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ANALISI DELLA DISTRIBUZIONE DELLE FORME CARSICHE
E DELLA SUSCETTIBILITA’ALLO SPROFONDAMENTO
NELLA PENISOLA SALENTINA (PUGLIA)
Ing. Emanuela Bruno
Le aree carsiche sonoparticolarmente
sensibili alle pressioniambientali causate dai
rapidi processi diurbanizzazione
Cause
Incremento delle superfici impermeabili delle areeurbanizzate
Incremento di volume e velocità dell’acqua diruscellamento superficiale
Rapida infiltrazione degli inquinanti nell’acquiferoattraverso I condotti carsici
Accelerazione del processo di dissoluzione carsica
Tipici problemi ambientali delle areecarsiche
Instabilità e collasso del suolo
Erosione o sedimentazione degli sprofondamenti
Allagamento degli sprofondamenti
Contaminazione dell’acqua sotterranea
CARTA INVENTARIO DELLE FORME CARSICHE
• RICERCA BIBLIOGRAFICA E DI ARCHIVIO
• DOCUMENTI E REPORT DI PUBBLICHE AMMINISTRAZIONI
• INTERPRETAZIONE DI CARTE TOPOGRAFICHE ED ORTOFOTO
• GIS
OBIETTIVI • CARTA INVENTARIO DELLE FORME CARSICHE
• CARTA PRELIMINARE DELLA SUSCETTIBILITA’ ALLO SPROFONDAMENTO
METODO
CARTA DELLA SUSCETTIBILITA’ ALLO SPROFONDAMENTO
ANALISI MULTICRITERIA E GIS
• IDENTIFICAZIONE DEI PARAMETRI FISICI
• ELABORAZIONE DELLE CARTE TEMATICHE
• VALUTAZIONE DEL CONTRIBUTO DI CIASCUN PARAMETRO ALL’INSTABILITA’
• CLASSIFICAZIONE DELLA REGIONE DI STUDIO IN DOMINI DI SUSCETTIBILITA’
I SINKHOLES: definizione
Letteralmente _voragine per sprofondamento
Fairebridge 1968 _depressione di forma sub-circolare, dovuta al crollo improvviso di cavità sotterranee
Faccenna et alii 1993 _ampia e profonda depressione di forma sub-circolare con diametro e profondità variabili da pochi metri a centinaia di metri, con pareti sub-verticali che si aprono rapidamente in terreni a granulometriavariabile, ma di genesi incerta
Sprofondamento del terreno considerato una
calamità scarsamente prevedibile e dalla quale
non è facile difendersi.
Fattori predisponenti _ Intrinseci delle aree soggette a sinkholes
Substrato costituito da litotipi soggetti a dissoluzione
Terreni di copertura a granulometria variabile
Abbondanti acque di circolazione sotterranea
Fluidi profondi mineralizzati
Coincidenza con lineamenti tettonici attivi
Scarsa presenza di un manto vegetale
Fattori innescanti_ Agevolano la propagazione della deformazione
Elevata intensità delle precipitazioni
Scosse sismiche
Alternanza di periodi secchi e piovosi
Attività antropiche: intenso emungimentoattività estrattivaimmissioni di elevate quantità d’acqua nel sottosuolo
Risultato di una serie complessa di interazioni tra
diversi fattori e processiI SINKHOLES: aree a rischio
I SINKHOLES: genesi ed evoluzione
Tipologie principali_in relazione al processo di formazione
Sinkhole da soluzione
Sinkhole da collasso
Sinkhole per crollo della copertura
Dropout Sinkhole
Sinkhole da suffosione
Sinkhole sepolto
Classifica dei Sinkholesbasata sul processo di formazione dominante (Waltham et alii, 2005)
I SINKHOLES: genesi ed evoluzioneClassifica dei Sinkholesbasata sul processo di formazione dominante (Waltham et alii, 2005)
Evoluzione
Annegamento
Estinzione
Riattiavazione
Migrazione
Progetto “Rischio Cavità”(2001): Dipartimento della
Protezione Civile
I SINKHOLES: il problema in Italia
Provincia di Lecce_11 sprofondamenti
I SINKHOLES in PugliaPuglia:
differenti condizioni di propensione al dissesto
idrogeologico e di vulnerabilità ambientale
Murge, Serre Salentine_PRESENZA DI CAVITA’ ISOLATE
Plateau interno_SPROFONDAMENTICOMPOSTI ALLINEATI
Piane costiere_SPROFONDAMENTI COMPOSTI
Pulo di Altamura (BA)
Necessità di una mappa inventario delleforme carsiche
1. Pressione ambientale causata dal
crescente sviluppo urbano
2. Approfondimento delle conoscenze
sull’ambiente carsico e sulla sua
pericolosità
3. Identificazione delle condizioni
ambientali che permettono lo sviluppo
delle forme carsiche
I sinkholes sono le forme carsiche piùcomunementecartografate inquantosono un indicatoredella dissoluzione del substrato e sonofacilmente identificabilisulle carte topografiche
CARTA INVENTARIOMetodologia e applicazione
312 sinkholesper un’area totole di
151,392 ettari
CARTA INVENTARIOMetodologia e applicazione
RICERCABIBBLIOGRAFICAE D’ ARCHIVIO
+ANALISI CARTE TOPOGRAFICHE
+ANALISI
ORTOFOTO+
GIS=
CARTA INVENTARIO
Intensità I: severità geometrica e meccanica del fenomeno potenzialmente
distruttivo;
Pericolosità H: probabilità che un fenomeno potenzialmente distruttivo di
determinata intensità, si verifichi in un dato periodo di tempo ed in una data area;
Elementi a rischio E: popolazione, propietà, attività economiche, etc. in
un’area esposta rischio;
Vulnerabilità V: grado di perdita prodotto su un certo gruppo di elementi (E)
esposti a rischio risultante al verificarsi di un fenomeno naturale di una data
intensità;
Rischio specifico Rs: grado di perdita atteso quale conseguenza di un
particolare fenomeno naturale di data intensità (Rs=HE);
Rischio totale R: atteso valore delle perdite totali associate ad uno specifico
fenomenno naturale;
