Modellazione numerica di una rete di drenaggio urbano = Numerical modeling of an urban drainage network

Questa tesi si propone di analizzare il comportamento della rete di drenaggio delle acque meteoriche a servizio di un’area di circa 4 km2 situata nella parte Nord-Est del territorio comunale di Torino, tra il Po e la Stura. L’obbiettivo consiste nel creare un modello numerico in grado di riprodurre la risposta della rete sottoposta ad eventi di pioggia di diversa intensità e durata ed individuarne i punti più critici. Il modello è stato costruito nel software SWMM a partire da una serie di dati raccolti da SMAT relativi a pozzetti e collettori. L’area oggetto di studio è stata poi suddivisa in oltre 300 sottobacini, in modo da avere la possibilità di modulare l’evento di pioggia sul territorio ed assegnare diversi parametri di infiltrazione in base alle caratteristiche del terreno. Preliminarmente sono stati adottati parametri di riferimento, definiti dal SCS (Soil Conservation Service). Inizialmente, è stato simulato il comportamento della rete sottoposta a due eventi di pioggia ideali, di durata pari a un’ora e dieci minuti. La loro intensità è stata presa costante nel tempo e calcolata mediando i dati presenti nell’atlante delle piogge intense di ARPA Piemonte, stimati per un tempo di ritorno di 5 anni attraverso la distribuzione di Gumbel. Analizzando i risultati è stato possibile correggere errori geometrici nel modello ed individuare i punti più sollecitati della rete. In seguito, sono stati studiati 4 eventi di pioggia realmente registrati da 2 pluviometri presenti nell’area, accaduti nell’estate 2021. Dato che in un collettore della rete era installato un misuratore di livello e velocità, in quel punto è stato possibile comparare la portata simulata con quella registrata, in modo da testare l’affidabilità delle simulazioni. A tal proposito, la precipitazione è stata modellata in due diversi modi: il primo prevede un unico ietogramma su tutto il bacino, equivalente a quello registrato dal pluviometro più vicino al collettore strumentato, mentre nel secondo viene assegnato uno specifico ietogramma ad ogni sottobacino, costruito interpolando linearmente le intensità misurate dai 2 pluviometri istante per istante. Entrambi i metodi risultano sovrastimare il volume emesso, ma il primo si rivela essere il più accurato nella riproduzione dei tempi di picco di portata. Per ridurre la discrepanza tra i volumi si interviene calibrando i parametri di infiltrazione del terreno, fin qui presi da letteratura. Dato l’elevato volume simulato, si prova ad aumentarli, in modo da rendere il suolo più permeabile e diminuire l’afflusso in rete. Considerando inoltre la notevole variabilità dei risultati causata dalla modellazione dell’evento di pioggia, si aggiunge un terzo metodo, che prevede il tracciamento di aree di competenza dei due pluviometri: a ogni sottobacino viene assegnato lo ietogramma registrato dal pluviometro più vicino. Tale metodo risulta essere il più verosimile, ma il volume di deflusso simulato arriva a coincidere con quello misurato soltanto aumentando i parametri di infiltrazione fino a valori irrealistici. In conclusione, l'attività svolta ha permesso di ricostruire il comportamento idraulico della rete, individuando gli errori presenti nelle misure di portata ed evidenziando il ruolo della variabilità spaziale delle precipitazioni.