SULLA PERCEZIONE DEGLI EVENTI DI PIENA

Un comune cittadino, in riferimento agli eventi meteorologici e alle relative conseguenze,  normalmente correla linearmente causa con effetto: quindi a molta pioggia corrisponde grande evento di piena, se aumenta la frequenza degli eventi di pioggia intensi aumenta la frequenza dei conseguenti eventi di piena, ecc…

In realtà il legame causa-effetto nel caso precipitazione e portata massima non risponde o non trova ragione in una percezione immediata e superficiale dell’effettivo legame.

Se consideriamo una bacino idrografico di area S, caratterizzato da tempo di corrivazione Tc, da piovosità h correlata a dato tempo di ritorno Tr, infine da coefficiente di deflusso Fi, è noto dal metodo razionale che la portata al picco Q_MAX dell’evento di piena dipende funzionalmente da S, Tc, h, Tr e Fi (vedi Figura 1). A parita di bacino, tempo di ritorno e precipitazione la portata massima dipende quindi da Tc e Fi. Quindi Q_MAX=f(Tc, Fi).

A titolo esemplificativo si consideri ora una quarantina d’anni di vita idrografica di un bacino (arco di tempo esperienziale per la vita di un comune cittadino osservatore). La percezione dell’andamento del dato idrologico può essere riassumibile dall’andamento nel tempo dei picchi di portata massima annuale (vedi Figura 2).

Il comune cittadino percepisce una data portata massima da intendersi come valore normale massimo P_iniziale e relativamente costante in ogni anno; in alcuni anni il valore di portata massima annuale può essere più elevato del valore normale percepito ed essendo di maggior entità può trovare memoria nel comune cittadino ed essere riassunto in un intervallo medio di tempo X_iniziale nel quale tende ciclicamente a riproporsi.

Quanto scritto presuppone l’invarianza di Tc e di Fi. Ipotizziamo ora che il bacino sia interessato da modificazioni urbanistiche dell’uso del suolo nell’arco dei 40 anni di vita idrografica presa in considerazione. Per comodità concentriamo all’anno 11, all’anno 21 e all’anno 29 gli interventi modificativi all’impermeabilizzazione del bacino. Ipotizziamo quindi che nell’anno 11 il valore Fi aumenti del 50%, nell’anno 21 di un ulteriore 50% e nell’anno 29 di un ulteriore 50%. Di conseguenza Fi dopo l’anno 11 aumenterà di 1,5 volte, dopo l’anno 21 di 2,25 volte, dopo l’anno 29 di 3,375 volte. Ricreiamo quindi la storia idrografica del nostro ipotetico bacino nei 40 anni (vedi Figura 3).

Le modificazioni imposte a Fi, a parità di Tc, porta ad un diverso andamento dei valori di portata massima annuale (vedi Figura 4).

La portata massima annuale ricorrente percepita dal valore P_iniziale arriverà al valore P_finale (quantitativamente superiore) mentre l’intervallo X_iniziale assumerà il valore X_finale (di molto inferiore).

Stimiamo ora, anche se in modo  relativamente grezzo, di quanto possono cambiare in 40 anni i valori che definiscono per ogni anno la Q_MAX al variare dei parametri sopra citati (ovvero S, Tr, h, Tc, Fi). Vedi Figura 5.

S può considerarsi di fatto una costante, quindi una invariante se l’obiettivo è qualificare la percezione del comune cittadino.

h, e quindi Tr, con il quale è instaurabile un legame statistico-probabilistico numericamente quantificabile, possono assumere valori diversi nell’arco dei quarantanni. Si ritiene che ipotizzare variazioni del 20% o anche del 30% in più o in meno sia ampiamente cautelativo in riferimento alle considerazioni in parola.

Tc? Sicuramente può variare nel’arco dei 40 anni; in ragione della variazione di h e Tr ma soprattutto in ragione della variazione di Fi (con il quale è più robustamente correlabile). In termini assoluti è ipotizzabile una variazione (in più o in meno) anche del 50-100% o più.

Come incide invece Fi nella percezione di Q_MAX? Nell’ipotesi graficata in precedenza si è ipotizzato che Fi iniziale di seguito aumenti di 1,5; 2,25 e 3,375 (quindi con un aumento del 336%). Per una superficie completamente impermeabilizzata Fi potrebbe assumere anche valori maggiori (quasi prossimi all’unità). Se prendiamo un valore credibile e minimale di Fi (diciamo 0,05) ed una valore credibile massimo di Fi (diciamo 0,99) si ottiene un aumento massimo teorico del 1980%.

Il parametro più incidente sul valore (e quindi sulla percezione) della portata massima Q_MAX, che si ripresenta ricorrentemente, è quindi Fi. Il parametro che più incide sulla percezione del comune cittadino, in merito all’intervallo di accadimento di eventi catastrofici, dovrebbe essere allo stesso modo il coefficiente di deflusso Fi. La variazione dello stesso nel tempo può considerarsi in genere la correlazione più robusta in riferimento all’andamento della Q_MAX e dell’intervallo percepibile di eventi catastrofici.

Conclusioni:

1) è fondamentale procedere a modificare il territorio urbanisticamente e con interventi edilizi con tecniche vincolanti di mitigazione idraulica (stabilizzazione idraulica degli interventi);

2) il legame andamento entità e frequenza della piovosità intensa non è necessariamente lineare con il corrispondente andamento di entità e frequenza della portata massima di piena (alcuni parametri che qualificano in fenomeno incidono in modo trascurabile qualora gli stessi si modifichino o vengono modificati nel tempo, il parametro coefficiente di deflusso presenta un legame robusto e la corrispondente variazione incide sulla portata massima in modo percepibile anche se minimale in valore assoluto).

3) può essere fuorviante considerare l’aumento della frequenza degli eventi di piena con dipendenza esaustiva e diretta soprattutto con l’ingresso di precipitazione. In tal senso la percezione del comune cittadino andrebbe attentamente corretta o specializzata.

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Paron, 31/5/2020