Progetto Strategico Interreg IVa Risknat

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1 Progetto Strategico Interreg IVa Risknat Attività B2/C2 Rischi idrogeologici e da fenomeni gravitativi Attività C2-2 Integrazione tempo reale dei dati di controllo a scala regionale Relazione tecnica finale Autori: Sara Maria Ratto Marco Amerio Marco Cauduro Regione Valle d Aosta Regione Valle d Aosta Regione Valle d Aosta Maggio

2 Indice 1 PREMESSA ATTIVITÀ SVOLTA DESCRIZIONE DELLA SENSORISTICA ANALISI DEI DATI DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA

3 1 Premessa Nell ambito del progetto strategico Interreg IV a Risknat, ed in particolare all interno dell attività C2 Rischi idrogeologici e gravitativi, con l obiettivo di migliorare gli strumenti per l analisi del quadro dissesti e delle conseguenti problematiche in termini di rischi naturali, il Centro funzionale regionale della Valle d Aosta, nell ottica di fornire un quadro informativo maggiormente completo e significativo della situazione nivometrica e meteorologica in atto in tutta l area montana di alta quota, ha messo in atto un piano di ottimizzazione della rete di rilevamento e trasmissione di dati nivometeorologici. Nella presente relazione verranno descritte in dettaglio le attività svolte e presentati con una visione generale i dati raccolti e le conclusioni derivanti da una prima analisi. 2 Attività svolta Le attività si sono svolte tra il novembre 2009 ed il febbraio Sono state installate n.6 nuove stazioni, mentre integrazioni di sensori o sostituzione di datalogger e sistema di trasmissione dei dati hanno interessato 11 stazioni già esistenti. Per quanto riguarda la sensoristica, sono stati installati i seguenti strumenti: - n. 9 pluviometri a peso (a quote comprese tra 2044 e 2750 m ; - n. 1 pluviometri a bascula riscaldato; - n. 5 terne di sensori termo-igro suolo; - n. 1 idrometro; - n. 2 radiometri e igrometri; - n. 2 nuovi datalogger e sistema di trasmissione dati. L installazione dei pluviometri a peso in ulteriori 4 stazioni, inizialmente prevista per l estate 2011, per motivi di natura logistica e per l alternarsi di condizioni meteo non particolarmente favorevoli, è attualmente in programma per la tarda primavera del 2012 non appena le condizioni di copertura del manto nevoso lo consentiranno. Al momento tutte le stazioni risultano funzionanti ed i dati registrati sono salvati in tempo reale nei database dell Amministrazione Regionale. L unica stazione ad aver presentato dei problemi risulta Avise Lac du Fond, dove la trasmissione dei dati via GSM risulta molto difficoltosa, con una conseguente perdita significativa di dati a causa della saturazione della memoria interna della centralina di acquisizione. Nella seguente tabella si sono indicate le stazioni interessate dalle installazioni, riportando località, quota, sensoristica, stato delle attività e data d installazione. 3

4 Tab. 1: stazioni interessate dalle installazioni del progetto Risknat, con riportati località, quota, sensoristica, stato delle attività, data d installazione e riferimento della documentazione fotografica Data Stazioni Sensoristica Stato Fig. installazione Ayas Alpe Aventine (2080 m St. Rhémy en Bosses G.S.Bernardo (2360 m Courmayeur M.de LaSaxe (2076 m Pré St. Didier Plan Praz (2044 m Gressoney L.T. Gabiet (2379 m St. Pierre Lago delle Rane (2370 m Avise Lac du Fond (2430 m Rhêmes N.D. Gran Croux (2750 m Gressoney St. J. Loo (2270 m Villeneuve Arbonne (660 m Pluviometro a peso Installato Nov Pluviometro a peso + radiometro e igrometro Pluviometro a peso + termo-igro suolo Installato Nov Installato Nov Pluviometro a peso Installato Ott Pluviometro a peso + radiometro e igrometro Installato Ott Pluviometro a peso Installato Feb Pluviometro a peso Installato Set Pluviometro a peso Installato Feb Pluviometro a peso Installato Ott Idrometro Installato Feb Lillianes Grange (1256 m Termo-igro suolo Installato Ott Pontboset Fournier (1087 m Termo-igro suolo Installato Ott Cogne Valnontey (1682 m Termo-igro suolo Installato Nov La Thuile Villaret (1488 m Termo-igro suolo Installato Ott Champorcher Dondena (2181 m Pluviometro a peso In progetto Gressan Pila (2280 m Pluviometro a peso In progetto Cogne Gran Crot (2279 m Pluviometro a peso In progetto Morgex Lavancher (2842 m Valtournenche Cervinia (1998 m Villeneuve S.R. Saint-Nicolas (839 m Courmayeur Dolonne (1200 m Pluviometro a peso In progetto Stazione meteo con pluviometro a bascula Sostituzione datalogger e sistema di trasmissione dati Sostituzione datalogger e sistema di trasmissione dati Installato Giu Installato Dic Installato Dic

