Coordinatore Nazionale del Progetto "Tecniche avanzate per la stima e previsione degli eventi idrologici estremi ed analisi quantitativa dell'incertezza"

Il Progetto di Ricerca si propone di fornire un contributo alla definizione quantitativa dell'incertezza associata a (1) stime di precipitazioni e deflussi fluviali estremi, nonché a (2) previsioni in tempo reale delle portate fluviali di piena. Le piogge estreme ed i deflussi fluviali al colmo, come noto, sono variabili di progetto di estrema importanza nell'ambito del dimensionamento di infrastrutture in alveo, di opere idrauliche e di interventi per la mitigazione del rischio idrogeologico. Per tale motivo la comunità scientifica internazionale ha dedicato risorse significative alla definizione e perfezionamento di modelli di stima, che fanno uso di approcci differenziati sulla base della natura del problema e dei dati a disposizione. Parimenti, per fini di protezione civile, stanno riscuotendo crescente interesse i sistemi operativi per la previsione in tempo reale delle portate al colmo di piena. Infatti, la possibilità di controllare le piene fluviali attraverso interventi di tipo non strutturale è oggetto di continua attenzione da parte della comunità scientifica e delle Istituzioni preposte al governo del territorio. Tuttavia, le risorse scientifiche prodigate a livello internazionale per proporre modelli di stima degli estremi idrologici e previsione in tempo reale delle portate al colmo non sono state supportate, se non in tempi recentissimi, da analoga attenzione nei confronti della valutazione della loro incertezza. Soltanto negli ultimi anni, in seguito alle sempre più frequente applicazione dei modelli anzidetti in situazioni di interesse pratico, si è maturata la piena consapevolezza dei margini di approssimazione significativi che caratterizzano le indicazioni da essi fornite e quindi si è compreso il ruolo primario che gioca la valutazione dell'incertezza ai fini operativi. Il solo valore atteso di una stima o previsione di una variabile idrologica, infatti, è un'indicazione insufficiente per scopi applicativi, poiché non consente di valutare il rischio legato alla decisione operativa o progettuale. Il Progetto di ricerca si propone di dare un contributo scientifico ed operativo in questo ambito, proponendo attività che consentono di sfruttare al meglio il patrimonio di conoscenze delle Unità di Ricerca. Si intende ottimizzare le collaborazioni e le sinergie fra le diverse competenze, l'utilizzo del personale e delle esperienze pregresse al fine di realizzare un programma di ricerca che consenta di contenere il costo del Progetto, pur raggiungendo obiettivi articolati e di significativo interesse nel panorama scientifico internazionale. Nel dettaglio, il Progetto si propone di perseguire quattro finalità principali. In primo luogo (a), sono previste attività di ricerca finalizzate alla messa a punto di tecniche innovative per la valutazione dell'incertezza di modelli idrologici (Università di Bologna). In tale ambito sono previste anche attività di revisione di tecniche recentemente proposte dalla letteratura scientifica internazionale per la valutazione dell'incertezza, verificandone l'applicabilità per fini operativi nel contesto italiano ed, eventualmente, studiando aspetti integrativi ed innovativi. In secondo luogo (b), è prevista l'applicazione di metodi di quantificazione dell'incertezza di stime puntuale di portate al colmo ottenute con metodi probabilistici (distribuzioni di probabilità del valore estremo e metodi regionali, Politecnico di Torino e Università di Bologna) e con modelli afflussi-deflussi (Politecnico di Torino e Università di Brescia). Le attività in questo ambito prevedono sia l'applicazione di tecniche proposte dalla letteratura sia l'utilizzo di metodologie di valutazione dell'incertezza messe a punto nell'ambito del Progetto. In particolare, sarà sviluppata dall'Unità di Torino una procedura per la scelta del modello probabilistico ottimale per stimare la portata al colmo (model selection) con valutazione dell'incertezza. In terzo luogo (c) ci si propone di condurre indagin...