Clustering radar satellite (PS-InSAR time series) data: geological interpretations in the Sannio-Irpinia area (Campania, Italy)

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1 Rendiconti online Soc. Geol. It., Vol. 8 (2009), Clustering radar satellite (PS-InSAR time series) data: geological interpretations in the Sannio-Irpinia area (Campania, Italy) F. MATANO (*), G. SCEPI (**) & C. TERRANOVA (*) ABSTRACT Analisi di clustering di dati satellitari radar (serie storiche di PS-InSAR): interpretazioni geologiche nell area irpino-sannita (Campania, Italia) Nella nota si descrive un applicazione di tecniche di clustering su dati satellitari relativi ai serie storiche di deformazione del suolo. Tali dati sono stati ottenuti mediante elaborazione con tecnica PS-InSAR TM su immagini dei satelliti ERS1-2 per il periodo L area analizzata è compresa tra le città di Avellino e Benevento in Campania, e si sono ottenute alcune importanti informazioni sui trend deformativi del suolo presenti nel periodo di misura e sulla loro distribuzione areale, che è stata interpretata in prospettiva geologica e sismotettonica. Key words: PS-InSAR, remote sensing, clustering, Campania. INTRODUCTION The ground deformations occurring in the Campania Region has been investigated in the TELLUS Project (RISI et alii, 2007; TERRANOVA et alii, 2008; PODIS, 2008) by applying the Permanent Scatterers Synthetic Aperture Radar Interferometry (PS-InSAR TM ; FERRETTI et alii, 2000, 2001) on ERS 1 and ERS 2 satellites radar images, dated between June 1992 and December In this paper, we analyze with a statistical approach a very large temporal database formed by PS deformation time series, related to the central sector of Campania between Benevento and Avellino towns (Fig. 1). We show how, on this data set, a peculiar clustering algorithm, instead of traditional statistical analysis, enriches the geological and sismotectonic interpretability of results. km and take on the same image every 35 days. The processing technique developed by the T.R.E. s.r.l., a POLIMI spin-off company, is based on the identification of radar benchmarks, named permanent scatterers (PS), which are stable natural reflectors (rock outcrops, buildings and urban structures), characterized by stable individual radar-bright and radar-phase over long temporal series of interferometric SAR images. This technique has proved to be a powerful tool for exploring the slow movement of the earth surface both at local and at regional scale, induced by natural and man-induced phenomena, such as land subsidence, landslides, seismic faults, volcanic uplifts and tectonic deformations (COLASANTI et alii, 2003). Final results of the approach are: a) Map of the identified PS and their coordinates; b) Deformation rate of PS along the Line of Sight (LOS) of the satellite (expressed as average velocity with accuracy between 0.1 and 1 mm/year); c) Displacement time series of PS (accuracy on single measurements usually ranging from 1 to 3 mm). THE PROCESSING TECHNIQUES The technique PS-InSAR TM involves interferometric phase comparison of several radar images of the same scene taken at different times along the same orbit by the satellite radar sensors. ERS 1 and ERS 2 satellites orbit at an elevation of 780 (*) Unità n 6 Campania -PODiS -PON ATAS QCS Ministero per l Ambiente e la Tutela del Territorio e del Mare c/o Ufficio Autorità Ambientale, Regione Campania, Napoli. (**) Dipartimento di Matematica e Statistica, Università di Napoli, Napoli. Lavoro eseguito nell ambito del progetto TELLUS con il contributo finanziario del PODiS MATTM. Fig. 1 Clustered PS distribution in the Campania region (provinces boundaries are also showed).

2 76 F. MATANO ET ALII THE PS DATABASE The database is formed by PS characterized by a coherence value higher than 0.80 with time series made by 72 observations. The average velocities in the direction of the Line of Sight (LOS) vary between + 5,90 and -15,96 mm/year. Each PS point is defined by a code, by coordinates (latitude = north, longitude = east), average velocity of ground deformation expressed in mm/year (negative rates indicate subsidence, positive rates indicate uplift along LOS), coherence value (reliability index of series), and time-series of displacement data. The distance is centred for each point with respect to the distance that the same point has with the satellite in the image termed as master. complexity and it is robust to the presence of noise and outliers in the data. DISCUSSION OF RESULTS In a first step of our cluster analysis we have applied different clustering algorithms (hierarchical and not) on our databases. The results showed in this paper are the groups obtained by CLARA algorithm (MILONE, 2008). The clustering analysis of time series related to PS allowed to recognize four different types of ground deformation trends (Fig. 2 and Tab.1). CLUSTERING TECHNIQUES Clustering (KAUFMAN & ROUSSEEUW, 1990) is a division of data into groups of similar objects. Each group, called cluster, consists of objects that are similar between themselves and dissimilar to objects of other groups. Representing data by fewer clusters necessarily loses certain fine details (akin to lossy data compression), but achieves simplification. It represents many data objects by few clusters, and hence, it models data by its clusters Data modelling puts clustering in a historical perspective rooted in mathematics, statistics, and numerical analysis. From a practical perspective clustering plays an outstanding role in data mining applications such as scientific data exploration, spatial database applications, Web analysis and many others. Data mining adds to clustering the complications of very large datasets with very many attributes of different types. This imposes unique computational requirements on relevant clustering algorithms. A variety of algorithms have recently emerged that meet these requirements and were successfully applied to real-life data mining problems. Clustering of sequences or time series is concerned with grouping a collection of time series (or sequences) based on their similarity. It is well known that data clustering is inherently a more difficult task if compared to supervised classification, in which classes are already identified, so that a system can be adequately trained. This intrinsic difficulty worsens if sequential data are considered: the structure of the underlying process is often difficult to infer, and typically different length sequences. The scalability of the clustering algorithms to large data sets is a very important property but not 'the only one. Handling outliers, time and space complexity, interpretability of results, ability to find clusters of irregular shape, are some of the desirable proprieties concerned with clustering algorithms in a temporal data mining framework (for a critical review see SCEPI, 2007). Several and different are the clustering algorithms applied on very large temporal data bases. In this paper we use the CLARA (Clustering Large Application) algorithm, a K-medoid method. It works by applying an algorithm, based on the aggregation of classes around a barycentre (medoid point), on several sample. CLARA seems both to solves the problem of time and space Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Fig. 2 Example of deformation trends in the 4 classes resulted by clustering (in the diagrams 30 sampled time series are showed for each class).

3 CLUSTERING RADAR SATELLITE DATA: GEOLOGICAL INTERPRETATIONS IN THE SANNIO-IRPINIA AREA (CAMPANIA, ITALY) class class 1 class 2 class 3 class 4 trend stability or very light subsidence slower and variable subsidence faster subsidence uplift average LOS velocity -1,52 to +0,89 mm/yr +0,44 to -2,52 mm/yr -0,93 to -15,96 mm/yr -0,47 to + 5,90 mm/yr Tab.1 Clustering classes. The deformation trend of clustered PS can be mapped showing the spatial distribution of the different ground deformation trend in the study area. In Fig. 3 the distribution of PS clusters is showed with reference to main geological units and to the main tectonic elements. The PS of classes 2 and 3 characterizes eastern sector (river Sabato valley) of study area showing variable rates of subsidence along LOS. Mainly class 1 PS characterizes the south-western sector (Monte Partenio) of study area showing rates of uplifting along LOS. The Benevento city complex ground situation is explained in Fig. 4, where two maps of the Benevento city are showed. Fig. 3 Geological sketch map showing PS clusters distribution in the study area.. 77 On the left map the spatial distribution of the PS average LOS velocity is given and it shows a gradual change in velocity values from NW (top left) to SE (bottom right), with a transition central sector. On the right map the spatial distribution of PS ground deformation trends obtained by clustering analysis is showed; in this map the different ground deformation trends existing in the northern sector (blu dots = uplift) and in the southern sector (red and yellow dots = subsidence) of the city are clearly recognized. The boundary between the two sectors seems sharp without transition feature, and could be related to the presence of a buried fault structure. The recognized ground deformation trends are the results of combined morphological, tectonic and anthropic processes acting on the territory, and the clustering method combined with the interferometric technique allows the evaluation of their rates and location with a very high precision. The described example shows the power of clustering analysis in extracting important informations in the analysis of geological processes by PS-InSAR processing database.

4 78 F. MATANO ET ALII Fig. 4 Maps referred to Benevento area: average LOS velocity of PS on the left, and cluster classes distribution on the right; the red lines mark the sectors with different ground deformation trend. The cluster individuation and the spatial definition of the deformation trends is a basic data in the geological interpretation of the active ground deformation of the studied territory and in the definition of relevant natural risk. REFERENCES COLESANTI C., FERRETTI A., PRATI C. & ROCCA F. (2003) Monitoring landslides and tectonic motion with the Permanent Scatterers technique. Engineering Geology, 68, FERRETTI A., PRATI C. & F. ROCCA (2001) - Permanent Scatters in SAR Interferometry. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 39, KAUFMAN L. & ROUSSEEUW P.J. (1990) - Finding Groups in Data: an Introduction to Cluster Analysis. Wiley and Sons. MILONE G. (2008) - Temporal Data Mining: tecniche e algoritmi di clustering. Tesi di dottorato in Statistica, Universita Federico II di Napoli. PODiS (2008) Il Progetto TELLUS. (http://www.campania. podis.it/webgis/oms/podis/progetto_tellus.htm RISI A., TERRANOVA C., CASCONE E., COPPIN D., D'ARGENIO F., GELLI L., IULIANO S., MATANO F., NARDO' S., PISCITELLI E. (2007) - TELLUS project: a pilot project for developing a satellite based monitoring system for slope hazard detection in urban areas of Campania region. Atti Convegno FIST Geoitalia 2007, Rimini, Epitome, 2, 201. SCEPI G. (2007) - Clustering Algorithms for Large Temporal Data Sets. In: Proceedings of Cladag Congress 2007, Springer, in press. VILARDO G., TERRANOVA C., MATANO F., NARDO' S.,.IULIANO S., PISCITELLI E. & VENTURA G. (2008) - Analisi del campo di deformazione superficiale della Regione Campania da dati SAR (PS-InSARTM). XII Conf. Naz. ASITA, ottobre 2008, L Aquila, Vol. Riassunti.

