Piene estreme dell'Aar - Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR 1 - DORA 4RI
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
P ien e es treme d ell ʼAa r 1
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Piene estreme dell’Aar
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
2 P i ene es t r em e del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Indice
4 Il progetto EXAR fornisce importanti basi decisionali per proteggere
meglio in futuro la popolazione e le importanti infrastrutture situate
lungo l’Aar contro le piene.
7 Grazie alla combinazione di diversi modelli e programmi di simula
zione, gli specialisti sono riusciti a determinare le portate di punta
dell’ Aar per un periodo di quasi 300 000 anni.
10 A causa dell’orizzonte temporale molto più lungo, in caso di eventi
estremamente rari le punte di piena dell’Aar potrebbero risultare
molto più alte del previsto. Infatti, a monte della confluenza dell’Aar
nel Reno sono possibili portate di oltre 7000 metri cubi al secondo,
pari a circa dodici volte la portata media.
14 Nel bacino idrografico sono presenti sei punti chiave che possono
influenzare la portata dell’Aar a livello interregionale. Eventuali
cedimenti molto improbabili delle dighe di sbarramento potrebbero
inondare di alcuni metri ampie zone dello Seeland.
19 Per cinque siti, tra cui anche i siti lungo l’Aar su cui sorgono le cen
trali nucleari, EXAR fornisce dettagliate analisi del pericolo. Esse
dimostrano che sono possibili inondazioni soprattutto in caso di
cedimenti strutturali e ostruzioni del letto causate dal legname allu
vionale.
28 Le valutazioni, i calcoli e le simulazioni peritali dei processi natura
li e dei cedimenti strutturali tecnici comportano alcuni elementi di
incertezza. Sebbene sia possibile solo avvicinarsi agli avvenimenti
reali, EXAR contribuirà a migliorare la valutazione del pericolo di
inondazione lungo l’Aar.
29 La metodica e i risultati di EXAR offrono molteplici possibilità d’im
piego e in futuro serviranno ad aiutare i responsabili durante le ana
lisi della sicurezza e i progetti di sistemazione idraulica.
P ien e es treme d ell ʼAa r 3
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Prefazione
Basi estese per la valutazione del pericolo
di inondazione
L’11 marzo 2011 il forte maremoto del Tōhoku davanti alle coste giapponesi del Paci
fico ha provocato uno tsunami con onde anomale alte alcuni metri che hanno inon
dato una superficie di oltre 500 chilometri quadrati sulla costa nordorientale dell’isola
principale di Honshū. L’alluvione su larga scala ha causato catastrofiche devastazioni,
è costato la vita a più di 15 000 persone ed è stato anche il fattore che ha scatenato il
grave incidente al reattore di Fukushima. Come in altre località europee, anche in Sviz
zera l’emissione nell’atmosfera di grandi quantità di sostanze radioattive in un paese
industrializzato quanto il nostro ha sollevato domande sulla sicurezza contro le piene
delle centrali n ucleari locali e, in generale, sulla sicurezza in caso di eventi estremi.
I calcoli svolti fino a oggi sulle portate dei nostri grandi corsi d’acqua per tempi di
ritorno rari si basano spesso su metodi differenti. Per alcune località mancano inoltre
statistiche a lungo termine, cosicché i necessari idrogrammi non erano disponibili per
tutti i principali campi di valutazione.
A causa di queste lacune, gli uffici federali dell’ambiente (UFAM), dell’energia (UFE),
della protezione della popolazione (UFPP) così come di meteorologia e climatologia
(MeteoSvizzera) hanno quindi deciso, insieme all’Ispettorato federale per la sicurezza
nucleare (IFSN), di elaborare delle basi standard per la valutazione del pericolo speci
fico locale causato da piene estreme. Sotto il coordinamento dell’Istituto federale di
ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL, negli ultimi anni si sono occupati del
progetto diversi atenei nazionali e internazionali, uffici di ricerca statali e studi inge
gneristici privati. Per convalidare la procedura proposta e i risultati raggiunti, è stato
coinvolto un consiglio di esperti che ha seguito il progetto fino alla sua conclusione.
Questo consiglio è formato da specialisti di varie università nazionali e internazionali
universalmente riconosciuti nel loro campo.
Il presente studio fornisce le basi per la valutazione del pericolo di inondazione spe
cifico locale lungo l’Aar. I risultati serviranno in futuro a valutare in modo più affidabile
i rischi causati da eventi di piena estremi. Inoltre, fungeranno da base per le valutazioni
della sicurezza degli edifici, degli impianti e delle infrastrutture che risultano di grande
importanza per la sicurezza della popolazione e per la piazza economica svizzera. I siti
critici nel bacino idrografico dell’Aar comprendono tra l’altro 19 opere di sbarramento
e le centrali nucleari Mühleberg, Gösgen così come Beznau I e II.
L’elaborazione di misure di protezione non è volutamente parte integrante del pro
getto EXAR. Tale compito spetta ai vari proprietari e gestori, così come alle relative
autorità di sorveglianza a livello cantonale o federale. È loro responsabilità adottare,
se necessario, le necessarie misure per ridurre al minimo i rischi. In generale, i risultati
del progetto potranno contribuire a proteggere meglio dalle piene le infrastrutture e gli
agglomerati urbani lungo l’Aar.
Karine Siegwart Christoph Hegg
Vicedirettrice Acting Director
Ufficio federale dellʼambiente UFAM Istituto federale di ricerca WSL
Birmensdorf, febbraio 2021
4 P i ene es t r em e del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Storia e obiettivi del progetto EXAR
Una base per una migliore protezione
contro le piene
La protezione contro le piene lungo l’Aar gioca un ruolo chiave per la sicurezza della popolazione
svizzera. Infatti, nel suo bacino idrografico sono presenti numerosi tra i maggiori centri ad alta
concentrazione urbana del paese. Il progetto EXAR fornisce importanti basi per l’analisi del peri-
colo di edifici, impianti e infrastrutture che risultano di grande importanza per la sicurezza della
popolazione e per la piazza economica locale.
L’obiettivo principale del progetto EXAR (dal te Con il progetto EXAR, lanciato nel 2013, gli
desco Extremhochwasser Aare – Rhein, ossia ffici federali coinvolti mirano ad ampliare l’o
u
«Piene estreme Aar – Reno») è verificare le basi rizzontate temporale per la valutazione del pe
utilizzate fino a oggi per la valutazione del pe ricolo a 100 000 anni se non a periodi ancora
ricolo di piene estreme, identificare eventuali più lunghi. In questo modo intendono coprire
lacune, colmarle e armonizzare i metodi di va anche eventi molto rari con i loro picchi di por
lutazione del pericolo. I risultati serviranno a va tata. Questo è collegato tra l’altro al fatto che
lutare nuovamente i rischi causati da eventi di le analisi di s icurezza delle centrali nucleari per
piena estrema a cui sono esposti gli edifici e gli la valutazione del rischio devono tenere conto
impianti situati lungo l’Aar. Tra questi rientrano dell’intero range di eventi, compresi quelli più
ad esempio 19 opere di sbarramento di centrali estremi.
