Ombre sul futuro del MoSE e della Laguna

Appunti a cura di Ugo Trivellato, largamente basati sul saggio di Luigi D’ALPAOS e Riccardo MEL, “Criticità operative presenti e future nella gestione del sistema Mo.S.E.”,
Atti dell’Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti, Vol. 176 (2017-18)

… e interrogativi che ne discendono

Traccia

  1. Come stanno le cose, in poche battute
  2. Le ipotesi alla base del sistema MoSE
  3. Oggi, le ipotesi di D’Alpaos e Mel
  4. Cenni al modello matematico e alla procedura semplificata
  5. Un esempio di manovra con procedura semplificata
  6. Risultati di simulazioni sul periodo 2000-2012
  7. Quali conclusioni?

1 – COME STANNO LE COSE, IN POCHE BATTUTE

  • Fattori che influiscono sul livello di marea in laguna
    1. Livello medio del mare
    2. Effetto di venti di particolare intensità sui sovralzi di marea, in particolare nella laguna Sud,
      • Subsidenza [contributo notevole nelle prima metà del ’900; poi ridotto]
      • Precipitazioni dirette sulla laguna e sul bacino scolante [contributo trascurabile]
      • Filtrazione attraverso gli intraferri delle paratoie, con MoSE operativo [contributo trascurabile]

2 – LE IPOTESI ALLA BASE DEL SISTEMA MoSE

OBIETTIVI: (1) difesa dei centri storici lagunari dalle acque alte (2) mantenimento  della  portualità e (3) salvaguardia della laguna, in particolare assicurazione di adeguati scambi mare- laguna per consentire un efficace ricambio delle acque interne.

Processo di realizzazione del progetto di chiusura mobile delle bocche: avvio progettazione 1988; progetto definitivo 2002; previsioni di entrata funzione … … …; previsione aggiornata dicembre 2021 (!?); tempo complessivo 33 anni.

Ipotesi (del 2002):

  1. Termine del periodo di operatività del M0SE il 2100, con previsione di innalzamento del livello medio del mare di 22 cm, “valore probabile e cautelativo”, comprensivo del contributo della subsidenza [+ previsione “pessimistica” 32,4 cm]
  2. Sovralzo generato da venti forti: 20 cm [assunto nella progettazione del “piccolo MoSE”]
  3. Previsione di iniziale utilizzo delle paratoie: chiusura 5-7 volte l’anno, per durate brevi
  4. Attenzione portata sulla chiusura delle bocche per singoli eventi di marea

Riferimenti per l’operatività: eventi di marea con colmo superiore al “livello di salvaguardia”, fissato con riferimento allo Zero Mareografico di Punta della Salute (ZMPS) in

  • 110 cm per Venezia,
  • 130 cm per Chioggia, dove è già operativo il “piccolo MoSE”.

3 – OGGI, LE IPOTESI DI D’ALPAOS E MEL

Innalzamento del livello medio del mare al 2100 dell’ordine di 50 cm, sulla base di:

–   dinamica degli incrementi a PS, accentuata dal 1988 al 2017 (in media 5,6/mm anno)

–    previsioni di crescita del medio mare al 2100 dell’IPCC, aggiornate nel 2013:

Scenario RCP 2.6: riduzione delle emissioni rispetto alla condizione attuale, che permetta di contenere aumento della temperatura media rispetto all’epoca pre-industriale (1700) entro 2° C.

Scenario RCP 8.5: emissioni si mantengono sui livelli attuali.

(b) Effetto di venti forti sui sopralzi di marea nella laguna Sud in condizioni (b.1) di bocche aperte e (b.2) verosimilmente di bocche chiuse.

(b.1) Sopralzi osservati con bocche aperte: esempio di marea del 17.11.2017: con venti di bora che spirano sulla laguna con velocità di circa 20-22 m/s, a Chioggia sono stati registrati sovralzi massimi rispetto a Punta della Salute di circa 40 cm.

(b.2) Ulteriori sopralzi stimati con bocche chiuse, tramite un modello matematico del comportamento idrodinamico della laguna: generati da venti di bora (30° Nord) a bocche rispettivamente aperte e chiuse (zero di riferimento: 85 cm PS).

Con venti intensi di bora, a bocche chiuse gli effetti del vento comportano a Chioggia sovralzi di marea quasi quadruplicati rispetto alla condizione di bocche aperte (80 vs. 21 cm)

  • Conseguenze: L’effetto combinato delle ipotesi di innalzamento del livello medio del mare e di sopralzi di marea più elevati porta a previsioni di chiusure delle bocche (1) più frequenti, (2) per tempi più lunghi, (3) fino a tempi estesi a successioni di eventi di alta marea e a più giorni consecutivi.

4 – CENNI AL MODELLO E ALLA PROCEDURA SEMPLIFICATA

  • Modello matematico del comportamento idrodinamico della laguna
  • Procedura semplificata di calcolo e di gestione delle manovre alle bocche di porto, simulando quel che sarebbe successo nel passato se il MoSE fosse stato operativo:

non abbisogna di previsioni, quindi è molto più veloce.

