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Definizione dell'area di distacco di valanghe in funzione
del tempo di ritorno:
un approccio statistico basato su dati storici
Margherita Maggioni
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Activité 4. Définition de l’aire et du volume de départ de l’avalanche
4.1 Surface de départ de l’avalanche
Pour la définition des aires potentielles de départ d’avalanche, plusieurs méthodes seront utilisées, de l’analyse des données
historiques à la délimitation par SIG.
En particulier, l’ambition est de trouver une procédure pour la détermination de l’aire de départ d’une avalanche en
fonction de sa période de retour.
En Italie, le Cadastre Avalanche permettra de recueillir l’ensemble des évènements ayant eu lieu sur un site: l’analyse statistique
des valeurs extrêmes, Loi de Gumbel (Reiss and Thomas, 1997) de ces informations (dimension de la rupture et date de
l’avalanche) permettra de trouver une relation entre la dimension de la rupture et le temps de retour (Maggioni et al., 2006).
Les activités suivantes sont ainsi programmées :
- identification sur le territoire régional de parcours avalancheux bénéficiant de données de bonnes qualités sur les
évènements passés;
- délimitation de l’aire potentielle de départ à l’aide d’une procédure automatique développée sur SIG par Maggioni (2005), qui
analyse les paramètres topographiques du terrain, de la photo-interprétation et de l’analyse des cartes CTR;
- application aux données historiques de la Loi de Gumbel pour l’identification d’une relation entre la dimension de l’aire de
départ et la période de retour de l’avalanche.
Ces opérations sont applicables à tous les couloirs avalancheux et l’analyse pourra être étendue sur les territoires des différents
partenaires à partir du moment où les couloirs sont bien documentés.
4.2 Hauteur de départ de l’avalanche
La modélisation des événements observés sur les sites tests nécessite, outre la détermination de la surface de départ, l’estimation
de la hauteur de neige mise en mouvement. Pour la Vallée d’Aosta, il existe déjà un document qui définit l’épaisseur de la rupture
en fonction du temps de retour et de l’altitude (Barbolini, 2005).
……
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Importanza della definizione dell’area di
distacco di valanghe
Posizionamento di opere di difesa attive.
Input fondamentale per modelli di
dinamica ai fini della redazione di carte
di pericolo.
Individuazione delle zone più propense
al distacco (anche in contesti ricreativi).
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Importanza della definizione dell’area di
distacco di valanghe
VALANGHE ESTREME
VALANGHE FREQUENTI
PROPOSTA di…
1. Una procedura semi-automatica per la
definizione di potenziali aree di distacco.
2. Un metodo per la definizione dell’area di
distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno.
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
PARAMETRI TOPOGRAFICI
In ambiente GIS:
1. Bosco
2. Pendenza
3. Creste
4. Curvatura
5. Dislivello ed esposizione
6. Dimensione
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
In ambiente GIS:
1. Bosco
2. Pendenza
3. Creste
4. Curvatura
5. Dislivello ed
esposizione
6. Dimensione
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
Pendenza: 30° - 60°
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
In ambiente GIS:
1. Bosco
2. Pendenza
3. Creste
4. Curvatura
5. Dislivello ed
esposizione
6. Dimensione
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
Creste:
Esposizione e curvatura
Differenza tra DEM a diversa risoluzione
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
In ambiente GIS:
1. Bosco
2. Pendenza
3. Creste
4. Curvatura
5. Dislivello ed esposizione
6. Dimensione
convex
concave
Una procedura semi-automatica
per la definizione di potenziali
aree di distacco
Curvatura:
Concave: < -0,2
Convesse: > 0,2
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
VAL FERRET
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Foto Val Ferret da di fronte!
Foto E. Ceaglio
Foto UNV
DISCUSSIONE…
La procedura dà generalmente buoni risultati (testata in più
casi studio).
Utile strumento in ambiente GIS di supporto ai metodi
classici.
Importanza della risoluzione del DEM di input (in funzione
della dimensione dell’area di studio).
Migliorare il parametro “copertura forestale”.
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali
aree di distacco
PROPOSTA di…
1. Una procedura semi-automatica per la
definizione di potenziali aree di distacco.
2. Un metodo per la definizione dell’area di
distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno.
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Da dove
arriva
l’idea…
Foto E. Ceriani
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Utile per:
1. Gestire il pericolo valanghe in contesti quali per es. i
comprensori sciistici (PIDAV).
