Progettazione resiliente delle opere idrauliche. Effetti del cambiamento climatico valutati sulla base di osservazioni idrologiche su un bacino laboratorio dell'Italia centrale

This thesis discusses the effects of climate change on the design of some hydraulic projects focusing on the criteria that can enhance the resilience performance. With the purpose of show the effects of the climate dynamics on river flows it has been identified a specific "lab basin" chosen based on the stability of coverage and land use over time and the simultaneous availability of historical series of significant extension. In this basin it has been found an increasing trend of temperature and a relevant decreasing trend on river flows. The most significant results show a severe loss in annual volumes produced by the basin, but there were no significant trends in extreme values. Therefore it was concluded that, in this specific climate area, global change doesn’t produce relevant effect on the performance of flood storage area. A resilient design is still important to ensure the performance of the works under varying design conditions; we discuss a specific case relating to the flood storage areas. Instead global change effects on water management are extremely important. To highlight this perspective we evaluated some design criteria of a reservoir that has to satisfy different needs. This analysis showed that design considering stationarity of the hydrological variable brings necessarily in a severe increase in failure rate of works over time.

La tesi discute gli effetti del cambiamento globale sulla progettazione di alcune classi di opere idrauliche evidenziando i criteri che ne possano esaltare la resilienza prestazionale. Al fine di enucleare gli effetti della dinamica del clima sulle portate fluviali si è individuato uno specifico “bacino laboratorio” prescelto in base alla stabilità delle coperture e degli usi del suolo nel tempo e alla contemporanea disponibilità di serie storiche di estensione significativa. Su tale bacino è stata confermata la presenza di trend sulle temperature (crescenti) e se ne è evidenziato uno ulteriore e rilevante sulle portate (decrescenti). I risultati più significativi mostrano una drastica diminuzione dei volumi annuali prodotti dal bacino, mentre non si sono registrati trend significativi per quanto riguarda i valori estremi. Si è dunque concluso che, nello specifico del tipo climatico dell’area in oggetto, il cambiamento globale non produce effetti rilevanti sulla stabilità prestazionale delle opere per la laminazione delle piene. Una progettazione resiliente è comunque importante per garantire il rendimento delle opere al variare delle condizioni di progetto e su questo si discute uno specifico caso relativo alle casse di espansione. Sono invece estremamente rilevanti gli effetti del global change sulla gestione della risorsa. Per evidenziare tale aspetto sono stati valutati i criteri di progettazione di un serbatoio ad uso plurimo. Da tale analisi è emerso che la progettazione svolta considerando serie idrologiche stazionarie comporta inevitabilmente un drastico incremento dei casi di fallanza dell’opera nel corso del tempo.