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http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns#r.hazard.flood r.hazard.flood is an implementation of a fast procedure to detect flood prone areas. The exposure to flooding may be delineated by adopting a topographic index (TIm) computed from a DEM. The portion of a basin exposed to flood inundation is generally characterized by a TIm higher than a given threshold, tau. The threshold is automatically determinated from the cellsize. The proposed procedure may help in the delineation of flood prone areas especially in basins with marked topography. The use of the modified topographic index should not be considered as an alternative to standard hydrological-hydraulic simulations for flood mapping, but it may represent a useful and rapid tool for a preliminary delineation of flooding areas in ungauged basins and in areas where expensive and time consuming hydrological-hydraulic simulations are not affordable or economically convenient.
Citation preview
Un tool per l'individuazione speditiva delle aree soggette a
rischio inondazione
Margherita Di Leo, Salvatore Manfreda, Mauro Fiorentino
Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente (DIFA)
Università degli Studi della Basilicata
Introduzione
La pianificazione territoriale e la corretta gestione
del territorio dovrebbero portare in conto
l'esposizione ai rischi naturali nell'ottica
dell'implementazione di piani di protezione civile
per la salvaguardia della vita umana e dei beni
dislocati sul territorio.
In questo contesto, un particolare interesse e`
rivolto alle aree soggette a rischio inondazione.
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Il rischio inondazione
Problema:
L'individuazione delle aree inondabili viene eseguita mediante studi
idrologico–idraulici che richiedono il rilievo delle sezioni fluviali ed
un'approfondita conoscenza del territorio.
Tali studi, demandati come competenza alle Autorità di bacino, risultano
ancora frammentari per il territorio italiano.
D'altro canto, tali studi sono economicamente dispendiosi e non sempre
possibili per un territorio vasto ed allo stesso tempo eterogeneo nelle
caratteristiche idrologiche e morfologiche.
Metodi speditivi
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Parametri morfologici delle aree esposte e di quelle non esposte
La distribuzione di probabilita`
condizionata di diversi parametri geomorfologici
rispetto ai 4 livelli di esposizione (P1, P2,
P3, P4) mostra forme molto simili, mentre sono molto
diverse dalla probabilita`
condizionata P0 (aree non esposte a
rischio)
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Gli indici topografici e la morfologia
ITm≡ ln( ( Ad )n
Tan β )
IT≡ln( ( Ad )Tan β )
Upslope contributing
area a
Stream line
Contour line
(Kirkby, 1975)
Indice Topografico Kirkby, 1975Definisce la tendenza dell'acqua ad accumularsi in aree a debole
pendenza e vicine alle aste fluviali
Indice Topografico Modificato: (Manfreda et al., 2007) tiene
conto dell'influenza nei processi di esondazione delle aste del primo
e del secondo ordine (classificazione di Horton)
0<n<0,5
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Funzione erroreL'errore ER1 definisce la percentuale di errore in relazione alla individuazione corretta delle aree inondabili mentre ER2 rappresenta l'errore dovuto alla sovrastima del metodo. L'obiettivo era trovare il valore della soglia che minimizzasse entrambi gli errori.
ER 1=Flooding areas with IT m≤τ
Flooding areas from PAI100 ,
Sottostima
ER 2=Non Flooding areas with IT m≥τ
Non Flooding areas from PAI 100 .
Sovrastima
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Il caso studio: il bacino del fiume Arno
Slope
Flow Accumulation MFD
Mappa di rischio PAI
ITm≡ln Ad n
Tan β
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Individuazione dei sottobacini
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64
9
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3 2
Il caso studio: il bacino del fiume Arno
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Tabella: Descrizione delle principali caratteristiche dei sottobacini individuati
DEM riscalato da 20 m a 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 260, 360, 720
Il caso studio: il bacino del fiume Arno
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Dipendenza di scala dell'errore totale del metodo in funzione della risoluzione di cella
Dipendenza di scala
120 m
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Esponente n calcolato per i diversi bacini in funzione della risoluzione del DEM
Dipendenza di scala
n=0.016⋅(cellsize0.46)
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Soglia τ in funzione dell'esponente n calibrato dell'indice topografico modificato
Dipendenza di scala
τ=10.89⋅n+2.282
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Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
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Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Aree a rischio inondazione
ottenute applicando
r.hazard.flood su tutto il
territorio italiano.
Fonte DEM: SRTM
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Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Il risultato di r.hazard.flood sul bacino del fiume Arno.
La mappa di rischio corrispondente ad un periodo di ritorno di 500 anni, fonte: PAI
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Conclusioni
- La metodologia proposta per l'individuazione delle aree
inondabili e` affetta da un errore molto basso di sottostima e
uno uno piu` rilevante di sovrastima. Comunque il metodo e`
uno strumento preliminare nella delimitazione delle aree
inondabili o laddove non fosse possibile eseguire studi
idrologico idraulici di dettaglio.
- Offre buoni risultati in presenza di morfologie vivaci.
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Grazie
Bibliografia
Manfreda S., Di Leo M., Sole A., Detection of Flood Prone Areas Using
Digital Elevation Models, JHE 2010.
Permalink: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000367
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This work is licensed under a Creative Commons License. http://creativecommons.org/licenses/bysa/3.0/
2011, Margherita Di Leo, Italy dileomargherita AT gmail DOT com
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