5 Fig. 1: Carta delle stazioni interessate dall installazione di nuova sensoristica nell ambito del progetto Risknat. 3 Descrizione della sensoristica Pluviometri a peso Modello OTT Pluvio 2 Versione 400 Campo di misura: 800 mm di precipitazione Superficie bocca di raccolta: 400 cm2 Sensore: cella di carico Sensibilità: 0.1 mm Accuratezza: ±0.1 mm o ±1% del valore misurato Temperatura di funzionamento: C Protezione: IP67 Fusione precipitazione solida: liquido antigelo biodegradabile al 95% Pluviometro a bascula riscaldato Modello SIAP+MICROS TP500R-N Elemento sensibile: bascula oscillante a lama di coltello Elemento riscaldante: 2 elementi a 24 Vac controllati da termostato 5

6 Campo di misura: illimitato Sensibilità: 0.2 mm Accuratezza: ± 2% 0 60 mm/h; ± 5% mm/h; ± 7% mm/h Temperatura di funzionamento: C Protezione: IP67 Radiometro Modello CAE HE20/K Campo di misura: W/m² Finestra spettrale: nm Non Linearità: ± 1.5% nell'intervallo W/ m² Intervallo operativo di temperatura: da -40 a +60 C Precisione: 5% (complessiva giornaliera) 1ª classe WMO (ISO9060) Grandezze influenzanti: dipendenza della sensibilità dalla temperatura < 2% nell'intervallo da -10 a +40 C Igrometro Modello CAE TU20 Campo di misura: 0 100% U.R. Precisione della misura a 25 C: ± 2% fra 0 e 100% di U.R. Temperatura di lavoro: C Termometri suolo Modello CAE TS20 Termoresistenza pt100 classe a alloggiato all interno di un contenitore in acciaio ip68 Range: C Sensibilità: 0.02 C Precisione complessiva: 0.15 C a 0 C e 0.27 C max su tutto il campo di misura Igrometri da suolo Modello Delta-T THETAPROBE Type ML2x Range: 0 to 0.5 m3.m-3 Accuratezza: ± 0.01 m3.m-3 Output: V Volume di riferimento: ~60 x 30mm diametro Dimensioni: 210mm x 40mm diametero Datalogger e sistema trasmissione dati Modello SIAP-MICROS DA9000 integrato con modulo trasmissione dati GSM/GPRS Sistema operativo Windows Embedded CE 6.0 Software di configurazione del data logger DAK Software di acquisizione, archiviazione e visualizzazione dei dati SMscada-BS Predisposizione per interfacciamento con sistema radio per la trasmissione dei dati. 6

