Scenario-based emergency plan for dam-induced floods. Development of damage scenario, identification of main challenges and evacuation modelling for the area of the Pagnona dam in Lombardy

This work is framed in an internship experience carried out by the author at the Emergency Planning Office of the Civil Protection Service of the Lombardy Region, in which the main task was to contribute with the drafting of the first regional emergency plan considering the risk associated with the potential failure of the dams in the region. This task became mandatory after the issuance of the 2014´s Italian National Directive related to the Civil Protection activities in basins on which large dams are present. In this context, this thesis presents an overview of the state-of-play of the emergency planning regarding dam risks in Lombardy, ranging from the description of the updated regulatory framework, to the analysis of the actual response scenarios available for the Municipalities located downstream of the dams. It is then presented a guideline for the elaboration of emergency plans, that will include the contents that regional and municipal administrations located downstream of the reservoirs should include in their emergency plans. Special focus will be devoted to the development of evacuation plans, using the transportation engineering software CUBE for the evaluation of different scenarios of evacuation of the risk area, setting as inputs for the analysis the different origin/destination matrices, and the network supply that allows to simulate the movement of the vehicles through the network. The outputs will allow planners to analyze the different costs in terms of evacuation time related to each scenario, in order to select the most suitable one. Following, it is presented the application of the methodology for the case of study of the Pagnona Dam, located in Lecco Province, illustrating the data, analyses and processes carried out by the author for the development of the plan. To conclude, the model of the emergency plan is presented, followed by a list of impressions on the criticalities found by the author in the development of this thesis, together with a set of recommendations for the development of the remaining 70 dams of Lombardy whose emergency plans should be performed in the near future.

Questa tesi è sviluppata all'interno di un'esperienza di tirocinio svolta dall'autore presso la Struttura di Pianificazione di Emergenze del Servizio di Protezione Civile della Regione Lombardia, in cui il compito principale è stato quello di contribuire con la stesura del primo piano di emergenza regionale considerando gli scenari di rischio associati a situazioni critiche che si possono verificare nelle dighe della regione. Questo compito è diventato obbligatorio dopo l'emanazione della Direttiva Nazionale del Presidente del Consiglio dei Ministri di 2014 relativa alle attività di protezione civile nei bacini in cui siano presenti grandi dighe. In questo contesto, questa tesi presenta una panoramica dello stato della pianificazione di emergenza per quanto riguarda il rischio diga in Lombardia, che comprende gli aspetti legati al quadro normativo aggiornato, oltre all'analisi degli scenari di risposta attuali disponibili per i Comuni situati a valle degli sbarramenti. Vengono quindi presentate delle linee guida per l'elaborazione di piani di emergenza, che includeranno i contenuti che le amministrazioni regionali e municipali situate a valle degli invasi dovrebbero includere nei loro piani di emergenza. Particolare attenzione sarà dedicata allo sviluppo di piani di evacuazione, utilizzando il software di ingegneria dei trasporti CUBE per la valutazione di diversi scenari di evacuazione dell'area a rischio, considerando come input le diverse matrici Origine/Destinazione ottenuti dall'analisi della domanda di trasporto, assieme all'offerta rappresentata dalla rete stradale. Una volta modellato il movimento dei veicoli attraverso la rete, i risultati permetteranno ai pianificatori di analizzare i diversi costi in termini di tempo di evacuazione relativi a ciascun scenario, al fine di selezionare quello più adatto. Di seguito viene presentata l'applicazione della metodologia per il caso studio della Diga di Pagnona, situata nella Provincia di Lecco, e sono illustrati i dati, le analisi e i processi effettuati dall'autore per lo sviluppo del piano. Per concludere, viene presentato il modello del piano di emergenza, seguito da un elenco di impressioni sulle criticità riscontrate dall'autore nello sviluppo di questa tesi, insieme a una serie di suggerimenti per lo sviluppo della pianificazione delle restanti 70 dighe Lombarde, da realizzare in un prossimo futuro.