La Presentazione di Daniele Pinton

EFFETTI DELLE OPERE FISSE DEL MO.S.E. SULL’IDRODINAMICA DEI RII INTERNI ALLA CITTA` DI VENEZIA UNIVERITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE, EDILE ED AMBIENTALE CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA CIVILE

INGEGNERI ECCELLENTI - VENEZIA – 10/07/2021

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SOMMARIO • Modifiche alla laguna

• Modello numerico • Taratura del modello

• Confronto Ante – Post Mo.S.E.

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LE MODIFICHE ALL’AMBIENTE LAGUNARE

LA LAGUNA

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Interventi difensivi • (A) Intestadure (XIV - XV secolo) • (B) Diversione dei fiumi (XV - XVII secolo) Interventi di agevolazione della navigazione

A

B

• (C-D) Escavazione dei grandi canali navigabili (XVIII - XX secolo) • (E-F) Costruzione dei moli alle bocche di porto (XIX - XX secolo)

E C

D

F

LE OPERE FISSE DEL Mo.S.E.

LA LAGUNA Restringimento delle bocche di porto della laguna di Venezia dovuta alla realizzazione del Mo.S.E. (foto aeree georeferenziate tratte dal GeoPortale Nazionale del Ministero dell’Ambiente)

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MODELLO E GRIGLIA

MODELLO E DATASET

Permette di associare elementi 1D e 2D • Elementi 2D: Descrizione della superficie lagunare • Elementi 1D: Descrizione della rete dei rii della città di Venezia (blu) Reticoli di calcolo utilizzati • Configurazione bocche Ante Mo.S.E. • Configurazione bocche Post Mo.S.E.

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MODIFICHE ALLA GRIGLIA 1D-2D

MODELLO E DATASET

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Ridimensionamento della mesh in mare aperto (contorno rosso) • Applicare BC di livello diverse per ogni bocca di porto, misurate sui rispettivi moli Costruzione di una nuova rete 1D sulla base delle misure di Insula S.p.a. (quota del fondo, larghezza, coordinate dei punti estremi) • Inserimento dei canali tombati nella nuova rete

STAZIONI DI RIFERIMENTO

Localizzazione e funzioni delle stazioni meteomareografiche considerate

MODELLO E DATASET

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MISURE DELLA VELOCITA` NEI RII

MODELLO E DATASET

4 campagne di misura svolte dal CNR (fine 2004) • 12 canali della rete cittadina • Durata variabile da 1 a 3 settimane • 3 correntometri InterOcean modello S4 • Rilievo di direzione e intensità della corrente

Correntometro InterOcean modello S4

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SIMULAZIONI NUMERICHE

TARATURA DEL MODELLO

TARATURA DEL MODELLO (Post Mo.S.E.) • Verifica sulle ampiezze • Verifica sui livelli • Verifica sulle velocità nei rii (analisi di sensibilità)

PERIODI DI STUDIO Per verifica sulle ampiezze e sui livelli • Periodi di sizigia • Periodi con vento debole Per verifica sulle velocità e per il confronto Ante-Post Mo.S.E. • Periodi delle campagne dei rilievi correntometrici nei rii cittadini

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VERIFICA SULLE AMPIEZZE

TARATURA DEL MODELLO

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Confronto i dati calcolati con quelli riportati in Matticchio et al., 2017a • Variazioni percentuali delle ampiezze massime del segnale d’onda e confronto con le variazioni effettive • Variazioni dei ritardi di fase dei valori massimi del segnale d’onda rispetto ai valori ottenuti a Piattaforma CNR

Matticchio et al., 2017a

VERIFICA SULLE AMPIEZZE E TARATURA SCABREZZE

TARATURA DEL MODELLO

Confronto tra valori misurati e calcolati U.M.

GB

BU

SE

SN

PS

MA

FR

VA

CH

%Δ 𝐴𝑐𝑎𝑙𝑐 𝑚𝑒𝑑

[%]

-4.86

-6.60

-7.20

-7.39

-7.39

-7.46

-7.56

-6.61

-5.44

%Δ 𝐴𝑚𝑖𝑠 𝑚𝑒𝑑

[%]

-4.90

-6.70

-6.90

-5.50

-7.00

-5.80

-7.50

-6.60

-4.60

𝑐𝑎𝑙𝑐 Δ 𝑅𝑚𝑒𝑑

[min]

9.44

13.89

15.00

16.94

20.83

21.39

27.22

23.06

18.61

𝑚𝑖𝑠 Δ 𝑅𝑚𝑒𝑑

[min]

11.80

11.50

11.50

14.90

11.80

13.40

17.60

25.40

7.90

GB = Grassabò, BU = Burano, SE = Sant’Erasmo, SN = San Nicolò, PS = Punta Salute MA = Marghera, FR = Faro Rocchetta, VA = Valle Averto, CH = Chioggia Vigo

Scabrezza alle bocche di porto da taratura Bocche

U.M.