5 Rendiconti online Soc. Geol. It., Vol. 8 (2009), Il collasso della discarica di RSU sita in località La Torre (Teramo): valutazione delle condizioni di stabilità eseguita mediante metodi numerici A. MERRI (*), G. P. BERETTA(*) & S. FAGNANI (*) Il collasso della discarica di RSU sita in località La Torre (Teramo): valutazione delle condizioni di stabilità eseguita mediante metodi numerici ABSTRACT The municipal solid waste landfill of La Torre (Teramo, Italy) collapsed in the night between the 16 and 17 February 2006, after some precursor instability manifestations. In consequence of the collapse, the waste mass slided downward, overcame the basal embankment, and flowed in the Fontecchio river. The aim of this work is to model the collapse event, and evaluate the mechanism of instability. The analysis is focused to assess the role of the basal lining system in the collapse event, taking into account the saturation conditions of the waste masses, due to the presence of leachate, and to the inflow of drainage water from the hill slope in consequence of the rupture of the water drainage system. Key words: landfill stability analysis, numerical modeling, discarica La Torre. INTRODUZIONE La discarica oggetto di questo studio è ubicata in località La Torre, nel comune di Teramo. Al piede del versante è presente un piccolo invaso artificiale, il Fosso Fontecchio, che è stato parzialmente invaso dai rifiuti franati. Il pendio che ospita la discarica presenta una morfologia tipicamente calanchiva, caratterizzata da erosione superficiale e ha un acclività variabile tra 10 e 25. L impianto si configura quindi come una discarica di pendio, realizzata all interno di un impluvio di tipo calanchivo, previa riprofilatura del sito mediante la realizzazione di una serie di gradonate, aventi alzate con pendenza massima di 45. Il substrato geologico è costituito dalle argilliti azzurre, leggermente sabbiose e sottilmente stratificate, appartenenti alla Formazione delle Marne del Vomano (Pliocene inferiore). Tali materiali sono pressoché impermeabili e non sono state rilevate evidenze di circolazione idrica al loro interno. L impianto della discarica si compone di alcuni elementi (*) Dipartimento di Scienze della Terra A. Desio, Università degli Studi di Milano, Milano costruttivi il cui comportamento meccanico ha rappresentato un elemento fondamentale nel determinare le condizioni di innesco dell instabilità del sito e le caratteristiche del dissesto. Tali elementi sono riassunti nel seguente elenco: - Geometria dei gradoni di riprofilatura del versante. - Argine basale per il contenimento del corpo discarica, realizzato utilizzando il materiale argilloso asportato durante la fase di riprofilatura del sito. - Barriera di impermeabilizzazione di fondo, realizzata con una membrana di HPDE sovrapposta ad uno strato d argilla e ricoperta da uno strato protettivo realizzato mediante copertoni esausti affiancati. Tale livello evita il contatto diretto dei rifiuti con la geomembrana, assicurandone la protezione meccanica e costituisce un livello permeabile che garantisce il drenaggio basale del corpo discarica. - Sistema di pozzi di captazione e smaltimento del biogas e pozzo basale per l estrazione del percolato. La discarica è entrata in esercizio nel 1995 ed è rimasta in attività fino all evento del febbraio I volumi Fig. 1 Cinematica del dissesto complessivamente stoccati ammontano a circa m 3. La coltivazione è stata eseguita per strati sovrapposti e compattati, ricoperti da uno strato di terreno poco permeabile atto a isolare temporaneamente i rifiuti durante la fase di esercizio. La sigillatura definitiva era stata realizzata solo parzialmente al momento del collasso (Fig. 1).

6 80 A. MERRI ET ALII MODELLAZIONE NUMERICA La modellazione numerica è stata eseguita utilizzando un programma di analisi tenso-deformativa alle differenze finite (FLAC 5, Itasca). I principali obiettivi della modellazione numerica sono riconducibili ai seguenti punti: - Ricostruzione delle condizioni presenti al momento del collasso. - Individuazione dei meccanismi di rottura e dei cinematismi del collasso. - Simulazione della resistenza mobilizzabile in corrispondenza della barriere di fondo e individuazione degli effetti da essa esercitati sull innesco del collasso. - Ricostruzione del modello di flusso idrico all interno del corpo discarica che permetta di valutare l influenza delle condizioni di saturazione della massa di RSU nell innesco del movimento franoso. CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI La caratterizzazione geotecnica dei materiali che costituiscono il substrato geologico è stata eseguita utilizzando i risultati delle indagini geognostiche e di laboratorio eseguite in fase di progettazione della discarica. I parametri di resistenza e deformabilità della membrana in HDPE sono ricavati dalle specifiche tecniche del materiale e sono riportati in tab. 1; oltre alla resistenza intrinseca della membrana si è tenuto in considerazione anche la resistenza mobilizzabile al contatto fra la membrana e i materiali sovra e sottostanti. Spessore (mm) 20 Peso di volume (kn/m³) 9,80 Resistenza a trazione (snervamento) (MPa) 17 Resistenza a trazione (rottura) (MPa) 28 Modulo elastico (MPa) 930 Angolo d attrito all interfaccia membrana/argilla 12 /18 Angolo d attrito all interfaccia membrana/rsu 30 Tab. 1 Parametri meccanici della geomembrana in HDPE Lo strato di chiusura costituisce la copertura finale dell impianto di discarica. Questo strato nelle relazioni tecniche di progetto raggiunge lo spessore di 0,5 1 m ma, vista la sua limitata importanza strutturale e non essendo stato ancora totalmente completato al momento del collasso, non è stato inserito nei modelli numerici. Si è invece tenuto conto dei sottili livelli argillosi, posati per la copertura temporanea dei rifiuti in fase di colmamento, che risultano interposti tra le bancate di rifiuto. Questi livelli a bassa permeabilità determinano l instaurarsi di condizioni perturbanti il flusso idrico all interno del corpo discarica (falde sospese). Il materiale RSU può essere paragonato dal punto di vista geotecnico ad un mezzo trifase definito da una fase solida, liquida e gassosa. La fase solida è costituita dagli elementi fisici che determinano lo scheletro del rifiuto; la fase liquida è rappresentata dal percolato derivante dalla fase solida o che viene a crearsi per infiltrazione delle acque meteoriche; la fase gassosa è rappresentata dai gas che si producono durante la fermentazione della matrice solida biodegradabile e dall evaporazione della fase liquida. Un approccio di questo tipo introduce alcuni concetti tipici della meccanica delle terre, quali la porosità (n), l indice dei vuoti (e) e il grado di saturazione (s). Tuttavia risulta difficile definire precisamente questi parametri, a causa del comportamento complesso e tempo dipendente dei RSU. Il grado di saturazione è legato ad aspetti locali all interno delle masse di rifiuto, può variare notevolmente ed è legato ad aspetti difficilmente ipotizzabili. Questi parametri tuttavia manifestano un certo legame con il grado di compattazione conferito al rifiuto in deposito e, in generale, si può assumere che tanto maggiore è il grado di compattazione tanto migliori saranno le proprietà fisiche e meccaniche dei rifiuti. I rifiuti stoccati nell impianto di discarica La Torre vengono riferiti ad un valore di compattazione, indicato nelle relazioni di progetto, di 0,7 t/m 3 (compattazione ottima). Non essendo disponibili dati di laboratorio sui rifiuti stoccati nella discarica, i parametri geotecnici dei RSU sono stati ipotizzati sulla base delle informazioni reperite in letteratura (Dixon N. et alii, 2004). I parametri così ottenuti sono stati validati, in maniera per ora non definitiva, mediante procedura di back analysis, simulando le condizioni di incipiente collasso realmente osservate in occasione degli eventi parossistici passati. In tab. 2 è riportata la sintesi dei parametri geotecnici utilizzati. Parametro R.S.U. Substrato (argilliti) Peso di volume (kn/m³) 8,50 27 Modulo di volume (Pa) 5e5 8,8e9 Modulo di taglio (Pa) 5e5 4,3e9 Angolo d attrito ( ) Coesione (KPa) 5 30 Conducibilità idraulica (m/s) 1e-5 1e-8 Tab. 2 Parametri geotecnici dei materiali FASI DI IMPLEMENTAZIONE DEL MODELLO La modellazione è stata eseguita sulle sezioni più rappresentative del corpo discarica, secondo le direzioni più sfavorevoli alla stabilità. Per la definizione del modello numerico si è costruita una griglia a blocchi che ha permesso di rappresentare al meglio la geometria della discarica. Sulla base delle planimetrie disponibili, ricavate dalle relazioni di progetto e dai rilievi eseguiti in fase di completamento della discarica, si sono ricostruiti l andamento della superficie topografica a discarica ultimata e la geometria del substrato riprofilato. Dal modello geometrico concettuale si è ricavato il modello geotecnico assegnando opportuni parametri geomeccanici ai materiali coinvolti. La coltre d alterazione eluvio-colluviale non è stata considerata perché completamente rimossa in fase

