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Giorgio Rosatti, Daniel Zugliani, Nadia Zorzi
Università degli Studi di Trento
CUDAM – Centro Universitario
per la Difesa ...
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SOMMARIO
I fenomeni torrentizi
La modellazione dei fenomeni torrentizi
La mappatura della pericolosità
Il modello TRENT2...
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I FENOMENI TORRENTIZI
TRASPORTO SOLIDO INTENSO E COLATE DI DETRITO
Caratteristiche
 Materiale solido in
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LA MODELLAZIONE
Video: WSL – Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow and
Landscape www.youtube.com/watch?v=43R...
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LA MODELLAZIONE
Video: WSL – Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow and
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LA MODELLAZIONE
FENOMENO
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A. Ricostruzione di eventi e
valutazione scenari
B. Progettazione idraulica
di opere di difesa
C. Mappatura della
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UN APPROFONDIMENTO…
LA MAPPATURA DELLA PERICOLOSITÀ
𝐻 = pericolosità
𝑓 = frequenza
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𝑯 = 𝑯 𝒇, 𝒊
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IL MODELLO TRENT2D
Transport in Rapidly Evolutive, Natural Torrent
 Fondo mobile
Fase solida
(fluido granulare)
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IL MODELLO TRENT2D
dati territoriali dati idrologici
dominio di calcolo condizioni al contorno
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IL MODELLO TRENT2D
A. Ricostruzione di eventi e valutazione scenari
B. Progettazione idraulica di opere di difesa
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Richieste risorse
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LE POTENZIALITÀ DEL WEBGIS
WEBGIS =
applicativo web per la gestione di dati territoriali,
geografici e economici
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TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA
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FUNZIONALITÀ DI PRE-PROCESSING
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 Analisi tecnica di dettaglio
FUNZIONALITÀ DI POST-PROCESSING
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 Contestualizzazione
FUNZIONALITÀ DI POST-PROCESSING
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Visualizzazione 3D
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Erosione
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SVILUPPI FUTURI
In CLIMAWARE
Task 3.1 - improvement of the Trent2D model
 Integrazione tra Trent2D e WebGIS
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BIBLIOGRAFIA
Armanini A., Fraccarollo L., Rosatti G. (2009), "Two-dimensional simulation of debris flows in erodible ch...
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VOSTRA
ATTENZIONE
CLIMAWARE – TASK 3
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Climaware task 3 1 - rosatti zugliani zorzi

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It describes the work of Rosatti, Zugliani and Zorzi inside the project CLIMAWARE. It briefly talks about the model Trent2D-WG and its application to the simulation of debri flows.

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Climaware task 3 1 - rosatti zugliani zorzi

  1. 1. Giorgio Rosatti, Daniel Zugliani, Nadia Zorzi Università degli Studi di Trento CUDAM – Centro Universitario per la Difesa Idrogeologica dell’Ambiente Montano DICAM – Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica CLIMAWARE – TASK 3 GRANULAR FLOW EXTREMES: FLOODS, SEDIMENT TRANSPORT, DEBRIS FLOWS AND SNOW AVALANCHES Trento, 11 novembre 2015 FENOMENI TORRENTIZI E MODELLAZIONE: IL MODELLO TRENT2D WG
