Autorità di Bacino del Fiume Arno
Metodologia di studio per la valutazione della pericolosità potenziale
dello stato arginale
Proposta di procedura speditiva per la definizione della pericolosità
da rottura arginale
Firenze, novembre 2010
Marcello Brugioni, Giovanni Montini, Lorenzo Sulli, Monia Prosperi, Elena Bartoli
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Procedura speditiva per la definizione della pericolosità da rottura arginale
Necessità di individuare una metodologia semplice, applicabile in modo speditivo alla scala del bacino idrografico, facendo
riferimento ad un quadro conoscitivo condiviso e disponibile:
• Modello digitale del terreno (DTM) con risoluzione 1m ottenuto da rilievi
LIDAR (Regione Toscana – AdB Arno; Ministero dell’Ambiente)
• Dati puntuali di deformazione del terreno ottenuti tramite applicazione
dell’interferometria differenziale ad immagini radar acquisite dai satelliti
ERS (1992-2000), ENVISAT (2003-2008) e RADARSAT (2003-2006)
(AdB Arno; Ministero dell’Ambiente)
• Dati lineari del reticolo idrografico derivati dal Sistema delle Acque
(Regione Toscana - AdB Arno)
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Parametri selezionati per la definizione della pericolosità da rottura arginale:
1) Geometria dell’argine (H/LB)
Il rapporto tra altezza e base dell’argine, oltre ad essere proporzionale alla pendenza media
delle sponde, rappresenta il gradiente idraulico da considerare nel caso di sifonamento al piede
in condizioni di colmo arginale ed è in stretto rapporto con il regime delle pressioni neutre
all’interno dell’argine.
Origine dati: DTM
2) Andamento planimetrico del corso d’acqua (LF/DF)
Questo parametro tiene conto della maggiore spinta orizzontale e potere erosivo esercitati dal
corso d’acqua sugli argini collocati sul lato esterno delle anse fluviali. Al crescere del rapporto
LF/LD il tratto arginale considerato risulta più curvilineo
Origine dati: reticolo idrografico (Sistema delle Acque)
3) Distribuzione delle velocità di deformazione dei terreni d’imposta
L’azione di deformazione (compattazione) dei terreni d’imposta può indurre movimenti
differenziali sugli argini determinando zone di debolezza con deterioramento delle proprietà
meccaniche e aumento dei valori di permeabilità
Origine dati: dati puntuali PSInSAR
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Applicazione della metodologia all’asta principale del Bisenzio
1) Individuazione dei poligoni arginali e loro
suddivisione in tratti omogenei
Innanzi tutto è necessario vettorializzare, su
entrambi i lati del fiume, i poligoni comprendenti
tutto il corpo arginale. Questo può essere effettuato
appoggiandosi sul DTM 1x1 in modo evidenziare
al meglio le aree di raccordo della pianura con
l’argine (hillshade, curvatura di profilo, pendenze,
etc).
Tali poligoni arginali devono quindi essere
suddivisi in tratti omogenei per poi assegnargli un
valore medio dei parametri considerati (H/LB,
LF/CF, VelPS).
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Applicazione della metodologia all’asta principale del Bisenzio
2) Caratterizzazione del rapporto H/LB
Il rapporto H/LB può essere calcolato estraendo i
valori di altezza dal DTM e quelli di larghezza
della base da misure sullo shapefile dei poligoni
arginali precedentemente creato.
Origine dati: DTM
Sono state individuate tre classi di valori in funzione
della distribuzione registrata nell’area in esame
rapporto H/LB
2.50
2.00
1.50
H/LB
C1
C2
C3
1.00
0.50
tratti arginali
5
133
127
121
115
109
97
103
91
85
79
73
67
61
55
49
43
37
31
25
19
7
13
1
0.00
Autorità di Bacino del Fiume Arno
Applicazione della metodologia all’asta principale del Bisenzio
3) Caratterizzazione del rapporto LF/DF
Il rapporto LF/DF può essere ottenuto tramite
elaborazione GIS appoggiandosi sullo shapefile
lineare del “sistema delle acque”, suddiviso negli
stessi tratti omogenei dei poligono arginali.
Origine dati: reticolo idrografico (Sistema delle
Acque)
Sono state individuate tre classi di valori in funzione
della distribuzione registrata nell’area in esame
rapporto LF/DF
1.35
1.30
C1
1.20
C2
C3
1.15
1.10
1.05
129
121
113
105
97
89
81
73
65
57
49
41
33
25
9
17
1.00
1
LF/LD
1.25
tratti arginali
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Applicazione della metodologia all’asta principale del Bisenzio
4) Caratterizzazione delle velocità di deformazione
dei terreni d’imposta
La velocità media annua di deformazione dei terreni
d’imposta dell’argine viene attribuita effettuando una
spazializzazione dei dati puntuali PSInSAR per poi
assegnare, ad ogni poligono, il valore di velocità media
caratteristico.
Origine dati: dati puntuali PSInSAR
Sono state individuate tre classi di valori in funzione
della distribuzione delle velocità
CLASSE 1: 2 mm/anno <= vel <= 5 mm/anno
CLASSE 2: 5 mm/anno < vel <= 10 mm/anno
CLASSE 3: 10 mm/anno < vel <= 20 mm/anno
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Autorità di Bacino del Fiume Arno
Applicazione della metodologia all’asta principale del Bisenzio – definizione classi di instabilità potenziale
5) Definizione delle classi di pericolosità
potenziale da rottura arginale
La pericolosità finale viene definita assegnando un
peso ad ognuna delle classi viste precedentemente
Assegnazione pesi:
50% rapporto H/LB
20% rapporto LF/DF
30% velocità media annua PS
Classi finali
2.5
C3
C1
C2
1.5
1.0
0.5
133
127
121
115
109
97
103
91
85
79
73
67
61
55
49
43
37
31
25
19
7
13
0.0
1
indice di pericolosità
2.0
tratti arginali
8