7 IL COLLASSO DELLA DISCARICA DI RSU SITA IN LOCALITÀ LA TORRE (TERAMO): VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI STABILITÀ ESEGUITA MEDIANTE METODI NUMERICI 81 di riprofilatura del versante, precedente all impostazione della discarica. Il modello geologico è stato poi discretizzato definendo il tipo di griglia più adatto in funzione delle caratteristiche del modello geotecnico. La griglia è stata opportunamente infittita e deformata nella zona d interesse in modo da adattarsi al meglio alla geometria del problema e sono state definite le condizioni al contorno in modo da rendere trascurabile l influenza dei vincoli sullo stato tenso-deformativo nella zona d interesse. La prima fase di calcolo, propedeutica all analisi di stabilità vera e propria, ha comportato l equilibratura elastica iniziale del modello. Nella fase di equilibratura non è stata considerata la massa di RSU successivamente aggiunta. L analisi di stabilità della discarica è stata effettuata simulando il processo di riempimento per strati successivi posati al di sopra della geomembrana di impermeabilizzazione basale. L analisi è stata condotta sia in condizioni di umidità naturale che nelle diverse condizioni di saturazione ipotizzabili. La geomembrana è stata modellata utilizzando un beam element connesso mediante interfacce ai RSU soprastanti e allo strato di argille sottostanti. Tale sistema permette di simulare sia la resistenza meccanica della geomembrana (proprietà meccaniche del beam), sia la resistenza al taglio mobilizzabile al contatto membrana/substrato e membrana/rsu (proprietà delle interfacce). L ancoraggio sommitale della membrana è stato simulato vincolando al substrato l estremità superiore del beam. In tabella 1 sono riportate le specifiche tecniche della membrana in HDPE Il processo di riempimento della discarica è stato modellato mediante aggiunta progressiva di 5 strati. L ultimo strato corrisponde al materiale aggiunto in fase di completamento secondo quanto previsto da un progetto che aveva previsto una volumetria aggiuntiva non eccedente al 5% del volume iniziale. Il modello è stato verificato fino all equilibrio dopo l aggiunta di ogni singolo strato. Tale schema costruttivo permette di rappresentare, in maniera necessariamente idealizzata e schematizzata, il processo di riempimento della discarica, per strati successivi opportunamente compattati. Si è così verificata la stabilità della discarica nella fase di costruzione. L aggiunta dei rifiuti per strati successivi ha anche permesso di tener conto delle condizioni di assestamento progressivo che si realizzano nella fase di messa in posto dei rifiuti. Il modello realizzato in condizioni di umidità naturale (condizione di saturazione inferiore all unità per tutta la massa dei rifiuti) raggiunge l equilibrio mostrando deformazioni dell ordine del metro che simulano il naturale assestamento della massa dei rifiuti progressivamente aggiunti. Le diverse condizioni di saturazione del corpo discarica sono state ricostruite realizzando modelli di flusso che simulano la geometria della zona satura a partire dalle condizioni al contorno, in funzione dei diversi scenari ipotizzati. In Fig. 2 sono riportate alcune delle configurazioni idrogeologiche sviluppate. L analisi idrogeologica è stata sviluppata solo all interno della massa dei rifiuti. Le argilliti sono state infatti considerate secche sulla base dei risultati delle indagini geognostiche effettuate in fase di studio preliminare che hanno escluso la presenza di acque all interno delle stesse. Nella costruzione dei Fig. 2 Configurazioni idrogeologiche sviluppate nei modelli di flusso; le zone sature sono rappresentate in viola. A) Saturazione della sola parte inferiore del corpo discarica. B) Simulazione dell afflusso di acque di drenaggio del versante: la zona satura si estende nella parte superiore della discarica. C) Simulazione della perdita di funzionalità del pozzo per l estrazione del percolato: la parte inferiore della discarica viene saturata. modelli si è tenuto conto dei meccanismi di saturazione tipici di questi depositi stratificati dove bancate di RSU sono alternate a sottili livelli di materiale argilloso (copertura degli strati giornalieri) che rappresentano livelli a bassa permeabilità in corrispondenza dei quali il flusso del percolato viene deviato. L analisi di stabilità in condizione di parziale saturazione è stata implementata in modalità disaccoppiata, con una prima fase di modellazione dell assetto idrogeologico in cui sono state modellate le condizioni di flusso e di saturazione a partire dalle condizioni al contorno imposte. (analisi in modalità GW only). Successivamente sono state verificate le condizioni di stabilità dell accumulo con quelle specifiche condizioni di saturazione (modalità mechanical only) La parte sommitale del profilo discarica è stato imposto saturo (saturation and pore pressure fixed) per simulare l effetto dell infiltrazione nel corpo discarica delle acque provenienti dal versante sovrastante, in seguito alla perdita di efficienza del canale di gronda. Si è inoltre simulata la presenza del pozzo per il drenaggio del percolato, e l effetto causato dal suo eventuale malfunzionamento. Dopo aver definito la configurazione idrogeologica del sistema si è verificata la stabilità del corpo rifiuti nelle condizioni di saturazione definite nelle fasi precedenti. SINTESI SUI RISULTATI DELLA MODELLAZIONE La modellazione numerica è stata effettuata considerando diverse condizioni idriche all interno della massa dei rifiuti. Per ogni diverso assetto idrogeologico all interno del corpo discarica si sono valutate le condizioni di stabilità e si sono

8 82 A. MERRI ET ALII individuate le zone di maggior sollecitazione, in modo da seguire lo sviluppo della superficie di taglio, valutandone posizione, geometria e continuità. Il confronto tra i risultati ottenuti dalla modellazione e la cinematica del dissesto osservata sul terreno ha permesso poi di effettuare ipotesi riguardo alle condizioni che, con maggior probabilità, hanno generato il collasso della discarica. Si è inoltre presa in considerazione la riduzione della resistenza disponibile in corrispondenza della geomembrana basale e si sono valutati i parametri di resistenza mobilizzabili attraverso una procedura di back analysis. I numerosi modelli realizzati ipotizzano diverse condizioni idriche all interno del corpo discarica. Il primo caso presentato ipotizza una condizione di saturazione nella parte sommitale della discarica, dovuta sia al maggior contenuto idrico dei rifiuti, di più recente accumulo, sia all infiltrazione di acque provenienti dal versante a monte, a causa della parziale perdita di funzionalità del fosso di guardia, danneggiato dai modesti fenomeni di instabilità che avevano interessato la discarica precedentemente all evento parossistico. La parte bassa della discarica è stata considerata drenata simulando una condiziona di buona funzionalità del pozzo per l estrazione del percolato. In queste condizioni il modello raggiunge l equilibrio mostrando deformazioni massime di circa 1,5 m. L analisi delle superfici di concentrazione delle deformazioni per taglio evidenzia una zona di taglio discontinua, a forma blandamente convessa, che attraversa il corpo rifiuti impostandosi in prossimità del gradino inferiore. Le deformazioni sono per lo più interne all ammasso di RSU e lo scivolamento in corrispondenza dell interfaccia risulta esiguo e limitato ai tratti più ripidi. I risultati di questa fase, espressi in termini di deformazioni orizzontali e shear strain increment, sono rappresentati in Fig. 3. gradoni, emergendo nella parte superiore del corpo discarica. Il collasso genera quindi un cedimento generalizzato dell ammasso di RSU causato dal maggior peso del materiale saturo e dall effetto destabilizzante esercitato dalla pressioni del fluido nei pori. I risultati di questa fase, espressi in termini di deformazioni orizzontali e shear strain increment, sono rappresentati in Fig. 4. La cinematica dell evento ricostruita sulla base delle osservazioni in situ, sembra indicare scivolamento al contatto tra la geomembrana di impermeabilizzazione basale a il sottostante strato argilloso; questa situazione è stata modellata riducendo il valore della resistenza all interfaccia geomembrana/argille. Il modello realizzato simulando queste Fig.4 Spostamenti orizzontali e zone di concentrazione delle deformazioni di taglio sviluppati dal modello con condizioni di saturazione estese a buona parte del corpo discarica. condizioni non va all equilibrio e mostra una condizione di instabilità globale del corpo rifiuti, con dislocazioni secondarie all interno della massa in generale scivolamento. In Fig. 5 è rappresentata una sintesi dei risultati ottenuti. La condizione di instabilità critica si raggiunge per valori dell angolo d attrito all interfaccia membrana/argille, inferiori a 15. In queste condizioni lo scivolamento avviene prevalentemente in corrispondenza della geomembrana basale e, come conseguenza, si generano numerose superfici di taglio secondarie che intersecano e dislocano il corpo della discarica. Fig.3 Spostamenti orizzontali e zone di concentrazione delle deformazioni di taglio sviluppati dal modello con condizioni di saturazione limitate alla parte basale del corpo discarica. Lo scivolamento sviluppato in questa fase permette di ipotizzare il danneggiamento del pozzo basale per l estrazione del percolato, condizione che, sommata all infiltrazione di acque dal versante in seguito al danneggiamento pressoché totale del canale di gronda, determina un notevole innalzamento del livello di saturazione. Il secondo caso presentato riproduce queste condizioni e indica collasso generalizzato del corpo discarica. L analisi della concentrazioni delle deformazioni di taglio evidenzia lo sviluppo di una superficie di scivolamento continua impostata alla base del corpo dei RSU che raccorda le sommità dei Fig. 5 Spostamenti orizzontali e zone di concentrazione delle deformazioni di taglio sviluppati dal modello introducendo bassi parametri di resistenza all interfacci membrana/argille CONCLUSIONI I modelli implementati per la valutazione delle condizioni di stabilità della discarica La Torre evidenziano come il comportamento del dissesto sia fortemente dipendente dalle condizioni di saturazione all interno dell ammasso. Con bassi livelli di saturazione si raggiunge l equilibrio

