sabato 15 febbraio 2014

Esondazione del fiume Sieve. Natura o colpa dell’uomo?


Saluto i miei vecchi lettori dopo un anno di assenza.....
Il presente post non è finalizzato per fare una polemica inutile ma per chiedere risposte e capire come si può potenzialmente creare un alluvione...

I fatti…..




Da venerdì 7 febbraio si sapeva che c’era una discreta probabilità di forte maltempo in regione toscana (molti siti di previsione meteo lo evidenziavano) ed il 9 di Febbraio la Regione Toscana e la Protezione Civile Nazionale, a seguito delle previsioni di forti piogge prolungate nel tempo, emettono un’allerta meteo importante per la toscana, la massima per il rischio idrogeologico/idraulico (Figura 1).



Per la regimazione dell’Arno, a seguito dell’alluvione del 1966 dovevano essere costruiti degli invasi a monte di Firenze (in aggiunta a quelli già esistenti di Levane e La Penna – Vedi ubicazione in figura 2). Tale programma è stato poi sostituito con
  1. realizzazione dell’invaso di Bilancino sul fiume Sieve (previsto anche dal vecchio progetto),
  2. un progetto di costruzione di vasche di espansione sia a monte che a valle di Firenze, ovvero aree libere dove il fiume può esondare liberamente alleggerendo così il carico idrico a valle. Tale progetto non si è ancora concluso.
A seguito di tale allarme, domenica pomeriggio, in previsione dell'arrivo delle abbondanti piogge, sono stati parzialmente svuotati gli invasi di Levane e La Penna, sul fiume Arno (vedi ubicazione in figura). Tale  svuotamento  è stato realmente osservato dai dati real time dati dell'idrometria dell'Arno (dal sito del Servizio Idrico Regionale – SIR), che hanno registrato una “piena” lungo tutto il corso del fiume da Montevarchi alla foce a Pisa tra domenica pomeriggio e la notte fra domenica e lunedì (dati che non ho salvato in quanto al momento non l’avevo ritenuto necessario ma che sono riportati sul sito “Pisa Informa Flash”).

Queste manovre delle dighe sono necessari per la laminazione delle piene in quanto gli invasi, parzialmente svuotati, possono ricevere più acqua di quella che contemporaneamente rilasciano a valle e il sistema di Protezione Civile italiano, fra i più avanzati del mondo dal punto di vista della previsione delle piogge, serve anche a guidare queste manovre in previsione di piogge piuttosto forti, contribuendo a mitigare quanto più possibile il rischio alluvioni, diminuendo il carico idraulico a valle dell’invaso e permettendo così al fiume di rimanere dentro gli argini (o almeno a contenere i danni).


Lo svuotamento parziale degli invasi non ha interessato la diga di Bilancino, che invece, come riportato dal sito OkMugello,  è stata aperta solo la mattina alle 10 e cioè quando le precipitazioni sul bacino della Sieve erano già iniziate da almeno 3 ore

Come riportato dal collega Guglielmo Braccesi (su Facebook come da foto seguenti), che abita a Sagginale, Frazione in Comune di Borgo San Lorenzo (FI):
  1. alle 19.30 del 10/2/2014 la Sieve ha esondato nei campi limitrofi alla Frazione Sagginale
  2. tra le 22,00 e le 22,30 del 10/2/2014 l’acqua ha raggiunto la frazione di Sagginale.







Viene da pensare……. ma non è che, con l’apertura dell’invaso a piogge iniziate, Bilancino non abbia svolto il ruolo di laminazione/mitigazione della piena, ma che – al contrario – abbia costituito una concausa dell'inondazione stessa?