  2. 2. 2 SOMMARIO I fenomeni torrentizi La modellazione dei fenomeni torrentizi La mappatura della pericolosità Il modello TRENT2D Le potenzialità del WebGIS TRENT2D WG: una soluzione integrata CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  3. 3. 3 I FENOMENI TORRENTIZI TRASPORTO SOLIDO INTENSO E COLATE DI DETRITO Caratteristiche  Materiale solido in concentrazioni elevate  Erosione  Deposito  01.10.2009 – Giampilieri (ME)  15.08.2010 – Campolongo di Piné (TN)  25.10.2011 – Cinque Terre (SP)  04.08.2012 – Val di Vizze (BZ)  21.07.2014 – Saint Vincent (AO)  05.08.2015 – San Vito di Cadore (BL) Nel 2014 in Trentino: 12 eventi alluvionali torrentizi (Fonte: Servizio Bacini Montani – Provincia Autonoma di Trento) CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  4. 4. 4 LA MODELLAZIONE Video: WSL – Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow and Landscape www.youtube.com/watch?v=43R3mjiNBKc FENOMENO FISICO MODELLO MATEMATICO MODELLO NUMERICO RICERCA CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  5. 5. 5 LA MODELLAZIONE Video: WSL – Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow and Landscape www.youtube.com/watch?v=43R3mjiNBKc FENOMENO FISICO MODELLO MATEMATICO MODELLO NUMERICO RICERCA V A L I D A Z I O N E CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  6. 6. 6 LA MODELLAZIONE FENOMENO FISICO MODELLO MODELLO MATEMATICO MODELLO NUMERICO UTILIZZO CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  7. 7. 7 A. Ricostruzione di eventi e valutazione scenari B. Progettazione idraulica di opere di difesa C. Mappatura della pericolosità A. B.C. LA MODELLAZIONE UTILIZZO CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  8. 8. 8 UN APPROFONDIMENTO… LA MAPPATURA DELLA PERICOLOSITÀ 𝐻 = pericolosità 𝑓 = frequenza 𝑖 = intensità 𝑯 = 𝑯 𝒇, 𝒊 Probabilità (tempo di ritorno) Grandezze indicatrici (tirante, velocità, depositi) CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  9. 9. 9 IL MODELLO TRENT2D Transport in Rapidly Evolutive, Natural Torrent  Fondo mobile Fase solida (fluido granulare) Fase liquida (fluido interstiziale)  Descrizione bifase, approccio continuo  Schema ai volumi finiti  Flussi alla Godunov MODELLO MATEMATICO MODELLO NUMERICO CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  10. 10. 10 IL MODELLO TRENT2D dati territoriali dati idrologici dominio di calcolo condizioni al contorno TRENT2D dati territoriali CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  11. 11. 11 IL MODELLO TRENT2D A. Ricostruzione di eventi e valutazione scenari B. Progettazione idraulica di opere di difesa C. Mappatura della pericolosità CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  12. 12. 12 Complessità + elevati costi computazionali Richieste risorse notevoli (hardware e tempo) Origine di ricerca Non user-friendly Gestione dati input/output con GIS esterno Applicazione desktop No trasferimento tecnologico continuo Difficoltà di manutenzione Frammentarietà Scarsa interoperabilità IL MODELLO TRENT2D CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  13. 13. 13 LE POTENZIALITÀ DEL WEBGIS WEBGIS = applicativo web per la gestione di dati territoriali, geografici e economici Strumento utile:  nelle strategie di pianificazione e salvaguardia territoriale  come database degli eventi alluvionali  in ambito modellistico CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  14. 14. 14 LE POTENZIALITÀ DEL WEBGIS Non user-friendly No trasferimento tecnologico continuo Difficoltà di manutenzione Frammentarietà Scarsa interoperabilità Richieste risorse notevoli (hardware e tempo) Risorse su server Uso intuitivo Funzionalità GIS Gestione centralizzata Nessun programma da installare CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  15. 15. 15 TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA TRENT2D WEBGIS TRENT2D WG trent2d.trilogis.it in collaborazione con CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  16. 16. 16 FUNZIONALITÀ DI PRE-PROCESSING TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  17. 17. 17 Visualizzazione 2D in coordinate locali  Analisi tecnica di dettaglio FUNZIONALITÀ DI POST-PROCESSING TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  18. 18. 18 Visualizzazione 2D georeferenziata  Contestualizzazione FUNZIONALITÀ DI POST-PROCESSING TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  19. 19. 