9 IL COLLASSO DELLA DISCARICA DI RSU SITA IN LOCALITÀ LA TORRE (TERAMO): VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI STABILITÀ ESEGUITA MEDIANTE METODI NUMERICI 83 accumulando però deformazioni non trascurabili, simulando così un comportamento assimilabile ad una deformazione di tipo viscoso. Aumentando il livello di saturazione viene invece osservato un collasso generalizzato, con coinvolgimento dell intero corpo discarica, come realmente osservato in seguito all evento parossistico del 17 febbraio Le superfici di scivolamento si collocano alla base del corpo dei rifiuti e non interessano mai il substrato. La condizione di scivolamento della geomembrana in HDPE in corrispondenza del contatto fra la membrana e le argille sottostanti (situazione realmente osservata sul terreno), risulta ben riprodotta dai modelli solo introducendo parametri di resistenza al taglio molto bassi (φ = 12/15 ) all interfaccia geomembrana/argille. Tali valori sono realistici solo ammettendo che il contenuto d acqua dello strato di argille al di sotto della membrana sia piuttosto elevato, condizione che potrebbe essersi generata in seguito ai limitati fenomeni di scivolamento, interni alla massa dei rifiuti, che hanno coinvolto e danneggiato il canale di gronda a monte della discarica. Gli stessi fenomeni di scivolamento potrebbero anche aver coinvolto in piccola parte la membrana, minandone l integrità e permettendo al fluido di infiltrarsi al di sotto. REFERENCES AQUATER (1986) - Carta Geomorfologia dei Bacini Idrografici della Regione Abruzzo. ANTHONY W.E.& GEORGE R.K. (1997) - Assessment of HDPE Geomembrane Performance in a Municipal Waste Landfill Double Liner system After Eight Years of service. Geotexiles and Geomembranes BERETTA G.P. BIANCHI M.& PELLEGRINI R. (2003) - Linee Guida per la verifica ed il collaudo delle Barriere Impermeabili per la Messa in Sicurezza di Siti Contaminati. Provincia di Milano, Università degli Studi di Milano Dipartimento di Scienze della Terra A. Desio. BERETTA G.P.(1992) - Idrogeologia per il disinquinamento delle acque sotterrane. Pitagora Editrice, Bologna. BRIAN L., GIRARD H., POULAIN D. (2002) - Slope stability of lining systems experimental modeling of friction at geosynthetic interfaces. Geotextiles and Geomembranes DANIEL D.E. & KOERNER R.M. (1995) - Waste Containment Systems: Guidance for Construction, Quality Assurance, and Quality Control of Liner and Cover Systems. ASCE Press, New York, 354. DIXON N., RUSSELL D., JONES V. (2005) - Engineering properties of municipal solid waste. Geotextiles and Geomembranes DIXON N.& LANGER U. (2006) - Development of a MSW classification system for the evaluation of mechanical properties. Waste Management ENNIO M.P., HELBER N.L. & VIANA (2003) - Effective of geogrids as inclusions in cover soils of slopes of waste disposal areas. Geotextiles and Geomembranes EPA (2001) - Geosynthetic Clay Liners Used in Municipal Solid Waste Landfills. FLEMINGA I.R.,SHARMAA J.S.& JOGI M.B. (2006) - Shear strength of geomembrane soil interface under unsaturated conditions. Geotextiles and Geomembranes GRISOLIA M., NAPOLEONI Q., & TANCREDI G. (1995) - Modelli di comportamento geotecnico di una discarica di RSU: Scelta dei parametri progetto. Convegno: la progettazione della discariche, Bergamo. ITASCA CONSULTING GROUP INC. (2005) - FLAC, User s Guide. KOERNER R.M., SOONG T.Y. (2000) - Leachate in landfills: the stability issues. Geotextiles and Geomembranes MARTIN J.P. (1984) - Experimental Friction Evaluation of Slippage Between Geomembranes, Geotextiles, and Soil. Proceedings of the International Conference on Geomembranes, Denver. SABATINI P.J., GRIFFIN L.M, BONAPARTE R. & GIROUD J.P. (2002) - Reliability of state of practice for selection of shear strength parameters for waste containment system stability analyses. Geotextiles and Geomembranes TOUZE-FOLTZ N., DUQUENNOI C. & GAGET E. (2006) - Hydraulic and mechanical behavior of GCLs in contact with leachate as part of a composite liner. Geotextiles and Geomembranes WASTI Y. & BAHADIR ÖZDÜZGÜN Z. (2001) - Geomembrane-geotextile interface shear properties as determined by inclined board and direct shear box tests. Geotextiles and Geomembranes

10 Rendiconti online Soc. Geol. It., Vol. 8 (2009), Fenomeni di sinkholes: nuovi dati in alcune aree di pianura italiane e relazioni con le attività estrattive S. NISIO (*), P. M. GUARINO (*) & V. VITALE (*) ABSTRACT Fenomeni di sinkhole: nuovi dati in alcune aree di pianura e relazioni con le attività estrattive In some plain areas of Italy piping sinkhole phenomena are still less known and studied. On the basis of the recent researches these landforms primarily occur in alluvial plains, in the immediate vicinity of carbonate ridges or in complex geological-structural and hydrogeological scenarios, and are originated by piping phenomena. Piping sinkholes could be triggered by various natural causes (seismicity, drought, flood, pumping of water etc.). In many cases the presence of active faults has been recognized. These faults can act as migration pathways for deep aggressive acidic fluids (enriched in CO2 and H2S) able to dissolve the carbonate matrix decreasing the mechanical characteristics of shallow soil. In this work new date of some sinkholes prone areas are presented. Results regarding examples in some intermountain plains and alluvial valleys and the relations between sinkholes and cave or mineral activities. In this work are described examples of Latium region and Sardinia region. Key words: Sinkhole, plain area, subsidence, deep piping. In Italia sono frequenti i fenomeni di sprofondamento naturale (sinkholes s.s.), non strettamente correlati a tipologie carsiche, caratterizzati dal verificarsi in aree di pianura dove è presente una potente copertura sedimentaria al tetto del bedrock. I sinkholes sono più diffusi di quanto originariamente si pensasse, si verificano sul territorio italiano da tempi storici, quando le cause e i meccanismi genetici di innesco erano ancora sconosciuti. Le fonti storiche ci confermano che tali fenomeni erano già noti in epoca romana, e con frequenza centennale si sono verificati nelle medesime aree. A questo tipo di sprofondamenti non si è mai stata prestata la dovuta attenzione ma la sempre maggiore frequenza in epoca recente ha sensibilizzato l interesse della comunità scientifica. I dati raccolti su alcune centinaia di fenomeni hanno permesso di individuare con estrema precisione il contesto geologicostrutturale ed idrogeologico delle aree a rischio sinkhole in Italia. I fenomeni interessano prevalentemente la fascia tirrenica, in particolare le regioni Lazio, Campania e Toscana ed alcune aree interne dell Appennino. Altri casi sono presenti in Liguria e nelle Isole. Per la Sicilia il contesto geologico al contorno (*) ISPRA - Istituto Superiore Protezione e Ricerca per l Ambiente, Roma appare differente, le litologie interessate sono prevalentemente coperture permeabili al tetto di successioni evaporitiche. Tra i fattori innescanti vi è spesso, oltre gli eventi sismici, l attività antropica: emungimenti ed attività mineraria. In alcune aree della Sardegna e del Lazio l emungimento per attività mineraria può aver indotto alcuni sprofondamenti e subsidenza generalizzata. Tra le principali aree a rischio sinkholes nel Lazio vi è il bacino delle Acque Albule, Tivoli-Roma, noto sin dall antichità per la presenza di sorgenti minerali ipotermali. Tale area è stata interessata recentemente da fenomeni di sprofondamento e subsidenza generalizzata, processi attribuiti da alcuni Autori all attività mineraria (estrazione di travertino). Gli studi compiuti in quest area hanno portato a nuove ipotesi circa i meccanismi genetici di innesco e propagazione dei fenomeni confermando il ruolo preponderante della tettonica recente più che l emungimento operato dalle industrie estrattive. Gli studi sono stati effettuati principalmente su tre fenomeni di sprofondamento che attualmente si presentano come piccoli laghi di forma sub-circolare con sorgenti al fondo Fig. 1 La piana delle Acque Albule (Tivoli, RM): il lago delle Colonnelle. (Laghi Regina, Colonnelle, S. Giovanni). I meccanismi di formazione dei laghi Regina e Colonnelle (Fig. 1) non rientrano nella casistica dei cave-collapse sinkhole ma sembrano similari ai processi propri dei deep piping sinkhole (Nisio 2003, Nisio & Salvati, 2004; Nisio et al. 2005, CARAMANNA et al. 2008). I processi di erosione/dissoluzione procedono dal basso a causa di una falda in pressione presente alla base dei travertini. I fluidi mineralizzati trovano vie