7 Idrometro Modello SIAP+MICROS TLU08-V Tipo di trasduttore: Piezoelettrico Campo di misura: m Sensibilità: 0.5 cm Accuratezza: ± 1 cm Temperatura di funzionamento: C 4 Analisi dei dati Pluviometri per misura della pioggia equivalente L installazione di n. 9 nuovi pluviometri a peso e n. 1 pluviometro a bascula riscaldato, tutti ad una quota superiore ai 1950 m s.l.m., ha permesso di migliorare notevolmente la conoscenza delle precipitazioni in quota, permettendo di ricostruire con più affidabilità il campo delle precipitazioni sull intero territorio regionale. Infatti i pluviometri in grado di misurare i dati di precipitazione solida ad una quota superiore a 2000 m s.l.m. sono passati da 7 a 17 unità. Tali dati sono già stati utilizzati per la spazializzazione della pioggia media annuale sulla regione e risulta inoltre un utile dato per lo studio dello Snow Water Equivalent. È stato possibile confermare come mediamente le precipitazioni in alta quota siano maggiori rispetto alle quote più basse; in particolare le stazioni del Colle del Gran San Bernardo e di Gressoney S. Jean loc. Loo, rispettivamente al confine con la Svizzera ed il Piemonte, nel 2011 sono risultate le più piovose della Regione. E importante sottolineare anche l onere che comporta la manutenzione ordinaria dei pluviometri a peso. Infatti mediamente 4 volte all anno per stazione si rende necessaria l operazione di svuotamento dei pluviometri a peso e di parziale riempimento con opportuno liquido antigelo (biodegradabile al 95%) per la fusione della precipitazione solida. Data l alta quota di tutte le stazioni, soprattutto nel periodo invernale, si rende spesso necessario l utilizzo di un elicottero per poter svolgere tali operazioni in sicurezza, considerando anche il fatto che il liquido estratto dal pluviometro deve essere portato a valle in quanto non smaltibile ovviamente nei pressi della stazione. Le operazioni possono essere comunque adeguatamente pianificate grazie al monitoraggio in continuo del dato di riempimento del recipiente. Nel grafico seguente si riporta l andamento della pioggia equivalente cumulata, espressa in mm, durante l anno 2011 per le stazioni con pluviometro a peso. 7

8 Fig. 2: andamento della pioggia equivalente cumulata, espressa in mm, durante l anno 2011 per le stazioni con pluviometro a peso. Fig. 3: carta delle precipitazioni cumulate annuali per l anno 2011 ottenute considerando anche i nuovi pluviometri installati durante il progetto Risknat. 8

9 Sensori di temperatura ed umidità del suolo. Questo tipo di sensori sono stati installati in n.5 stazioni e rappresentano una novità all interno del territorio regionale valdostano. Ogni stazione è munita di n.3 sensori di umidità del suolo e n.3 sensori di temperatura del suolo posti alle profondità di 10, 20 e 40 cm dal piano campagna. Ovviamente al momento coprono una limitata porzione di territorio e di fascia altimetrica (non sono installati nel fondo valle), però nel corso del 2011 hanno già fornito importanti spunti in relazione al rischio idrogeologico. Infatti, l accadimento di alcuni dissesti diffusi in occasione di limitati quantitativi di pioggia ma con un importante contributo di fusione nivale primaverile, sono risultati correlabili con particolari comportamenti della temperatura del suolo. Al contrario eventi molto intensi di pioggia che non hanno generato dissesti significativi sono stati correlati con valori di umidità del suolo che non hanno effettivamente raggiunto valori critici. Ovviamente queste considerazioni devono essere accompagnate con uno studio approfondito del comportamento dei dati di temperatura e umidità del suolo registrati. Per tale motivo è in atto una convenzione con la Facoltà di Agraria dell Università di Torino che ha lo scopo finale di migliorare la conoscenza e di conseguenza l interpretazione dei valori misurati al fine di poterli usare operativamente come strumento previsionale del rischio idrogeologico su scala regionale. Nei grafici che seguono si riporta, per ogni stazione, l andamento dei dati di umidità del suolo e temperatura del suolo per l anno Fig. 4: andamento dei dati di temperatura e umidità del suolo per l anno 2011 nella stazione di Lillianes Granges. 9

10 Fig. 5: andamento dei dati di temperatura e umidità del suolo per l anno 2011 nella stazione di Pontboset - Fournier. Fig. 6: andamento dei dati di temperatura e umidità del suolo per l anno 2011 nella stazione di Cogne - Valnontey. 10

