Definizione dell'area di distacco di valanghe in funzione
del tempo di ritorno:
un approccio statistico basato su dati storici
Margherita Maggioni
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Activité 4. Définition de l’aire et du volume de départ de l’avalanche
4.1 Surface de départ de l’avalanche
Pour la définition des aires potentielles de départ d’avalanche, plusieurs méthodes seront utilisées, de l’analyse des données
historiques à la délimitation par SIG.
En particulier, l’ambition est de trouver une procédure pour la détermination de l’aire de départ d’une avalanche en
fonction de sa période de retour.
En Italie, le Cadastre Avalanche permettra de recueillir l’ensemble des évènements ayant eu lieu sur un site: l’analyse statistique
des valeurs extrêmes, Loi de Gumbel (Reiss and Thomas, 1997) de ces informations (dimension de la rupture et date de
l’avalanche) permettra de trouver une relation entre la dimension de la rupture et le temps de retour (Maggioni et al., 2006).
Les activités suivantes sont ainsi programmées :
- identification sur le territoire régional de parcours avalancheux bénéficiant de données de bonnes qualités sur les
évènements passés;
- délimitation de l’aire potentielle de départ à l’aide d’une procédure automatique développée sur SIG par Maggioni (2005), qui
analyse les paramètres topographiques du terrain, de la photo-interprétation et de l’analyse des cartes CTR;
- application aux données historiques de la Loi de Gumbel pour l’identification d’une relation entre la dimension de l’aire de
départ et la période de retour de l’avalanche.
Ces opérations sont applicables à tous les couloirs avalancheux et l’analyse pourra être étendue sur les territoires des différents
partenaires à partir du moment où les couloirs sont bien documentés.
4.2 Hauteur de départ de l’avalanche
La modélisation des événements observés sur les sites tests nécessite, outre la détermination de la surface de départ, l’estimation
de la hauteur de neige mise en mouvement. Pour la Vallée d’Aosta, il existe déjà un document qui définit l’épaisseur de la rupture
en fonction du temps de retour et de l’altitude (Barbolini, 2005).
……
Importanza della definizione dell’area di
distacco di valanghe
Posizionamento di opere di difesa attive.
Input fondamentale per modelli di
dinamica ai fini della redazione di carte
di pericolo.
Individuazione delle zone più propense
al distacco (anche in contesti ricreativi).
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Importanza della definizione dell’area di
distacco di valanghe
VALANGHE ESTREME
VALANGHE FREQUENTI
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
PROPOSTA di…
1. Una procedura semi-automatica per la
definizione di potenziali aree di distacco.
2. Un metodo per la definizione dell’area di
distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno.
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
PARAMETRI TOPOGRAFICI
In ambiente GIS:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bosco
Pendenza
Creste
Curvatura
Dislivello ed esposizione
Dimensione
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
In ambiente GIS:
Pendenza: 30° - 60°
1.
2.
3.
4.
5.
Bosco
Pendenza
Creste
Curvatura
Dislivello ed
esposizione
6. Dimensione
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
In ambiente GIS:
Creste:
Esposizione e curvatura
Differenza tra DEM a diversa risoluzione
1.
2.
3.
4.
5.
Bosco
Pendenza
Creste
Curvatura
Dislivello ed
esposizione
6. Dimensione
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
In ambiente GIS:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bosco
Pendenza
Creste
Curvatura
Dislivello ed esposizione
Dimensione
convex
concave
Curvatura:
Concave: < -0,2
Convesse: > 0,2
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
VAL FERRET
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Foto E. Ceaglio
Foto Val Ferret da di fronte!
Foto UNV
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
DISCUSSIONE…
La procedura dà generalmente buoni risultati (testata in più
casi studio).
Utile strumento in ambiente GIS di supporto ai metodi
classici.
Importanza della risoluzione del DEM di input (in funzione
della dimensione dell’area di studio).
 Migliorare il parametro “copertura forestale”.
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
PROPOSTA di…
1. Una procedura semi-automatica per la
definizione di potenziali aree di distacco.
2. Un metodo per la definizione dell’area di
distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno.
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Da dove
arriva
l’idea…
Foto E. Ceriani
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Utile per:
1. Gestire il pericolo valanghe in contesti quali per es. i
comprensori sciistici (PIDAV).
