Modellistica numerica bidimensionale a fondo fisso e mobile per la valutazione dell'efficacia di opere di difesa idraulica sul rio Quirra (NU) = Evaluation of the hydraulic defence works effectiveness on Quirra river (NU) Italy, through fixed and mobile bed two-dimensional numerical modelling

Grazie all’utilizzo della modellistica numerica, oggi è possibile studiare il comportamento idraulico di un corso d’acqua, traducendo la realtà fisica in un problema matematico. Software specifici permettono di digitalizzare la topografia del bacino, elaborare le forzanti idrologico-idrauliche e avviare simulazioni numeriche che, tramite equazioni opportune, forniscono come risultato le variabili idrauliche di interesse. In questo lavoro di tesi, diversi modelli idraulici mono e bidimensionali sono stati implementati per valutare gli effetti idromorfodinamici indotti da eventi di piena parossistici sul Rio Quirra. Le analisi idrauliche condotte hanno previsto lo studio di due scenari differenti. Il primo scenario è quello di “stato attuale”, il quale ha permesso lo studio del comportamento del fiume nelle condizioni attuali. Il secondo, definito “stato di progetto”, contempla le modifiche morfologiche dovute alla realizzazione di una serie di interventi volti a ridurre il rischio idraulico nei pressi dell’abitato di Tertenia (NU). La prima fase dello studio è stata condotta utilizzando il software HEC-RAS, il quale permette di discretizzare il dominio di calcolo attraverso una serie di sezioni trasversali al corso d’acqua e di eseguire simulazioni 1D. Nella seconda fase si è ricorso all’utilizzo del software BASEMENT accoppiato al plugin BASEmesh di QGIS, necessario per la costruzione della mesh di calcolo, per svolgere simulazioni bidimensionali. L’entità del deposito e/o dell’erosione in ciascuna sezione del modello monodimensionale è stata valutata attraverso la stima di alcune grandezze caratteristiche, quali la variazione della quota di fondo e di massa mobilitata. Analizzando queste grandezze nei due scenari simulati, si può notare come nella configurazione di progetto i fenomeni legati al trasporto solido risultino mitigati. Infatti, l’80% delle sezioni presenta una variazione del fondo in valore assoluto minore e più del 55% una variazione di massa mobilitata inferiore. Il modello bidimensionale ha permesso di superare i limiti del modello 1D, fornendo una distribuzione planimetrica dei risultati, rendendo possibile la misurazione delle grandezze di interesse in ogni punto del dominio di calcolo. Inoltre, nel modello 2D la distribuzione del materiale solido movimentato non è uniforme lungo la sezione, ma è possibile osservare tendenze diverse per punti che appartengono ad una stessa sezione. Queste caratteristiche fanno sì che la modellistica bidimensionale fornisca una stima più precisa e completa delle grandezze osservate benché l’onere computazionale sia maggiore. Tuttavia, il modello monodimensionale risulta essere uno strumento adeguato a valutare la tendenza al deposito o all’erosione in modo più speditivo, anche su periodi temporali estesi.