Per valutare questa possibilità, analizziamo ora i dati delle stazioni idrometriche e pluviometriche in Mugello (si ringrazia il collega Guglielmo Braccesi per aver tempestivamente salvato gli Screen sul sito del SIR).
Le stazioni pluviometriche utilizzate sono state quelle di
1) "Cavallina" che ha evidenziato, in termini di precipitazioni cumulate (Figura 3)
  • 18mm in 6h
  • 50mm in 12h
  • 82mm in 24h
2) "Borgo San Lorenzo" che ha evidenziato, in termini di precipitazioni cumulate (Figura 5)
  • 18mm in 6h
  • 40mm in 12h
  • 58mm in 24h
Precipitazioni sinceramente non straordinarie e sicuramente non elevate....... Ma vediamo nel dettaglio.

A Barberino (a monte di Bilancino e a monte di Sagginale) inizia a piovere poco dopo le 7 del mattino (Figura 3 punto A).
La Sieve (a valle dell’invaso di Bilancino) comincia ad innalzare il suo livello alle 11 (Figura 4 punto A)…





Penseranno i lettori geologi: tempo di corrivazione = 4 ore (per i non addetti ai lavori il tempo di corrivazione è il tempo che intercorre tra l’inizio della pioggia ed l’inizio dell’innalzamento del livello idrometrico del fiume, ovvero il tempo che occorre ad una goccia di pioggia caduta nel punto idraulicamente più lontano a raggiungere nel fiume la sezione di chiusura del bacino idraulico in esame).
Da notare che piove poco intensamente (Figura 3 tratto da A a B), ma il livello del fiume sale vertiginosamente (Figura 4 punto tratto da A a B)….. allora non è il tempo di corrivazione, ma è chiaramente l’effetto dell’apertura della diga per far defluire il lago!!
A supporto di questo si fa notare che  alle 12.30 la pendenza del pluviogramma aumenta (Figura 3 punto da B a C) e cioè….. inizia a piovere veramente forte. Quindi se il tempo di corrivazione fosse veramente di 4 ore, mi aspetterei alle 16.30 un innalzamento della piena, ma dalle 13.30 alle 22.00 la piena sale in maniera molto regolare (Figura 4 punto tratto da B a C)….. nessun picco……O perché…..???
Molto probabilmente è l’effetto dell’acqua proveniente dell’apertura dell’invaso di Bilancino che maschera l’effetto dell’incremento idrico del fiume dovuto all’intensificarsi dell’apporto meteorico, in parole povere….. l’apporto di acqua della diga è maggiore di quello delle piogge).


Alle 22.00, nonostante le piogge proseguano fino alle 23.00, la piena cala vertiginosamente (Figura 4 punto tratto da C a D). Effetto della chiusura della diga di Bilancino…… Probabilmente qualcuno ha fatto presente ai responsabili dell’impianto che Sagginale era sott’acqua……



A questo punto, in assenza di apporti da parte di Bilancino si nota che, a seguito di un nuovo picco di pioggia tra le 1 e le 3 di notte (Figura 3 tratto da D ad E), con risalita della piena fra le 2 e le 4 (Figura 4). Alle 3 smette di piovere ed il picco di piena arriva alle 5 (Figura 4 tratto da D ad E). Quindi il tempo di corrivazione corretto (considerando il massimo della cumulata e il picco di piena) è di 2 ore, non 4.



In base a quanto sopra:


1.     alle 11 è stata aperta la diga creando un battente idraulico ipotetico di circa 1,7 metri (da un livello idrometrico di 1,6m a 3,3m) superiori alla naturale portata del fiume.

2.     alle 22 è stata chiusa la diga riducendo il battente idraulico di circa 1,1 metri

quindi, l’effetto dell’apertura dell’invaso di Bilancino sembra aver incrementato di più di 1m il naturale livello del fiume con conseguente incremento di portata in base alla sezione dell’alveo.



Vediamo ora quello che succedeva a Borgo San Lorenzo….

A Borgo San Lorenzo comincia a piovere circa alla 7,30, in modo uniforme fino alla mezzanotte (Figura 5 punto A).

