Processi di propagazione delle piene e di infiltrazione lungo i conoidi del Cellina e Meduna

Il lavoro affronta lo studio dei fenomeni di propagazione delle piene lungo le particolari strutture naturali dei conoidi alluvionali. Tali ammassi ghiaiosi durante il deflusso delle portate sono sede anche di fenomeni di infiltrazione. Lo studio è stato applicato agli ampi conoidi dei torrenti Cellina e Meduna, nel bacino del fiume Livenza, distretto delle Alpi orientali. I conoidi, situati allo sbocco dei rispettivi bacini montani e presidiati da serbatoi idroelettrici, rappresentano il collegamento tra la parte montana e quella di pianura dei due corsi d'acqua che poi confluiscono nel Livenza. Nei primi capitoli viene inquadrato l'ambiente naturale oggetto del lavoro e sono recensiti alcuni dei precedenti studi conoscitivi e sui fenomeni di propagazione ed infiltrazione lungo i due conoidi. Nel capitolo terzo è descritta l'originale soluzione per la trattazione dei fenomeni accoppiati del deflusso ed infiltrazione. Sulla base di un modello propagatorio bidimensionale ad elementi finiti è stato sviluppato e messo a punto un apposito modulo che integra il modello bidimensionale per considerare in maniera accoppiata il deflusso superficiale e quello sub-superficiale, considerando quindi la presenza dell'acqua anche negli strati sub-superficiali del terreno. Lo strato di terreno considerato nella schematizzazione è perciò interpretato dal modello come un mezzo poroso, del quale vengono prese in considerazione proprietà fisiche quali la porosità e la conducibilità idraulica. Nel modello proposto l'interazione tra deflusso superficiale e sub-superficiale, legata ai processi di infiltrazione verticale, è descritta in modo da consentire di mantenere una struttura semplice dello schema numerico, comportando modifiche non sostanziali dell'equazione di continuità e delle equazioni della dinamica, per tener conto della porosità del terreno e del flusso nel mezzo poroso stesso. Nel caso in esame la conducibilità idraulica verticale nello strato superficiale del terreno (strato ipodermico) è sufficientemente grande in relazione allo spessore dello strato stesso, e si può quindi assumere che il modello rappresenti in modo adeguato i processi fisici reali. Da questo punto di vista, è possibile interpretarla come una schematizzazione mista Hortoniana-Dunniana del processo di saturazione dei suoli, considerando nel modello una eventuale perdita d'acqua per infiltrazione verso gli strati profondi del terreno. In questo modo si può riassumere che la saturazione dello strato ipodermico avvenga quando l'ammontare di acqua in arrivo all'elemento di calcolo (dalle celle adiacenti e/o da precipitazione) eccede la capacità di infiltrazione verso gli strati profondi (meccanismo Hortoniano) e che il deflusso superficiale inizi quando la superficie di falda interseca o supera la quota del terreno, cioè quando lo strato ipodermico è completamente saturo (meccanismo Dunniano). Nel quarto capitolo sono descritte le reti di monitoraggio e i dati disponibili utilizzati per la validazione del modello. Nel capitolo quinto sono descritte le analisi di sensibilità rispetto ai principali parametri utilizzati nel modulo. Le indicazioni ricavate da questa prima fase di simulazioni hanno messo in evidenza come le portate di filtrazione, cioè riferibili alla parte di subalveo, risultino trascurabilmente piccole rispetto alle portate di piena. Inoltre è stato evidenziato come si sviluppino marcati effetti di laminazione dovuti alla saturazione del subalveo, per effetto dell'invaso e come l'infiltrazione profonda abbia un ruolo importante nella riduzione dei volumi in transito. Nel capitolo sesto viene descritta l'applicazione del modello accoppiato a tre eventi reali recenti e quindi caratterizzati da un discreto grado di conoscenza dei valori misurati. Si tratta delle piene accadute nei mesi di novembre del 2000, 2002 e nel recente 2010. Il modulo si è dimostrato in grado di riprodurre l'andamento dei livelli nella sezione di riscontro a valle delle tratte dei torrenti Cellina e Meduna caratterizzate dalla presenza dei conoidi alluvionali