficie, mentre quella granulare cresce in profondità. Durante l'evento, l'acqua ha saturato lo strato superficiale al di sotto delle radici degli alberi, causando lo scorrimento del suolo lungo il piano di roccia sottostante. Si tratta di frane traslazionali superficiali, ben distinguibili dai movimenti rotazionali profondi, poiché coinvolgono solo la "pelle" del versante. Osservando il fenomeno, sono chiaramente identificabili la nicchia di distacco a monte (dove il terreno si è separato) e la zona di accumulo a valle, dove il materiale si è depositato.
Eventi causati da tsunami e tempeste marine
Giugno 2017, Karrat fiord, Groenlandia ovest Esempio di tsunami indotto da frana “pura” (non legata a precipitazioni). Una frana rocciosa estremamente rapida ha coinvolto circa 58 milioni di m³ di materiale, di cui circa 45 milioni sono entrati nel fiordo. Il distacco è avvenuto lungo un piano quasi verticale e il materiale ha percorso oltre 1000 m di dislivello in tempi molto rapidi (2–3 minuti). L’impatto nel fiordo ha generato uno tsunami significativo. I sismi sono i responsabili primari delle onde di tsunami. Ma anche le frane lo sono e non sempre sono sismo indotte.
𝛾𝑤𝑄∆𝐻 𝜂 Nel frattempo erano emersi dubbi sulla stabilità del Monte Toc, ma furono sottovalutati proprio per mantenere alta la produzione. Quando il rischio di frana divenne evidente, si provò ad abbassare il livello dell’invaso, ma ormai la situazione era compromessa. Il 9 ottobre 1963 una enorme frana si staccò e cadde nel bacino in pochi minuti, generando un’onda gigantesca. La diga non crollò, ma l’acqua superò lo sbarramento e l’onda distrusse Longarone causando migliaia di vittime. Non fu un problema strutturale della diga, ma di gestione e sottovalutazione del rischio. 24 Dicembre 2012, diga di Montedoglio , Toscana La diga di Montedoglio è una diga in materiali sciolti (terra e ghiaia), costruita sul fiume Tevere. A differenza delle dighe in calcestruzzo, è costituita da un grande rilevato e la regolazione dell’acqua avviene tramite opere di scarico (sfioratore, due paratoie che possono essere aperte manualmente x regolare livello lago). Il principale sistema di sicurezza è lo sfioratore di superficie , cioè una struttura a quota fissa che entra in funzione automaticamente quando il livello dell’invaso supera una certa soglia: l’acqua tracima, entra nello sfioratore e viene convogliata in un canale di scarico. Sono presenti anche paratoie che possono essere aperte per abbassare manualmente il livello del lago. Dopo un lungo periodo tra costruzione e invasi sperimentali (circa 40 anni), il 24 dicembre 2012 si arrivò al collaudo. Gli scarichi erano stati mantenuti chiusi, permettendo all’acqua di accumularsi fino a raggiungere il livello dello sfioratore. Quando l’invaso iniziò a tracimare, si verificò il problema: il muro laterale di contenimento dello sfioratore (alto circa 10 m) cedette. Questo provocò un deflusso incontrollato dell’acqua nel canale, con un rapido svuotamento parziale dell’invaso. Non ci furono vittime, anche perché l’esposto era ridotto (periodo invernale). Il diagramma mostra l’andamento della portata misurata a valle della diga: in pochissimo tempo (circa 10 minuti) si passa da valori molto bassi a circa 550 m³/s, tipico di un’onda di dam break. Nei circa 40 anni precedenti, la portata del Tevere in quel tratto non aveva mai superato i 300 m³/s, perché l’acqua veniva rilasciata in modo controllato attraverso lo scarico. Il territorio a valle si era quindi adattato a queste condizioni “regolari”.