R = HVE = RsVSuscettibilità: Propensione all’ instabilità di un dato territorio
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Multicriteria Decision Analysis (MCDA)
+Geographical Information System
(GIS)
PeculiaritàAssenza di soggettività
nell’assegnere i pesi dei fattorianalizzati
AssunzioneAssunzione
I processi morfologici in atto sul territorio analizzato
e I fattori geologici, geomorologici e climatici
rimangono rappresentatividegli scenari futuri di
instabilità
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Decision Analysis è un insieme di procedure sistematiche che
permette di analizzare problemi decisionali complessi,
attraverso:
1. La scomposizione del problema in sottoproblemi minori più
semplici;
2. L’analisi di ciascuna parte;
3. L’integrazione delle varie parti in maniera logica tale da
produrre una soluzione del problema significativa
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
MCDA consta di 5 fasi:
1. Definizione del
problema
2. Individuazione dei
Criteri (fattori)
3. Assegnazione dei
pesi ai Criteri
4. Definizione delle
Regole di
Decisione
5. Analisi della
Sensitività
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
PARAMETRI FISICI (CRITERI)
Litologia del substrato
Uso del suolo
Distanza dai lineamenti tettonici
Distanza dal reticolo idrografico
Morfologia
Profondità dell’acquifero
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
IDENTIFICAZIONE DEI
PARAMETRI FISICI
e
ELABORAZIONE DELLE
CARTE TEMATICHE
Parametro Scala Fonte
Litologia del substrato 1:100.000 Carta geolitologica di Italia
1:100.000 Carta geolitologica di Italia
Direct survey TIN
Reticolo idrografico 1:10.000 CPTN Provincia di Lecce
Carta morfologica - Elaborazione automatica
Uso del suolo 1:100.000 CORINE-Land Cover
Profondità dell’acquifero Piano di Tutela delle Acque ( Puglia)
Lineamenti tettonici
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
1. Sovrapposizione delle carte tematichealla carta inventario
2. Calcolo della percentuale di areacaratterizzata dalla presenza disinkholes
3. Il punteggio assegnato ai fattori è statoespresso secondo un range numericoconsistente (0-1000) moltiplicando per 100 la percentuale d’areacaratterizzata dalla presenza disinkholes
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione1.INDIVIDUAZIONE CRITERI
(fattori predisponenti)
ANALISI DEI DATI
Litologia
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione1.INDIVIDUAZIONE CRITERI
(fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
Uso del suolo
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Morfologia
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Profonditàdell’ acquifero
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Distanzadal reticoloidrografico
Distanza dailineamentitettonici
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti):
ANALISI DEI DATI
2. ASSEGNAZIONE DEI PESI:
Rappresentazione discreta del territorio per descrivere la variabilità
spaziale dei fattori analizzati
celle di 10m
Conservando come informazione ilvalore normalizzato dell’areainteressata da cavità
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Ogni fattore è rappresentato da:
•Valore standardizzato•Valore normalizzato
index (P) descrive il grado di influenza di ognifattore sulla presenza di cavità
P = ∑( val. norm.* val. stand)∑val.norm.
Fattore P
a Litologia 198,36
b Uso del suolo 114,73
cDistanza dal reticoloidrografico 235,45
dDistanza dai lineamentitettonici 161,09
e Morfologia 114,55
f Profondità dell’acquifero 144,69
2. ASSEGNAZIONE DEI PESI:
Le carte dei fattori sono state rese confrontabiliportandole su una scala comune da 0 a 255 utilizzando lo strumento Stretch script diArcview.
Il valore 255 rappresenta la percentualemaggiore di presenza di sinkholes, mentre 0 la più bassa.
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
PAIRWISE COMPARATION MATRIX
a b c d e f
a 1,00 1,73 0,84 1,23 1,73 1,37
b 0,58 1,00 0,49 0,71 1,00 0,79
c 1,19 2,05 1,00 1,46 2,06 1,63
d 0,81 1,40 0,68 1,00 1,41 1,11
e 0,58 1,00 0,49 0,71 1,00 0,79
f 0,73 1,26 0,61 0,90 1,26 1,00
L’elemento della matrice rappresenta ilrapporto tra il valore P del fattore della rigae quello della colonna
2. ASSEGNAZIONE DEI PESI:
PAIRWISE COMPARATION(Saaty, 1988)
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
Il peso relativo di ogni criterio può esserecalcolato come media geomentrica
normalizzata di ogni riga della matrice, che è molto vicina al valore dell’autovettore
corrispondente al massimo valoredell’autovalore della matrice
Criteri/fattori Pesi relativia 0,20b 0,12c 0,24d 0,17e 0,12f 0,15
Sum 1,00
2. ASSEGNAZIONE DEI PESI:
PAIRWISE COMPARATION(Saaty, 1988)
ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’Metodologia e applicazione
SINKHOLE in Salento PeninsulaAnalysis of susceptibility3. REGOLE DI DECISIONE:
SIMPLE ADDITIVE WEIGHTING (Saaty, 1988)
INDICE DI SUSCETTIBILITA’ (S)
S( P)= ∑i wi Pi
wi : il peso relativo ad ogni criterio
Pi media pesata delle frequenze delle aree
interessate da cavità
MapCalculator in ArcView GIS