11 S. NISIO ET ALII preferenziali per realizzare camini di collasso all intero di faglie o fratture, o meglio all incrocio di sistemi. Il cammino di collasso si assimila ad un condotto cilindrico che procede dal basso verso l alto, con la realizzazione di una proto-cavità alla base delle bancate litoidi di travertino, dissolvendo gli stessi per la presenza di elevate percentuali di anidride carbonica, sino al crollo in superficie. Il sinkhole di S. Giovanni presenta profondità di 13,5 m circa, inferiore rispetto al passato (22 m). Il fenomeno potrebbe essere dovuto oltre che all abbassamento del livello della falda (abbassamento stimato intorno ai 4-5m) ad una diminuzione della profondità del fondo per processi naturali di invecchiamento del sinkhole (svasamento delle sponde e colmamento progressivo della cavità). La morfologia di questa cavità ad anfora potrebbe far presupporre processi di genesi leggermente differenti che per gli altri due laghi, con meccanismi predominanti di crollo della volta. Inoltre anche il chimismo delle acque risulta leggermente diverso, con una riduzione dei tenori in solfati e cloruri. Altre analisi sono state effettuate in alcune aree di pianura della Sardegna. 85 similari, per la tipologia di sprofondamento e morfometria della cavità. Il contesto geologico è caratterizzato da alluvioni ghiaioso-sabbiose in matrice argillosa con sottostanti arenarie, al di sotto delle quali si ritrovano litologie carbonatiche (calcari e dolomie). Nel settore sono stati censiti 8 sinkholes, di dimensioni variabili, che spesso superano i 10 m di diametro, come quello rappresentato in Fig. 2, che si ritrova a circa 100 m della ferrovia, il quale ha un diametro di oltre 30 m ed una profondità dal p.c superiore a 10 m. I sinkholes delle piane del Sulcis-Iglesiente possono assimilarsi a cover collapse sinkholes con formazione di una cavità che si propaga dal basso all interno delle coperture alluvionali o al contatto tra alluvioni e bedrock carbonatico. In tale processo appare influente, come fattore innescante, il repentino abbassamento della tavola d acqua dovuto all emungimento da parte delle attività minerarie e agricole della zona. Fig. 3 Voragine di piccolo diametro presso Narcao. REFERENCES Fig. 2 Voragine di Gutturru Saida Negli ultimi venti anni si sono aperti in aree di pianura del Sulcis Iglesiente (Piana del Cixerri, nei comuni di Narcao, Carbonia, Fig. 2, 3) numerosi sinkholes (CAREDDA et al. 2004), di piccolo e medio diametro, la cui attivazione può essere imputata allo sfruttamento della falda (iniziato a partire dagli anni 80-90) dovuto all eduzione di acque necessaria all avanzamento dell attività. L esigenza di spingere la coltivazioni minerarie a livelli sempre più profondi, ha reso necessaria la depressione della tavola d acqua. Sotto la coltre detritica e alluvionale della Formazione del Cixerri, è presente un substrato carbonatico fratturato, interessato da un intenso carsismo, nel quale l oscillazione prolungata della falda derivante dagli emungimenti costanti nel corso dell ultimo secolo, ha creato una brusca diminuzione della pressione idrostatica, con abbassamento del livello piezometrico e conseguente richiamo delle acque di falda superficiale. Gli sprofondamenti più importanti si sono verificati nell area di Guardia su Merti. I sinkhole mostrano tutti caratteristiche CARAMANNA G., CIOTOLI G., NISIO S. (2008) - A review of natural sinkhole phenomena in Italian plain areas. Journal of Natural Hazard, 45, , DOI /s, CAREDDA G., CINUS S., FARRIS M. (2004) - I sinkholes del sulcis-iglesiente. Casi di studio e ruolo delle amministrazioni pubbliche. Atti Conv. Stato dell arte sullo studio dei fenomeni di sinkholes e ruolo delle amministrazioni statali e locali nel governo del territorio Roma maggio 2004, NISIO S., CARAMANNA G., CIOTOLI G. (2007) - Sinkholes hazard in Italy: first results on the inventory and analysis of some case studies. In: Parise & Gunn (eds) Natural and Anthropogenic Hazards in Karst areas: Recognition, Analysis and Mitigation. Geological Society, London, Special Publications, 279, NISIO S. & SALVATI R. (2004) - Fenomeni di sprofondamento catastrofico. Proposta di classificazione applicata alla

12 86 FENOMENI DI SINKHOLES: NUOVI DATI IN ALCUNE AREE DI PIANURA ITALIANE E RELAZIONI CON LE ATTIVITÀ ESTRATTIVE casistica italiana. Atti Conv. Stato dell arte sullo studio dei fenomeni di sinkholes e ruolo delle amministrazioni statali e locali nel governo del territorio Roma maggio 2004, NISIO S. (2003) I fenomeni di sprofondamento: stato delle conoscenze ed alcuni esempi in Italia Centrale. Il Quaternario, 16 (1) 2003,

13 Rendiconti online Soc. Geol. It., Vol. 8 (2009), Beach - dune system interaction and evolution E. PALLOTTINI ( ) & S. CAPPUCCI (**) ABSTRACT Interazioni ed evoluzione di un sistema spiaggia - duna There is general agreement across the scientific communities about an unmet need for a high-resolution, coastal dune multitemporal analysis. It has not been possible to construct such approach from long-time existing sources. Identification and mapping of coastal dunes in geomorphology are based on geomorphological survey, interpretation of topographic maps and aerial photos. Considerable enhancement for morphometric dune system evolution can be obtained through generation of a hierarchical approach, by means of the integration of different spectral and spatial data. This research deals with the development of a hierarchical approach to study the changes occurred in the beach-dune system of Circeo National Park (Central Italy) within approximately 30 years ( ) in order to: (1) identify the correlation between beach and dune evolutionary trends and (2) to assess the current natural condition of the dune system, with special attention to a high vulnerable coastal stretch. The evolution of the physiographic unit has been detected through the acquisition of significant parameters: morphology of beach and dune, dynamics, anthropogenic impact,. The analysis was carried out using aerial photographs ( ) and QuickBird images (2005). As a final result the relation between classification characteristics and the spatial and temporal hierarchy of dune system components is discussed. Results show that the correlation between the different parameters detected allowed the identification of the main factors acting between beach and dune system. Within the results we present and argue a framework for hierarchical dunes ecosystem classification, evolution and mapping, exemplifying that the approach is particularly valuable as a comprehensive tool for scientific analyses on behalf of environmental policy. Key words: Interazioni spiaggia duna, analisi multitemporale, analisi morfologica. (*) ISPRA - Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca Ambientale (e ICRAM - Istituto Centrale per la Ricerca Scientifica e Tecnologica Applicata al Mare), Roma. (**) ENEA - Ente per le Nuove Tecnologie, l Energia e l Ambiente - Dipartimento Ambiente, Cambiamenti Globali e Sviluppo Sostenibile, Roma Lavoro eseguito nell ambito del progetto POSIDuNE - INTERREG IIIC Beachmed-e, con il contributo finanziario dell Unione Europea. INTRODUZIONE Le dune costiere sono ambienti estremamente pregiati e fragili nonché uno degli ecosistemi naturali più vulnerabili e minacciati al giorno d oggi. Oltre a possedere un elevato valore ecologico e paesaggistico (AUDISIO et alii, 2002), esse svolgono anche un ruolo essenziale nella difesa della fascia costiera (COATES et alii, 2000). In particolare, sono in grado di abbattere il rischio d erosione, poiché costituiscono una riserva di sedimenti in grado di alimentare la spiaggia antistante (CARTER et alii, 1990), e, grazie alla loro morfologia rilevata, contrastano il rischio di sommersione dell entroterra così come l intrusione del cuneo salino (KUMAR, 2000; OUDE ESSINK, 2001). Spiaggia e duna costituiscono due distinte componenti dello stesso sistema, strettamente dipendenti l una dall altra (PSUTY, 1986). Per questo motivo, è verosimile aspettarsi che i cambiamenti che interessano la morfologia della spiaggia emersa abbiano un influenza diretta sulle variazioni relative al primo cordone litoraneo, tenendo presente che le tendenze evolutive di queste due componenti possono essere sia concordi che discordi (PSUTY, 1988). La comprensione dello stato di conservazione e delle modalità di evoluzione delle dune costiere all interno della dinamica del sistema spiaggia-duna è essenziale non solo per la loro protezione ma anche per una corretta gestione della fascia costiera (SAYE et alii, 2005). In questo contesto, in Italia è stato condotto uno studio volto all analisi della presenza e dello stato delle dune costiere nazionali anche in relazione alle caratteristiche dei litorali antistanti (AA.VV., 2005) nell ambito del PRIN I depositi eolici ed il flusso di sedimenti spiaggia - duna. Secondo quanto emerso da questa ricerca, nel Lazio, a causa dell elevato impatto antropico e del generale arretramento della linea di costa, nessuno dei sistemi dunali regionali, che