Proprio per questo motivo, nel tempo i contadini avevano modificato il territorio: gli argini naturali (argini maestri) erano stati in parte eliminati o abbassati per ampliare le aree coltivabili (tabacco), rendendo i campi più esposti. Quando si è verificata l’onda di piena improvvisa, l’acqua ha invaso rapidamente le aree agricole, causando gravi danni alle coltivazioni. Fortunatamente non ci sono state vittime, sia perché l’evento è avvenuto la vigilia di Natale (poche persone), sia perché l’area a valle era prevalentemente agricola e poco urbanizzata.
Alluvioni idrologiche a forte componente antropica
22 Ottobre 2008, diga di Capoterra, Cagliari – errato dimensionamento scarico diga Nel 2008, a Capoterra (Cagliari), si è verificato un evento legato a una piccola diga in materiali sciolti situata a pochi chilometri dal mare, a chiusura di una valle piuttosto stretta. Il problema principale riguardava il dimensionamento dello scarico di superficie, progettato per una portata duecentennale e non per eventi più estremi: un errore significativo, anche legato al fatto che all’epoca gli strumenti idrologici per la stima delle piene estreme non erano ancora pienamente sviluppati. Durante un evento molto intenso ma di breve durata (con tempi di corrivazione dell’ordine di alcune decine di minuti), l’invaso si è riempito rapidamente fino a raggiungere il livello di tracimazione. L’acqua ha quindi superato la diga, innescando un processo di erosione. Dalle immagini si osserva che la diga, essendo un rilevato in terra, ha subito un forte danneggiamento sul paramento di valle, mentre la sommità (la strada di coronamento) è rimasta quasi intatta. Questo indica che l’erosione non è avvenuta semplicemente per scorrimento superficiale dall’alto, ma è partita dal basso. In presenza di materiali coesivi (come limi e argille), infatti, il meccanismo tipico è quello di un’erosione progressiva al piede del versante di valle, che risale verso l’alto portando alla distruzione graduale del rilevato. Il cedimento ha generato un’onda di piena verso valle, con trasporto sia di acqua che di sedimenti, causando danni alle infrastrutture, tra cui il crollo di un ponte. L’aspetto fondamentale è che il collasso non è stato dovuto a un difetto strutturale improvviso, ma a una combinazione di dimensionamento dello scarico e evento intenso, che ha portato alla tracimazione e quindi all’innesco dell’erosione.
Dalle immagini storiche si osserva l’evento alluvionale che ha colpito l’area della fiumara. Nella situazione attuale (Google Earth), si nota come il territorio sia stato fortemente modificato: è presente un’autostrada che sottopassa la fiumara tramite un tunnel. Questa configurazione evidenzia una criticità importante: in caso di un evento simile, il sottopasso rappresenterebbe un punto estremamente vulnerabile, con elevato rischio di allagamento rapido e conseguenze potenzialmente molto gravi. Anche in presenza di una forzante naturale (pioggia), le modifiche antropiche del territorio possono amplificare in modo significativo il rischio e i danni. È dunque un’alluvione a forzante idrologica ma a forte componente antropogenica nella determinazione degli effetti del suolo.
Alluvioni da catena idrologica Le alluvioni legate tra interazioni corso d’acqua e il clima. I fiumi sostanzialmente hanno una parte montana nella quale si forma il deflusso, la restante parte del corso ha una funzione di trasporto, oltre a raccogliere le acque della pianura. Parte montana caratterizzata da trasporto solido di pezzatura grande, alveo inciso, piene repentine, carattere torrentizio. Mentre pianura alveo arginato, alveo non inciso, divagante nella pianura. Due tipologie di alveo inciso, non eccessivamente antropizzato e contesto fortemente antropizzato Trovare un alveo nella sua condizione naturale ora è molto difficile, rinaturalizzare corso d’acqua (auspicabile): l’alveo non costretto tra geometrie non regolari è in grado di generare più biodiversità. Ma ha numerose obiezioni, rinaturalizzare? Qual è il suo stato naturale? I nostri fiumi sono stati antropizzati. Non esiste lo stato di riferimento, esiste uno stato di riferimento deciso a tavolino, non sia rettilineo. A tavolino antropizzo corso d’acqua in maniera che sia più naturale. Mettersi con un team e pensare a questo paesaggio, questi ecosistemi e costruirli a tavolino. Rettificazione può essere avvenuto anche in epoca romana. Lavoro interdisciplinare. CONTESTO COLLINARE: alveo inciso L’alveo è inciso: la linea di sponda, la rottura di questa scarpata ha la stessa quota del piano campagna. Il fiume con argine straripa, quando il fiume esonda va al di là della linea di ripa, la capacità di smaltimento non è sufficiente a smaltire la portata in atto Straripamento: al di là della ripa.
