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Corso HEC-RAS Modellazione Bidimensionale

NOVITA' DISPENSE: A seguito dell'uscita di HEC-RAS 6.1 è stato prodotto un allegato che illustra le sue nuove funzionalità che riguardano la modellazione bidimensionale, questo allegato può essere scaricato in formato PDF da tutti i nostri clienti che hanno già acquistato il manuale HEC-RAS Modellazione bidimensionale seguendo il link di seguito riportato,

scarica il nuovo allegato A2 - Principali aggiornamenti della versione 6 di HEC-RAS - Modellazione bidimensionale

 

Di seguito è possibile scaricare gli esempi applicativi sviluppati nel software HEC-RAS unitamente a una breve descrizione dello stesso esempio, per l'utilizzo degli esempi applicativi è necessario scompattare il file compresso in una cartella e caricare il progetto nel software HEC-RAS.

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Esempio n.1 Analisi del rischio idraulico del tratto terminale del Fiume Lipuda nel Comune di Cirò Marina (KR)

MODELLO COMBINATO MONODIMENSIONALE E BIDIMENSIONALE

Lo studio è stato condotto per pervenire alla perimetrazione delle aree allagabili allo stato attuale nella zona del territorio comunale di Cirò Marina attraversata dal tratto terminale del Fiume Lipuda per effetto delle insufficienze idrauliche presenti lungo il corso d'acqua. In particolare lo studio deve supportare la richiesta di riclassificazione delle aree perimetrate dal PAI in questa zona.

In questo caso è stato predisposto un modello idrodinamico combinato monodimensionale/bidimensionale in quanto ritenuto il più idoneo a simulare in maniera corretta lo scenario degli allagamenti che si verifica nella zona. Il modello implementato è costituito dalle due componenti:

  • monodimensionale, lungo il tratto terminale del Fiume Lipuda, per simulare la propagazione delle piene lungo il corso d'acqua e valutare le fuoriuscite;
  • bidimensionale, nelle aree esterne che si inondano per effetto delle fuoriuscite, in modo da simulare la propagazione dei deflussi sul piano campagna.

Il modello digitale del terreno è stato ricostruito sulla base dei dati del rilievo Lidar eseguito dal MATTM nell'ambito del PST-A, con cella a 1-2 m, integrati con una serie di rilievi a terra eseguiti con tecnica tradizionale (GPS e stazione totale)

Nel modello monodimensionale, che è costituito da n. 42 sezioni, sono stati inseriti i tre ponti presenti lungo il tratto (vecchia SS 106, nuova SS 106 e linea FFSS) e un salto di fondo presente in corrispondenza di un guado.

Come condizioni di moto sono stati inseriti gli idrogrammi di piena relativi ai vari tempi di ritorno nella sezione di monte e nella sezione di valle è stato assegnato il livello idrico fisso pari al livello medio mare oltre al sovralzo generato dal moto ondoso, dall'alta marea e dalla bassa pressione.

In questi casi occorre dapprima condurre una serie di simulazioni in regime di moto permanente con schema monodimensionale, vedi fig. A1, al fine di individuare le criticità idrauliche e quindi le portate smaltibili nei vari tratti e solo in un secondo tempo passare alla simulazione in regime di moto vario con schema bidimensionale, vedi fig. A2, inserendo gli sfioratori laterali e le aree a deflusso bidimensionale. Nella figura A3 infine è riportato il risultato delle simulazioni condotte con riferimento all'evento di piena duecentennale con il modello combinato mono e bidimensionale.


Fig. A1 - Modello idraulico tratto terminale fiume Lipuda - schema monodimensionale


Figura A2 - Modello idraulico tratto terminale fiume Lipuda - schema combinato 1D e 2D


Figura A3 - Modello idraulico tratto terminale fiume Lipuda - risultati scenario con Tr 200 anni

Esempio n.2 Analisi del rischio idraulico del Fiume Petrace nei Comuni di Palmi e Seminara (RC)

MODELLO BIDIMENSIONALE

Lo studio è stato condotto per pervenire a una perimetrazione speditiva delle aree allagabili allo stato attuale nella valle attraversata dal tratto medio e terminale del Fiume Petrace nei comuni di Palmi e Seminara per effetto delle insufficienze idrauliche presenti lungo il corso d'acqua. In particolare lo studio deve pervenire a una classificazione delle aree a diversa pericolosità idraulica del PAI in questo tratto del corso d'acqua che attualmente risulta classificato unicamente sulla base di notizie di eventi storici verificatisi in passato e su base morfologica.

In questo caso è stato predisposto un modello idrodinamico unicamente bidimensionale in quanto ritenuto il più idoneo a simulare in maniera speditiva lo scenario degli allagamenti che si verifica nella zona. Il modello implementato è infatti costituito un'unica componente bidimensionale, che interessa sia il corso d'acqua che le aree esterne che si inondano per effetto delle fuoriuscite dallo stesso corso d'acqua principale, in modo da simulare la propagazione dei deflussi sul piano campagna. Il dominio di calcolo ha un'estensione di circa 16 kmq, la lunghezza del corso d'acqua principale che ricade nel dominio è di circa 11 km, vedi fig. B1. Per la costruzione della griglia di calcolo è stata utilizzata una cella con dimensioni di 20 m dopo aver fatto un primo tentativo con una cella di 50 m.

Il modello digitale del terreno è stato ricostruito sulla base dei dati del rilievo Lidar eseguito dal MATTM nell'ambito del PST-A, con cella a 1-2 m.

