ANALISI MORFOLOGICA DEL TORRENTE BAGANZA (PR) MEDIANTE COMPARAZIONE DI RILIEVI LIDAR AD ALTA RISOLUZIONE

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1 ANALISI MORFOLOGICA DEL TORRENTE BAGANZA (PR) MEDIANTE COMPARAZIONE DI RILIEVI LIDAR AD ALTA RISOLUZIONE F. Aureli (*), M. D Oria (*), A. Ferrari (*), P. Mignosa (*), R. Vacondio (*) (*) DICATeA, Dipartimento di Ingegneria Civile, dell Ambiente, del Territorio e Architettura, Università degli Studi di Parma

2 IL TORRENTE BAGANZA AFFLUENTE DESTRO DI II ORDINE DEL FIUME PO CONFLUISCE IN PARMA IN CORRISPONDENZA DELLA CITTÀ OMONIMA Origina dal Monte Borgognone ( 1400 m s.l.m.) Superficie 230 km 2 Lunghezza 57 km Altitudine media 600 m s.l.m. Regime torrentizio Tempo di corrivazione dell ordine di poche ore Fonte: AdbPo Fonte: AdbPo

3 IL SISTEMA FLUVIALE DEI TORRENTI PARMA E BAGANZA 25 dicembre 2009 Prove di invaso (2008)

4 LA PIENA DEL 13 OTTOBRE 2014 SUL TORRENTE BAGANZA Baganza a Marzolara Tratto Baganza a Ponte Nuovo Lunghezza (km) Tempo di percorrenza (ore:min) Celerità di propagazione (m/s) : Ponte Nuovo Onda di piena a Ponte Nuovo Ponticello della Navetta Ponte Nuovo Cassa sul Parma Centro città

5 LA PIENA DEL 13 OTTOBRE 2014 SUL TORRENTE BAGANZA Allagamento Navetta Centrale Telecom Ospedale Piccole Figlie Reggia di Colorno Ponte di piazza Garibaldi a Colorno

6 PROGETTO DI INTERVENTI DI PROTEZIONE SUL TORRENTE BAGANZA CASSA DI ESPANSIONE PRESSO L ABITATO DI CASALE DI FELINO Collecchio Parma Fraz. San Ruffino Volume Mm 3 Lunghezza del ciglio sfiorante 250 m Tre luci aventi dimensioni 8 m x 3 m Organi di scarico manovrabili Quota del ciglio sfiorante: 141 m s.l.m.; Quota massima d invaso: 143 m s.l.m.; Quota del coronamento arginale: m s.l.m.; Fraz. Casale di Felino Sala Baganza

7 SCOPO DELL INDAGINE: APPROFONDIRE LA COMPRENSIONE DELLE CARATTERISTICHE EVOLUTIVE DEL CORSO D ACQUA ANCHE AL FINE DI UNA MIGLIORE PIANIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI DI PROTEZIONE Monitoraggio in via qualitativa della tendenza evolutiva del tratto vallivo del corso d acqua mediante l analisi di documentazione fotografica di pubblico dominio Impostazione di un attività di analisi morfologica mirata alla valutazione quantitativa del bilancio di sedimenti mediante comparazione di rilievi LiDAR ad alta risoluzione TRATTO INDAGATO: DA SAN VITALE BAGANZA ALLA CONFLUENZA IN PARMA Lunghezza dell asta fluviale 15 km

8 CARATTERISTICHE ATTUALI DEGLI ALVEOTIPI Fonte: AdbPo Scarsi o nulli abbassamenti del fondo negli anni recenti ABBASSAMENTI DEL FONDO Fonte: AdbPo Corso d acqua ramificato nel suo tratto vallivo per circa metà della lunghezza dell asta principale

9 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

10 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

11 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

12 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

13 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

14 ANALISI DI IMMAGINI AEREE DEL TORRENTE BAGANZA DA FONTI DI PUBBLICO DOMINIO NEL DECENNIO Fonte: Google Hearth

15 VALUTAZIONE DEI PRINCIPALI PARAMETRI MORFOLOGICI UTILI A DEFINIRE LE CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DI UN CORSO D ACQUA INTRECCIATO Larghezza media del sistema intrecciato: larghezza della piana alluvionale in cui il corso d acqua è libero di vagare Grado di intrecciamento (indice di braiding): numero di canali per singola sezione Analisi qualitativa di parametri morfodinamici Larghezza media del sistema intrecciato (m) Tratto 1 San Vitale - Sala Tratto 2 Sala - Gaione Tratto 3 Gaione - Parma Grado di intrecciamento medio (-) 3 (5) 4 (6) 3 (4) 3 (6) 1 (3) 1 (2)

