Recommended
More Related Content
Similar to ANALISI DI SUBSIDENZA IN AREA COSTIERA E RISCHIO IDRAULICO. CASO DI STUDIO: AREA DI MAZZOCCHIO
Similar to ANALISI DI SUBSIDENZA IN AREA COSTIERA E RISCHIO IDRAULICO. CASO DI STUDIO: AREA DI MAZZOCCHIO (20)
ANALISI DI SUBSIDENZA IN AREA COSTIERA E RISCHIO IDRAULICO. CASO DI STUDIO: AREA DI MAZZOCCHIO
- 1. FACOLTÁ DI INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dell’Ambiente per lo Sviluppo Sostenibile ANALISI DI SUBSIDENZA IN AREA COSTIERA E RISCHIO IDRAULICO CASO DI STUDIO: AREA DI MAZZOCCHIO Laureando Domenico Alberti Relatore Prof. Ing. Francesco Cioffi Correlatore Phd. Ing. Vincenzo Scotti A.A. 2017/2018A.A. 2017/2018
- 2. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti OBIETTIVO DEL LAVORO Analisi del fenomeno di subsidenza in un’area costiera a rischio idraulico effettuata attraverso l’utilizzo del remote sensing. Quantificare la subsidenza del terreno attraverso l’utilizzo di tecniche di remote sensing Individuare le cause del fenomeno di subsidenza misurata sul territorio di interesse
- 3. INQUADRAMENTO ED IMPORTANZA DELLA PROBLEMATICA La subsidenza può compromettere fortemente opere ed attività umane, oltre a modificare le caratteristiche geomorfologiche dei terreni e le condizioni ambientali. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Aumenta il rischio idraulico (maggiore vulnerabilità ad alluvioni) Diminuisce l’efficienza del sistema di bonifica e gestione delle acqueLesioni strutturali (edifici ed infrastrutture) Amplifica gli effetti dell’eustatismo Aumenta il rischio di intrusione salina nelle falde
- 4. FENOMENO DELLA SUBSIDENZA Abbassamento del piano campagna rappresentante l’ultimo stadio ed il risultato in superficie di una serie di processi che avvengono nel sottosuolo; Importante da monitorare perché ha tassi di abbassamento annui che possono raggiungere il cm/anno. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti 2 CAUSE PRINCIPALI: NATURALI Origine geologica Lungo termine Scala regionale Non producono effetti immediati sul territorio passando spesso inosservati. • Tettonica • Vulcanica • Compattazioni depositi quaternari ANTROPICHE Legate all’uso superficiale del suolo • Bonifiche idrauliche • Estrazione fluidi sotterranei • Carichi in superficie • Attività minerarie Tempi relativamente brevi Espansione territoriale limitata Producono effetti immediati sull’ambiente e opere umane
- 5. CASI STORICI DI STUDIO DELLA SUBSIDENZA IN AREA COSTIERA A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Bonifica idraulica Drenaggio di terreni utili alle attività dell’uomo Tokyo Giacarta New Orleans Venezia e Ravenna CAUSE ANTROPICHE PRINCIPALI Sovrasfruttamento degli acquiferi Per soddisfare la domanda idrica 26 mm/anno 239 mm/anno 179 mm/anno 10 mm/anno
- 6. STUDIO DEL FENOMENO DI SUBSIDENZA SULLA PIANURA PONTINA A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Mappa delle Paludi Pontine prima degli interventi di bonifica promossi da Pio VI (1777) Zona sensibile della Pianura Pontina Lo studio è mirato all’analisi del fenomeno di subsidenza nell’area di Mazzocchio; una delle zone più sensibili e depresse della Pianura Pontina. • Originariamente tale area era un bacino palustre permanente verso cui confluivano sia le acque sotterranee che quelle superficiali di ruscellamento; • La morfologia dell’area ha determinato condizioni di scarso drenaggio dei terreni superficiali favorendo l’instaurarsi di depositi torbosi; • Palude permanente • Palude inondata ad ogni pioggia • Palude in occasione di massime piogge fonte: Consorzio di Bonifica dell’Agro Pontino Area di studio
- 7. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti INQUADRAMENTO TERRITORIALE DELL’AREA DI STUDIO L’area delimitata ricade all’interno del Bacino di Mazzocchio che ad oggi rappresenta un bacino a drenaggio delle acque superficiali; Un incremento di subsidenza potrebbe aumentare la vulnerabilità idraulica delle zone depresse a quote prossime o inferiori al livello del mare.