L’idrogramma a Dicomano (a valle di Bilancino e di Sagginale) presenta un andamento più regolare, con una crescita uniforme fino alla mezzanotte, e non si presentano i picchi di apertura-chiusura diga molto probabilmente perché siamo lontani da Bilancino (Figura 6 tratto da A a B)

A mezzanotte la crescita si arresta ed evidenzia un effetto Plateau (Figura 6 punto C)…… O perché…..??? Perché la piena è laminata dalle varie fuoriuscite tra Sagginale e Dicomano o più probabilmente perché da Bilancino a Dicomano di vogliono 2 ore di corrente del fiume e quindi nel momento in cui chiudono la diga (alle 22), dopo due ore l’effetto si risente a Dicomano (a mezzanotte)???



Inoltre un metro in meno di acqua, avrebbe evitato l’esondazione della Sieve a Sagginale (Figura 6 punto B)?







 
Siccome era noto da giorni che lunedì 10 febbraio sarebbe stata una giornata molto difficile, mi piacerebbe sapere:

  1. perché non sia stata effettuata una apertura della diga di Bilancino nei giorni precedenti quando il livello della Sieve e dell'Arno avrebbero consentito un sicuro deflusso delle acque,
  2. i motivi di questa gestione dell'invaso di Bilancino, che almeno all'apparenza sembra essere "scriteriata"
  3. le possibili correzioni alle procedure di preparazione degli invasi del bacino dell'Arno in   previsione di intense precipitazioni

Quindi bisognerebbe che gli Enti Locali (Regione, Provincia di Firenze, Comuni, Autorità di Bacino) venissero sensibilizzati affinché venga effettuata una rapida inchiesta volta a capire i motivi di quanto sopra riportato, anche perché il 10 febbraio il problema ha riguardato Sagginale ma una gestione errata dell'invaso potrebbe portare gravi problemi anche in zone più a valle, Firenze compresa.



Si ringrazia per le informazioni Guglielmo Braccesi e Aldo Piombino al quale, per questo post, ho parzialmente "rubato" una e-mail.....

Saluti a tutti..... e speriamo bene!!


8 commenti:

  1. fig3: 2 cm d'acqua sulla superficie del bacino imbrifero in 5 ore, poi 5 cm d'acqua in 10 ore... con tutto rispetto, ma la precipitazione indicata dalla stazione pluviografica mi sembra alquanto modesta. In genere gli scrosci d'acqua scaricano 20-30 cm di pioggia in 1 ora (gli scroci vanno comunque valutati in 5-15-20 minuti), oppure le pioggie intense scaricano 150 mm d'acqua in 6-12 ore.
    In effetti l'intensità sta sotto i 10 mm/h ovvero per 4 ore sotto il livello di "rovescio" e per il resto pure sotto il livello di "pioggia forte".
    Sarebbe utile guardare lo storico negli annali pluviografici per fare un confronto o valutare + stazioni metereologiche per valutare la media delle precipitazioni nell'area imbrifera.

    Il tempo di corrivazione considera non solo il tempo che impiega la generica goccia per passare da una sezione all'altra del fiume, ma il tempo da quando cade a terra nel punto + distante dal bacino (il fiume) per arrivare fino ad una data sezione.
    Dai grafici sembrerebbe che il tempo di corrivazione sia di circa 1 ora.

    Potrebbe esserci stato il bacino a monte carico al limite già alle 11 per cui son stati costretti ad aprire la bocca di fondo o di mezzo fondo del tutto per poi ridurla a metà portata. Quindi la successione sarebbe stata: aver aperto il bacino al massimo deflusso per svuotarlo, poi aver aperto la diga a metà, chiusa alle 22 circa per '30 minuti e poi di nuovo aperta a metà.
    Infatti alle 7 (diga chiusa, precipitazioni assai modeste) ed alle 22 (diga parzialmente aperta 1 ora dopo intensità con "pioggia forte") l'effetto delle precipitazioni con un tempo di corrivazione di 1 ora sembra assai modesto anche con la diga chiusa (da un lato un crollo totale, dall'altro nessun innalzamento della portata per le precipitazioni modeste). Quindi si potrebbe dedurre che l'interesse fosse non tanto quello di laminare una parte della piena, quanto quello di non superare certi limiti di invaso sul bacino...non a caso i punti C e D sono a metà del seguente libero deflusso dal massimo in E in poi e le pendenze sono le medesime per i tratti BC e DE.

