1. Il monitoraggio, un mezzo per la
riduzione dei danni: previsioni in
tempo reale della quota del
Verbano
Giorgio Salvadè1, Stefano Pisani2,
Alberto Dei†2
1: Laboratorio Fisica Terrestre - DCT/DIE - SUPSI/Trevano-Manno
2: Istituto Scienze della Terra - SUPSI/Cadenazzo

2. Scopo
• Segnalazione tempestiva del pericolo di
esondazione del Verbano per minimizzare i
danni, tramite:
- monitoraggio in tempo reale della
situazione idrologica dei principali affluenti
del Verbano;
- previsioni meteorologiche (a causa delle
dimensioni ridotte del bacino)

3. Confronto pioggia-portata
4/9/981/00
4/9/983/00
4/9/985/00
4/9/987/00
4/9/989/00
4/9/9811/00
4/9/9813/00
4/9/9815/00
4/9/9817/00
4/9/9819/00
4/9/9821/00
4/9/9823/00
5/9/981/00
5/9/983/00
5/9/985/00
5/9/987/00
5/9/989/00
5/9/9811/00
5/9/9813/00
5/9/9815/00
5/9/9817/00
5/9/9819/00
5/9/9821/00
5/9/9823/00
6/9/981/00
6/9/983/00
6/9/985/00
6/9/987/00
6/9/989/00
6/9/9811/00
6/9/9813/00
6/9/9815/00
6/9/9817/00
6/9/9819/00
6/9/9821/00
6/9/9823/00
0
2
4
6
8
10
12
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Column D Column G
data
pioggia(mm/h)
portata(m3/s)

4. Schema dello sviluppo
• Rete di rilevamento e trasmissione in tempo
reale
• Gestione dei dati e loro rappresentazione
• Distribuzione areale delle piogge
• Scelta modello pioggiadeflusso
• Calibrazione

5. Posizione dei pluviometri e
dei limnigrafi

6. Rete attuale

10. Distribuzione delle piogge

11. portata in entrata  portata in uscita
• Bacini imbriferi: pioggia  deflusso
– depurazione delle piogge: metodo del CN
– convoluzione delle piogge: metodo di Nash
• Aste fluviali
– metodo di Muskingum
• Invasi di ritenzione
– integrazione con un metodo di Runge-Kutta

12. Depurazione: metodo del CN
Due parametri
• precipitazioni fino al ruscellamento
• CN:determina la capacità di campo
– varia da evento a evento
– deve essere determinato nel corso dell’evento

13. Convoluzione: metodo di Nash
• Due parametri
– n: numero di serbatoi lineari in cascata
– k: costante caratteristica del bacino
• Due effetti:
– laminazione
– sfasamento tra pioggia e idrogramma
• n, k variano poco da evento a evento
(identificati con gli eventi storici)

14. Aste fluviali: metodo di
Muskingum
• Due parametri
– fattore di forma dell’invaso (non critico)
– tempo per percorre l’asta
• Identificati con gli eventi storici

15. Lago
A h ⋅
dh
dt
= I t − Q h t
• I(t): idrogramma totale
in entrata
• A(h): superficie
• Q(h(t)): portata in
uscita- dipende dal
livello
• integrazione con
Runge-Kutta

16. Modello bacino imbrifero
Verbano
Ticino-Bzo
asta fluv.
AB
Verzasca
invaso
C Maggia
D Maggia-Toce
E Toce
F Toce-sbocco
G
H
J
K Ticino-Tresa
invaso Ceresio
Tresa-sbocco

17. Novembre 97
Inizio evento: 05.11.97 istante della previsione: 07.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.9700:00 06.11.9700:00 07.11.9700:00 08.11.9700:00 09.11.9700:00 10.11.9700:00
Data
Livellodellago(m)
modello
misure
misuredopo previsione

18. Novembre 97
Inizio evento : 05.11.97 istante della previsione : 08.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.9700:00 06.11.9700:00 07.11.9700:00 08.11.9700:00 09.11.9700:00 10.11.9700:00
Data
Livellodellago(m)
modello
misure
misuredopo previsione

19. Novembre 97
Inizio evento: 05.11.97 istante della previsione : 12.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.9700:00 07.11.9700:00 09.11.9700:00 11.11.9700:00 13.11.9700:00 15.11.9700:00
Data
Livellodellago(m)
modello
misure
misuredopo previsione

20. Novembre 97 (piogge effettive)
inizio evento: 05.11.97 istante della previsione: 08.11.97:0200 (piogge effettive)
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
5.11.970.00 6.11.970.00 7.11.970.00 8.11.970.00 9.11.970.00 10.11.970.00
data
livellodellago(m)
modello
misure

