Modellazione idraulica per la stima delle soglie critiche del torrente Rupinaro

Abstract

Nell'ambito della gestione del rischio idraulico nei piccoli bacini liguri, gli strumenti di monitoraggio utilizzati dalla Protezione Civile sono generalmente associati a soglie riferite alle sole criticità locali delle sezioni o dei tratti monitorati. Il presente lavoro affronta il caso del torrente Rupinaro, nel Comune di Chiavari, il cui reticolo idrografico è costituito da due principali tributari e da un tratto vallivo di circa 2 km. Attualmente il Comune dispone di una rete di monitoraggio pluvio-idrometrica, comprendente tre idrometri installati sui due tributari e nel tratto terminale, e del Modello Piccoli Bacini di ARPAL, le cui soglie operative sono riferite alla sola sezione di chiusura del bacino. La tesi propone una metodologia per la definizione di soglie idrometriche associate alle criticità idrauliche presenti lungo l'intero reticolo, mediante l'integrazione tra monitoraggio idrometrico e modellazione idraulica. A tal fine è stato sviluppato un modello idraulico monodimensionale del torrente mediante il software HEC-RAS, utilizzando un rilievo topografico fornito dal Comune di Chiavari. Gli scenari di piena simulati sono stati definiti sulla base di ipotesi successivamente verificate mediante l'analisi degli eventi osservati dalla rete pluvio-idrometrica comunale e costruendo le scale di deflusso degli idrometri, combinando i risultati della modellazione idraulica con le osservazioni dei livelli registrati. Il modello è stato quindi utilizzato per individuare le portate associate a condizioni di criticità idraulica, considerando sia l'esondazione spondale sia il superamento delle condizioni di sicurezza presso ponti e coperture. Infine, mediante le scale di deflusso ricostruite, tali soglie sono state trasferite alle sezioni monitorate, ottenendo soglie idrometriche direttamente interpretabili durante il monitoraggio in tempo reale e potenzialmente impiegabili a supporto della gestione operativa delle emergenze di Protezione Civile.

Flood risk management in small Ligurian catchments relies on monitoring systems whose operational thresholds generally refer only to local hydraulic conditions at the monitored cross-sections or river reaches. This study focuses on the Rupinaro Stream, in the municipality of Chiavari (Italy), whose drainage network consists of two main tributaries and a downstream reach about 2 km long. The municipal monitoring system includes three water-level gauges installed on the two tributaries and the downstream reach, together with ARPAL's "Small Catchments Model", whose warning thresholds refer only to the basin outlet. This thesis proposes a methodology for defining water-level thresholds associated with hydraulic critical conditions along the entire river network by integrating hydrometric observations and hydraulic modelling. A one-dimensional HEC-RAS model was developed using a topographic survey provided by the Municipality of Chiavari. Flood scenarios were defined through assumptions subsequently validated by analysing recorded flood events and reconstructing the stage-discharge rating curves from hydraulic simulations and observed water levels. The hydraulic model was then used to identify the discharges corresponding to critical conditions, including bank overtopping and reduced hydraulic clearance at bridges and culverts. Finally, these discharge thresholds were converted into water-level thresholds at the gauged sections through the reconstructed rating curves, providing operational thresholds that can support real-time flood monitoring and Civil Protection emergency management.