Alluvione da ristagno: Ponte Lambro; tutte le volte che il Lambro ha piena significativa, Ponte Lambro si allaga, il sistema di fognatura che non riesce a recapitare la sua acqua nel Lambro. Il fiume rimane nel suo alveo ma determina carico piezometrico tale, acqua metereologica non viene drenata nel corpo recettore. Che cos’è la catena idrologica? È una catena di processi di trasformazione, i versanti trasformano la pioggia in deflusso, il reticolo trasforma il deflusso in portate fluviali, l’alveo trasforma la portata in livello, il livello dipende dall’altezza determina portata di inondazione, che poi diventa danno. Parte dalla pioggia e diventa danno. Catena di processi di trasformazione. È molto importante questo concetto Che cos’è l’isofrequenza? È il fenomeno per il quale la probabilità della precipitazione si conserva in tutti gli anelli della catena fino a determinare effetti al suolo che hanno la stessa frequenza della pioggia. La pioggia centennale determina gli effetti al suolo che si riscontrano ogni 100 anni. Se dobbiamo fare un progetto di un ponte: si mette impalcato del ponte on franco di 80 cm rispetto al livello due centennali. Prendo serie storica, prendo valori estremi annuali, faccio una statistica di questi valori estremi e valuto quale di questi livelli che ha come corrispondenza di 200 anni di ritorno. Non abbiamo tanti idrometri in Italia. Ipotizzi una precipitazione che ha come idrogramma di 200 anni di ritorno, la fai piovere su tutto il bacino, prendo un idrogramma istantaneo in Italia, fai una trasformazione, ti calcoli tempo di corrivazione, CN del bacino; fai trasformazione efflussi-deflussi secondo le regole idrologiche e ti determini una portata in quella sezione. Poi ti prendi un po’ di sezioni fai un modello in moto stazionario e trasforma la portata in livelli. Assumi al livello progettuale che la frequenza di quella pioggia corrisponde alla frequenza della portata. E quindi tutti i processi di trasformazione sono isofrequenti. Metodo CN (da vedere) Depurazione da afflusso efficace è quello che cambia il progetto, cosa che determina il risultato. Importante condizione umidità del terreno, piove su asciutto o bagnato è diverso. La catena isofrequenze nella progettazione è quella che normalmente si usa, nella casa di salita devo fare un calcolo, ho pochi elementi, ipotizzo un metodo.
