Il rischio di piena in bacini montani

Nei bacini alpini, a seconda delle condizioni di temperatura esistenti al momento dell’evento, la precipitazione può avvenire in forma liquida su una parte del bacino (area contribuente) ed essere nevosa sulla restante parte. L’area contribuente giace al di sotto della quota di zero termico (ZT o snow line) e varia al modificarsi di questa quota in funzione delle caratteristiche altimetriche del bacino (Fig. 1).Fig.1 – Rappresentazione schematica del concetto di area contribuente in funzione del regime termico del bacino T(t) e del conseguente andamento stagionale dello zero termico ZT(t). La linea nera rappresenta ilr egime termico indisturbato, quella rossa esemplifica il caso di un ipotetico aumento delle temperature.

La risposta dei bacini di alta quota ad una precipitazione, dunque, dipende fortemente dalle condizioni di temperatura al momento dell’evento. Infatti quando la temperatura è molto bassa (al di sotto dello zero) una parte del bacino è interessata da precipitazione nevosa che si accumula e non partecipa alla formazione della portata. Questo fenomeno è in grado di mitigare notevolmente la gravosità di un evento di piena, e ciò avviene nella misura in cui si riduce l’area interessata dalla precipitazione liquida (area contribuente, in bianco nello schema qui a sinistra).

La nostra ricerca si propone di indagare gli effetti della variabilità dell’area contribuente sul rischio di piena nei bacini montani, attraverso la derivazione analitica della distribuzione di probabilità delle piene ottenuta con un modello geomorfoclimatico. Il modello ricostruisce gli effetti della variazione dell’area contribuente sulla base di descrizioni semplici della variazione stagionale dello zero termico e della curva ipsografica del bacino.

Il modello può anche essere usato come strumento per indagare la suscettibilità dei bacini montani al cambiamento climatico, ad esempio imponendo un aumento delle temperature medie annue. Temperature più alte di 2°C equivalgono ad un aumento della frequenza delle piene di K volte rispetto alle condizioni indisturbate (la variabilità di K è riportata in Figura 2  per una famiglia di bacini annidati aventi quota massima pari a 4500 m e quota minima variabile).

Fig. 2 – Il grafico mette in relazione il valore del coefficiente K con il preiodo di ritorno indisturbato RP (sulle ascisse) e con la quota della sezione di chiusura (sulle ordinate) nell’impotesi di un incremento della temperature di 2°C per una famiglia di bacini annidati aventi quota massima pari a 4500 m.

L’applicazione del modello ad ampie regioni consente di rappresentare il possibile incremento del rischio di alluvione nelle zone alpine (Fig.3).  L’obiettivo è particolarmente attuale, data l’estrema sensibilità delle regioni montane al cambiamento climatico.

Fig. 3 – Variabiltà dell’indice K (rapporto tra il tempo do ritorno industurbato ed il periodo di ritorno in condizioni climatiche diverse da quelle attuali) lungo il reticolo idrografico dell’arco alpino per un incremento della temperatura di 2°C con riferimento alla piena centenaria.

Un riassunto dei problemi relativi al rischio di alluvione nelle zone montane è esposto nella presentazione disponibile  QUI.

Pubblicazioni

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Bartolini, E. P. Allamano,F. Laio,P. Claps. Runoff regime estimation at high-elevation sites:a parsimonious water balance approach, Hydrology and Earth System Sciences,15,1661-1673, 2011[pdf] Times Cited: 6  (checked Sept. 2017)

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Larcher F.,P. Allamano,P. Claps,Estimation of the Heated Rain Gauge Error at a High-Elevation Site in the Italian Alps,Working-Paper 2009-01, Dipartimento di Idraulica,Trasporti ed Infrastrutture Civili, Politecnico di Torino,2009.[pdf]

 


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