14 88 E. PALLOTTINI & S. CAPPUCCI occupano una superficie superiore ai 20 km 2 e circa 200 km di costa, presenta un sufficiente stato di naturalità (CAMPO & LA MONICA, 2006). Nel presente studio sono presentati i risultati di una caratterizzazione (CAMPO et alii, 2007) ed un analisi multitemporale del sistema spiaggia-duna presente all interno del Parco Nazionale del Circeo, recentemente investigato anche nell ambito dei sottoprogetti POSIDuNE (CAMPO et alii, 2008) e Medplan (PARLAGRECO et alii, 2008) dell INTERREG IIIC Beachmed-e. I principali obiettivi di questa ricerca sono: (a) Analisi morfologica del sistema spiaggia duna tramite l investigazione delle interazioni tra il trend evolutivo della spiaggia e quello della duna. (b) Definizione dell attuale stato di conservazione delle dune oggetto di studio attraverso una valutazione dei cambiamenti intercorsi sul territorio nel periodo di tempo considerato e degli impatti sul sistema dunale. Tenuto conto del fatto che un metodo rapido e conveniente per la caratterizzazione di ampi tratti di costa è costituito dall acquisizione e dall analisi di dati da remoto (WILLIAMS et alii, 2001), l approccio utilizzato nel presente studio è stato quello di valutare l entità degli impatti antropici che hanno interessato il litorale attraverso l interpretazione di foto aeree ed immagini satellitari e l estrazione delle informazioni relative alla classificazione e uso del territorio e all attuale stato di conservazione del sistema spiaggia duna. A partire dai dati fotointerpretati relativi alla morfologia (linea di riva e piede della duna) è stata condotta un analisi, basata sull utilizzo di transetti (Transept Based Analysis/TBA), utilizzata anche nell ambito del sottoprogetto Optimal (AA.VV, 2008) dell INTERREG IIIC Beachmed-e. Il litorale è caratterizzato dalla presenza di una spiaggia Fig. 1 Localizzazione dell area di studio. sabbiosa i cui sedimenti hanno dimensioni medie che rientrano prevalentemente nella classe delle sabbie fini (CNR, 1981; LA MONICA & RAFFI, 1996). L unico apporto solido fluviale significativo per l alimentazione della spiaggia proviene dal Fiume Astura, che ha origine nei pressi di Carroceto (LT) e sfocia in prossimità di Torre Astura. Esso si sviluppa per 51 km con un bacino imbrifero di 269 km² e una portata liquida media, calcolata per il 1990, di 1,44 m³/s (PAOLOCCI & SINISCALCHI, 1996). L andamento della linea di riva non è rettilineo ma AREA DI STUDIO Le dune presenti all interno del Parco Nazionale del Circeo costituiscono uno dei migliori esempi di cordoni dunali ancora continui e discretamente conservati del territorio regionale (Fig.1). Con un andamento parallelo alla linea di costa, si sviluppano per circa 25 km nel tratto di litorale compreso tra Capo Portiere e Torre Paola, coprendo poco più dell 80% dell unità fisiografica, delimitata a NW e SSE rispettivamente dai promontori di Torre Astura e del Monte Circeo (LA MONICA & RAFFI, 1996). Questo tratto di litorale presenta una graduale variazione di orientamento da NW-SE a NNW-SSE risultando esposto ai mari di Mezzogiorno (S), Libeccio (SW) e Ponente (W). Inoltre, il settore più settentrionale, non protetto dal Promontorio del Monte Circeo, è esposto anche ai mari provenienti da SE mentre quello più meridionale, non protetto dal promontorio di Capo d Anzio e da Torre Astura, risulta esposto anche ai mari provenienti da NW (GIOVAGNOTTI et alii, 1980). Fig. 2 (a) Schema relativo alla morfologia delle cuspidi (modificato da (b) Cuspidi rilevate nell area antistante il lago di Fogliano, sulle immagini relative all anno presenta, per la maggior parte del suo sviluppo, un andamento cuspidato, documentato anche in letteratura (GIOVAGNOTTI et alii, 1980, PALLOTTINI, 2005), ascrivibile alla presenza di sand waves. Le sand waves sono ondulazioni ritmiche della linea di riva caratterizzate da visibili horns ed embayments (Fig. 2a). Esse possono presentare un ampia variabilità di scala e, a differenza

15 BEACH - DUNE SYSTEM INTERACTION AND EVOLUTION 89 delle cuspidi, normalmente associate alla presenza di edge waves e rip currents (ad es. GUZA & INMAN, 1975; KOMAR, 1971; KOMAR, 1998; THORNTON et alii, 2007), sono per lo più legate alle correnti lungo riva e sono caratterizzate da una certa mobilità (PRUSZAK et alii, 2008). Le sand waves presenti in questo tratto di litorale, documentate almeno a partire dalla fine degli anni 70 (GIOVAGNOTTI et alii, 1980; PALLOTTINI, 2005), sono caratterizzate da un ampiezza molto variabile, che va da pochi metri a diverse decine di metri, e mostrano una migrazione nel tempo (Fig. 2b). Parallelamente alla linea di costa, si sviluppano i quattro laghi costieri di Fogliano, dei Monaci, di Caprolace e di Sabaudia, che coprono un tratto di litorale di circa 22 km (LA MONICA & RAFFI, 1996) interrompendone la continuità tramite i canali di marea, costruiti negli anni trenta nel corso dell opera di bonifica che ne modificò profondamente l originaria conformazione (BONO, 1985). La loro genesi è dovuta all azione di sbarramento ad opera dei cordoni dunari, ancora oggi presenti, che li separano dal mare. Da Torre Astura fino al Promontorio del Circeo il litorale sabbioso risulta infatti caratterizzato da un sistema dunale molto esteso che e si innalza gradualmente sul mare sino a raggiungere le quote maggiori presso Torre Paola (CAMPO & LA MONICA, 2006). Consolidati per la maggior parte da vegetazione costiera specializzata, tipica dell ambiente mediterraneo, hanno un altezza che varia da 8 10 m fino ad oltre 20 m (GIOVAGNOTTI et alii, 1980; CAMPO & LA MONICA, 2006). Negli anni 30 la dinamica del sistema è stata bloccata dalla costruzione della strada costiera in corrispondenza del suo asse longitudinale che, oltre ad impedirne la libera evoluzione morfologica (ossia il libero avanzamento ed arretramento che gli consentirebbe di limitare i danni prodotti dall azione erosiva delle mareggiate), ha anche incrementato l erosione dovuta a fenomeni di ruscellamento e contribuito a rendere l intera area costiera più accessibile nella stagione estiva (BOVINA et alii, 2003). DATI UTILIZZATI Il tratto di litorale in esame è stato analizzato tramite l acquisizione di diverse tipologie di variabili influenti sul sistema spiaggia duna e relative alla morfologia (ad es. ampiezza di spiaggia e duna, estensione del cordone dunale, presenza di forme di erosione naturale), alla dinamica (tendenza evolutiva del piede della duna, della linea di riva, evoluzione della copertura vegetale), all impatto antropico (ad es. presenza ed estensione delle aree edificate, degli stabilimenti balneari, di strade e camminamenti sulla duna) e alla vegetazione dunale (tipologia e grado di copertura della vegetazione). Tali variabili, illustrate in tabella 1, sono state acquisite mediante l interpretazione e il confronto di foto aeree ed immagini satellitari relative ad un intervallo di tempo di 28 anni (dal 1977 al 2005). Le foto aeree stereoscopiche acquisite il 16 ottobre 1977 dalla ditta Ferretti, hanno una scala nominale di 1: e sono state messe a disposizione dal Dipartimento di Scienze della Terra dell Università di Roma Sapienza. Le immagini utilizzate per l anno sono costituite da fotografie aeree da alta (Volo Italia , in scala nominale 1:40.000, disponibili on line sul Portale Cartografico Nazionale) e da bassa quota (circa 300 fotogrammi riferiti al 1998, in scala nominale 1:13.000, appartenenti a coperture aerofotografiche stereoscopiche pancromatiche b/n realizzate dalle ditte: Rossi, Brescia, Alisud e Portici). Le immagini satellitari relative all intera costa laziale, messe a disposizione dal Centro di Monitoraggio della Regione Lazio, sono state acquisite nel giugno 2005 dal satellite Quickbird 2 della DigitalGlobe. Il Quickbird 2. Lanciato il 18 ottobre 2001, esso ha un'orbita eliosincrona, acquisisce le immagini da un altezza di 450 km e attualmente è il satellite civile con la definizione spaziale più elevata. La risoluzione geometrica al nadir delle immagini è di 0.61 m nel pancromatico, di 2.44 m nel multispettrale ed una risoluzione radiometrica di 11 bit. METODOLOGIA In questo lavoro, i dati relativi al 1999, messi a disposizione dal Dipartimento di Scienze della Terra dell Università di Roma Sapienza, sono stati acquisiti mediante fotointerpretazione nell ambito del PRIN I depositi eolici ed il flusso di sedimenti spiaggia - duna (CAMPO & LA MONICA, 2006). I dati relativi al 1977 sono stati acquisiti applicando la stessa metodologia, descritta di seguito. Le immagini riprese nel 1977 sono state interpretate mediante l utilizzo della seguente strumentazione: - Stereoscopio Aviopret Wild APT 2, che permette ingrandimenti da 3 a 15.5 volte. - Stereoscopio a specchi Wild ST 4, che consente sia una visione alla scala del fotogramma sia ingrandimenti 3x e 8x. - Stereoscopio tascabile con oculari 2x, indispensabile durante le verifiche di terreno. I dati relativi al 2005 sono stati acquisiti mediante interpretazione a video utilizzando il software ESRI ArcGIS v Al fine di verificare che i dati acquisiti fossero corretti durante la fotointerpretazione, oltre all utilizzo di dati ausiliari, sono state pianificate verifiche di terreno ponendo una particolare attenzione a quei tratti di litorale in cui le caratteristiche ambientali e morfologiche hanno generato dubbi e/o sono state di difficile comprensione/interpretazione. Dal momento che i fotogrammi relativi al 1977 erano