  • periodo di osservazione: 2000-2012, serie storiche con passo di 5 minuti;
  • utilizzazione delle rilevazioni dei livelli di marea in numerose stazioni, fra le quali: Punta della Salute, Burano e Chioggia Vigo [stazioni di controllo] e Diga Sud Chioggia [stazione per rilevazione del vento];
  • per un principio di precauzione si utilizza un “livello di tolleranza” inferiore a quello di salvaguardia: 100 cm ZMPS per le stazioni di Punta della Salute e Burano e 120 cm ZMPS per quella di Chioggia Vigo;
  • per il primo momento di (ipotetica) chiusura delle bocche, adozione di un livello inferiore a quello di tolleranza, per poter anticipare convenientemente la manovra delle paratoie alle bocche;
  • stimato all’istante di prima (ipotetica) chiusura il “livello equivalente” (≡ livello che si determinerebbe dopo la chiusura delle bocche ed esauriti fenomeni propagatori) determinazione:
    • del tempo di riapertura delle bocche ≡ momento in cui la marea in fase discendente si riporta al di sotto del livello equivalente calcolato;
    • della durata dell’intera manovra;
  • a laguna chiusa, sommando al livello equivalente il contributo degli altri fattori che sono in grado di influire sui livelli (vento, pioggia, filtrazioni) , si controlla che durante tutto il periodo di chiusura le altezze di marea calcolate non superino il livello di tolleranza in nessuna delle stazioni di controllo;
  • se questa condizione non è rispettata, la procedura è applicata iterativamente anticipandone l’inizio.
  • Vaglio di affidabilità del modello matematico nella condizione di bocche aperte

Confronto fra i livelli di marea registrati nelle condizioni di bocche aperte e quelli calcolati col modello matematico, rispettivamente nelle stazioni di Punta della Salute (PS) e di Chioggia (CH)

  • Vaglio indiretto di affidabilità del modello matematico nell’esempio di bocche chiuse Confronto fra le stime della procedura semplificata (vedi dopo) e quelle del modello matematico: risultati analoghi.

5 – UN ESEMPIO DI MANOVRA CON PROCEDURA SEMPLIFICATA

Controllo dell’acqua alta del 5-6 febbraio 2015, evento di marea piuttosto alta per

la sovrapposizione alla marea di un forte vento di bora, con velocità superiori ai 24 m/s:

ð due colmi di marea elevati e ravvicinati

Da notare:
(a) due colmi di marea: [6/2/h 2 max. CH 148, PS 120], [6/2/h 11 max. CH 139 e PS 123], entrambi superiori ai livelli di salvaguardia (110, 130) e ai livelli di tolleranza (100, 120)
(b) minimo di marea compreso tra i due colmi: inferiore ad entrambi i livelli per circa 2h;
(c) colmo di marea antecedente: inferiore ai livelli di salvaguardia.

  • A un primo esame, per fronteggiare i due colmi di marea con acqua alta si potrebbe ipotizzare di procedere con due distinte manovre di chiusura delle paratoie, che garantissero la salvaguardia dagli allagamenti dei centri lagunari.
  • Ma procedere con due distinte manovre non è possibile, perché all’inizio della manovra che dovrebbe consentire di evitare il secondo picco sarebbe necessario partire da un livello (equivalente) in laguna inferiore al minimo di marea registrato intorno alle h 6 del 6 febbraio.
  • È necessario intervenire con un’unica manovra di regolazione, che ha inizio alle ore 20,40 del 5 febbraio e termina alle ore 14,25 del giorno successivo. Quindi, occorre anticipare la chiusura delle bocche al ciclo di marea precedente, indipendentemente dal fatto che durante la propria evoluzione la marea comporti livelli minimi in mare al di sotto dei livelli di tolleranza per le tre stazioni di riferimento interne alla laguna.

  • Durante la chiusura delle bocche, importante contributo dei venti di bora sostenuti: contribuiscono a: – incrementare i livelli di marea nella laguna meridionale,

–  deprimere i livelli stessi a Punta della Salute e nella laguna superiore.

A partire dal livello equivalente (…….. ):

– Contributo del vento di bora: forte sovralzo a Chioggia; sensibile riduzione a Punta della Salute;

– Contributo di altri fattori (precipitazioni, filtrazioni): trascurabile.

6 – RISULTATI DI SIMULAZIONI PER IL PERIODO 2000-2012

A. EFFETTO DELLA CRESCITA DEL LIVELLO MEDIO DEL MARE

  • Numero complessivo delle ore di chiusura delle bocche per regolare le maree di ciascun anno della serie 2000-2012, al variare dell’incremento del livello medio del mare

Esempio: maree dell’anno 2010, ipotesi di incremento del livello medio del mare di 30 cm: chiusura delle bocche per oltre 2.000 ore.