idroelettriche e le centrali nucleari Mühleberg, Le estrapolazioni statistiche utilizzate sinora
Gösgen così come Beznau I e II. Nel quadro di per le opere civili di protezione contro le piene
questo progetto si è voluto anche chiarire, tra coprivano un periodo di tempo fino a 300 anni.
l’altro, quali fenomeni e concatenazioni di eventi Con orizzonti temporali che vanno al di là di
si verificano durante portate estreme e quanto questa soglia sussiste una progressiva incertez
probabili sono i cedimenti strutturali. Tra questi za. Per EXAR, i committenti hanno consapevol
ultimi rientrano ad esempio uno sbarramento mente fissato la soglia in modo che rappresen
parziale o totale della sezione del corso d’ac tasse anche periodi molto più lunghi, con eventi
qua, come quello che può verificarsi in seguito estremamente rari e i relativi valori estremi.
all’ostruzione del letto in prossimità dei ponti
a causa del legname alluvionale. I proprietari e Definizione della metodica
i gestori degli impianti, così come le relative All’inizio dei lavori, nel quadro di uno studio
autorità di sorveglianza, dovrebbero poter utiliz preliminare gli specialisti hanno definito i tratti
zare i risultati per valutare nuovamente la sicu fondamentali della metodica al fine di valutare
rezza di queste infrastrutture e, se necessario, meglio le piene straordinarie. Fino alla fine del
migliorarla. Il progetto non si occupa tuttavia 2015, diversi gruppi di lavoro hanno inoltre rac
di una valutazione del rischio e di conseguenza colto dati e risultati delle ricerche sulle portate
non fornisce alcuna informazione sul possibile estreme dell’Aar e del Reno, studiato le piene
potenziale distruttivo. Di tali valutazioni, così storiche e creato un modello altimetrico digitale
come dell’elaborazione delle possibili misure per l’Aar.
volte a ottimizzare la protezione contro le pie Con la procedura scelta si volevano rileva
ne, devono occuparsi i gestori e le autorità di re, oltre alle precipitazioni estreme nel bacino
sorveglianza. Ciononostante, i risultati di EXAR idrografico, anche tutti i principali fattori che
forniscono importanti basi per poter proteggere potessero avere un forte impatto sulla portata
meglio in futuro da possibili inondazioni i centri dell’Aar a livello locale, regionale o addirittura
abitati e le infrastrutture lungo l’Aar. internazionale. Tra questi fattori rientrano ad
P ien e es treme d ell ʼAa r 5
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
esempio le frane che possono raggiungere il let
to del fiume e quindi restringere la sezione di
deflusso, le ostruzioni del letto in prossimità dei
ponti causate dal legname alluvionale durante
le piene, le erosioni spondali, il cedimento de
gli argini di protezione o gli errori umani, come
ad esempio quelli che si possono verificare nella
regolazione delle dighe durante le piene. Inoltre,
è stato analizzato anche il cedimento (estrema
mente improbabile) delle dighe di sbarramento
situate nel bacino idrografico in seguito a terre
moti estremamente rari. Simili processi hanno
il potenziale di modificare le linee di scorrimen
to dell’Aar, facendo sì che le masse d’acqua si
estendano anche lontano dal letto esistente
causando inondazioni su vasta scala con un no
Breve profilo dell’Aar
tevole potenziale distruttivo.
Con una lunghezza totale di 288 chilometri, Suddivisione in quattro pacchetti di lavoro
l’Aar è il fiume più lungo con il percorso com- Per garantire un’indagine concreta sulla pro
pletamente in territorio elvetico. Dalla sorgente blematica, i vari argomenti sono stati suddivisi
in quattro pacchetti di lavoro curati da diversi
situata nella regione del Grimsel fino alla con-
gruppi di ricerca e specialisti. Ad esempio, un
fluenza nel Reno, forma un bacino idrografico gruppo ha analizzato i livelli delle acque e le por
di circa 17 700 chilometri quadrati, pari a circa tate esistenti, studiato le piene storiche in tempi
il 43 percento dell’intero paese. Oltre ad ampie in cui non venivano ancora eseguite le misura
zone della cresta settentrionale delle Alpi e delle zioni e sviluppato appositamente per EXAR un
generatore di dati delle condizioni meteo. Ciò
Prealpi, così come a singole regioni del Giura,
ha consentito di elaborare serie cronologiche di
ne fanno parte anche vaste regioni dell’Altipia- precipitazioni che con l’aiuto di un modello col
no centrale. L’Aar attraversa diverse città come legato a valle sono poi state convertite in serie
Thun, Berna, Soletta, Olten e Aarau. La prote- cronologiche di portata. Sulla base di queste ul
zione contro le piene lungo questo fiume prin- time è stato possibile valutare statisticamente le
portate di piena.
cipale gioca quindi un ruolo fondamentale per
Un secondo gruppo di lavoro ha simulato le
la sicurezza della popolazione, per i suoi valori piene estreme e analizzato i processi morfolo
oggettivi e per la piazza economica svizzera. gici. Questi ultimi comprendevano ad esempio
Con una portata media di 560 metri cubi al possibili variazioni del corso dell’Aar e dei suoi
secondo (m3/s), nella zona di confluenza l’Aar principali affluenti, considerando che i loro effet
ti sono stati studiati sul massimo livello dell’ac
trasporta in media oltre il 25 percento di acqua
qua. Oltre alle possibili variazioni del letto e del
in più rispetto al Reno. Mentre la larghezza del terreno nel perimetro di valutazione, il team che
fondo dell’alveo sotto Thun è di appena 25 metri, si è occupato del progetto ha analizzato anche
in direzione di scorrimento fino alla confluenza l’impatto sull’ambiente circostante. Parte di que
della Limmat raggiunge nel corso inferiore lar- sto pacchetto di lavoro era inoltre una valutazio
ne più precisa delle possibili quantità di legna
ghezze fino a oltre 150 metri. Tra il lago di Thun
me alluvionale provenienti da fonti naturali.
e la confluenza nel Reno, il letto dell’Aar è stato
Un terzo gruppo di lavoro ha studiato poten
prevalentemente corretto: qui diverse dighe e ziali aree soggette a scivolamento e opere di
vari laghi interrompono il trasporto solido. ingegneria idraulica il cui cedimento potrebbe
6 P i ene es t r em e del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
avere un impatto sulla portata dell’Aar. Un ulte terreno dell’istituto PSI con il deposito interme
riore pacchetto di lavoro riguardava infine la sin dio di scorie radioattive (ZWILAG). In aggiunta è
tesi di tutti i risultati, così come il coordinamento stata analizzata dettagliatamente l’area di Olten.
delle interfacce tra i relativi progetti con le loro I controlli specifici del pericolo a carico delle
numerose relazioni e interazioni. infrastrutture critiche non coprono solo la pro
All’interno di tutti i pacchetti di lavoro è stata blematica delle portate più alte, ma anche il
inoltre compiuta una valutazione delle incertez cedimento strutturale delle opere legato in par
ze nei modelli utilizzati e delle loro conseguenze te alle piene estreme, il verificarsi di frane così
sull’intera catena di modelli. In questo contesto come le possibili alterazioni del corso dell’Aar.