16 90 E. PALLOTTINI & S. CAPPUCCI disponibili esclusivamente in forma cartacea, sono stati digitalizzati mediante l uso di uno scanner (EPSON GT 12000). La scansione è stata eseguita a una risoluzione di 400 dpi secondo toni grigi a 8 bit. Successivamente, le immagini sono state georeferenziate nel sistema di riferimento UTM, Ellissoide e datum WGS84 (Fuso 33N) in conformità a quanto stabilito dal progetto INfrastructure for Spatial Information in Europe (INSPIRE, 2005). I punti di controllo a terra (Ground Control Points - GCP) necessari alla referenziazione sono stati rilevati dalle ortofotografie del 1999 disponibili on line sul Portale Cartografico Nazionale. Poiché i dislivelli presenti nell area esaminata sono modesti, sono state attribuite ai pixel coordinate planimetriche (e non plano-altimetriche) in quanto l effetto di spostamento del rilievo (relief displacement), dovuto alla proiezione centrale dei fotogrammi, può essere ritenuto trascurabile. Le immagini satellitari Quickbird del 2005 sono state fornite già georeferenziate nel sistema di riferimento UTM ED50 e sono state convertite in UTM WGS84 (ROSSI, 2003). Una volta acquisite tutte le immagini in formato digitale, è stato possibile trasferire ed archiviare i dati rilevati all interno di un geodatabase implementato a partire da quello creato nel corso del progetto PRIN I depositi eolici ed il flusso di sedimenti spiaggia - duna (AA.VV., 2005; VALPREDA, 2006) MORFOLOGIA PRESSIONE D USO VEGETAZIONE DINAMICA SPIAGGIA EMERSA DUNA Ampiezza (dalla cresta al piede Ampiezza (dal piede della duna) della duna alla battigia) Estensione lineare % di lunghezza rispetto Estensione lineare all estensione dell unità (estensione dell unità fisiografica fisiografica) Forme di erosione naturale Uso Stabilimenti Aree urbanizzate Urbanizzazione turistico permanenti Urbanizzato sparso della Stabilimenti Stabilimenti spiaggia temporanei Strade e sentieri _ Arborea (> 60%) % di Arborea rada copertura e Arbustiva (> 60%) tipologia Arbustiva rada della vegetazione Ebacea (> 60%) dunale Ebacea rada Trend della linea di riva In avanzamento Stabile In arretramento Evoluzione del piede dunale Evoluzione della copertura vegetazionale Asente In avanzamento Stabile In arretramento In espansione Stabile In riduzione Tab. 1 Elenco delle variabili prese in considerazione per l analisi della fascia costiera oggetto di studio. e la cui struttura è sintetizzata nella tabella 1. L analisi è stata circoscritta al tratto di litorale in cui è presente il cordone dunale (da Capo Portiere a Torre Paola), nella fascia di territorio compresa tra la battigia e la strada litoranea, che corre in corrispondenza della cresta dunale. Tale fascia rappresenta un elemento che interrompe la continuità del sistema limitando quasi completamente al solo versante verso mare la porzione di duna che scambia attivamente i sedimenti con la spiaggia antistante. Tale scelta è stata dettata dalle difficoltà riscontrate nel definire il limite interno della duna a causa della presenza di una fitta vegetazione arborea e arbustiva (CAMPO et alii, 2008). La mancanza di visione stereoscopica nelle immagini satellitari del 2005, ha reso inoltre incerto il posizionamento, del piede della duna. Al contempo però, l elevata definizione e il notevole dettaglio tematico delle immagini utilizzate hanno consentito di compiere ingrandimenti mirati fino alla scala di 1:1.000 permettendo, in alcuni casi, di superare questa limitazione. Allo stesso scopo, è stato operato un confronto con quanto rilevato nel 1999, confronto reso possibile grazie al breve intervallo di tempo intercorso tra le due prese. Fig. 3 Esempio di delimitazione delle aree urbanizzate nel 1977, nel 1999 e nel 2005 nei pressi di Sabaudia. E possibile notare come nel 2005, grazie alla migliore risoluzione delle immagini satellitari, le superfici edificate sono state perimetrate con maggiore accuratezza. La migliore risoluzione delle immagini satellitari del 2005, ha inoltre consentito: (a) una delimitazione più accurata delle aree urbanizzate ed una conseguente riduzione delle aree non edificate incluse nei poligoni classificati come urbanizzato sparso (Fig. 3); (b) una individuazione più chiara di tipologia e copertura della vegetazione dunale che ha influenzato, di fatto, i criteri di assegnazione di queste variabili. L analisi morfologica del sistema spiaggia duna è stata effettuata utilizzando il software Digital Shoreline Analysis System (DSAS) 3.2 (THIELER et alii, 2005). DSAS è un estensione di ESRI ArcGIS v.9.x che permette di calcolare la variazione di serie storiche di shapefiles lineari tramite la generazione di transetti perpendicolari ad una linea di riferimento (baseline) appositamente creata dall operatore. Nel presente studio, la baseline è stata posizionata in

17 BEACH - DUNE SYSTEM INTERACTION AND EVOLUTION 91 corrispondenza della strada costiera, che corre parallelamente alla linea di costa e la cui posizione è rimasta invariata nell arco temporale considerato. Successivamente, il software DSAS è stato utilizzato per calcolare sia la variazione della linea di riva che del piede della duna negli anni 1977, 1999 e 2005 (Fig. 4) lungo 566 transetti creati con un interasse di 50 m tra Torre Astura e Torre Paola. I dati di input, di output e le variabili da essi ricavate, sono schematicamente elencati nella tabella 2. RISULTATI E DISCUSSIONE L analisi condotta ha permesso di ottenere diversi risultati. Quelli ritenuti più significativi riguardano: (a) la valutazione dei cambiamenti avvenuti e la definizione dell attuale stato di conservazione e (b) la morfologia del sistema spiaggia duna analizzato. Tali risultati verranno trattati separatamente. (a) Valutazione dei cambiamenti intercorsi e definizione dell attuale stato di conservazione del sistema spiaggia - duna Per quanto riguarda l impatto antropico, a partire dal 1977, buona parte della spiaggia è stata gradualmente occupata da strutture turistiche, sia permanenti che temporanee, passando da 2,96 ha nel 1977 a 16,62 ha nel 2005 (Tab. 3). Si osserva invece una diminuzione delle aree caratterizzate dalla presenza di edifici sparsi che passano da 35,43 ha nel 1977 a 30,40 ha nel 2005 (Tab. 3). Fig. 4 Layout che illustra gli output del software DSAS, utilizzato per calcolare sia la variazione della linea di riva che del piede della duna negli anni 1977, 1999 e Dati di input Principali dati di output Variabili calcolate a partire dai dati di output Serie temporali (1977, 1999, 2005) di shapefiles lineari: - Piede della duna - Linea di riva Baseline Transetti Azimuth Distance (File *.dbf) Distanza tra la baseline e i punti di intersezione tra ciascun transetto e gli shapefiles Net Shoreline Movement (NSM) (File *.dbf) Variazione lineare tra lo shapefile meno recente e quello più recente Ampiezza del sistema spiaggia duna (distanza tra la baseline e la linea di riva) nel 1977, nel 1999 e nel 2005 Ampiezza della duna (distanza tra la baseline e il piede della duna) al 1977, nel 1999 e nel 2005 Ampiezza della spiaggia (distanza tra la linea di riva e il piede della duna) nel 1977, nel 1999 e nel 2005 Variazione lineare della linea di riva negli intervalli di tempo e Variazione lineare del piede della duna negli intervalli di tempo e Tab. 2 Dati di input, di output e parametri ricavati dall analisi morfologica mediante DSAS. Edifici sparsi Stabilimenti balneari ,43 ha 2,96 ha 38,39 ha ,87 ha 6,90 ha 41,78 ha ,40 ha 16,62 ha 47,02 ha Suerficie antropizzata complessiva Tab. 3 - Tipologia ed estensione delle aree antropizzate presenti nell area di studio nel 1977, 1999 e Oltre agli effetti diretti causati dalla costruzione di nuovi edifici e strutture balneari, l aumento delle presenze turistiche durante la stagione estiva ha causato un accesso incontrollato alla spiaggia e lo sviluppo di sentieri attraverso la duna con un conseguente danneggiamento della continuità della copertura vegetazionale per effetto del calpestio (CURR et alii, 2000; LARANJEIRA et alii, 2007). Erosione naturale Sentieri e Camminamenti Strade Estensione complessiva dei varchi ,7 km 12,0 km 26,9 km 61,63 km ,2 km 13,9 km 26,9 km 63,00 km ,3 km 16,4 km 26,9 km 62,63 km Tab. 4 - Tipologia ed estensione lineare dei varchi presenti da Torre Astura a Torre Paola nel 1977, 1999 e Le forme di erosione sia naturale che antropica (Tab. 4), mostrano, a livello generale, un aumento tra il 1977 (61,6 km) ed il 1999 (63,0 km) ed una diminuzione dal 1999 al 2005 (62,6 km). In particolare, quelle di origine naturale appaiono in riduzione, passando da 22,7 km nel 1977 a 19,3 km nel 2005,