    bbye

    (Edit messaggio precedente)

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    Risposte
    1. @The Q
      Ciao Q
      1) Le piogge non sono state eccezionali sono completamente d'accordo (ho precisato nel testo), anzi forse anche meno di fine gennaio quando la Sieve non è esondata......
      2) Relativamente al tempo di corrivazione ho cercato di semplificare il concetto, ma l'ho specificato meglio nel testo...... non tutti quelli che leggono sanno di quello che si parla..... Piccola precisazione, io non ho parlato di corrivazione tra due sezioni dell'alveo.
      3) Apertura completa/meta o chiusura.... purtroppo sono interpretazioni dai grafici...... il concetto è perchè non è stata aperta il giorno prima come gli invasi di Levane e La Penna.....? Poi Quanto ha influito l'apertura della diga con l'esondazione a Sagginale....?

      Di questo però non si parla........

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    2. Questo commento è stato eliminato dall'autore.

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    3. Comunque sui siti:
      http://www.meteocarmignano.it/wxadbilancino.php
      e
      http://opendata.comune.fi.it/publiacqua/dataset_0273_grafico.html
      CI sono i dati dell'altezza della colonna d'acqua e dei milioni di metri cubi invasati fermi guardacaso al 9 febbraio 2014 con 70 milioni di meri cubi.
      Che fosse pieno è fuori dubbio. Vediamo al prossimo aggiornamento cosa indica.

      Avendo il valore di mc di quanto è stato svutato ed in quanto tempo (m^3 su ora) hai una portata media defluita dall'invaso da confrontare con la portata media rilevata a Sagginale durante l'onda di piena.
      Non è un metodo esatto come calcolare il profilo del fiume durante la piena (cosa per cui in genere si paga un laureato in ingegneria civile ramo idraulico se non si sono estinti per la crisi del settore), ma sicuramente è indicativo.

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    4. Hanno pubblicato i dati. Due picchi da 69 a 72 milioni di metri cubi, quindi devono aver svasato 3 milioni di metri cubi in due momenti distinti con una pausa in mezzo in cui hanno conservato il bacino. Purtroppo l'ordine di grandezza della scala cronologica è molto largo per avere il giorno preciso
      Se si osservano gli anni dicembre 2011, dic.2012, dic.2013 si vede che quello è il periodo in cui si passa dalla magra al carico del bacino con curve di scarico programmate nel periodo di dicembre.
      Un piccolo improvviso come quello del febbraio 2013 lo si ha a marzo 2011.
      L'errore se di errore si può parlare è a settembre 2012 per cui si è svasato meno rispetto al settembre 2011 (un 20 milioni di MC in più).
      A questo punto varrebbe la pena verificare anni precedenti al 2011 per capire se si svasava sempre tanto rispetto al 2013 in prospettiva del ricarico di inizio anno, se hanno avuto problemi o se hanno cannato la previsione metereologica di medio-lungo periodo.

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    5. con curve di scarico programmate nel periodo di settembre.

      Uff ho scritto il mese sbagliato.

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  2. Massimo, grazie per questo "servizio" completo e dettagliato sul problema, dove ci sono anche delle risposte alla mia e-mail che hai citato. Credo che una riflessione importante vada fatta proprio sul fatto che Bilancino ha fatto esattamente l'opposto di ciò per cui è stato costruito.

    RispondiElimina

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