Introduzione al progetto
Le colate detritiche hanno da sempre rappresentato un pericolo per i territori montani e i bacini idrografici minori nei quali esse si sviluppano, in quanto sono composte da miscele di acqua e sedimenti di dimensioni molto diverse che improvvisamente discendono ad alta velocità lungo i ripidi canaloni incisi sui versanti delle montagne, percorrendo a volte grandi distanze. Le colate detritiche avvengono generalmente in estate e nel primo autunno e sono innescate dai temporali intensi estivi di breve durata (10-20 minuti); le colate sono impulsive e improvvise e causano danni ingenti agli edifici, interruzioni prolungate della viabilità e perdite di vite umane. Il loro potere distruttivo, dovuto all’elevata forza di impatto che presentano, caratterizza il rischio idrogeologico ad esse connesso, in particolare in quei territori che presentano una certa vulnerabilità.
Con il cambiamento climatico in atto tale rischio va manifestandosi in maniera sempre più crescente per l’uomo e i suoi insediamenti, a causa dell’aumento della frequenza delle degli eventi di colata dovuto ad un’intensificazione delle precipitazioni che le generano. Inoltre l’espansione delle attività socio-economiche rendono ancora più vulnerabile il territorio e la società stessa, proprio a causa di una maggiore esposizione al rischio.
In particolare dal 2009 diversi siti della valle del Boite (Provincia di Belluno) sono soggetti a crescenti eventi di colata che hanno causato danni e vittime. Lo stesso sta avvenendo a Gröbentalbach (Tirolo) dove l’aumento della frequenza di accadimento delle colate causa sempre più danni. L’evento meteorico eccezionale dell’ottobre 2018 (tempesta VAIA – precipitazioni di 300-700 mm e tempeste di vento), che ha colpito ampie parti dell’area Interreg Italia-Austria, il nord del Veneto, il Tirolo orientale e la Carinzia sud-orientale, ha generato numerose colate detritiche. Il numero elevato di siti potenzialmente minacciati, la poca flessibilità ed i costi elevati delle opere strutturali di difesa rendono i sistemi d’allarme e monitoraggio una delle contromisure più attuabili per mitigare il rischio da colata detritica.
Obiettivi
I sistemi di allarme e monitoraggio attuali, basati su sensori che individuano il passaggio della colata, permettono tempi di allerta brevi, in quanto una delle caratteristiche delle colate rapide è la velocità di propagazione, che può arrivare fino a 10 m/s sfruttando le elevate pendenze dei canaloni. Questi tempi sono sufficienti a chiudere una strada, ma non a spostare le persone, specialmente di notte. Obiettivo del progetto è sviluppare un sistema di allarme INnovativo per eventi di colAta DEtritica basato su previsioni a breve termine e Fenomenologia che si propone di riconoscere gli eventi di colata detritica con anticipi di tempo maggiori, collegando la previsione di precipitazione a breve termine o nowcasting (1-3 ore) con modelli idrologici e di innesco. La previsione di precipitazione, quale output del modello fisico matematico ad alta risoluzione INCA, viene trasformata in deflusso superficiale dal modello idrologico ZEMOKOST e il modello d’innesco e propagazione stima il corrispondente volume di detrito mobilitabile: se questo supera una valore critico o valore soglia, viene lanciato l’allarme.
Questo sistema innovativo di allarme si propone quindi di prevedere il fenomeno idrogeologico prima che lo stesso avvenga e con maggiore anticipo, segnalando così l’allarme in tempi adeguati per intraprendere azioni e attuare procedure di Protezione Civile a salvaguardia della pubblica incolumità.
Attività
L’attività progettuale coordinata dal Lead Partner Università di Udine (UNIUD) è dedicata all’ottimale gestione, controllo e rendicontazione delle attività e delle spese progettuali, vigilando sul rispetto delle previsioni del Contratto di Partenariato e del Contratto di Finanziamento FESR (Fondo Europeo di Sviluppo Regionale) sottoscritto tra il Lead Partner e l’Autorità di Gestione (rappresentata quest’ultima dall’ufficio per l’integrazione europea della Provincia autonoma di Bolzano), oltre che del Programma di Cooperazione Interreg V-A Italia-Austria. Il Lead Partner assume la responsabilità amministrativa e finanziaria complessiva dell’attuazione progettuale, coordinando i Partner e collaborando con loro nel monitoraggio e nella verifica dello stato di avanzamento periodico delle attività e delle spese previste. Inoltre tale attività comprende l’efficace gestione delle relazioni tra i vari Partner e con le Autorità di Programma e l’avvio e mantenimento di efficaci flussi di comunicazione e scambio di dati tra i beneficiari dell’iniziativa, oltre che tutte le operazioni funzionali alla puntuale rendicontazione progettuale delle spese ai Controllori di Primo Livello (FLC – First Level Control) ed all’Autorità di Gestione, con la richiesta al Programma del pagamento dei contributi spettanti sulla base dei costi sostenuti e convalidati.
ARPAV è leader di questa strategica attività progettuale che riguarda la diffusione degli obiettivi e dei risultati del progetto. Il progetto si rivolge a due diverse tipologie di uditorio:
- tecnici della difesa del suolo e addetti ai lavori, ai quali verranno presentate le attività progettuali e proposto l’innovativo sistema di allarme, ribaditi i criteri di previsione e allertamento e la dinamica delle colate detritiche;
- portatori d’interesse, in primis amministrazioni comunali e cittadini, ai quali verranno presentati i criteri di previsione e allertamento e la dinamica delle colate detritiche.