si è trattato tra l’altro di valutare il conseguen
te pericolo di piene nelle località selezionate –
come nei terreni su cui sorgono le centrali nu
cleari – come conseguenza di possibili eventi
meteorologici e cedimenti strutturali. I relativi
calcoli sono stati effettuati con l’aiuto della tec
nica dell’albero degli eventi. Quest’ultima viene
utilizzata durante l’analisi della sicurezza per
esaminare a ritroso un evento indesiderato,
individuando tutte le possibili relazioni di cau Un progetto con solide basi
sa-effetto tra l’evento e i fattori che lo hanno
determinato. Sotto il coordinamento dell’Istituto federale
di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio
Combinazione innovativa di
metodi riconosciuti WSL, negli ultimi anni si sono occupati del pro-
Nel quadro dei lavori per EXAR, il team coinvol getto EXAR diversi atenei nazionali e interna
to nel progetto ha puntato essenzialmente su zionali, uffici di ricerca statali e studi ingegne-
metodi avviati e affermati. In parte questi sono ristici privati. Sette anni dopo l’avvio dei primi
stati però adattati, perfezionati e controllati dal
lavori sono nel frattempo disponibili risultati
punto di vista della loro idoneità all’uso pratico
perché nella loro forma originale non risponde che poggiano su solide basi per la regione par
vano alle esigenze dello studio. Una delle novità ziale dell’Aar che va dal suo efflusso dal lago
di EXAR è il concatenamento dei modelli e il loro di Thun fino alla confluenza nel Reno superiore
impiego in una combinazione finora ancora sco a Coblenza (AG). Un consiglio di esperti forma-
nosciuta.
to da specialisti riconosciuti a livello mondiale
Con l’aiuto della catena di modelli modulare
sviluppata per EXAR, passo dopo passo gli spe
provenienti da varia università nazionali e
cialisti hanno ottenuto conoscenze determinan internazionali ha accompagnato il complesso
ti. Ad esempio, è stato possibile dedurre gli idro progetto fino alla sua conclusione e confer-
grammi delle portate di eventi di piena estremi mato l’idoneità dei modelli impiegati nonché il
con tempi di ritorno da 100 a 100 000 anni. Gra
loro concatenamento.
zie all’analisi dell’impatto esercitato sulla portata
Viste le nuove conoscenze acquisite, le basi
dalle opere rilevanti è stato inoltre possibile sta
bilire i punti chiave del sistema Aar, il cui possibi utilizzate finora per la valutazione del pericolo
le cedimento potrebbe alterare la portata anche causato da eventi di piena estremi lungo l’Aar
a livello interregionale. Successivamente le basi possono ora essere verificate in modo siste-
elaborate sono state applicate concretamente
matico e le lacune esistenti nel dispositivo di
sotto forma di analisi del pericolo approfondite
sicurezza identificate e colmate con l’aiuto di
per le località selezionate. L’attenzione dei com
mittenti era focalizzata sulle centrali nucleari una valutazione del pericolo basata su solide
Mühleberg, Gösgen, Beznau I e II così come sul basi.
P ien e es treme d ell ʼAa r 7
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Struttura modulare del progetto
Simulazione delle portate per quasi 300 000 anni
I modelli e i programmi di simulazione combinati per il progetto EXAR hanno innanzitutto consen-
tito di determinare le portate di punta dell’Aar per un periodo di 289 000 anni. Per ottenere questi
risultati, gli specialisti hanno raggiunto i limiti della potenza di calcolo disponibile.
Come base per il generatore di condizioni meteo r elativamente ampia di scale spaziali: dalle sin
sviluppato appositamente per EXAR, denomina gole stazioni meteo, passando per i bacini idro
to GWEX, è stata utilizzata una preziosa serie grafici parziali e fino all’intero bacino dell’Aar.
di dati pluviometrici provenienti da 105 stazio Sull’asse del tempo sono così possibili valutazio
ni meteo situate nell’intero bacino idrografico ni di un giorno, più giorni o anche di vari mesi.
dell’Aar. Per il periodo di 85 anni che va dal 1930 Le principali caratteristiche delle precipita
al 2015 questi dati pluviometrici sono disponibili zioni, come ad esempio la frequenza dei giorni
con una risoluzione quotidiana e, dal 1990, addi umidi e asciutti, la lunghezza dei periodi umidi,
rittura con una risoluzione oraria. Questa serie i pattern stagionali, le fasi fredde con nevicate,
di dati viene completata dalle registrazioni della confluiscono nel modello esattamente come i
temperatura provenienti da 26 stazioni. Grazie valori minimi e massimi. Sulla base dei valori mi
ad esse diventa ad esempio possibile simulare surati inseriti, GWEX ha simulato le precipitazio
alle quote più alte importanti fattori di influen ni per un periodo di tempo di 289 000 anni con
za sulla portata, come ad esempio il limite delle una risoluzione oraria.
nevicate. Una delle principali caratteristiche del genera
Rispetto alla situazione in altri Paesi, si trat tore di condizioni meteo era la capacità di cal
ta di una serie di dati con una densità spaziale colare eventi estremi molto rari. Il team che ha
e un’ampiezza temporale straordinariamente lavorato al progetto è riuscito in particolare a
alte. Essa può infatti coprire anche una fascia migliorare la simulazione delle precipitazioni di
500
400
Somma delle precipitazioni in 72 ore (mm)
300
200
100
0
Esempio di simulazione di una precipitazione estrema metro quadrato. Ciò corrisponde all’incirca a un quar-
della durata di tre giorni con un tempo di ritorno di to delle precipitazioni medie annuali nella regione
circa 100 000 anni nel bacino idrografico dell’Aar: interessata. Per il modello idrologico, il bacino idro-
i valori di punta nella regione alpina orientale posso- grafico dell’Aar è stato suddiviso in 79 sottobacini.
no raggiungere quantità d’acqua di quasi 500 litri per
8 P i ene es t r em e del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
più giorni e su vasta scala particolarmente rile Mettendo insieme le serie di dati provenien
vanti per l’Aar. Per avvalorare i relativi risultati, ti dai sottobacini è stato possibile calcolare la
gli specialisti coinvolti nel progetto EXAR hanno propagazione delle onde di piena nell’Aar. Oltre
sviluppato un secondo generatore di condizio al fiume principale a partire da Thun, il sistema
ni meteo, denominato SCAMP. Quest’ultimo ha completo preso in esame comprendeva anche
fornito risultati molto simili, in particolare per parti della Sarina e degli affluenti nei tre laghi
quanto riguarda le precipitazioni intense, cosa ai piedi del Giura, così come dell’Emme, della
che ha consolidato la fiducia nell’esattezza del Reuss e della Limmat. Complessivamente è sta
modello di precipitazioni calcolato da GWEX. to quindi valutato un corso d’acqua lungo quasi
400 chilometri.