21. Aprile 98
• Uscita costante
– 180 m3/s
• Precipitazione
– prevista
• 240 Mm3
– misurata
• 353 Mm3
inizio evento: 02.05.98:0000 istante della previsione: 05.04.98:0200
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
193.8
194.0
2.4.980.00 3.4.980.00 4.4.980.00 5.4.980.00 6.4.980.00 7.4.980.00
data
livellodellago(m)
modello
misure
misuredopo previsione
istantedellaprevisione

22. Pioggia prevista - effettiva
Bacino imbrifero Verbano
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
5.4.982.00
5.4.986.00
5.4.9810.00
5.4.9814.00
5.4.9818.00
5.4.9822.00
6.4.982.00
6.4.986.00
6.4.9810.00
6.4.9814.00
6.4.9818.00
6.4.9822.00
data
pioggiaglobale(migliaiam3)
Pr_T previsione
Pl_T effettiva
Pioggia totale prevista: 240'132 migliaia di m3
Pioggia totale effettiva: 353'501 migliaia di m3

23. Aprile 98
• Uscita costante
– 180 m3/s
• Precipitazione
– prevista
• 343 Mm3
– misurata
• 263 Mm3
inizio evento: 02.04.98:0000 istante della previsione: 06.04.98:0200
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
193.8
194.0
2.4.980.00 3.4.980.00 4.4.980.00 5.4.980.00 6.4.980.00 7.4.980.00 8.4.980.00
data
livellodellago(m)
modello
misure
misuredopo previsione
istantedellaprevisione

24. Pioggia prevista - effettiva
6/4/982/00
6/4/983/00
6/4/984/00
6/4/985/00
6/4/986/00
6/4/987/00
6/4/988/00
6/4/989/00
6/4/9810/00
6/4/9811/00
6/4/9812/00
6/4/9813/00
6/4/9814/00
6/4/9815/00
6/4/9816/00
6/4/9817/00
6/4/9818/00
6/4/9819/00
6/4/9820/00
6/4/9821/00
6/4/9822/00
6/4/9823/00
7/4/980/00
7/4/981/00
7/4/982/00
7/4/983/00
7/4/984/00
7/4/985/00
7/4/986/00
7/4/987/00
7/4/988/00
7/4/989/00
7/4/9810/00
7/4/9811/00
7/4/9812/00
7/4/9813/00
7/4/9814/00
7/4/9815/00
7/4/9816/00
7/4/9817/00
7/4/9818/00
7/4/9819/00
7/4/9820/00
7/4/9821/00
7/4/9822/00
7/4/9823/00
8/4/980/00
8/4/981/00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Bacino imbrifero Verbano
Pr_T previsione Pl_T effettiva
data
pioggiaglobale(migliaiam3)

25. Settembre 93 (pioggia effettiva)
inizio evento: 22.09.93 istante della previsione: 24.09.93:1800 (piogge effettive)
193.0
193.5
194.0
194.5
195.0
195.5
196.0
196.5
197.0
22.9.930.00 23.9.930.00 24.9.930.00 25.9.930.00 26.9.930.00 27.9.930.00 28.9.930.00
data
livellodellago(m)
modello
misure

26. Categorie errori
• Errore di modello
– schematizzazione del bacino (CN+Nash)
• eventi storici delle portate dei fiumi : < 4%
• Errore delle previsioni
– calibrazione prima del picco
• eventi storici delle portate dei fiumi: ~ 6..8%

27. Settembre 93 - 23.09.93:1800
22/9/93 0/00 23/9/93 0/00 24/9/93 0/00 25/9/93 0/00 26/9/93 0/00 27/9/93 0/00 28/9/93 0/00
191.0
192.0
193.0
194.0
195.0
196.0
197.0
Column D Column F Column G
data
livellodellago(m)

28. Settembre 93 - 23.09.93:0000
22/9/93 0/00 23/9/93 0/00 24/9/93 0/00 25/9/93 0/00 26/9/93 0/00 27/9/93 0/00 28/9/93 0/00
191.0
192.0
193.0
194.0
195.0
196.0
197.0
198.0
Column D
Column F
Column G
Column H
data
livellodellago(m)

29. Categorie errori
• Errore di modello
– schematizzazione del bacino (CN+Nash)
• eventi storici delle portate dei fiumi : < 4%
• Errore delle previsioni
– calibrazione prima del picco
• eventi storici delle portate dei fiumi: ~ 6..8 %
– incertezza nella previsione di pioggia
• dopo 4-6 ore fattore preponderante

30. Prossimi lavori
• Scambio dati con regioni italiane
(pluviometri, limnigrafi e previsioni)
• Calibrazione bacino imbrifero della valle
del Toce e integrazione nel modello
previsionale
• Limiti di confidenza della previsione
• Visualizzazione previsione (lago,fiumi)