- 8. METODOLOGIA DI ANALISI SULL’AREA Tecnica PS InSAR A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Metodologia innovativa per l’analisi ed il monitoraggio delle deformazioni superficiali del suolo con precisione millimetrica su punti specifici che corrispondono ad elementi (PS) molto riflettenti sulla superficie terrestre. Principio di funzionamento Il segnale radar retrodiffuso del singolo PS colpito contiene informazioni di: Ampiezza: indica la riflettività elettromagnetica del bersaglio (identifica il PS); Fase: fornisce informazioni sulla distanza sensore-bersaglio. Vantaggi principali: 1. Acquisisce aree molto ampie in tempi ristretti; 2. Raggiunge aree difficilmente accessibili dall’uomo; 3. Stime puntuali; 4. Tecnica meno onerosa rispetto ad altri strumenti. Confrontando temporalmente il PS rilevato possiamo analizzare lo spostamento del terreno
- 9. Periodo di acquisizione satellitare avvenuto da Ott. 2014 – Gen. 2018; Acquisizione mensile; PS georeferenziati in WGS84; Area di interesse della Pianura Pontina Immagine ottica Landsat elaborata da Google Earth Panoramica dei PS ricadenti sul territorio A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti DATO INTERFEROMETRICO Viene fornito in un formato integrabile in Google Earth. [mm] [Data] Serie storica di spostamento del singolo PS ANALISI DELLE MISURE INTERFEROMETRICHE
- 10. MAPPA DI SUBSIDENZA Velocità media annuale di spostamento verticale (mm/anno) A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Questo è stato possibile attraverso il metodo di interpolazione IDW che ha permesso di: • Estendere spazialmente l’informazione puntuale su zone sconosciute; • Individuare più facilmente le zone rilevanti di subsidenza su cui focalizzarsi. Mean velocity [mm/year] Poiché risulta complesso tener conto di ogni singolo PS, sono state realizzate delle mappe che descrivessero l’andamento areale della subsidenza.
- 11. -55 -45 -35 -25 -15 -5 5 15 Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Andamento della Subsidenza Mensile dei 16 Target (PS) TARGET 1 TARGET 2 TARGET 3 TARGET 4 TARGET 5 TARGET 6 TARGET 7 TARGET 8 TARGET 9 TARGET 10 TARGET 11 TARGET 12 TARGET 13 TARGET 14 TARGET 15 TARGET 16 Subsidenza(mm) 2014 2015 2016 2017 2018 Anni Immagini non disponibili OSSERVAZIONI 1. Subsidenza maggiore riscontrata nel periodo estivo-autonnale del 2017 (oltre 40 mm per alcuni PS); 2. Una minima parte del cedimento si recupera mentre la maggior parte è irreversibile. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti MAPPA DI SUBSIDENZA Spostamento verticale mensile (mm) Subsidenza [mm] • Selezionati 16 PS ricadenti su aree rilevanti di subsidenza
- 12. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti CONFRONTO VELOCITÀ MEDIA ANNUALE DI SUBSIDENZA Cartografia dell’I.G.M. anni ’30 9 9 Cartografia realizzata nel 2002 OSSERVAZIONI • Per la maggior parte dei PS, la velocità è aumentata durante il periodo di acquisizione satellitare; Quote altimetriche in metri (fonte: Consorzio di Bonifica dell’Agro Pontino). Sui 16 PS è stato calcolato il tasso medio di subsidenza relativo al periodo: 1. Pre-Post bonifica idraulica (1930-2002) 2. Acquisizione satellitare (2014-2018) OBIETTIVO Analizzare la possibile variazione del tasso medio di subsidenza annuale tra due intervalli temporali PRE-POST BONIFICA IDRAULICA Confronto quote altimetriche 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Subsidenza(mm/anno) 16 target selezionati Variazione dei tassi di subsidenza (16 target) Periodo Pre-Post Bonifica Periodo Acquisizione satellitare