Prima di procedere all'implementazione del modello idrodinamico è stato predisposto un modello idrologico per la determinazione dei contributi di piena dei singoli sottobacini, vedi fig. B2.

Come condizioni di moto sono stati inseriti gli idrogrammi di piena relativi ai vari tempi di ritorno nelle due sezioni di monte del corso d'acqua principale e in altre tre sezioni di altrettanti affluenti presenti lungo il tratto oggetto di studio, vedi fig. B3. Nella sezione di valle è stato assegnato il livello idrico fisso pari al livello medio mare oltre al sovralzo generato dal moto ondoso, dall'alta marea e dalla bassa pressione.

Nella figura B4 infine è riportato il risultato, in termini di aree allagabili, delle simulazioni condotte con riferimento all'evento di piena duecentennale con il modello bidimensionale. Dettagli di tali risultati sono riportate nelle fig. B5 e B6 rispettivamente per la zona di foce e per il tratto intermedio del fiume Petrace.

Al fine di valutare l'influenza della non uniformità della scabrezza nel dominio di calcolo sulla propagazione dei deflussi di piena sono state condotte ulteriori simulazioni facendo variare la scabrezza nel dominio di calcolo in funzione dell'uso del suolo. In particolare è stata utilizzata la carta dell'uso del territorio (CUT) della Regione Calabria, derivata dal Corine Land Cover e definita fino al 5 livello, vedi fig. B7.


Figura B1 - Studio idraulico tratto medio e di valle fiume Petrace - individuazione area di studio


Figura B2 - Studio idraulico tratto medio e di valle fiume Petrace - schema modello idrologico


Figura B3 - Studio idraulico tratto medio e di valle fiume Petrace - schema modello idraulico 2D


Figura B4 - Studio idraulico tratto medio e di valle fiume Petrace - risultati con Tr= 200 anni


Figura B5 - Risultati con Tr= 200 anni - dettaglio tratto terminale


Figura B6 - Risultati con Tr= 200 anni - dettaglio tratto intermedio


Figura B7 - Uso del suolo nel dominio di calcolo per differenziare la scabrezza

 

Esempio n.3 Analisi del rischio idraulico di un fosso in Località Parco di Stallanel Comune di Palagianello (TA)

MODELLO BIDIMENSIONALE CON INSERIMENTO OPERA IDRAULICA

Lo studio è stato condotto per pervenire alla perimetrazione delle aree allagabili allo stato attuale nella zona del territorio comunale di Palagianello, in provincia di Taranto, attraversata da un fosso del reticolo minore, in Località Parco di Stalla, per effetto delle insufficienze idrauliche presenti lungo il suddetto fosso, vedi fig. C1. In particolare lo studio deve supportare la richiesta di variante dello strumento urbanistico comunale in questa zona.

In questo caso è stato dapprima predisposto un modello idrodinamico combinato monodimensionale/bidimensionale per indagare sullo scenario degli allagamenti che si verifica nella zona. Il modello implementato è costituito dalle due componenti:

monodimensionale, lungo il fosso, per simulare la propagazione delle piene lungo il corso d'acqua e valutare le fuoriuscite;

bidimensionale, nelle aree esterne che si inondano per effetto delle fuoriuscite dal fosso, in modo da simulare la propagazione dei deflussi sul piano campagna.

Il modello digitale del terreno è stato ricostruito sulla base dei dati del rilievo Lidar eseguito dal MATTM nell'ambito del PST-A, con cella a 1-2 m, integrati con una serie di rilievi a terra eseguiti con tecnica tradizionale (GPS e stazione totale).

In considerazione del fatto che le aree allagabili sono attraversate da un rilevato stradale, al fine di simulare al meglio tale situazione si è provveduto dapprima a predisporre un modello con 4 aree a deflusso bidimensionale, due a monte del rilevato stradale e due a valle su entrambi i lati del corso d'acqua, vedi fig. C2. In una seconda fase è stato predisposto un modello con due sole aree a deflusso bidimensionale, una in sinistra e una in destra idraulica, vedi fig. C3.

Nel modello monodimensionale, che è costituito da n. 20 sezioni, è stato inserito l'attraversamento presente lungo il tratto.

Come condizioni di moto sono stati inseriti gli idrogrammi di piena relativi ai vari tempi di ritorno nella sezione di monte e nella sezione di valle è stato imposta la profondità di moto uniforme assegnando la pendenza del tratto.

Un'ultima serie di simulazioni è stata infine condotta utilizzando un modello bidimensionale puro dapprima con due celle (fig. C4), una a monte del rilevato stradale e una valle, e in un secondo tempo con un'unica cella (fig. C5).

Nella figura C6 infine è riportato il risultato delle simulazioni condotte con riferimento all'evento di piena duecentennale con il modello l'ultimo modello bidimensionale sopra citato.


Fig. C1 - Inquadramento zona d'interesse su CTR


Fig. C2 - Modello di calcolo combinato mono e bidimensionale (4 aree a deflusso bidimensionale)


Fig. C3 - Modello di calcolo combinato mono e bidimensionale (2 aree a deflusso bidimensionale)


Fig. C4 - Dominio di calcolo bidimensionale con due aree a deflusso bidimensionale


Fig. C5 - Dominio di calcolo bidimensionale con una sola area a deflusso bidimensionale


Fig. C6 - Risultati modello bidimensionale

 

 

 

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