11 Fig. 7: andamento dei dati di temperatura e umidità del suolo per l anno 2011 nella stazione di Courmayeur Mont de la Saxe. Fig. 8: andamento dei dati di temperatura e umidità del suolo per l anno 2011 nella stazione di La Thuile - Villaret. 11

12 Idrometro Questo sensore è stato installato sulla Dora Baltea a monte della città di Aosta, dove il corso d acqua ha ancora caratteristiche prettamente torrentizie. Al momento il sistema misura e memorizza i dati di livello del corso d acqua con cadenza semioraria. Sono state effettuate n.3 misure di portata che permetteranno, unite ad altre misure, di definire la scala di deflusso per il calcolo delle portate. La posizione della stazione, con un bacino di circa 1000 km2 e una quota media di circa 2400 m s.l.m., permetterà di aggiungere un elemento significativo per lo studio della fusione nivale attraverso l analisi delle morbide tardo primaverili e per la definizione di indicatori di saturazione del suolo nell ambito di soglie multiparametriche per il rischio idrogeologico. Fig. 9: andamento dei dati di livello idrometrico per l anno 2011 nella stazione di Villeneuve Arbonne (Dora Baltea). 12

13 5 Documentazione fotografica Fig. 10: vista della stazione di Ayas Alpe Aventine (2080 m Fig. 11: vista della stazione di St. Rhémy en Bosses Colle del Gran San Bernardo (2360 m 13

14 Fig. 12: stazione di St. Rhémy en Bosses Colle del Gran San Bernardo: particolare del radiometro e del termo-igrometro. Fig. 13: vista della stazione di Courmayeur Mont de la Saxe (2076 m 14

15 Fig. 14: stazione di Courmayeur Mont de la Saxe: particolare dell installazione dei sensori temperatura e umidità del suolo Fig. 15: vista della stazione di Pré St. Didier - Plan Praz (2044 m 15

16 Fig. 16: vista della stazione di Gressoney-La-Trinité Gabiet (2379 m Fig. 17: stazione di Gressoney-La-Trinité Gabiet: particolare del radiometro e del termo-igrometro 16

17 Fig. 18: vista della stazione di St. Pierre Lago delle Rane (2370 m Fig. 18: vista della stazione di Saint Pierre Lago Fig. 19: vista della stazione di Avise Lac du Fond (2430 m 17

18 Fig. 20: vista della stazione di Rhêmes-Notre-Dame Grand Croux (2750 m Fig. 21: vista della stazione di Gressoney-St.-Jean Lago di Loo (2270 m 18

19 19 Fig. 22: vista della stazione di Villeneuve Arbonne (Dora Baltea 660 m

20 Fig. 23: vista della stazione di Lillianes Granges (1256 m Fig. 24: stazione di Lillianes Granges: particolare dell installazione dei sensori temperatura e umidità del suolo 20

21 Fig. 25: vista della stazione di Pontboset Fournier (1087 m Fig. 26: stazione di Pontboset Fournier: particolare dell installazione dei sensori temperatura e umidità del suolo 21

22 22 Fig. 27: vista della stazione di Cogne - Valnontey (1682 m

23 Fig. 28: vista della stazione di La Thuile Villaret (1488 m Fig. 29: stazione di La Thuile Villaret: particolare dell installazione dei sensori temperatura e umidità del suolo 23

24 Fig. 30: vista della stazione di Champorcher - Dondena (2181 m Fig. 31: vista della stazione di Gressan Pila Leissé (2280 m 24

25 Fig. 32: vista della stazione di Cogne Grand Crot (2279 m Fig. 33: vista della stazione di Morgex - Lavancher (2842 m 25

26 Fig. 34: vista della stazione di Valtournenche Cervinia (1998 m Fig. 35: vista della stazione di Villeneuve S.R. Saint-Nicolas (839 m 26

27 27 Fig. 36: vista della stazione di Courmayeur Dolonne (1200 m