- 13. VALIDAZIONE DEI RISULTATI OTTENUTI DALLE IMMAGINI SATELLITARI PS InSAR A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti 25 cm 40 cm 53 cm Casa dell’O.N.C. Lesioni strutturali dell’edificio Scalinata posta sull’argine del canale Selcella Rilevante abbassamento del livello del suolo Ponticello che attraversa un fosso di scolo Fuoriuscita del materiale di fondazione
- 14. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti ANALISI DELLE CAUSE: TIPOLOGIE POZZI 61% - Pozzi ad uso Domestico 39% - Pozzi ad uso Non Domestico Agosto 2017 OSSERVAZIONI Rilevante vicinanza dei pozzi non domestici alle aree con subsidenza più marcata; Probabile sovrasfruttamento della risorsa idrica sotterranea; Bisogna precisare che il valore denunciato rappresenta un dato decisamente sottostimato. La mappa di subsidenza è stata sovrapposta alla distribuzione dei pozzi
- 15. 1 2 3 4 5 ANALISI DELLE CAUSE: LAND COVER A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti • Selezionate 5 aree di interesse su cui è stato possibile individuare l’uso e copertura del suolo così da identificare le varie tipologie colturali Seminativi con prevalenza di ortive 45% Seminativi con prevalenza di mais 11% Colture protette e Vivai 33% Foraggere 11% Uso e copertura del suolo nelle Aree di InteresseAgosto 2017 OSSERVAZIONI Presenza di coltivazioni intensive con prevalenza di ortive e colture protette idroesigenti; È probabile che lo sfruttamento eccessivo della falda, per soddisfare il fabbisogno idrico colturale, abbia accentuato la subsidenza.
- 16. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Indice di correlazione ρ COERENZA SPAZIALE DELLA SUBSIDENZA MAPPA DI CORRELAZIONE La PCA semplifica il numero elevato dei dati interferometrici in una prima componente principale (PC1); La PC1 rappresenta la varianza massima di tutti i singoli andamenti di subsidenza analizzati; Ogni valore di subsidenza è stato correlato con questa prima componente principale. La correlazione dimostra che quasi la totalità dell’area di studio abbia subito un fenomeno collettivo di subsidenza. PC1 Target n-esimo ρ Applicando la PCA si vuole analizzare se la subsidenza sia collettiva sull’intera area o isolata in certe zone. Varianza PC1 = 70%
- 17. ANALISI DI CORRELAZIONE PRECIPITAZIONI - SUBSIDENZA A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti • Nel 2017, le scarse precipitazioni hanno portato ad una crisi idrica tutto il territorio pontino che ha subito un forte fenomeno di siccità. OBIETTIVO Individuare e quantificare la correlazione nell’area Forte siccità
- 18. Indice di correlazione ρ Latina Priverno Sabaudia A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti Sezze RISULTATI CORRELAZIONE SUBSIDENZA – PRECIPITAZIONI MAPPE DI CORRELAZIONE Pontinia Esiste una correlazione parziale con tutte le stazioni; A causa del breve periodo di analisi satellitare, questo tipo di correlazione non permette di essere molto affidabile.
- 19. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti ANALISI DI CORRELAZIONE INDICE SPI – SUBSIDENZA SPI: indice di monitoraggio della siccità sulle diverse risorse idriche Fenomeno di forte siccità sia agricola che idrogeologica OBIETTIVO: Osservare a quale scala temporale si ha più correlazione Espressione SPI SPI a 3 mesi Umidità suolo SPI a 6 mesi Corsi d’acqua SPI a 12 e 24 mesi Falda acquifera Scale temporali
- 20. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti SPI a 3 mesi SPI a 6 mesi SPI a 12 mesi SPI a 24 mesi RISULTATI CORRELAZIONE SUBSIDENZA – SICCITÀ (SPI) MAPPE DI CORRELAZIONE Indice di correlazione ρ Correlazioni molto forti con le risorse idriche sotterranee (scala temporale a 12 e 24 mesi); La subsidenza ha risentito degli effetti della siccità idrogeologica avvenuta soprattutto nel periodo estivo 2017, con una probabilità elevata della riduzione delle quote piezometriche, accentuata anche dagli emungimenti in falda.