Calcolo della portata con un modello Grazie al modello RS Minerve è possibile ge
idrologico stire lunghe serie cronologiche con risoluzio
Le serie cronologiche meteo simulate con GWEX ne oraria. Il Canton Vallese utilizza ad esempio
sono state poi caricate nel modello idrologico questo strumento di lavoro già dal 2013 per le
precipitazioni/portata con la denominazione previsioni idrologiche di importanti punti situati
HBV. Si tratta di un modello di bacino idrografi lungo il Rodano e i suoi affluenti, per individuare
co alimentato con serie cronologiche di tempe situazioni critiche, per governare i serbatoi re
ratura e precipitazioni, che per la portata tiene golatori in modo mirato dal punto di vista degli
conto anche dei principali fattori d’influenza, eventi di piena e per far scattare gli allarmi. Nel
come limite delle nevicate, umidità del suolo o caso dell’Aar, RS Minerve è in grado di rappre
acquiferi. A tal fine, il bacino idrografico dell’Aar sentare tra l’altro anche condizioni estreme con
è stato suddiviso in 79 sottobacini, consideran aree inondabili estese. In particolare, tiene conto
do che il modello ha generato per ciascuno di di importanti effetti di trattenuta al di sotto dei
essi una lunga e continua serie cronologica di punti di trapasso. Le superfici di ritenzione utiliz
portate. zate spesso in agricoltura possono avere un for
Nei cosiddetti punti di trapasso («Übergabepunkte») di un’idraulica fluviale semplificata. I punti di trapas-
avviene una trasmissione dei dati simulati al modello so per la modellazione idraulica sono evidenziati in
di routing RS Minerve, che permette la modellazione rosso.
P ien e es treme d ell ʼAa r 9
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
L’Aar in piena nell’agosto del 2005 in prossimità
della confluenza con la Reuss e la Limmat nel
Wasserschloss a Brugg (AG).
te impatto sulla portata dell’Aar, soprattutto nel Copyright: Forze aeree svizzere
le vaste pianure, ad esempio nel Grosses Moos
o nelle aree inondabili dell’Emme e della Reuss. Bienne, dei Quattro Cantoni, di Zugo e di Zurigo.
Determinante è inoltre – a seconda del livello Qui vigono disposizioni concernenti il rapporto
dell’acqua – il notevole effetto di trattenuta dei tra livello dell’acqua e portata, che nella maggior
dieci grandi laghi nella regione dell’Aar, sei dei parte dei casi sono differenziate a seconda della
quali sono regolati: lago di Brienz, di Thun, di stagione.
Confluenza nel Reno
Reno
Rhin
Stilli
Brugg Obersiggenthal-Thurgi
Windisch
Aarau
Aarburg
Soletta Walliswil
Derendingen
Golaten Halen
Ponte di Gümmenen
Thun
Per il calcolo delle portate di piene rare, l’Aar e i suoi sione dei dati di portata rilevati al successivo sistema
affluenti sono stati suddivisi in vari tratti. Al termine parziale. Nei perimetri di valutazione evidenziati dai
di ciascuno di essi è presente un punto di trasferimen- quadratini rossi, il pericolo locale è stata analizzata
to («Transferpunkt», nero), in cui avviene la trasmis- dettagliatamente in cinque località.
10 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Risultati delle simulazioni di portata
Nuovo calcolo delle portate estreme dell’Aar
Con valori estremi della portata d’acqua di oltre 7000 metri cubi al secondo a monte della con-
fluenza nel Reno, le portate di punta dell’Aar simulate nel progetto EXAR superano nettamente
le valutazioni effettuate finora – al di fuori delle analisi di sicurezza per le centrali nucleari –,
in particolare a valle del lago di Bienne. I motivi principali sono l’orizzonte temporale molto più
lungo – rispetto alle analisi del passato – e la considerazione di un sovraccarico del sistema di
correzione delle acque del Giura.
Più sono rare le piene estreme, più alte colare l’Emme, la Reuss e la Limmat – in seguito
possono risultare le loro punte di portata. le portate di punta simulate aumentano però di
Nel campo della protezione contro le pie nuovo nettamente. In questo modo, una portata
ne occorre quindi considerare gli scenari di estrema con un tempo di ritorno di 10 000 anni
portata sempre insieme alla loro probabilità. nella località argoviese di Brugg raggiunge valo
Grazie a EXAR gli idrogrammi continui lungo ri intorno ai 2500 m3/s e alcuni chilometri verso
il periodo calcolato di 289 000 anni sono di valle nella zona di confluenza di Stilli (AG) intor
sponibili per circa 80 punti di trapasso e tras no ai 4500 m3/s. Gli estremi assoluti per que
ferimento in vari sottobacini dell’Aar. sta località situata poco prima della confluenza
Per fare un esempio, nella località di Halen dell’Aar nel Reno potrebbero addirittura supe
presso Berna sono previste con un tempo di rare la soglia di 7000 m3/s, tuttavia solo con un
ritorno di 100 anni portate di circa 650 m3/s tempo di ritorno di 100 000 o più.
che, con un tempo di ritorno di 10 000 anni,
salgono a circa 850 m3/s. I valori massimi nel
periodo di tempo preso in esame con tem
po di ritorno nettamente più raro superano
addirittura i 1200 m3/s. Dopo la confluenza
con la Sarina a Golaten (BE), la portata d’ac
qua dell’Aar può aumentare nettamente per LʼAar presso Golaten
gli stessi tempi di ritorno. A seconda dell’in
tervallo di tempo considerato, per questo
punto di trasferimento risultano quindi va
Portata di punta specifica (m3/s km2)
lori di portata arrotondati di 1700, 2800 e
4500 m3/s.
Portata di punta (m3/s)
Come conseguenza della prima corre
zione delle acque del Giura – con la devia
zione dell’Aar nel lago di Bienne – da allora
per il fiume alluvionale Aar sono disponibili
grandi bacini di trattenuta, cioè i tre laghi
ai piedi del Giura. Questo effetto di tratte
nuta è stato sottolineato dai valori calcola
ti con EXAR in prossimità dello sbocco dal
lago di Bienne. Una portata di punta dell’Aar
Tempo di ritorno (anni)
di circa 1100 m3/s con un tempo di ritorno
di 10 000 anni corrisponde in questo caso Margine di fluttuazione delle possibili portate di pun-
solo più a circa il 39 percento delle quantità ta dell’Aar dopo la sua confluenza con la Sarina nella
d’acqua a Golaten. Per effetto degli ulteriori località di Golaten (BE) in funzione del periodo fino a
affluenti a valle del lago di Bienne – in parti 289 000 anni, rispetto alle valutazioni fatte sinora.P ien e es treme d ell ʼAa r 11
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
A partire da Aarberg (BE), il canale di Hagneck (a
sinistra) devia l’acqua dell’Aar nel lago di Bienne.
