Proposta di procedura speditiva per la definizione della pericolosità da rottura arginale

1. 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

2. 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)

3. 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

4. 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).

5. Autorità di Bacino del Fiume Arno C1 C2 C3 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

6. Autorità di Bacino del Fiume Arno C1 C2 C3 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

7. 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

8. Autorità di Bacino del Fiume Arno C3 C1 C2 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