- 21. A.A. 2017/2018Laureando: Domenico Alberti CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE 1. La tecnica PS InSAR dimostra di essere uno strumento efficace per il monitoraggio su vaste aree della superficie terrestre, con precisione elevata fino al millimetro; 2. L’intera zona esaminata è soggetta, nel suo insieme, ad un fenomeno di subsidenza. Tale fenomeno è aumentato negli ultimi anni in relazione al sovrasfruttamento delle falde ed al verificarsi di periodi siccitosi che hanno prodotto sensibili abbassamenti nel periodo estivo-autunnale e recuperati, in minima parte, nei mesi invernali; 3. Per contrastare la subsidenza è necessario un uso più razionale della risorsa idrica con la possibilità di limitare il pompaggio delle acque sotterranee per l’utilizzo irriguo; 4. Tale fenomeno potrà aggravarsi nei prossimi anni a causa della maggiore incidenza dei fenomeni siccitosi associati al cambiamento climatico.
Editor's Notes
- Lo studio è mirato all’… Lo scopo è quello di…
- EFFETTI CHE INDUCE IL FENOMENO DELLA SUBSIDENZA CUNEO SALINO: inducendo ad una risalita dell’acqua salina attraverso il sottosuolo SISTEMI DI BONIFICA: compromettendo le coltivazioni
- I casi di studio documentati a livello mondiale fanno riferimento a 2 cause antropiche principali dovute al…
- Inquadrando il fenomeno in scala locale
- Il Bacino è drenato totalmente da impianti idrovori.
- In genere i PS sono elementi artificiali o naturali già presenti sul terreno, le cui caratteristiche elettromagnetiche non variano durante le varie acquisizioni. Possono essere visti come una serie di capisaldi naturali analoghi ad una rete di stazioni GPS.
- La distribuzione delle misurazioni non è omogenea ed il motivo è dovuto alla mancanza di PS su determinate aree del territorio.
- I dati interferometrici sono stati trasferiti sul QGIS per poter sovrapporre altre informazioni e lavorare su un unico SR. Il metodo di interpolazione pesata sull’inversa della distanza, garantisce un’estrapolazione dei valori nelle zone della mappa che ne sono prive. Il peso che possiede un singolo punto è assegnato da un coefficiente P. Maggiore è il coefficiente P, minore è l’effetto che i punti distanti dal punto sconosciuto avranno durante il processo di interpolazione.
- Sono stati selezionati 16 PS sulle aree reputate critiche dove si mostra nel grafico l’andamento mensile di abbassamento. Su questi PS è stato possibile svolgere delle analisi accurate
- Tutti i target hanno riscontrato un abbassamento che non è andato oltre gli 80 mm
- È stata effettuata un’analisi fotografica territoriale ad alcuni PS nelle aree che hanno subito un maggiore fenomeno di subsidenza; Sono stati ricercati evidenti segni di subsidenza interpretabili dal satellite come spostamenti;
- DOMESTICO: pozzi utilizzati principalmente per i servizi igienici e per il giardino/orto di casa. Si ha una distribuzione maggiore a Sud nell’area di studio. NON DOMESTICO: pozzi utilizzati principalmente per scopi irrigui e industriali (allevamenti zootecnici). Si ha una distribuzione maggiore a Nord dell’area di studio.
- Le principali colture rilevate sulle zone di interesse risultano essere caratterizzate dalla presenza di coltivazioni intensive in prevalenza di ortive e colture protette (serre);
- ρ esprime una relazione lineare tra 2 variabili Per capire eventuali cause si cerca di effettuare altri 2 tipi di correlazione. Diciamo che la media appiattisce i valori interferometrici, ecco perché non si può fare.
- Si può vedere che questo tipo di correlazione non ha molto senso perché ad esempio per la stazione di Latina sono molto più correlati i target a Sud dell’area di studio invece che a Nord.
- Il suo valore indica lo scostamento con cui un particolare evento devia dalle condizioni considerate come la norma. Semplicità di calcolo (unico input: dato pluviometrico della Stazione di Pontinia); Quantifica il deficit o surplus di precipitazione su diverse scale temporali che riflettono l’impatto della siccità sulle risorse idriche da monitorare; È standardizzato (permette il confronto tra diverse stazioni pluviometriche).
- Attraverso queste mappe di correlazione l’obiettivo è quello di individuare quale scala temporale dell’indice SPI rappresenta una maggiore coerenza con l’andamento della subsidenza.