Copyright: Markus Zeh, Bremgarten presso Berna
LʼAar presso Brugg (AG) LʼAar presso Stilli
Portata di punta specifica (m3/s km2)
Portata di punta specifica (m3/s km2)
Portata di punta (m3/s)
Portata di punta (m3/s)
Tempo di ritorno (anni) Tempo di ritorno (anni)
Margine di fluttuazione delle possibili portate di punta zona di confluenza di Stilli (AG). Più aumentano i tempi
dell’Aar presso Brugg (AG) e alcuni chilometri a valle di ritorno delle piene calcolate sull’asse temporale fino
dopo la sua confluenza con la Reuss e la Limmat nella a 289 000 anni, più aumenta la portata d’acqua.12 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Motivi delle portate di punta più alte I dati di portata in metri cubi al
Soprattutto nelle località situate sotto al lago secondo per tempi di ritorno di
di Bienne, i valori massimi simulati nel proget lunghezza differente di possibili Evento o tempo di
to EXAR risultano in parte nettamente al di so piene estreme nel bacino idrogra ritorno in anni
pra delle estrapolazioni statistiche delle portate fico dell’Aar si basano sulla stati-
stica dei valori estremi EXAR (valori
di punta finora osservate. Ad esempio, i calcoli EXAR 100
medi) delle simulazioni idrologiche
dell’UFAM effettuati finora coprono le portate EXAR 1000
nelle località principali. Da Halen
con un tempo di ritorno di 300 anni. A questo EXAR 10 000
presso Berna fino alla confluenza
proposito, occorre considerare che rispetto ai nel Reno a valle di Stilli (AG), la
Piena dell’estate 1480
tempi di ritorno qui considerati sono presenti portata d’acqua aumenta all’incir- Piena dell’inverno 1570
solo serie di dati molto brevi relative alle portate ca di cinque volte. I parametri di Agosto 2005
di punta. riferimento sono i valori stimati Agosto 2007
Una parte delle discrepanze rilevate si spie o misurati delle piene che si sono HQ300 f)
ga con il sovraccarico del sistema di correzione verificate in passato.
Aar
Thun
Soletta
Vecchio corso
della Kander Lago di Aar
Thun
Bienne
Separazione Lago di
Bienne Vecchio corso dellʼAr
Aarberg
Kander Canale di Hagneck
3 km 10 km
Le deviazioni della Kander nel lago di Thun e dell’Aar portata nel corso inferiore durante le piene estreme.
nel lago di Bienne hanno un effetto attenuante sulla
delle acque del Giura considerato nel progetto me, aggirerebbe i tre laghi ai piedi dei Giura e
EXAR. Il team che ha lavorato al progetto par scorrerebbe in direzione di Büren an der Aare
te dal presupposto che con portate molto alte (BE). Tuttavia, questa linea di scorrimento lun
da 1800 a 2000 m3/s tra Aarberg (BE) e Hagneck go il vecchio corso dell’Aar non è rappresentata
(BE), gli argini sulla sponda destra del canale nelle serie di dati rilevate finora perché fino a
di Hagneck causeranno uno straripamento. In oggi non sono ancora state registrate portate in
questo caso, una parte dell’acqua dell’Aar non questo ordine di grandezza.
andrebbe a finire – come di consueto – nel lago Con tempi di ritorno da 1000 a 10 000 anni
di Bienne, ma seguirebbe il vecchio letto del fiu possono verificarsi portate nettamente più alteP ien e es treme d ell ʼAa r 13
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Portate di punta dell’Aar calcolate e misurate
Halen presso Golaten (m3/s) Sbocco nel lago Aarburg (m3/s) Brugg (m3/s) Stilli (m3/s)
Berna (m3/s) di Bienne (m3/s)
657 1666 911 1321 1630 2946
736 2226 1005 1703 2107 3708
862 2826 1094 2086 2522 4392
n/a n/a n/a n/a 2400-2700 n/a
n/a n/a n/a n/a 2100 -2300 n/a
605 a) 1514 b) 677 c) n/a 1057 d) 2337 e)
524 a) 1273 b) 738 c) n/a 1387 d) 2656 e)
598 (519-677) 1744 (880-2607) 791 (723-859) n/a 1348 (1243-1454) 2626 (2329-2923)
che, soprattutto fino a Soletta, possono causare all’incirca a un evento con tempo di ritorno di
un sensibile aumento del livello dell’Aar. Con l’af 30 000 anni e nella località argoviese di Brugg,
flusso di corsi d’acqua laterali ricchi di acqua a dove secondo le informazioni disponibili il valo
valle di Soletta, l’effetto di portate più alte prove re di punta ha superato i 2400 m3/s, a una por
nienti dal canale di Nidau-Büren diminuisce net tata con tempo di ritorno di 10 000 anni. Nes
tamente nell’ulteriore corso dell’Aar fino a Stilli. suno degli eventi estremi ricostruiti supera le
Come mostrano le simulazioni EXAR, i valori portate di punta simulate in EXAR con la catena
di portata più alti nell’Aar possono sommarsi di modelli idrometeorologici. Occorre tuttavia
alle punte di portata dei suoi affluenti principali considerare che da allora ci sono state nume
Emme, Reuss e Limmat in una fascia di tempo rose misure di correzione che hanno modifica
ancora più stretta di quella osservata sinora. to la portata dell’Aar. Oltre alla correzione delle
È soprattutto per questo che gli scostamenti acque del Giura avviata nel 1878, anche la de
sistematici rispetto alle portate di punta pre viazione della Kander nel lago di Thun realizzata
supposte finora tendono ad aumentare verso già agli inizi del XVIII secolo (1714) ha un effetto
valle, considerando che le differenze al di sot attenuante sui picchi di portata dell’Aar.
to della confluenza dell’Aar con la Reuss e la
Limmat sono particolarmente pronunciate. Ad
esempio, la portata di piena simulata nella lo
calità di Stilli per un evento con un tempo di ri a) Misurata dalla stazione Aar-Berna, Schönau: i tempi di ritorno
torno di 10 000 anni supera il valore di punta di stimati corrispondono a >150 anni (agosto 2005 e 2007).
b) Misurata dalla stazione Aar Hagneck: i tempi di ritorno
2656 m³/s misurato nell’agosto 2007 del 65 per
stimati corrispondono a 127 anni (agosto 2005) e 46 anni
cento circa. (agosto 2007).
c) Misurata dalla stazione Aare-Brügg, Aegerten: il tempo di ritor-
Conferma da piene storiche no stimato per la piena dell’agosto 2007 è di 56 anni.
Come dimostrano i lavori di ricerca, nei secoli Per l’agosto 2005 non sono disponibili informazioni sul tempo
di ritorno.
passati ci sono state fasi pronunciate con una
d) Misurata dalla stazione Aar Brugg: il tempo di ritorno
frequenza variabile di piene estreme. Dallo stu stimato per la piena dell’agosto 2007 corrisponde a >150 anni.
dio delle piene storiche emerge che le portate Per l’agosto 2005 non sono disponibili informazioni sul tempo
più estreme risalgono all’estate del 1480, quan di ritorno.
e) Misurata dalla stazione Aare-Untersiggenthal, Stilli: i tempi
do a Soletta l’Aar face registrare una portata di
di ritorno stimati corrispondono a 55 anni (agosto 2005)
circa 1700 m3/s. Considerando le statistiche dei
e >150 anni (agosto 2007).
valori estremi delle simulazioni a lungo termi f) Estrapolazione statistica del tempo di ritorno di 300 anni presso
ne EXAR, nella zona di Soletta ciò corrisponde le stazioni citate (www.hydrodaten.admin.ch).14 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Sei punti chiave nel bacino idrografico dell’Aar
Possibili cedimenti strutturali
con conseguenze di ampia portata
Nel bacino idrografico dell’Aar esistono più di 420 oggetti come ad es. edifici e aree soggette a
scivolamento che, in caso di cedimento o di un evento di processo, potrebbero influire per lo meno
localmente sulla portata. Tuttavia, solo sei opere sembrano influire su larga scala sulla portata
d’acqua dell’Aar.
