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pubblicazioni - Memoria

Numerical analysis of sediment release operations from reservoirs aiming to minimize downstream effects

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Numerical analysis of sediment release operations from reservoirs aiming to minimize downstream effects

A seguito della promulgazione di alcune recenti normative italiane atte ad affrontare le problematiche relative all’interrimento degli invasi artificiali, i gestori dei serbatoi sono tenuti a predisporre un “Piano di gestione” in cui si definiscono le misure da adottare per garantire la capacità originale del serbatoio e le misure da intraprendere per la gestione dei sedimenti. Il presente articolo descrive le basi concettuali del modello matematico MORIMOR-GIS (MOuntain RIver MORphology GIS), utilizzato per il calcolo del trasporto solido e per la stima dei cambiamenti morfologici dei fiumi, oltre a valutare i fenomeni legati ai processi di erosione-sedimentazione. Il suo utilizzo permette quindi di valutare diversi scenari possibili di rilascio dei sedimenti, con lo scopo di individuare quali siano i meno impattanti per l’ambiente di valle. Il modello è stato applicato ad un invaso in Provincia di Belluno (Italia), il cui volume utile è stato largamente ridotto in seguito all’accumulo di sedimenti provenienti dal bacino di monte. Il modello è stato utilizzato per predire gli effetti morfologici lungo il fiume Piave nel caso il gestore intendesse effettuare delle operazioni di flushing.

In the last years, several regulations regarding reservoir management have been amended in Italy to cope with sedimentation processes and prevent ecological impacts in the downstream river reaches. In particular, the Directive DL n. 152, 3 April 2006 impounds precise environmental conditions to be complied during sediment reservoir operations. As consequence, all concessionaires of dams are obliged to perform a reservoir management plan, to guarantee the original storage capacity, defining the procedures for sediment management. On one hand, the sediment release operations increase reservoir capacity decreasing flooding risk, on the other hand they increase suspended sediment concentrations, reduce dissolved oxygen and cause aggradation processes in the downstream river reaches, with strong consequences in the macro-habitat and fish community. The present paper describes the basis of the MORIMOR-GIS model (MOuntain RIver MORphology GIS), a morphodynamic mathematical model employed for the computations of sediment transport capacity and morphological changes. The model, being precise enough to take into consideration the deposition-erosion phenomena, permits to evaluate and analyze different sediment release scenarios in order to minimize undesirable effects in the downstream river. A reservoir pilot application in the Province of Belluno (Italy) is described, using the MORIMOR GIS model to simulate the morphological effects in the Piave River, due to a hypothetical flushing operation. The capacity of the selected reservoir is largely reduced due to the accumulation of sediment coming from the upper basin, since its construction in 1946. The research is concentrated in optimizing reservoir sediment release operations, taking into account sediment transport capacity, with consequent suspended concentrations and morphological changes. A methodological approach, based on numerical simulations, is proposed in order to predict undesirable impacts in the downstream habitat and benthos and fish population. The present study is developed in the frame of the SEE HYDROPOWER project, financed by the South-East Transnational Cooperation Programme (EU).

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