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Un tool per l'individuazione
speditiva delle aree soggette a
     rischio inondazione

Margherita Di Leo, Salvatore Manfreda, Mauro Fiorentino

        Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente (DIFA)
                 Università degli Studi della Basilicata
Introduzione


                                               La pianificazione territoriale e la corretta gestione
                                                   del territorio dovrebbero portare in conto
                                                    l'esposizione ai rischi naturali nell'ottica
                                               dell'implementazione di piani di protezione civile
                                                per la salvaguardia della vita umana e dei beni
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011




                                                              dislocati sul territorio.


                                                In questo contesto, un particolare interesse e`
                                                rivolto alle aree soggette a rischio inondazione.
Il rischio inondazione

                                                                              Problema:

                                                 L'individuazione delle aree inondabili viene eseguita mediante studi
                                                  idrologico–idraulici che richiedono il rilievo delle sezioni fluviali ed
                                                              un'approfondita conoscenza del territorio.
                                               Tali studi, demandati come competenza alle Autorità di bacino, risultano
                                                              ancora frammentari per il territorio italiano.
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                                               D'altro canto, tali studi sono economicamente dispendiosi e non sempre
                                                possibili per un territorio vasto ed allo stesso tempo eterogeneo nelle
                                                              caratteristiche idrologiche e morfologiche.




                                                                     Metodi speditivi
Parametri morfologici delle aree esposte e di
                                                                            quelle non esposte


                                                La distribuzione di
                                                    probabilita`
                                                  condizionata di
                                                 diversi parametri
                                                  geomorfologici
                                               rispetto ai 4 livelli di
                                               esposizione (P1, P2,
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                                                  P3, P4) mostra
                                                forme molto simili,
                                                mentre sono molto
                                                   diverse dalla
                                                    probabilita`
                                                 condizionata P0
                                               (aree non esposte a
                                                      rischio)
Gli indici topografici e la morfologia
                                                                                              Indice Topografico Kirkby, 1975
                                                                                               Definisce la tendenza dell'acqua
                                                    Stream                                     ad accumularsi in aree a debole
                                                    line                                      pendenza e vicine alle aste fluviali
                                                                        Contour
                                                                        line




                                                   Upsl
                                                        op   e co
                                                                 ntributi
                                                                          ng         IT ≡ln   ( )
                                                                                              ( Ad )
                                                                                              Tan β
                                                         a
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                                                    area        (Kirkby, 1975)




                                                                               Indice Topografico Modificato:
                                                                 n
                                               ITm≡ln   ( )
                                                        ( Ad )
                                                        Tan β
                                                                                  (Manfreda et al., 2007) tiene
                                                                               conto dell'influenza nei processi di
                                                                                esondazione delle aste del primo       0<n<0,5
                                                                                      e del secondo ordine
                                                                                   (classificazione di Horton)
Funzione errore
                                               L'errore ER1 definisce la percentuale di errore in relazione alla individuazione
                                               corretta delle aree inondabili mentre ER2 rappresenta l'errore dovuto alla
                                               sovrastima del metodo. L'obiettivo era trovare il valore della soglia che
                                               minimizzasse entrambi gli errori.
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                                                Sottostima                                                              Sovrastima
                                                       Flooding areas with IT m ≤τ                   Non Flooding areas with IT m ≥τ
                                               ER 1=                                 100 ,     ER 2=                                 100 .
                                                        Flooding areas from PAI                       Non Flooding areas from PAI
Il caso studio: il bacino del fiume Arno

                                               Slope

                                                                   ITm≡ln    
                                                                             A d n
                                                                            Tan β




                                                                                            Mappa di rischio PAI
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                                                                            Flow Accumulation MFD
Il caso studio: il bacino del fiume Arno
                                                                   Individuazione dei sottobacini




                                                         6
                                               1 4                                                  5
                                                              8
                                               11 10                                 7

                                                               9
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                                                     3                           2
Il caso studio: il bacino del fiume Arno


                                               Tabella: Descrizione delle principali caratteristiche dei sottobacini individuati
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                                               DEM riscalato da 20 m a 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 260, 360, 720
Dipendenza di scala
                                               Dipendenza di scala dell'errore totale del metodo in funzione della risoluzione
                                               di cella
                                                                                          120 m
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Dipendenza di scala
                                               Esponente n calcolato per i diversi bacini in funzione della risoluzione del
                                               DEM
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                                                                                     0.46
                                                               n=0.016⋅(cellsize            )
Dipendenza di scala
                                               Soglia τ in funzione dell'esponente n calibrato dell'indice topografico
                                               modificato
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                                                                          τ =10.89⋅n+2.282
Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood



                                                                             Aree a rischio inondazione
                                                                                ottenute applicando
                                                                              r.hazard.flood su tutto il
                                                                                 territorio italiano.
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                                                                                Fonte DEM: SRTM
Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
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                                               Il risultato di r.hazard.flood sul   La mappa di rischio corrispondente
                                               bacino del fiume Arno.               ad un periodo di ritorno di 500 anni,
                                                                                    fonte: PAI
Conclusioni



                                               - La metodologia proposta per l'individuazione delle aree
                                               inondabili e` affetta da un errore molto basso di sottostima e
                                               uno uno piu` rilevante di sovrastima. Comunque il metodo e`
                                               uno strumento preliminare nella delimitazione delle aree
                                               inondabili o laddove non fosse possibile eseguire studi
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011




                                               idrologico idraulici di dettaglio.


                                               - Offre buoni risultati in presenza di morfologie vivaci.
Bibliografia


                                               Manfreda S., Di Leo M., Sole A., Detection of Flood Prone Areas Using
                                               Digital Elevation Models, JHE 2010.
                                               Permalink: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000367
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011




                                                                           Grazie
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                                      2011, Margherita Di Leo, Italy
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