Se supera le capacità di una struttura ben progettata evento non è colpa dell’ingegnere, se non è così colpa ingegnere A livello di terminologia ogni pezzetto di fiume determina le sue alluvioni. Tipico corso di pianura di un fiume qualsiasi, cosa vedo in questa foto? Contesto di pianura, corso d’acqua è arginato, gli argini sono una prerogativa dei corsi di pianura, turbolenza scarsa, ordine x1000 di pendenza, genera poche pendenze. C’è un argine che è stato trascinato, sulla vegetazione è evidente la traccia del passaggio acqua, questo argine ha iniziato a distruggersi. Che tipo di movimento gravitativo ha interessato questa diga? Un movimento, erosione regressiva. Dietro c’è stata una breccia arginale, nella foto aveva appena iniziato; più a valle noto che questi elementi gravitativi avvengono sul petto dell’argine, paramento rilevato che guarda il fiume. Non è stesso fenomeno, non c’è erosione e scalzamento della struttura, quelle sono lesioni da rapido sbalzo, laggiù è successo dopo che è andato giù il livello dell’acqua, ha determinato quelle lesioni. In questo alveo c’è sedimenti ordine micron. Alluvione di montagna: vedo una pendenza dell’ordine x100. Contesto chiaramente montano, la pezzatura del materiale alveo. La capacità di trasporto del corso d’acqua: 𝜏 = 𝛾 ∗ 𝐽 ∗ ℎ H: profondità corrente Quello che è in grado di trasportare è la J e la gamma, capacità di trasporto solido superiore
che non è stato dissipato in altri parti, dissipazione concentrata in dei punti adeguatamente protetti. Briglia alta vuol dire che ci sono forti problemi di pendenza , la voglio ridurre per contenere trasporto solido, che in questo caso è eclatante. Contesto pianura: processo di sifonamento in atto di argine, quest’argine si sta disgregando molto rapidamente. Contesto di pianura, presenza argine, c’è esposizione. Questo alveo prima di andare in crisi in termini di capacità di smaltimento ne ha un po’. Mentre argine si sta disgregando c’è ancora una rilevante quantità di portata per potersi convogliare a valle, la disgregazione nasce dall’interno verso propagazione fenomeno da fiume verso campagna. Argine non è stato trascimato, livello del fiume è quasi 2 metri dal piano di coronamento Crisi ponte Contesto montano: trasporto solido, pezzatura materiale di fondo grande, alveo inciso. Qui la domanda: cosa è successo? Perché questo ponte, l’impalcato si è adagiato in questa maniera? È un ponte ad arco in muratura. L’impalcato si è adagiato, la caratteristica degli archi, se non ho materiale omogeneo, è quella che sviluppano la loro resistenza se caricati in direzione verticale verso il basso, ma se cementati verso l’alto la loro resistenza è molto più bassa. Arco: serie di conci in mezzo c’è una chiave, ponte mettono struttura muraria e fino a quando
non ho posizionato la chiave non c’è resistenza. Se lo sottopongo a forza dal basso verso alto viene meno. Il ponte è andato in pressione, il livello dell’acqua ha raggiunto la linea dell’impalcato, ha raggiunto pressione positiva che ha scardinato, rilevato si è accasciato. Ci sono delle evidenti tracce del fatto che sia andato in pressione, c’è del trasporto, ci sono dei residui vegetali. Pendenza la stimo da pezzatura e trasporto solido. Contesto pianura: fiume Magra. Ponte Colombiera, siamo in pianura, siamo in una zona fociva. Qui la pendenza è vero, siamo nell’ordine dei 10 000 Perché ponte è venuto giù? In generale schemi ponti travati sono di semplice appoggio, pezzi dell’impalcato sono a valle. Questo pezzo è stato trascinato verso il mare. È successo che il ponte è andato in pressione, l’acqua ne ha ridotto il peso specifico del 40%, il ponte ha galleggiato, l’impalcato si è trovato a vedere sensibilmente ridotto la forza peso che lo poggiava sui vincoli. Qui è una trave appoggiata, carrello e cerniera, ma il fatto che il ponte sia andato in pressione, le travi esposte alla variazione della corrente ha determinato che la forza di attrito con la quale il ponte reagisce contro le sollecitazioni; a contrastarla non c’era tutta la forza di attrito, ma la forza di Archimede che aveva sottratto gran parte del suo peso. È stato spinto via dagli appoggi. Montagna: rete anticolata: rete fatta da matesse di filo di acciaio appoggiate tra loro, questi cavi riportano segnale di celle di carico che a valle sono in grado di dire se e quale colata è in atto. Prima che parta la colata medesima.
