Valutazione del deflusso di piena di un bacino idrologico ed applicazione di un modello 2D per acque poco profonde per la simulazione della inondazione del corso d¿acqua nelle aree di pianura.

Il problema della simulazione numerica delle inondazioni fluviali e della conseguente definizione delle aree a rischio di allagamento nelle vallate e nelle pianure alluvionali ha assunto una grande rilevanza in relazione alla difesa del suolo e alla pianificazione del territorio. Data la limitata profondità della corrente in rapporto alle sue dimensioni planimetriche, la simulazione idraulica della propagazione della piena nella piana alluvionale si può ottenere utilizzando le equazioni per acque poco profonde. Tale approccio, che descrive le caratteristiche idrauliche mediate lungo la verticale, è considerato adeguato se le velocità verticali e le variazioni di densità sono limitate. La gran parte delle applicazioni considera le equazioni bidimensionali (2D) in forma variamente semplificata, mentre sono ancora poche le applicazioni delle equazioni 2D complete. Nella ricerca si propone di risolvere il sistema di equazioni differenziali in forma completa utilizzando uno schema alle differenze finite che accoppia il metodo implicito delle direzioni alterne (ADI) con quello Euleriano-Lagrangiano (ELM). Nello schema risolutivo le variabili sono calcolate nei nodi di una griglia ortogonale; la quota z è calcolata al centro della cella, mentre le componenti della velocità U e V sono calcolate al centro dei bordi della cella. La griglia ortogonale dello schema numerico di integrazione è fatta corrispondere con la griglia del modello digitale del terreno (DEM), dal quale si ottengono le quote geodetiche e i coefficienti di scabrezza del fondo, dedotti dal tipo di copertura e di uso del suolo. La risoluzione delle equazioni mediante uno schema che fa uso di una griglia ortogonale agevola la gestione delle fasi di transizione asciutto-bagnato-asciutto, punto critico dei modelli idrodinamici bidimensionali utilizzati per la simulazione delle esondazioni fluviali. Lo schema risolutivo è completato dalle condizioni iniziali e al contorno. Le condizioni al contorno sono state implementate, in questa analisi, imponendo a monte un idrogramma della portata immessa dal bacino imbrifero e a valle delle condizioni conservative. Le condizioni iniziali sono state considerate quelle corrispondenti alla condizione idrostatica. La sensitività del modello alla risoluzione dello schema numerico e ai parametri è stata indagata utilizzando una procedura di analisi univariata, considerando incrementi spaziali di 2, 5 e 10 m, passi temporali di 1, 2 e 4 s, coefficienti di Manning compresi tra 0.03 and 0.06 m-1/3s, e coefficienti per il calcolo della viscosità turbolenta compresi tra 0 e 1. Il modello, sotto questa forma, è stato applicato, calibrato e verificato in ambienti lagunari dove era disponibile una grande mole di dati climatici, idrometrici e correntometrici (Niedda e Greppi, 2007). In particolare, si è dimostrato particolarmente robusto nella previsione delle oscillazioni di risonanza indotte da fenomeni atmosferici e di marea.