Durata media annuale dei tempi di chiusura delle paratoie per la regolazione di tutte le maree del periodo 2000-2012, al variare dell’incremento del livello medio del mare a fine secolo (50 cm)

Distribuzione mensile nell’arco dell’anno delle ore medie di chiusura per tutte le maree del periodo 2000-2012: nella situazione attuale (a sx)

in futuro, in ipotesi di  incrementi del livello medio mare di 30 cm (in centro) di 50 cm (a dx)

  • “Si prospettano per la laguna situazioni non sostenibili non solo dal punto di vista economico e ambientale, ma anche per le difficoltà operative nella gestione delle manovre alle bocche.”
  • Con cicli di marea ripetuti da controllare in tempi ravvicinati: necessità di anticipare a cicli precedenti l’istante di chiusura delle bocche per rispettare in laguna i livelli di salvaguardia di tutti i centri storici; [ð incremento della durata del tempo di chiusura].

B. EFFETTO SUI COLMI DI MAREA DEI SOPRALZI DOVUTI AL VENTO

Numero medio annuo delle manovre di chiusura delle bocche necessarie per controllare le maree del periodo 2000-’12 nelle condizioni di: Sovralzi con bocche chiuse, Sovralzi con bocche aperte, No vento, in funzione degli incrementi del livello medio del mare di 30 e 50 cm.

Risultati a prima vista in parte contraddittori: Al crescere del livello medio del mare, minore numero di interventi di chiusura delle bocche in presenza di sovralzi di vento rispetto a quello in in presenza di sovralzi con bocche aperte e a quello in assenza di vento (es.: per crescita del livello medio del mare di 50 cm: 297 vs. 327 e 328). Ma…

Ciò è dovuto al fatto che al crescere del livello medio del mare un numero crescente di eventi di marea, per essere controllato, richiede di anticipare l’inizio della manovra di regolazione, finendo in molto casi con l’operare con un unico intervento su più episodi critici di marea che si succedono in tempi ravvicinati.

Infatti: sempre per una successione di maree simili a quelle nel periodo 2000-2012 e per incrementi del livello medio del mare, a causa dei venti in media il numero complessivo delle ore durante le quali la laguna dovrebbe essere separata dal mare sale di molto.

Es. per incremento di 50 cm: in media la laguna dovrebbe essere interclusa per 2.055 ore/anno, ben più delle 1.504 ore che risulterebbero necessarie sovrapponendo i sovralzi del vento calcolati nella condizione di bocche aperte e delle 1.500 in assenza di vento.

  • QUALI CONCLUSIONI?
    • Le ipotesi fondamentali alla base del progetto MoSE si rivelano oggi inattendibili.
      • Se operativo, il MoSE potrebbe funzionare in maniera accettabile poco oltre la metà del secolo.
    • Ipotesi credibili [incremento del livello medio del mare nel 2100 di 50 cm; sostenuti sovralzi generati da venti di bora nella laguna meridionale, accentuati con bocche chiuse] suggeriscono che intorno al 2100 la laguna dovrebbe essere interclusa in media per 2.000 ore/anno, tramite un numero di manovre delle paratoie pari in media a circa 300/anno.
    • Questo numero di interventi e questa durata delle chiusure sono insostenibili:
      • dal punto di vista ambientale: hanno inevitabili conseguenze sul ricambio delle acque tra mare e laguna, con i gravi processi di anossia che ne derivano;
      • dal punto di vista delle funzionalità del porto: sua fatale perdita di importanza; insussistenza dell’ipotesi di fare affidamento sulla conca di navigazione di Malamocco e/o sull’adattamento della lunata esterna alla stessa bocca.

L’obiettivo cardine del progetto MoSE, e delle leggi speciali su Venezia, viene a cadere, per l’impossibilità di conciliare (1) difesa dalla acque alte, (2) portualità e (3) integrità della laguna e tutela del suo ecosistema.

CHE FARE?

  1. Prendere atto del progressivo esaurimento del MoSE e iniziare a ‘pensare’ a lungo termine: (a) valorizzando le competenze e (b) la discussione informata e partecipata.
    • Per la portualità: “bisognerà giocoforza proiettarsi verso la realizzazione di approdi esterni, che consentano alle navi l’attracco con qualsiasi condizione di marea, su fondali adeguati in prospettiva alle grande navi porta-container e alle navi da crociera di ultima generazione.”
    • Per la salvaguardia dei centri storici lagunari: “ripensare con attenzione ad altre proposte …
      • affidarsi a difese passive di carattere locale, le insulae, con limiti di difesa in quota adeguati alle previsione sull’innalzamento del livello medio del mare;
      • iniziare a esaminare, anche sperimentando, la possibilità di sollevare la città [o tutti i centri storici lagunari?] rispetto al mare, con interventi sugli strati di suolo più profondi per evitare l’agguato mortale dei sollevamenti differenziali;
      • ……………………………….
  2. Nel breve-medio periodo, cioè da qui agli anni intorno al 2050:
    • ‘Grandi navi’ attraverso il Canale dei petroli fino a nuovo Terminal Passeggeri a Marghera, con opere di mitigazione sul Canale [alternativa: estromissione delle ‘Grandi navi’ dalla laguna?];
    • collegamento col Terminal Passeggeri a Venezia: via terra e via acqua senza scavi di canali;
    • saper imparare dall’esperienza: “gradualità, reversibilità, sperimentalità”.

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