16 MODELLI DEL TERRENO AD ALTA RISOLUZIONE OTTENUTI MEDIANTE RILIEVI LiDAR DISPONIBILI PER L AREA DI INTERESSE Rilievo LiDAR della Regione Emilia-Romagna nell ambito del Piano Straordinario di Telerilevamento Ambientale del 2008 Rilievo LiDAR effettuato dalla Compagnia Generale Riprese Aeree - CGR di Parma a seguito dell evento alluvionale del 13/10/2014 e messo a disposizione degli enti competenti a fini di studio I due rilievi sono effettuati a distanza di 6 anni, ciò mette nelle condizioni di effettuare il bilancio dei sedimenti relativamente al periodo mediante la costruzione di DoDs (Dems of Difference) seguendo la metodologia proposta da Wheaton et al. (2010) applicando il software GCD (Geomorphic Change Detection) AddIn di ArcMap

17 Copertura LiDAR (2008) TORRENTE BAGANZA da San Vitale alla confluenza in Parma RISOLUZIONE: 1 m x 1 m

18 RISOLUZIONE: 1 m x 1 m Copertura LiDAR (2014) Parma TORRENTE BAGANZA da Calestano alla confluenza in Parma

19 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD La metodologia prevede la costruzione dei DoDs (Dems of Difference) valutando la differenza dei modelli del terreno da calcolarsi mediante opportuni strumenti GIS Il DoD risultante è affetto da un incertezza superiore rispetto a quella dei DEM posti in differenza L adozione di un incertezza spazialmente uniforme, ovvero di un valore di soglia al di sotto del quale il DoD non è ritenuto significativo, può condurre a non riconsiderare nel bilancio dei sedimenti aree di effettiva deposizione od erosione

20 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Si tenta di ovviare alla problematica valutando l incertezza da attribuirsi al singolo DEM sulla base della pendenza locale del terreno e nota la nuvola originaria dei punti rilevati È possibile applicare tecniche di inferenza Fuzzy che, stabilite opportune regole, consentono di determinare matrici di incertezza non uniformemente distribuita Tali matrici permettono di migliorare la valutazione del DoD evitando la perdita di informazione utile anche mediante l applicazione di un filtro di contiguità spaziale che valuta un grado di attendibilità del bilancio calcolato cella per cella superiore per le celle appartenenti ad aree omogenee

21 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Tratto 1 San Vitale - Sala Baganza

22 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Tratto 1: DoD per il torrente Baganza a valle dell abitato di San Vitale

23 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Tratto 2: DoD per il torrente Baganza presso Casale di Felino

24 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Tratto 2: DoD per il torrente Baganza presso Gaione

25 DETERMINAZIONE DEL BILANCIO DI SEDIMENTI NEL TRATTO DI INTERESSE MEDIANTE IL SOFTWARE GCD Bilancio dei sedimenti Tratto 1 San Vitale - Sala Tratto 2 Sala Gaione Tratto 3 Gaione confl. Parma Superficie totale di erosione (ha) Superficie totale di deposito (ha) Volume totale di erosione (10 3 m 3 ) Volume totale di deposito (10 3 m 3 ) Differenza volumi (e-d) (10 3 m 3 ) Profondità media di erosione (m) Profondità media di deposito (m) Abbassamento medio dell alveo (m) Complessivamente i risultati ottenuti mostrano un sostanziale equilibrio morfodinamico del corso d acqua negli anni recenti e l assenza di significativi interventi di tipo antropico

26 CONCLUSIONI È possibile effettuare monitoraggi quali-quantitativi della tendenza evolutiva di un corso d acqua torrentizio anche mediante l analisi di documentazione fotografica di pubblico dominio Attività di analisi morfologica mirate alla valutazione quantitativa del bilancio di sedimenti possono essere condotte utilizzando rilievi LiDAR ad alta risoluzione effettuati a distanza di tempo La metodologia è di particolare interesse per i corsi d acqua torrentizi che sono anche quelli più sensibili alle variazioni morfologiche indotte da interventi antropici Per corsi d acqua perenni occorrono rilievi batimetrici diretti o effettuati tramite tecniche di stima della profondità idrica ad esempio dalle orto immagini contestuali al rilievo

27 Centro Italiano per la Riqualificazione Fluviale GRAZIE PER L ATTENZIONE Francesca Aureli Dipartimento di Ingegneria Civile, dell Ambiente, del Territorio e Architettura - DICATeA Università degli Studi di Parma francesca.aureli@unipr.it