2. Modellare valanghe frequenti per problemi specifici
(per es. Schmid and Sardemann, 2003).
3. Studiare le valanghe come fattore di modificazione
ambientale (per es. Freppaz et al., 2010).
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Da dove arriva l’idea…
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Statistica ai valori estremi: Gumbel
Simplon Hospiz (4SH) 2000 m
700
600
HS
500
HN_SUM3D
HN
[cm]
400
HS_DIF3D
HS
300
HN_SUM3D
HN
200
HS_DIF3D
100
0
1.01
Progetto DynAval
1.5
2
3
4 5
10
20
30 40 50
Mittlere Wiederkehrperiode T (Jahre)
100
200 300
Gressoney Anzahl
La Trinitè
(AO),
Winter:
46 2.12.2011
Da dove arriva l’idea…
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Statistica ai valori estremi: Gumbel
Maggioni (2005)
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
• Scelta dell’area valanghiva
• Definizione della potenziale area di distacco
(automatica o manuale)
• Analisi dei dati storici
• Statistica di Gumbel
• Analisi dei risultati: problemi e discussione
Caso studio Val Ferret
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
Val Ferret
014
013
011
031
030
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Comprensorio Val Ferret, valanga 011 - Neyron
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
Valanghe n. 030, 031, 011, 013:
32 eventi dal 1971, ma solo 8 con dati relativi all’area di distacco
year
W (m)
2001
1200
2008
900
1981
500
1999
450
1991
300
1988
220
2007
200
1995
100
Progetto DynAval
Calcolo di F, P, T e dei
parametri della Gumbel
distribution.
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
T
29,0
14,5
9,7
7,3
5,8
4,8
4,1
3,6
W (m)
1200
900
500
450
300
220
200
100
W (%PRA)
100
75
42
38
25
120
18
17
100
8
W(%PRA)
y = 44,727ln(x) - 51,007
R² = 0,9793
80
60
W(%PRA)
Log. (W(%PRA))
40
20
T (y)
0
1,0
10,0
100,0
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
DISCUSSIONE…
L’ipotesi che la larghezza di distacco sia direttamente legata
all’area di distacco è discutibile.
Necessità di più dati!
 Provare con le GEV distributions (Fréchet, Weibull,
Gumbel).
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Conclusioni
La procedura di definizione delle potenziali aree di distacco è un utile
strumento già utilizzabile dai professionisti per valanghe estreme.
Per valanghe frequenti, la dimensione del lastrone al distacco è legata
anche alle condizioni del manto nevoso e quindi difficilmente definibile
solo sulla base dei parametri topografici.
 Un approccio che combini le caratteristiche topografiche e della neve
potrebbe essere la soluzione (Cemagref in Dynaval e SLF in STRADA).
Il metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno ha un po’ troppi punti deboli per essere
effettivamente proposto ai professionisti.
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Conclusioni
Documento tecnico (in più lingue):
Analisi delle aree di distacco di valanghe
Regione Autonoma Valle d’Aosta
DISTR - Politecnico di Torino
DIVAPRA - Università di Torino
CEMAGREF - Grenoble
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Grazie dell’attenzione
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010
Ridge definition
1° method
aspect = aspect(lattice10)
der_asp = slope(aspect)
curv_50 = curvature(lattice50,prfcu50a,pcu_50a)
curv50_10 = resample(curv_50,10)
ridges = con(der_asp GT 40 and curv50_10 GT 1,1)
ridges_sum = focalsum(ridges)
ridges_sum1 = con(ridges_sum GT 0,1)
ridges_reg = regiongroup(ridges_sum1)
ridges_sel = con(ridgesreg.count GT 300,1)
2° method
Slope and curvature
tan S =
sqrt[(dz/dx)2
+
(dz/dy)2]
dz/dx = ((c + 2f + i) – (a + 2d + g)) / (8L)
dz/dy = ((g + 2h + i) – (a + 2b + c)) / (8L)
a b c
d e f
g h i
plc = [(f – e)/L – (e – d)/L]/L
2.5
2.5
L = 50 m
plc = 0.002 m = 0.2 (1/100m)
r = 500 m [curv = 1/r]
GEV distribution
> 0 Fréchet
< 0 Weibull
 0 Gumbel
y
logT
Progetto DynAval
Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010