19 Visualizzazione 3D  Comunicazione FUNZIONALITÀ DI POST-PROCESSING TRENT2D WG: UNA SOLUZIONE INTEGRATA CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  20. 20. 20 RIASSUMENDO… Erosione Deposito ConcentrazioneColate di detrito Trasporto solido intenso Validazione Back- analysis Affidabilità Verifiche idrauliche Tempo di ritorno Briglia a fessura Grandezza indicatrice Piazza di deposito Fondo mobile Intensità Modello matematico Matrice di BUWAL Tirante Fondo fisso Descrizione bifase WebGIS Hazard Dati territoriali Mappatura della pericolosità Fluido granulare Fluido interstiziale Pre-processing Post- processing Progettazione Trent2D WG Modello numerico CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  21. 21. 21 SVILUPPI FUTURI In CLIMAWARE Task 3.1 - improvement of the Trent2D model  Integrazione tra Trent2D e WebGIS  Introduzione nuova relazione di chiusura  Introduzione griglia non strutturata  Estensione alle valanghe di neve Oltre CLIMAWARE  Nuove funzionalità in Trent2D WG  Transizione fondo fisso-fondo mobile  Integrazione con modelli idrologici  Estensione del sistema ad altri modelli CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  22. 22. 22 BIBLIOGRAFIA Armanini A., Fraccarollo L., Rosatti G. (2009), "Two-dimensional simulation of debris flows in erodible channels", Computers & Geosciences, 35(5): 993-1006 Begnudelli L., Rosatti G. (2011), "Hyperconcentrated 1D Shallow Flows on Fixed Bedwith Geometrical Source Term Due to a Bottom Step“, Journal of scientific computing, 48(1-3): 319-332 Heinimann H., Hollenstein K., Kienholz H., Krummenacher B., Mani P. (1998), “Methoden zur Analyse und Bewerung von Naturgefahren”, Umwelt-Materialien, 85 Plewe B. (1997), GIS Online: information retrieval, mapping and the Internet, OnWord Press Rosatti G., Zorzi N., Begnudelli L., Armanini A. (2015), "Evaluation of the Trent2D Model Capabilities to Reproduce and Forecast Debris-Flow Deposition Patterns Through a Back Analysis of a Real Event ", Engineering geology for society and territory, Volume 2: landslide processes, Cham: Springer, 1629-1633 Rosatti G., Zugliani D., "Modelling the transition between fixed and mobile bed conditions in two-phase free-surface flows: The Composite Riemann Problem and its numerical solution" Journal of Computational Physics, 285: 226-250 Rosatti G.; Begnudelli L. (2013), "A closure-independent Generalized Roe solver for free-surface, two-phase flows over mobile bed“, Journal of Computational Physics, 255, 362-383 Rosatti G., Begnudelli L. (2013), "Two-dimensional simulation of debris over mobile bed: Enhanching the TRENT2D model by using a well-balanced Generalized Roe-type solver", Computers & Fluids, 71: 179-195 Rosatti G., Begnudelli L. (2010), "The Riemann Problem for the one-dimensional, free-surface Shallow Water Equations with a bed step: Theoretical analysis and numerical simulations”, Journal of Computational Physics, 229(3): 760-787 Rosatti G., Murillo J., Fraccarollo L. (2008), "Generalized Roe schemes for 1D, two-phase, free-surface flows over a mobile bed“, Journal of Computational Physics, 227(24): 10058-10077 Stancanelli L.M., Rosatti G., Begnudelli L., Armanini A., Foti E. (2013), "Single or two-phase modelling of debris-flow? A systematic comparison of the two approaches applied to a real debris flow in Giampilieri Village (Italy) ", Landslide Science and Practice - Volume 3: Spatial Analysis and Modelling, Springer, 277-283 Zorzi N., Rizzi A., Zugliani D., Piffer S., Rosatti G. (2015), "Strumenti per la modellazione di colate detritiche e la mappatura del pericolo: sviluppo di una SDI con servizi di elaborazione, basata sul modello numerico TRENT2D ", Atti della XIX Conferenza Nazionale ASITA 2015, Federazione ASITA, 787-794 CLIMAWARE-Fenomenitorrentiziemodellazione: ilmodelloTRENT2DWG
  23. 23. GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE CLIMAWARE – TASK 3 GRANULAR FLOW EXTREMES: FLOODS, SEDIMENT TRANSPORT, DEBRIS FLOWS AND SNOW AVALANCHES Giorgio Rosatti, Daniel Zugliani, Nadia Zorzi FENOMENI TORRENTIZI E MODELLAZIONE: IL MODELLO TRENT2D WG

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