Le attività di ricerca sono orientate allo sviluppo di modelli e metodi per lo studio degli allagamenti in aree urbana indotte da eventi meteorici intensi. In tale ambito è necessario considerare l’interazione tra la corrente che scorre sulla superficie stradale e il sistema fognario sottostante.
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Una prima attività ha riguardato campagne sperimentali in scala reale, svolti presso l’Università Politecnica della Catologna (Barcellona, Spagna) utilizzate per definire coefficienti di deflusso allo scopo di fornire informazioni utili ai professionisti e ai modellisti.
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Sono state analizzate diverse caditoie a griglia, ottenendo valori dei coefficienti di deflusso in condizioni in cui il flusso copre completamente le griglie.
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Sono stati identificati gli intervalli dei coefficienti di deflusso per condizioni di flusso supercritico ed è stata evidenziata la forte correlazione con il numero di Froude a monte. Tali relazioni possono essere usate all’interno di modelli 1D e 2D per la valutazione delle portate derivate dal sistema di captazione superficiale.
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Successivamente l’interesse è stato orientato allo sviluppo di una strategia di modellazione fisica efficiente per la simulazione delle alluvioni pluviali urbane, che utilizza un approccio subgrid per tenere conto del contributo del sistema fognario. Accoppiato con un modello idrodinamico bidimensionale (2D) che risolve la versione porosa delle equazioni delle acque basse per il flusso a superficie libera, il modello subgrid consente di eseguire simulazioni rain-on-grid (RoG) evitando l'inclusione, dispendiosa in termini di tempo, dei numerosi componenti su piccola scala che costituiscono la rete di drenaggio.
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Il modello proposto tiene conto della capacità di trasporto addizionale anisotropa fornita dalle reti di drenaggio urbano, assumendo che il livello dell’acqua rappresenti sia la quota locale della superficie libera sia la carica piezometrica per il flusso all’interno delle tubazioni.
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Diversi test applicativi dimostrano che l’utilizzo del modello subgrid garantisce una precisione ragionevole con un basso sforzo di modellazione e un costo computazionale ridotto. L’approccio proposto rappresenta una soluzione efficiente e pratica per la valutazione delle alluvioni pluviali, in particolare in aree urbane su larga scala e/o con disponibilità limitata di dati, offrendo supporto alle strategie di gestione e mitigazione del rischio idraulico.
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Altri istituti coinvolti nella ricerca:
- Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering, University of Padova, Padova, Italy