Lido

Malamocco

Chioggia

Ks

[𝑚1/3 /𝑠]

30

25

28

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VERIFICA SUI LIVELLI

TARATURA DEL MODELLO

dati misurati

dati stimati

NS = 1 −

𝑖 𝑖

Eccellente Molto buona Buona Scarsa

𝑑−𝑚 2 𝑑−𝐷

PB =

2

𝑖

media dati misurati

NS > 0:65 NS = 0:65 ÷ 0:50 NS = 0:50 ÷ 0:20 NS < 0:20

𝑑−𝑚

∙ 100

𝑖𝑑

Eccellente Molto buona Buona Scarsa

PB < 10 PB = 10 ÷ 20 PB = 20 ÷ 40 PB > 40

Confronto livelli misurati e calcolati nelle stazioni mareografiche di riferimento GB GB

BU

SE

SN

PS

MA

FR

VA

CH

𝑁𝑆

0.952

0.977

0.986

0.980

0.980

0.992

0.989

0.971

0.944

𝑃𝐵

3.23

-6.05

-1.49

-5.81

-6.41

-0.96

1.53

-4.47

-4.49

GB = Grassabò, BU = Burano, SE = Sant’Erasmo, SN = San Nicolò, PS = Punta Salute MA = Marghera, FR = Faro Rocchetta, VA = Valle Averto, CH = Chioggia Vigo

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ANALISI DI SENSIBILITÀ

TARATURA DEL MODELLO

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Procedimento • Attribuzione Ks uniforme all’intera rete (Ks = 25 - 30 - 35 - 40 𝑚1/3 /s) • Simulazione nei periodi di riferimento • Attribuzione del più corretto valore di Ks alla zona omogenea (valutazione statistica e grafica)

PORTATE ALLE BOCCHE DI PORTO

~1%

~8%

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

~18%

• Riduzione della portata totale scambiata tra mare e laguna nelle fasi di flusso e riflusso: ~10% • Maggiore riduzione calcolata per la bocca di Malamocco • Ritardo nella propagazione dei flussi

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VELOCITÀ ALLE BOCCHE DI PORTO • • • •

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

Riduzione delle velocità in laguna Formazione e migrazione di macro vortici all’interno delle bocche Variazione degli effetti erosivi sul fondale Alterazione della direzione dei flussi entranti e uscenti (interferenza delle nuove opere fisse)

MALAMOCCO

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ANALISI DEI LIVELLI IN LAGUNA

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

• Riduzione dei livelli in laguna • Aumento del ritardo di propagazione dei livelli

Livelli istantanei in fase di flusso nelle configurazioni Ante e Post Mo.S.E..

Rosso = -0.0875 m; Verde = -0.100 m; Arancione = -0.125

Livelli istantanei in fase di RIflusso nelle configurazioni Ante e Post Mo.S.E..

Rosso = 0.300 m; Verde = 0.320 m; Arancione = 0.340 m

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ANALISI DELLE VELOCITÀ NEI RII (1)

• Aumento del ritardo di fase • Aumenti e diminuzioni delle velocità dei flussi • Influenza dei canali maggiori che alimentano la città

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

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ANALISI DELLE VELOCITÀ NEI RII (2)

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

Inversione della direzione dei flussi dovuta • All’aumento dei ritardi (a) • Alla forte variazione delle intensità (b)

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TRASLAZIONE DEI PARTIACQUE

CONFRONTO ANTE – POST Mo.S.E.

Il partiacque è la linea di separazione tra due sottobacini lagunari, in quanto punto di incontro delle acque provenienti dalle bocche che li alimentano Le fasce dei partiacque sono ottenute come inviluppo delle omonime linee individuate nelle diverse fasi della marea simulata • Restringimento del bacino di Malamocco a favore dei bacini di Lido e Chioggia • Maggiore spostamento della fascia Lido Malamocco rispetto a Malamocco Chioggia Spostamento medio della fascia del partiacque tra le configurazioni Ante e Post Mo.S.E.

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CONCLUSIONI

CONCLUSIONI

• Ottima capacità del modello di descrivere l’idrodinamica lagunare • Maggiore resistenza indotta dalle opere fisse del Mo.S.E. alla bocca di porto di Malamocco  Spostamento dei partiacque verso il centro della laguna

 Ridimensionamento del bacino lagunare da essa alimentato • Riduzione dei livelli in laguna e aumento dei ritardi di propagazione delle maree • Variazione nei flussi interni alla rete dei canali di Venezia

 Generale aumento dei ritardi di fase  Variazione della direzione dei flussi in alcuni canali  Comportamento governato dai canali maggiori che circondano la rete

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CONSIDERAZIONI

CONSIDERAZIONI

• Variazione del residence time  > sedimentazione  > inquinamento (?)  < Processi fisici  < Ossigenazione  < Processi chimici (?)  Processi biologici (?)

• Riduzione delle velocità nei canali  <> interrimento  <> inquinamento

Cucco and Umgiesser, 2006

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

daniele.pinton@ufl.edu danielepinton@gmail.com