Durante gli eventi di piena molto rari presi in Per analizzare con maggiore precisione le con
esame, oltre alla capienza del letto del fiume ci seguenze di simili eventi, sono stati simulati i
sono anche altri fattori che possono influenzare relativi scenari mediante un modello idraulico.
la portata d’acqua e le caratteristiche di scorri Quest’ultimo non solo rappresenta le complesse
mento: ad esempio un malfunzionamento nel condizioni fluidodinamiche dei grandi affluenti
comando di un’opera di sbarramento, l’ostruzio laterali, così come i livelli dell’acqua e le veloci
ne del letto in prossimità dei ponti causata da tà di scorrimento al di fuori del letto, ma tiene
legname alluvionale, il cedimento degli argini anche conto di diverse forme di ritenuta dell’ac
laterali in caso di forti sollecitazioni idrauliche o qua, aspetto determinante per la modellazione
frane che restringono il letto. dei volumi di ritenzione delle piene nelle pianu
re inondabili. Grazie a questo modello è stato in
fine possibile determinare anche l’impatto eser
citato dai punti chiave nel bacino idrografico.
Soletta Nel progetto EXAR, tra questi rientrano opere
e aree soggette a scivolamento, il cui cedimen
Aar
to o innesco influenza in modo determinante la
portata d’acqua dell’intero sistema, tanto che nel
ar corso
successivo punto di misura importante la porta
de chio
llʼA
c
ta varia di oltre il cinque percento. Lungo l’Aar
Ve
Aar
Ponte di Walperswil Aarberg tra Thun e la confluenza nel Reno, come pure in
Grosses Moos Golaten prossimità dei suoi principali affluenti, sono pre
Halen
senti 421 oggetti (come ad esempio ponti, sbar
Ponte di Gümmenen Mühleberg ramenti, argini laterali o potenziali slittamenti)
che in caso di evento potrebbero potenzialmen
Schiffenen
te pregiudicare la normale portata del fiume.
Nel corso della loro valutazione è emerso che
ina
la maggior parte degli oggetti presi in esame è
Sar
in grado di modificare la portata d’acqua dell’A
ar solo a livello locale, esercitando quindi solo
Rossens un lieve impatto sull’idrogramma di una piena
estrema.
Le cose cambiano quando un cedimento strut
turale esercita un impatto su vasta scala, crea
Cinque dei sei punti chiave situati nel bacino idrogra
nuove linee di scorrimento e riempie o disatti
fico dell’Aar riguardano tratti a monte dello sbocco del
fiume nel lago di Bienne. I volumi di ritenzione delle va grandi volumi di ritenzione delle piene. Nel
piene nel Grosses Moos e nei tre laghi ai piedi del Giura bacino idrografico dell’Aar questo è possibile
permettono di attenuare notevolmente persino grandi soprattutto in caso di cedimento – molto impro
onde anomale fin sotto Soletta. babile – delle dighe di sbarramento causato daP ien e es treme d ell ʼAa r 15
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Modello rappresentativo del possibile cedimento
degli argini in caso di piena estrema che crea nuove
linee di scorrimento.
Illustrazione: Ruth Schürmann, Lucerna
un forte terremoto. Sebbene il tempo di ritorno Cedimento dell’opera di sbarramento
di simili scenari si trovi al di fuori dell’interval di Aarberg
lo di 300 000 anni considerato, nel quadro del Uno dei sei punti chiave è l’opera di sbarramento
progetto EXAR sono stati ugualmente studiati. di Aarberg. In caso di aumento della portata d’ac
L’ipotetico cedimento di una diga di sbarramen qua, il legname alluvionale trasportato dall’Aar
to potrebbe causare grandi onde anomale che potrebbe ostruire il letto in prossimità del ponte
non si verificano in caso di eventi di piena natu sulla diga e ridurre così la capacità dello scarica
rali e che influenzano la portata per lunghi tratti. tore di piena. È inoltre ipotizzabile anche che le
Quattro dei sei punti chiave nel bacino dell’Aar paratoie della diga non riescano – per vari mo
rappresentano potenziali cedimenti delle ope tivi – ad aprirsi tempestivamente e che in caso
re di sbarramento, segnatamente delle loca di emergenza le opere di scarico risultino com
lità Rossens (FR) e Schiffenen (FR) sulla Sarina, pletamente o parzialmente fuori servizio. In tutti
Mühleberg (BE) sull’Aar e Wettingen (AG) sulla gli scenari, quando aumenta la portata dell’Aar si
Limmat. I due punti restanti riguardano il cedi verificano massicci straripamenti verso destra in
mento strutturale della centrale idroelettrica di direzione del vecchio corso del fiume, cosa che
Aarberg e lungo il canale di Hagneck causato da riduce l’effetto di trattenuta dei laghi ai piedi del
una sollecitazione idraulica in seguito a un even Giura e aumenta la portata d’acqua a valle della
to di piena estrema nel Seeland bernese. confluenza del vecchio corso dell’Aar nel canale16 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
di NidauBüren presso Meienried (BE). Dal mo
mento che il lago di Bienne con il suo effetto at
tenuante viene evitato, un cedimento dello sca
ricatore di piena di Aarberg causerebbe un picco
Portata (m3/s)
di portata più alto nel punto di trasferimento di
Soletta.
Formazione di una breccia nel canale
di Hagneck
Quando la portata dell’Aar nei presso di Golaten
raggiunge valori superiori a 2500 m3/s, il cana
le di Hagneck non è più in grado di deviare in
Tempo (h) modo controllato le masse d’acqua nel lago di
Idrogramma Golaten (SSBSSC) Bienne. Di conseguenza, a valle di Aarberg lo
Idrogramma scenario Soletta (SSCSSD) straripamento forma una breccia sulla sponda
Idrogramma scenario Aarburg (SSESSF)
destra. Qui un punto chiave è il tratto di canale
Idrogramma scenario Stilli (SSHSSI)
Idrogramma senza cedimento Soletta (SSCSSD) a monte del ponte di Walperswil, circa a metà
Idrogramma senza cedimento Aarburg (SSESSF) strada tra Aarberg e lo sbocco dell’Aar nel lago
Idrogramma senza cedimento Stilli (SSHSSI) di Bienne.
