analisi della distribuzione delle forme carsiche e della suscettibilita
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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 sono particolarmente sensibili alle pressioni ambientali causate dai rapidi processi di urbanizzazione Tipici problemi ambientali delle aree carsiche Instabilità e collasso del suolo Erosione o sedimentazione degli sprofondamenti Allagamento degli sprofondamenti Contaminazione dell’acqua sotterranea Cause Incremento delle superfici impermeabili delle aree urbanizzate Incremento di volume e velocità dell’acqua di ruscellamento superficiale Rapida infiltrazione degli inquinanti nell’acquifero attraverso I condotti carsici Accelerazione del processo di dissoluzione carsica OBIETTIVI METODO • CARTA INVENTARIO DELLE FORME CARSICHE • CARTA PRELIMINARE DELLA SUSCETTIBILITA’ ALLO SPROFONDAMENTO CARTA INVENTARIO DELLE FORME CARSICHE • RICERCA BIBLIOGRAFICA E DI ARCHIVIO • DOCUMENTI E REPORT DI PUBBLICHE AMMINISTRAZIONI • INTERPRETAZIONE DI CARTE TOPOGRAFICHE ED ORTOFOTO • GIS 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’ Sprofondamento del terreno considerato una calamità scarsamente prevedibile e dalla quale non è facile difendersi. 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 granulometria variabile, ma di genesi incerta Risultato di una serie complessa di interazioni tra diversi fattori e processi I SINKHOLES: aree a rischio 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 emungimento attività estrattiva immissioni di elevate quantità d’acqua nel sottosuolo Classifica dei Sinkholes basata sul processo di formazione dominante (Waltham et alii, 2005) 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 Sinkholes basata sul processo di formazione dominante (Waltham et alii, 2005) Evoluzione Annegamento Estinzione Riattiavazione Migrazione I SINKHOLES: genesi ed evoluzione Progetto “Rischio Cavità” (2001): Dipartimento della Protezione Civile I SINKHOLES: il problema in Italia Puglia: differenti condizioni di propensione al dissesto idrogeologico e di vulnerabilità ambientale I SINKHOLES in Puglia Pulo di Altamura (BA) Murge, Serre Salentine_ PRESENZA DI CAVITA’ ISOLATE Plateau interno_SPROFONDAMENTI COMPOSTI ALLINEATI Piane costiere_ SPROFONDAMENTI COMPOSTI Provincia di Lecce_11 sprofondamenti Il Salento è un’area carsica ad alta pericolosità geomorfologica I SINKHOLES nel Salento I sinkholes sono le forme carsiche più comunemente cartografate inquanto sono un indicatore della dissoluzione del substrato e sono facilmente identificabili sulle carte topografiche CARTA INVENTARIO Metodologia e applicazione Necessità di una mappa inventario delle forme carsiche 1. Pressione ambientale causata dal crescente sviluppo urbano 2. Approfondimento sull’ambiente delle carsico conoscenze e sulla sua pericolosità 3. Identificazione delle condizioni ambientali che permettono lo sviluppo delle forme carsiche Metodologia e applicazione CARTA INVENTARIO RICERCA BIBBLIOGRAFICA E D’ ARCHIVIO + ANALISI CARTE TOPOGRAFICHE + ANALISI ORTOFOTO + GIS = CARTA INVENTARIO 312 sinkholes per un’area totole di 151,392 ettari Intensità I: ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 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 = RsV Suscettibilità: Propensione all’ instabilità di un dato territorio Assunzione I processi morfologici in atto sul territorio analizzato e I fattori geologici, geomorologici e climatici rimangono rappresentativi degli scenari futuri di instabilità ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione Multicriteria Decision Analysis (MCDA) + Geographical Information System (GIS) Peculiarità Assenza di soggettività nell’assegnere i pesi dei fattori analizzati 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 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione PARAMETRI FISICI (CRITERI) Litologia del substrato IDENTIFICAZIONE DEI Uso del suolo PARAMETRI FISICI Distanza dai lineamenti tettonici e Distanza dal reticolo idrografico ELABORAZIONE DELLE Morfologia CARTE TEMATICHE Profondità dell’acquifero Parametro Scala Fonte Litologia del substrato 1:100.000 Carta geolitologica di Italia Lineamenti tettonici 1:100.000 Carta geolitologica di Italia Direct survey TIN 1:10.000 CPTN Provincia di Lecce Reticolo idrografico Carta morfologica Uso del suolo Profondità dell’acquifero 1:100.000 Elaborazione automatica CORINE-Land Cover Piano di Tutela delle Acque ( Puglia) 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti) ANALISI DEI DATI ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1. Sovrapposizione delle carte tematiche alla carta inventario 2. Calcolo della percentuale di area caratterizzata dalla presenza di sinkholes 3. Il punteggio assegnato ai fattori è stato espresso secondo un range numerico consistente (0-1000) moltiplicando per 100 la percentuale d’area caratterizzata dalla presenza di sinkholes 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Litologia ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Uso del suolo ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Morfologia ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Profondità dell’ acquifero ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Distanza dal reticolo idrografico ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 1.INDIVIDUAZIONE CRITERI (fattori predisponenti): ANALISI DEI DATI Distanza dai lineamenti tettonici ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 2. ASSEGNAZIONE DEI PESI: ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione Rappresentazione discreta del territorio per descrivere la variabilità spaziale dei fattori analizzati celle di 10m Conservando come informazione il valore normalizzato dell’area interessata da cavità 2. ASSEGNAZIONE DEI PESI: ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione Le carte dei fattori sono state rese confrontabili portandole su una scala comune da 0 a 255 utilizzando lo strumento Stretch script di Arcview. Il valore 255 rappresenta la percentuale maggiore di presenza di sinkholes, mentre 0 la più bassa. Ogni fattore è rappresentato da: Fattore P a Litologia 198,36 b Uso del suolo 114,73 c Distanza dal reticolo idrografico 235,45 d Distanza dai lineamenti tettonici 161,09 e Morfologia 114,55 f Profondità dell’acquifero 144,69 •Valore standardizzato •Valore normalizzato index (P) descrive il grado di influenza di ogni fattore sulla presenza di cavità P = ∑( val. norm.* val. stand) ∑val.norm. ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione 2. ASSEGNAZIONE DEI PESI: PAIRWISE COMPARATION MATRIX a PAIRWISE COMPARATION (Saaty, 1988) 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 il rapporto tra il valore P del fattore della riga e quello della colonna 2. ASSEGNAZIONE DEI PESI: ANALISI DELLA SUSCETTIBILITA’ Metodologia e applicazione Il peso relativo di ogni criterio può essere calcolato come media geomentrica normalizzata di ogni riga della matrice, che è molto vicina al valore dell’autovettore corrispondente al massimo valore dell’autovalore della matrice PAIRWISE COMPARATION (Saaty, 1988) Criteri/fattori Pesi relativi a 0,20 b 0,12 c 0,24 d 0,17 e 0,12 f 0,15 Sum 1,00 SINKHOLE in Salento Peninsula 3. REGOLE DI DECISIONE: Analysis of susceptibility INDICE DI SUSCETTIBILITA’ (S) S( P)= ∑i wi Pi SIMPLE ADDITIVE WEIGHTING (Saaty, 1988) wi : il peso relativo ad ogni criterio Pi media pesata delle frequenze delle aree interessate da cavità MapCalculator in ArcView GIS Methodology and Application CARTA PRELIMINARE DELLA SUSCETTIBILITA’