18 92 E. PALLOTTINI & S. CAPPUCCI mentre sentieri e tracce di calpestio sono in aumento, passando da 12,0 km nel 1977 a 16,4 km nel Un ipotesi plausibile appare quella secondo cui, nei tratti non protetti o sottoposti ad una maggiore pressione turistica, una parte delle forme di erosione di origine naturale potrebbe essere stata utilizzata dai bagnanti come via preferenziale di accesso alla spiaggia trasformandole, nel tempo in sentieri (Fig. 5). L attribuzione della tipologia della vegetazione è risultata piuttosto difficoltosa, mostrando come la mappatura e la ALBERI ARBUSTI ARBUSTI SPARSI VEGETAZIONE ERBACEA VEGETAZIONE ASSENTE Varco di origine naturale Paserella per l accesso alla spiaggia Fig. 5 Esempio, nella zona antistante il Lago di Fogliano, di un area in cui un varco di origine naturale rilevato nel 1977 è stato successivamente utilizzato per la costruzione di una passerella per l accesso alla spiaggia. Inoltre, nel 1977, il settore più settentrionale del litorale, che si estende da Capo Portiere all estremità settentrionale del Lago di Sabaudia, risulta interessato solo da forme di erosione naturali, poiché le prime tracce di camminamenti si rilevano solo a partire dal 1999, denotando il minore sfruttamento turistico di quest area rispetto al litorale più meridionale, dall estremità settentrionale del Lago di Sabaudia a Torre, molto più compromesso già negli anni 70. Per meglio evidenziare queste differenze, nella fig. 6 è stata visualizzata l estensione lineare dei varchi naturali ed antropici nei due Settore a settori sopra citati Paola (denominati settori a e b). E stato infine rilevato il grado di copertura delle diverse comunità vegetali presenti sulla duna (Fig. 7) Settore b Fig. 6 Evoluzione dell estensione lineare (espressa in m) dei varchi naturali ( ) e dei varchi antropici ( ) nel settore dunale che si estende da Capo Portiere all estremità settentrionale del Lago di Sabaudia (a) e dall estremità settentrionale del Lago di Sabaudia a Torre Paola (b). Fig. 7 Estensione (espressa in ettari) delle aree vegetate nel 1977, 1999 e 2005 in relazione alla tipologia e al grado di copertura della vegetazione dunale. classificazione delle aree dunali vegetate sono strettamente legate all interpretazione soggettiva dell operatore che esegue le operazioni oltre che dalla risoluzione delle immagini utilizzate. Ad esempio, sia nel 1977 che nel 2005 sono state rilevate aree coperte da vegetazione arborea che, invece, risultano assenti nel 1999, i cui fotogrammi sono stati interpretati da un altro operatore. Un discorso analogo può essere fatto per quanto riguarda le aree non vegetate o coperte da vegetazione erbacea. (b) Analisi morfologica del sistema spiaggia - duna I risultati relativi all evoluzione morfologica del cordone dunale sono riassunti nella figura 8 e nella tabella 5. ESTENSIONE (ha) Fig. 8 Estensione del cordone dunale nel 1977 (129,79 ha), 1999 (118,07 ha) e 2005 (121,26 ha). Il cordone dunale, nel 2005 occupa una superficie pari a 121,26 ha rispetto ai 118,07 ha del 1999 e ai 129,79 ha 1977, presentando comunque un ampiezza media costante nel tempo pari a circa m, passando da un minimo di 7 9 m ad un massimo di m, nei pressi di Torre Paola. La spiaggia antistante presenta anch essa caratteristiche costanti nel tempo, mostrando un elevata variabilità tra ampiezza minima e massima (~ m) e un ampiezza

19 BEACH - DUNE SYSTEM INTERACTION AND EVOLUTION 93 SPIAGGIA DUNA EMERSA A min 09,91 14,61 10,76 7,67 1,93 9,19 A media 34,00 39,87 36,14 45,42 43,90 45,12 A max 98,34 108,65 114,71 113,97 108,11 108,11 Tab. 5 - Ampiezza (A) della spiaggia emersa e della duna (espressa in m) nel 1977, 1999 e all evoluzione delle sand waves individuate. Questa ipotesi sembra trovare conferma nella figura 11, sempre riferita al litorale antistante il lago di Fogliano, che mostra un esempio di trasporto di sedimenti lungo riva tra il 1977 e il Dall osservazione dell accumulo dei sedimenti in corrispondenza delle foci armate che interrompono la continuità del litorale (Fig. 12) si può ipotizzare che le sand waves siano migrate da NW verso SE (secondo la direzione prevalente delle correnti di deriva presenti in quest area). media compresa tra ~ 34 m e 39 m (Tab. 5). Inoltre, le ampiezze minime della spiaggia emersa riscontrate nei tre anni (1977, 1999 e 2005) corrispondono sempre all embayment di una cuspide, definito come il punto in cui la linea di riva assume la posizione più vicina al limite interno della spiaggia emersa (Fig. 9). L analisi della variazione areale del sistema, relativa alla Fig Accumulo dei sedimenti in corrispondenza delle foci armate che interrompono la continuità del litorale, relativo all anno Dall andamento della linea di riva, si può dedurre che le correnti di deriva presenti in quest area hanno una direzione prevalente che va da NW verso SE. Fig. 9 - Ampiezze minime della spiaggia emersa nel 1977, 1999 e 2005 in corrispondenza dell embayment di una cuspide, indicato con la freccia rossa. La linea gialla indica la linea di riva. Aggiungere i termini sulle figure. superficie compresa tra la strada costiera e la battigia, e della spiaggia emersa (superficie compresa tra il piede della duna e la battigia), mostra una forte dinamica erosiva nel periodo compreso tra il 1944 e il 1977, e, a partire dal 1977, un inversione di tendenza che ha portato il sistema in una condizione di generale equilibrio. I risultati sono riportati in tabella 6. SISTEMA SPIAGGIA-DUNA SPIAGGIA EMERSA ha ha ha ha ha ha Tab. 6 - Dati relativi alla variazione areale del sistema e della spiaggia emersa tra il 1977 e il Tuttavia, sebbene siano stati riscontrati alcuni tratti stabili dove è stato possibile rilevare scambi di sedimenti tra la spiaggia emersa e la duna, è generalmente possibile suddividere il litorale in settori in avanzamento ed arretramento in cui le tendenze evolutive di spiaggia e duna riscontrate sono alternativamente concordi e discordi (Fig. 10). La posizione di tali settori non è costante nel tempo, ed è presumibile che la loro esistenza/persistenza sia legata E stato infine possibile suddividere il litorale esaminato in due zone distinte (in termini di sviluppo delle aree edificate, degli stabilimenti e dei varchi antropici) e della tendenza evolutiva generale del sistema. I risultati relativi a questi parametri mostrano infatti una netta differenza tra la zona che si estende da Capo Portiere fino all estremità settentrionale del Lago di Sabaudia, e quella che dal Lago di Sabaudia si estende fino a Torre Paola. Quest ultima, che ha subito i danni più rilevanti a causa del massiccio impatto antropico, attualmente risulta in erosione a differenza di quanto si rileva nella restante porzione di litorale, in accrescimento, dove le condizioni meno compromesse hanno probabilmente garantito al sistema una maggiore capacità di auto protezione/resilienza. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE E ATTIVITA FUTURE Sebbene l analisi di foto aeree possa fornire importanti informazioni sia sulle tendenze evolutive della linea di riva sia sull entità degli impatti antropici, è bene ricordare che generalmente è possibile ottenere solo informazioni bidimensionali limitando, di fatto, l attendibilità dei risultati (SAYE et alii, 2005; WOOLARD & COLBY, 2002) soprattutto per quanto riguarda le considerazioni circa il bilancio sedimentario dei litorali. Tuttavia, pur tenendo presente questa limitazione, va comunque sottolineato come la caratterizzazione e l analisi

20 94 E. PALLOTTINI & S. CAPPUCCI Fig Variazione lineare (espressa in m) della linea di riva e del piede della duna negli intervalli di tempo (a) e (b) in corrispondenza del litorale antistante il Lago di Fogliano. Tale tratto, esemplificativo dell intero litorale analizzato, è contraddistinto dalla presenza di settori in avanzamento ed arretramento in cui le tendenze evolutive della linea di riva e del piede della duna sono alternativamente concordi e discordi. In ascissa sono riportati i numeri identificativi dei transetti creati per l analisi morfologica. Fig Variazione lineare (espressa in m) della linea di riva negli intervalli di tempo e relativi al litorale antistante il Lago di Fogliano. In ascissa sono riportati i numeri identificativi dei transetti creati per l analisi morfologica. morfologica condotta nel presente studio abbiano fornito informazioni relative allo stato di conservazione e alla dinamica del sistema analizzato. I risultati mostrano chiaramente che i cambiamenti avvenuti negli ultimi 30 anni sono ascrivibili soprattutto all impatto antropico, i cui effetti, diretti e indiretti, hanno modificato profondamente il sistema dunale, in maniera sempre più intensa procedendo da NW a SE. Dal punto di vista vegetazionale, a causa delle difficoltà incontrate nel rilevare le caratteristiche della vegetazione, elemento fondamentale per la valutazione dello stato di una duna dal punto di vista ecologico (VAN DER MEULEN & SALMAN, 1996; WILLIAMS et alii, 2001; PROVOOST, 2007) così come dei fattori morfologici e dei meccanismi di erosione/deposizione che ne controllano la distribuzione (ACOSTA et alii, 2007; WOLFE & NICKLING, 1993), è emersa la necessità di condurre una caratterizzazione di maggior dettaglio. Dagli studi più recenti volti all ottimizzazione delle tecniche di classificazione e mappatura della vegetazione tramite l utilizzo di dati telerilevati, l elaborazione di immagini satellitari sfruttandone le proprietà spettrali (KUMAR et alii, 2001; THACKRAH et alii, 2002) e l elaborazione di dati LIDAR (DE LANGE et alii, 2004; RITCHIE et alii, 2001; WOOLARD & COLBY, 2002) appaiono oggi le strade più promettenti e vantaggiose per analisi relative all evoluzione e al monitoraggio della vegetazione dunale. Dal punto di vista morfologico, l analisi condotta ha permesso di ottenere molte più informazioni relative alla spiaggia emersa che alla duna costiera. Sebbene la variazione della posizione del piede della duna, unitamente agli altri parametri ricavabili da fotointerpretazione, sia in grado di fornire alcune utili informazioni sulla dinamica del sistema dunale, la difficoltà nel posizionare correttamente tale limite da un lato e la mancanza di dati relativi alle altezze (e quindi ai volumi) dall altro, rendono tali informazioni insufficienti per una più corretta interpretazione e valutazione dello stato di conservazione e dello stadio evolutivo della duna. Al contrario, nonostante le valutazioni relative alla spiaggia emersa si basino su dati bidimensionali, le informazioni ottenute hanno

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