Analisi topologica e idraulica della rete di drenaggio di Torino = Topological and hydraulic analysis of the drainage network of Turin

In natura, la morfologia dei bacini fluviali presenta somiglianze legate alla loro geometria frattale. Questo aspetto suggerisce l'esistenza di una dinamica unificante che opera indipendentemente dalla scala. Leggi di scala, che includono parametri geometrici dei canali fluviali, delineano la morfologia dei bacini. Questo studio indaga se tali leggi, tipicamente associate a fenomeni naturali, possano trovare applicazione anche nelle reti idriche artificiali. L'obiettivo è confrontare la topologia e le caratteristiche idrauliche delle reti di drenaggio urbano con quelle delle controparti naturali. Il caso studio si concentra sulla rete di drenaggio della città di Torino, la quale viene suddivisa in quattro macroaree idraulicamente indipendenti. La visualizzazione e l'analisi dei dati sperimentali, basata su un approccio alle reti complesse, rappresenta i condotti come archi e i pozzetti e i punti di deflusso come nodi. La rete di drenaggio urbano è considerata infatti un sistema complesso, composto da elementi sviluppatisi in epoche storiche diverse, che interagiscono in maniera dinamica e interconnessa, evolvendo nel tempo. Per ciascuna macroarea sono state calcolate alcune metriche base della teoria delle reti complesse. Vengono poi applicate, su ciascuna rete, la legge di Hack, la legge di scala della portata massima (Qmax) transitante nella rete con l'area drenata e la probabilità di superamento dell’area totale di contribuzione (P[A ≥ a]). Per i punti di recapito su cui transitano le portate maggiori viene tracciata la funzione di larghezza. Si indaga inoltre l'esistenza di una possibile legge di scala tra la sezione dei condotti lungo la rete e l'area drenata. Un approfondimento è stato condotto sulla stratificazione storico-urbana della rete, confrontando il centro storico di Torino, con aree più periferiche sviluppatesi in tempi recenti. Queste aree vengono analizzate in termini di leggi di scala e di caratteristiche topologiche per capire se è possibile individuare eventuali correlazioni con l'età della rete. Due diversi approcci, basati su differenti criteri di selezione dei punti di controllo, sono stati adottati per le analisi. La verifica dell'effettiva esistenza di un trend lineare o di differenze significative è stata validata con opportuni test statistici. I risultati confermano l'esistenza delle leggi di scala per la rete urbana considerata, sebbene con coefficienti generalmente diversi da quelli tipici dei bacini fluviali. Le diverse dimensioni delle reti di drenaggio nelle quattro macroaree influenzano i coefficienti calcolati. Inoltre, si dimostra esserci un'influenza dell'evoluzione storica della rete sui coefficienti della relazione tra la portata e l'area drenata e tra la sezione e l'area. Le conclusioni tratte dal corrente studio, oltre a fornire una comprensione più approfondita della dinamica e della topologia dei sistemi di drenaggio, costituiscono una base per eventuali miglioramenti nella loro gestione urbana e ambientale.