Nel caso in cui il legname alluvionale causi
un’ostruzione del letto in questo punto di attra
Lo scenario di un possibile cedimento dello scarica-
tore di piena presso la centrale idroelettrica di Aar- versamento, con conseguente sbarramento del
berg influisce sulle portate di punta dell’Aar in piena canale di Hagneck, si può formare una breccia
fino alla confluenza nel Reno. Tuttavia, verso valle nella sponda destra già con portate più piccole
questo effetto cala progressivamente. di 1400 m3/s. Nella media della serie cronologica
Sottosistemi della Regione dei Tre Laghi In segui a un cedimento della diga di
sbarramento di Rossens verrebbero
inondate ampie parti del Seeland
friburghese e bernese, come mostra la
simulazione delle massime profondità
di deflusso. Nella pianura tra il lago di
Morat e Soletta si formerebbe un lago
temporaneo largo diversi chilometri.
Massima profondità di deflusso
< 0,5 m
0,5 –1 m
1–2 m
2–4 m
4–6 m
6–8 m
8–10 m
10 –15 m
> 15 mP ien e es treme d ell ʼAa r 17
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Un cedimento della diga ad arco di Rossens causato
da un terremoto estremamente raro potrebbe
rilasciare improvvisamente enormi masse d’acqua
dalla Sarina bloccata verso il lago della Gruyère.
Copyright: Markus Zeh, Bremgarten presso Berna
presa in esame, questa portata viene raggiunta
o superata tre volte ogni cento anni. Nella mag
gior parte dei casi, tuttavia, le onde anomale de
viate attraverso il vecchio corso dell’Aar causano con un tempo di ritorno di 10 000 anni. Terre
una sensibile variazione delle portate di punta moti molto più rari con un tempo di ritorno da
solo fino a Soletta, perché vengono attenuate uno a dieci milioni di anni potrebbero però cau
verso valle e inoltre si verificano con un certo sare un cedimento e quindi la formazione nella
ritardo. Sarina e nell’Aar di un’onda anomala che si pro
paga in direzione del Grosses Moos. Supponen
Cedimento delle dighe lungo la Sarina do un’improvvisa scomparsa della diga di sbar
Un impatto su vasta scala sulla portata d’acqua ramento, lo svuotamento del bacino idrico – con
dell’Aar, che nel peggiore dei casi potrebbe inon il suo volume di 200 milioni di m3 – causerebbe
dare con altezze di vari metri il Seeland dal lago nel giro di poche ore nella località di Golaten
di Morat a Soletta, sarebbe quello causato dal (BE), sotto alla confluenza della Sarina nell’Aar,
cedimento delle dighe di sbarramento lungo la una portata di punta di circa 12 600 m3/s, cioè
Sarina in seguito a un terremoto molto raro. più del quadruplo dei valori estremi simulati con
Come tutte le dighe di sbarramento molto EXAR per una portata con un tempo di ritorno di
grandi presenti in Svizzera, anche quella ad arco 10 000 anni in questa località. La massima capa
di Rossens che forma il lago della Gruyère nel cità del canale di Hagneck di neanche 2000 m3/s
corso superiore della Sarina è stata costruita in verrebbe così nettamente superata e il Grosses
modo da resistere almeno a un forte terremoto Moos ampiamente inondato.18 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Nella peggiore delle ipotesi, gli specialisti pre da sinistra verrebbe inondata con profondità
vedono che nell’Altipiano svizzero, tra il canale di deflusso fino a 6 metri. Le località di Olten,
di Hagneck e Soletta, si possa formare un nuo Gösgen, PSI e Beznau situate più a valle non
vo lago temporaneo profondo diversi metri. Ma verrebbero più colpite da questa inondazione.
già a Soletta il forte effetto di attenuazione delle A causa della bassissima probabilità di accadi
aree inondabili nel Seeland causerebbe una ri mento, questi scenari non rientrano nel periodo
duzione del picco di portata, portandolo a circa di osservazione di EXAR e sono quindi di scarso
1360 m3/s. Questo valore rientra nel campo dei rilievo anche per le autorità di sorveglianza.
valori massimi per una portata di piena con un Nettamente più banali sarebbero le conse
tempo di ritorno di 10 000 anni. guenze di un cedimento – molto improbabile –
Un cedimento della diga di sbarramento di dello sbarramento di Wettingen (AG). Un’onda
Schiffenen situata verso valle avrebbe effet anomala deviata attraverso la Limmat potrebbe
ti meno devastanti, perché il lago di accumu causare, dopo la confluenza con l’Aar nel pun
lo omonimo contiene solo circa un terzo della to di trasferimento Stilli, una portata di almeno
massa d’acqua del lago della Gruyère. La portata 1800 m3/s. Questo valore si trova tuttavia netta
di punta di oltre 9300 m3/s supererebbe comun mente al di sotto della soglia di una portata con
que sempre di oltre un quadruplo la capacità un tempo di ritorno di 100 anni.
del canale di Hagneck, causando ugualmente L’eventuale cedimento della diga di sbarra
l’inondazione su vasta scala del Grosses Moos. mento che forma il lago di Sihl non è stato og
Presso Soletta il picco di portata verrebbe però getto di un’analisi dettagliata. Anche se un simi
nettamente attenuato. Gli specialisti hanno ana le evento causerebbe l’inondazione della città
lizzato anche le conseguenze di un cedimento di Zurigo, in quel caso le infrastrutture critiche
sequenziale di entrambe le dighe di sbarramen analizzate in EXAR, in particolare per i perimetri
to. Tuttavia, non sono stati in grado di attribuire di valutazione di Beznau e PSI, sarebbero fuori
nessuna probabilità di cedimento a questo sce pericolo.
nario estremamente improbabile.
Solo nel perimetro di valutazione di Mühleberg Basso impatto dei punti chiave dopo Soletta
il cedimento delle dighe di Rossens e di Schiffe Per i perimetri di valutazione di Olten, Gösgen,
nen causerebbe un aumento della portata con Istituto Paul Scherrer (PSI) di Villigen e Beznau
conseguenti inondazioni, mentre la capacità di presi in esame nel dettaglio, un eventuale cedi
deflusso nelle località di Olten, Gösgen, PSI e mento dei sei punti chiave analizzati con più pre
Beznau verrebbe superata solo leggermente a cisione sarebbe di importanza secondaria. Come
livello isolato. dimostrano le analisi EXAR, a valle di Soletta le
piene dell’Aar causate da cedimenti strutturali
Cedimento delle dighe lungo l’Aar interregionali non esercitano più alcun effetto
e la Limmat determinante sulla sua portata d’acqua. Le mag
Un altro punto chiave del sistema dell’Aar è giori portate causate da questi cedimenti risulta
la diga a gravità della centrale idroelettrica di no quindi già coperte dalle simulazioni dei livelli
Mühleberg, nella parte nordoccidentale della dell’acqua dopo intense precipitazioni nell’intero
città di Berna. Essa sbarra l’Aar formando il lago bacino idrografico del fiume. Si è quindi potuto
Wohlen, lungo 12 chilometri e con un volume di rinunciare a un’analisi approfondita degli effetti
accumulo di 21 milioni di metri cubi. Un’onda sotto Soletta.
anomala causata da un cedimento parziale del
la diga di Mühleberg in seguito a un terremoto
molto raro e forte inonderebbe ampiamente la
valle dell’Aar tra il lago Wohlen e Aarberg. Nel
giro di circa 20 minuti verrebbe registrata in un
tratto di appena 2 chilometri verso valle una
qualità d’acqua di oltre 4000 m³/s. Qui, la cen
trale nucleare di Mühleberg situata sulla sponP ien e es treme d ell ʼAa r 19
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Modello rappresentativo dell’ostruzione di un
ponte causata da legname alluvionale. L’attraver-
samento ostruito causa uno straripamento.