Durante gli incontri verrà presentato anche il sito Web del progetto, con la sua struttura ed i contenuti previsti.
Alla fine del progetto si terranno incontri finali con la popolazione e gli stakeholders locali e con i tecnici responsabili della difesa del territorio, per mostrare i risultati del progetto, differenziando le tematiche affrontate. La partecipazione all’incontro con i tecnici responsabili della difesa del territorio verrà estesa alle altre regioni dell’arco alpino. Gli incontri esterni per la popolazione verranno pubblicizzati mediante avvisi e volantini da distribuirsi negli insediamenti minacciati dalle colate e a quelli vicini, mentre quelli interni per i tecnici responsabili mediante inviti ufficiali agli enti dell’intero arco alpino che si occupano della difesa del territorio.
In questa attività progettuale, il cui Leader è UNIUD, entra in gioco l’applicativo webGIS, il quale integra su una piattaforma le informazioni derivanti dai diversi modelli operanti al fine di ottenere una previsione della magnitudo (volume) delle colate detritiche. In particolare l’applicativo webGIS è sviluppato in modo tale da ricevere i dati di previsione di precipitazione in arrivo da INCA e mandare successivamente in esecuzione ZEMOKOST e il modello di innesco e propagazione delle colate detritiche. I diversi modelli devono essere armonizzati per quanto riguarda il formato, in modo tale che i risultati di un modello possano essere i dati di entrata di quello successivo. In questo caso l’output modellistico della previsione di precipitazione costituirà l’input del modello afflussi-deflussi e i risultati derivanti dalla modellazione del modello idrologico costituiranno i dati di ingresso del modello di innesco e propagazione delle colate.
Un’attività fondamentale del progetto – coordinata dall’Università di Padova (UNIPD) che ha una grande e lunga esperienza in materia – è il monitoraggio delle colate detritiche e la stima del volume di sedimenti che queste trasportano, al fine di procurare i dati necessari ad eseguire il test del sistema di allarme innovativo proposto. I bacini del torrente Moscardo (Friuli), Rovina di Cancia e rio Rudan (Veneto), Bettelwurfmure e Gröbentalbach frequentemente soggetti a fenomeni di colata detritica, sono i siti scelti per l’attività di monitoraggio in campo. Tale attività si esplica innanzitutto nella misura, tramite pluviometri, della cumulata pluviometrica e dell’intensità di precipitazione (o tasso di precipitazione), in un intervallo di tempo definito, in grado di innescare il fenomeno della colata detritica. Vi sono poi i sensori che misurano la profondità del flusso e sensori come i cavi a strappo che consentono di rilevare il passaggio di una colata detritica Altri sensori sempre più utilizzati sono i geofoni i quali hanno il pregio di non essere a contatto con il flusso di detriti ma necessitano di studi approfonditi per essere opportunamente tarati. Inoltre alcune videocamere vengono poste nella zona di innesco e in punti strategici lungo il percorso della colata, in modo da poterne visionare la dinamica.
Le attività di monitoraggio sono completate da rilievi geologici, topografici, morfologici, sedimentologici, ed uso del suolo, necessari per l’utilizzo dei modelli afflussi-deflussi e di innesco.
I rilievi topografici sono eseguiti all’inizio e dopo ogni evento di colata per determinare il volume di sedimento mobilitato e trasportato. Vengono infine raccolti i dati relativi ad eventi storici di colate detritiche (precipitazione e volume di sedimento trasportato) occorse nei bacini oggetto di studio.
Questa attività, il cui leader è BFW – Bundesforschungszentrum für Wald – riguarda il test dell’applicativo webGIS (ovvero il nuovo sistema di allarme) sulla base dei dati raccolti in campo. L’applicativo webGIS verrà testato per ognuno dei siti previsti utilizzando sia la documentazione storica che i dati ottenuti dal monitoraggio di eventi di colata detritica durante il periodo del progetto. In particolare si redigerà una matrice di valutazione (allerta/evento) per tutti gli eventi osservati. Inoltre, le tempistiche degli eventi avvenuti, i deflussi superficiali osservati prima della generazione delle colate ed il volume di sedimento trasportato verranno confrontati con i risultati dei singoli modelli per ogni evento di colata avvenuto durante il progetto e per quanto possibile anche per gli eventi storici di cui si ha la documentazione. Sulla base di questi test si inizierà a valutare l’efficienza dell’intero sistema ricercandone l’ottimizzazione. L’interfaccia ed il trasferimento dati dal server esterno su cui gira il modello di previsione a breve termine e quello dell’applicativo webGIS insieme all’implementazione dei modelli afflussi-deflussi e di innesco della colata detritica verranno valutati in base ai tempi di trasferimento dei dati e di calcolo.
I risultati della previsione di precipitazione a breve termine (1, 2 e 3 h) verranno controllati per determinare una tempistica d’allerta ottimale che minimizzi il numero di falsi allarmi e che sia il più estesa possibile estesa perché tempistiche maggiori permettono un miglioramento significativo della gestione delle azioni di protezione civile.
I risultati dell’applicativo saranno ulteriormente validati mediante confronto con sistemi d’allarme esistenti basati su un approccio statistico sviluppato da ZAMG che permette un’analisi costi-benefici. Infine, ultimo ma non meno importante, la possibilità di utilizzo operativo del sistema proposto sarà discussa e adattata mediante un processo iterativo che soddisfi i requisiti degli stakeholders.