Criteri di ricerca della capacità di smaltimento del sistema arginale romagnolo: fiumi Montone e Ronco

This study is part of a research project developed by the Department of Civil and Environmental Engineering at Politecnico di Milano, commissioned by the Civil Protection Agency of the Emilia Romagna Region following the 2023 flood events in the area. The project has multiple objectives, including establishing criteria and methodologies to assess the hydraulic vulnerability of numerous water courses, all aimed at reducing hydraulic risks across the territory. This thesis proposes a new methodology to assign and determine the levels of hydraulic criticality in river reaches. The analysis evaluates the maximum discharge capacity of each reach without causing overflows in the floodplain areas, thereby identifying the sections that require priority attention from the authorities in the event of flooding. In particular, the proposed method is applied to the rivers Ronco, Montone and Fiumi Uniti. During the two meteorological events of May 2023 severe rainfalls caused flooding, levee breaks and landslides in the Romagna region. Water heights above the most critical alert threshold were recorded at hydrometers. The Montone river flooded during both flood events in May 2023, while the Ronco only during the second event. In order to assess the discharge capacity of the river reaches, a hydraulic model of the rivers was built using the 1D version of the HEC-RAS software. Once the maximum discharge capacity is identified, the hydraulic analysis consists of determining the flow discharges for which levees are overtopped. The rivers are subdivided into stretches in order to assess the propensity to overflow on a local scale. The analysis is performed separately for both river banks. The discharge capacity is classified into 4 classes of increasing flow rate (red to green): the minimum flow rate (red) is the maximum discharge capacity of the reference embanked river stretch, while the maximum flow rate (green) is that which causes the overflow of 30% of the considered river stretch. Also, the exposure along the riversides was evaluated in terms of soil use categories. The results show that some of the most critical reaches coincide with the areas flooded in May 2023. In addition, the analysis of land use shows that along the embanked stretches there are many houses exposed to flood risk. The proposed method proves to be suitable to provide authorities information at a local scale about which stretches require interventions in terms of maintenance and consolidation of the levees. Also, this innovative methodology can be applied to different watercourses characterized by a levees system in order to support effective risk management that can cope with extreme weather phenomena and consequent major flooding.

Questo studio è parte di un progetto di ricerca sviluppato dal Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale del Politecnico di Milano, commissionato dall'Agenzia di Protezione Civile della Regione Emilia Romagna, a seguito degli eventi alluvionali del 2023 che hanno interessato l'area. Il progetto ha molteplici obiettivi, tra i quali la definizione di criteri e metodologie per la valutazione della vulnerabilità idraulica di numerosi corsi d'acqua, al fine di ridurre il rischio idraulico sul territorio. Questa tesi propone una nuova metodologia per determinare i livelli di criticità idraulica dei corsi d'acqua. L'analisi valuta la capacità massima di smaltimento di ciascun corso d'acqua senza che si verifichino esondazioni nelle aree golenali, identificando così le sezioni che richiedono un'attenzione prioritaria da parte delle autorità in caso di alluvione. In particolare, il metodo proposto è applicato ai fiumi Ronco, Montone e Fiumi Uniti. Durante i due eventi meteorologici di maggio 2023, le intense piogge hanno causato estesi allagamenti, rotture arginali e frane nell’area romagnola. Sono state registrate altezze idrometriche superiori alla soglia di allerta più critica. Il fiume Montone è esondato durante entrambi gli eventi di maggio 2023, mentre il Ronco durante il secondo. Al fine di valutare la capacità di smaltimento dei tratti arginati, è stato costruito un modello idraulico dei corsi d’acqua con il software HEC-RAS, nella versione monodimensionale. Determinata la massima capacità di smaltimento, l’analisi idraulica consiste nella ricerca delle portate che provocano la tracimazione arginale. I corsi d’acqua sono suddivisi in tronchi per poter valutare a scala locale la propensione al sormonto. L'analisi viene eseguita separatamente per ciascuna sponda dei fiumi. La capacità di smaltimento è valutata in base a 4 classi di portata crescente (dal colore rosso al verde): la portata minima considerata (rosso) è la massima capacità di smaltimento del tratto fluviale arginato, mentre la portata massima (verde) è quella che provoca l’esondazione del 30% del tratto fluviale considerato. Inoltre, è stata valutata, in termini di categorie di uso del suolo, l'esposizione lungo le sponde dei fiumi. I risultati mostrano che alcuni dei tratti arginali più critici coincidono con le aree inondate nel maggio 2023. Inoltre, l'analisi dell'uso del suolo evidenzia che lungo i tratti arginati sono presenti molte abitazioni esposte al rischio alluvionale. Il metodo proposto si dimostra adatto a fornire alle autorità informazioni a scala locale su quali tratti fluviali richiedono interventi di manutenzione e consolidamento degli argini. Questa metodologia può essere applicata a diversi corsi d'acqua caratterizzati da un sistema arginale, al fine di supportare un'efficace gestione del rischio che possa far fronte a fenomeni meteorologici estremi e alle conseguenti alluvioni.