Illustrazione: Ruth Schürmann, Lucerna
Valutazione dettagliata del pericolo per cinque località
Possibili inondazioni causate da ponti ostruiti
Quali probabilità ci sono che i terreni su cui sorgono le centrali nucleari lungo l’Aar, la stazione
ferroviaria di Olten o l’istituto Paul Scherrer vengano inondati in seguito allo straripamento del
fiume? Per poter rispondere a questa domanda, il team coinvolto nel progetto ha svolto dettaglia-
te analisi di pericolo per cinque perimetri di valutazione. A tal fine ha combinato le piene stra-
ordinarie con il possibile cedimento di opere critiche e con altri eventi che potrebbero avere un
impatto sulla portata dell’Aar.
Sulla base della lunga serie cronologica di porta (BE), Olten (SO), Gösgen (SO), PSI Villigen (AG) e
te, delle statistiche dei valori estremi per diverse Beznau (AG).
località lungo l’Aar e delle conseguenze dei ce A tal fine gli eventi idrologici sono stati com
dimenti strutturali nei sei punti chiave esamina binati con il potenziale cedimento delle opere
ti, nella fase successiva il team di specialisti ha locali, così come con il restringimento locale
svolto un’analisi di pericolo del livello dell’acqua della sezione di deflusso causato da legname al
per i cinque perimetri di valutazione Mühleberg luvionale e slittamenti. A ciascuno di questi pro20 P i ene es t r eme del l ʼA a r
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
385
Altezza punto di riferimento Idrologia
Pericolo media Argine laterale
Intervallo 95% Ponte
384
Livello dell’acqua (m s. l.m.)
383
382
381
380
1E-2 1E-3 1E-4 1E-5 1E-6 1E-7 1E-8
Frequenza (1/anno)
Esempio di curva del pericolo per il punto di riferimen- 100 000 anni la località non viene inondata. Affinché
to C sul terreno della centrale nucleare nel perimetro ciò accada, l’evento deve verificarsi in combinazione
di valutazione di Gösgen. La linea di colore verde con un cedimento strutturale o un’ostruzione del letto.
indica l’altezza del punto di riferimento. Gli scenari di Le linee tratteggiate rosse rappresentano la fascia
inondazione risultanti in caso di piena combinata con di incertezza. Il termine «Frequenza» (sull’asse x) si
un cedimento delle opere locali sono evidenziati dai riferisce sia alla frequenza dello scenario nei singoli
puntini sulla curva di pericolo media blu. Esclusiva- punti, sia alla frequenza di superamento della curva
mente da eventi idrologici con un tempo di ritorno di di pericolo.
cessi e relativi concatenamenti con un impatto Panoramica dei perimetri di valutazione
solo locale e non sull’intero sistema dell’Aar, gli Il fatto che una località venga inondata o meno
specialisti hanno assegnato una probabilità di dipende da un lato dalla sua posizione e dal di
accadimento con l’aiuto della tecnica dell’albero slivello rispetto all’Aar e, dall’altro, dai possibili
degli eventi, simulando poi i principali scenari effetti e processi che hanno un forte impatto sul
selezionati con il modello 2D idraulico. livello dell’acqua che si trova nelle immediate vi
Dal livello dell’acqua rilevato per i vari punti di cinanze. A seconda della localizzazione dei punti
riferimento all’interno del perimetro di valuta di riferimento analizzati nei cinque perimetri di
zione è possibile far derivare una curva del peri valutazione (PV) assumono un ruolo determi
colo che al relativo livello dell’acqua contrappo nante scenari diversi.
ne una frequenza di superamento. All’inizio della PV Mühleberg: a Mühleberg la curva di peri
catena di eventi c’è una piena estremamente colo viene dominata da forti piene senza cedi
rara con tempi di ritorno da 1000 a 100 000 anni. menti strutturali e ostruzioni del letto in pros
In alcuni casi, tuttavia, anche una piena con un simità dello sbarramento. In questa località
tempo di ritorno più basso può causare notevoli risulta particolare la situazione nel tratto prima
inondazioni, quando si verifica in combinazione della confluenza della Sarina nell’Aar, perché in
con il cedimento di opere o altri processi come caso di piena l’affluente può creare un effetto di
ostruzioni del letto del fiume o slittamenti. trattenuta che nel PV provoca anche un innalP ien e es treme d ell ʼAa r 21
Principali conclusioni e risultati del progetto EXAR
Modello rappresentativo di una frana che restringe
il letto di un corso d’acqua e costringe quindi l’ac-
qua a cercare nuove vie.
Illustrazione: Ruth Schürmann, Lucerna
zamento del livello dell’acqua dell’Aar. Si tratta
dell’unico perimetro dello studio EXAR per il
quale sono stati necessari gli idrogrammi di due di ritorno di 100 000 si verifica in combinazione
fiumi. In caso di piena con un tempo di ritorno con un’ostruzione del ponte di Trimbach (mag
di 1000 anni senza cedimento di un’opera, l’a giori informazioni in merito a pagina 23).
rea della centrale nucleare rimarrebbe asciutta PV Gösgen: i punti di riferimento nel perime
e persino in caso di un evento di piena con un tro di valutazione di Gösgen, che comprende il
tempo di ritorno di 10 000 anni verrebbe inon terreno su cui sorge la centrale nucleare omo
data di soli 4-7 centimetri. Per contro, in caso di nima (KKG), possono essere inondati già da una
piena con un tempo di ritorno di 100 000 anni il piena con tempo di ritorno di 1000 anni. Ciò si
terreno verrebbe inondato di 85 centimetri. In verifica tuttavia solo quando viene ostruito an
questi dati sono inclusi anche gli effetti esercitati che il ponte pedonale che porta alla centrale
sul livello dell’acqua dai processi di erosione e di (maggiori informazioni in merito a pagina 24).
variazione del corso del fiume. I cedimenti delle PV PSI Villigen: nel perimetro di valutazione
dighe lungo la Sarina e l’Aar con effetti su vasta dell’Istituto Paul Scherrer (PSI) a Villigen, tra i
scala causati da terremoti molto rari non sono punti di trasferimento Stilli e la confluenza nel
stati rappresentati nella curva di pericolo perché Reno, tutti gli eventi di piena causati da preci
non rientrano nella frequenza di superamento pitazioni possono essere smaltiti dall’Aar senza
considerata. causare l’inondazione del terreno su cui sor
PV Olten: in questo perimetro di valutazione i ge l’istituto PSI. Le località prese in esame non
punti di ferimento analizzati vengono colpiti da vengono inondate da una piena con tempo di
inondazioni solo quando una piena con tempo ritorno di 1000 anni, né da una con tempo di riPuoi anche leggere