2. Modellare valanghe frequenti per problemi specifici
(per es. Schmid and Sardemann, 2003).
3. Studiare le valanghe come fattore di modificazione
ambientale (per es. Freppaz et al., 2010).
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Da dove arriva l’idea…
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Statistica ai valori estremi: Gumbel
Simplon Hospiz (4SH) 2000 m
0
100
200
300
400
500
600
700
Mittlere Wiederkehrperiode T (Jahre)
[cm
]
HS
HN_SUM3D
HN
HS_DIF3D
HS
HN_SUM3D
HN
HS_DIF3D
Anzahl Winter: 46
1.01 1.5 3 4 5 10 20 30 40 50 100 200 3002
Area di distacco ~ tempo di ritorno
Maggioni (2005)
Da dove arriva l’idea…
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Statistica ai valori estremi: Gumbel
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
• Scelta dell’area valanghiva
• Definizione della potenziale area di distacco
(automatica o manuale)
• Analisi dei dati storici
• Statistica di Gumbel
• Analisi dei risultati: problemi e discussione
Caso studio Val Ferret
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
030
031
011
013
014
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
Val Ferret
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010
Comprensorio Val Ferret, valanga 011 - Neyron
Calcolo di F, P, T e dei
parametri della Gumbel
distribution.
Valanghe n. 030, 031, 011, 013:
32 eventi dal 1971, ma solo 8 con dati relativi all’area di distacco
year W (m)
2001 1200
2008 900
1981 500
1999 450
1991 300
1988 220
2007 200
1995 100
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
T W (m) W (%PRA)
29,0 1200 100
14,5 900 75
9,7 500 42
7,3 450 38
5,8 300 25
4,8 220 18
4,1 200 17
3,6 100 8
T (y)
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
y = 44,727ln(x) - 51,007 R² = 0,9793
0
20
40
60
80
100
120
1,0 10,0 100,0
W(%PRA)
W(%PRA)
Log. (W(%PRA))
DISCUSSIONE…
L’ipotesi che la larghezza di distacco sia direttamente legata
all’area di distacco è discutibile.
Necessità di più dati!
Provare con le GEV distributions (Fréchet, Weibull,
Gumbel).
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe
con diverso periodo di ritorno.
La procedura di definizione delle potenziali aree di distacco è un utile
strumento già utilizzabile dai professionisti per valanghe estreme.
Per valanghe frequenti, la dimensione del lastrone al distacco è legata
anche alle condizioni del manto nevoso e quindi difficilmente definibile
solo sulla base dei parametri topografici.
Un approccio che combini le caratteristiche topografiche e della neve
potrebbe essere la soluzione (Cemagref in Dynaval e SLF in STRADA).
Il metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe con un
determinato periodo di ritorno ha un po’ troppi punti deboli per essere
effettivamente proposto ai professionisti.
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Conclusioni
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011
Conclusioni
Documento tecnico (in più lingue):
Analisi delle aree di distacco di valanghe
Regione Autonoma Valle d’Aosta
DISTR - Politecnico di Torino
DIVAPRA - Università di Torino
CEMAGREF - Grenoble
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010
Grazie dell’attenzione
Ridge definition
1° method
aspect = aspect(lattice10) der_asp = slope(aspect)
curv_50 = curvature(lattice50,prfcu50a,pcu_50a) curv50_10 = resample(curv_50,10)
ridges = con(der_asp GT 40 and curv50_10 GT 1,1) ridges_sum = focalsum(ridges)
ridges_sum1 = con(ridges_sum GT 0,1) ridges_reg = regiongroup(ridges_sum1)
ridges_sel = con(ridgesreg.count GT 300,1) 2° method
Slope and curvature
tan S = sqrt[(dz/dx)2 + (dz/dy)2]
dz/dx = ((c + 2f + i) – (a + 2d + g)) / (8L)
dz/dy = ((g + 2h + i) – (a + 2b + c)) / (8L)
plc = [(f – e)/L – (e – d)/L]/L
a b c
d e f
g h i
2.5 2.5
L = 50 m
plc = 0.002 m = 0.2 (1/100m)
r = 500 m [curv = 1/r]
Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 5.07.2010
y
logT
> 0 Fréchet
< 0 Weibull
0 Gumbel
GEV distribution