Analisi geomatica dei bacini endoreici

Per l’elaborazione della mappa di suscettività da alluvione è stato utilizzato un modello digitale del terreno (digital elevation model, DEM) con passo 5 metri. Il modello è estratto dal DEM rilasciato dalla Regione Puglia con passo 8 metri e ricampionato a cura della Fondazione Politecnico di Milano nell’ambito del progetto PON Governance e capacità istituzionali 2014-2020.

L’idrografia della Puglia risulta peculiare, come sinora accennato, per presentare una caratterizzazione sia esoreica che endoreica dei corsi fluviali. Questo aspetto implica una serie di difficoltà nella classica analisi geomatica del modello a fini idrologici.

Gli usuali pacchetti disponibili nell’ambito dei principali applicativi GIS procedono difatti, in via preliminare, all’operazione cosiddetta di depitting o filling. Si tratta di assicurare che ogni cella non di bordo risulti idraulicamente connessa con le altre lungo un percorso gravitazionale che muove, ovviamente, dall’alto verso il basso. Questo risultato è generalmente ottenuto colmando le depressioni (sink) con algoritmi più o meno sofisticati (Lindsay, 2015) in modo da ottenere appunto un grafo connesso, completo e orientato.

Abbiamo visto come il territorio della Puglia sia caratterizzato dalla presenza di numerosi punti di recapito dei bacini endoreici che sono fisicamente delle voragini, ovvero dei sink, dovute ad effettive caratteristiche geomorfologiche piuttosto che a qualche difetto di rilevamento. Inizializzando dunque il DEM con l’operazione di fill si eliminerebbe un’informazione fondamentale, con l’effetto di venire a modificare la morfologia stessa del territorio nei suoi effetti idrologici.

In Figura 31 è possibile osservare il DEM ottenuto, sottraendo al DEM originale quello “depittato”, rappresentato suddividendo in cinque classi le differenze di quota tra i due modelli digitali del terreno. Ci si può rendere conto come tale operazione oltre ad eliminare le imprecisioni presenti nei dati, deformi fortemente la morfologia del territorio cancellando depressioni tra due e dieci metri di profondità ma anche intere zone sub-pianeggianti a ridosso di dorsali collinari arrivando in alcuni punti ad alzare il modello del terreno di una quota di circa 45 m. Un’ulteriore riflessione si può fare in merito alla rappresentazione cartografica del reticolo della CTR: notiamo infatti che le zone maggiormente deformate dallo strumento di depitting, ovvero quelle più depresse rispetto alle aree immediatamente circostanti e probabilmente più interessate dal fenomeno del carsismo, sono anche quelle completamente prive di reticolo cartografato, problematica che sta alla base delle maggiori difficoltà nella definizione delle flood prone areas.

Analisi di suscettività da alluvione in bacini endoreici:

un caso di studio sulla pianificazione di protezione civile in Puglia

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Tesi di laurea di Sara Brizzi

Figura 32 Istogramma della % di pixel “depittati” suddivisi per classi di differenza di quota

Per comprendere se tale comportamento fosse singolare per un’area, caratterizzata da un’idrografia endoreica, è stato effettuato un confronto con la zona del Subappenino dauno, interessata da bacini a carattere esoreico. Anche per tale area dunque si è estratto il DEM “depittato” e lo si è confrontato con quello originale, producendo un DEM di differenze di quote tra il seconodo e il primo DEM (Figura 33). Dalla suddivsione in classi delle differenze di quote emerge che l’intero territorio ha subito un’operazione di fill che ha interessato quote comprese tra 0,01 e 0. Questo significa che in tal caso l’operazione eseguita in maniera automatica in ambiente GIS e che permette di eliminare gli errori presenti nei dati, ha agito correttamente andando in questo caso realmente a “depittare” e non a deformare il territorio come avviene per un’area carsica endoreica. Inoltre è possibile osservare come il reticolo sia molto più fitto in generale in quest’area rispetto all’area endoreica in cui si nota, che le aree maggiormente depresse, che sono state deformate a seguito dell’operazione di “fill”, non sono ineteressate in genere dal reticolo della CTR.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% [-45; -10] [-10; -2] [-2;-0,5] [-0,5;-0,01] [-0,01; 0] % Pixel

classi di differenza di quota

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Figura 34 Istogramma della % di pixel “depittati”suddivisi per classe di differenza di quota

In sostanza si origina una condizione per la quale il depitting diventa prerequisito imprescindibile per l’analisi idrologica delle aree esoreiche, in quanto elimini correttamente degli errori, mentre per quelle endoreiche occorrono specifiche ulteriori.

A seguito di tale indagine è stata eseguita un’analisi idrologica per il DEM originale, con il tentativo di individuare una rete di drenaggio che non fosse frutto di un modello del terreno tanto modificato.

Da questa analisi è emerso che la flow accumulation eseguita direttamente sul DEM originale non riuscisse a riprodurre delle direzioni di deflusso preferenziali e di conseguenza a delineare un reticolo idrografico connesso, questo probabilmente a casua delle numerose depressioni, vore ed anche errore nei dati che non permettono una continuità tra le celle.

Eseguendo invece tale operazione sul DEM “depittato” si è ricavata una rete di drenaggio connessa. Questo risultato è probabilmente proprio dovuto all’appiattimento delle depressioni carsiche tramite fill, simulando in questa maniera la condizione iniziale in cui le cavità carsiche siano “riempite” : a seguito infatti della saturazione delle depressioni il gradiente idraulico “comanda” sul gradiente topografico e individua le corrette direzioni di deflusso, permettendo così di riprodurre un reticolo idrografico coerente e interconnesso.

Dal momento che le flow accumulation prodotte per i due modelli digitali del terreno avevano valori di accumulo molto diversi, con un massimo molto più “basso” per il DEM originale (103 celle) rispetto a quello del DEM “depittato” (107 _{celle), per operare un confronto tra le due si è scelta una soglia di accumulo di flusso}

di 200 celle, valore per cui si iniziava a vedere un accumulo di flusso nel DEM originale. Si può osservare 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% [-328.60 - -10] [-10 - -2] [-2 - -0.5] 0.5 - -0.01 [-0.01 - 0] % Pixel

classi di differenza di quota

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dell’“Appidè”, come per il DEM originale (Figura 35) si siano prodotti numerosi rami spesso non interconnessi, mentre come per il DEM “depittato” invece (Figura 36) lo strumento della flow accumulation riesca ad individuare una rete di drenaggio continua e a delineare una connessione idraulica tra le vore.

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Figura 36 Flow accumulation prodotta dal DEM fillato

Tuttavia, pur considerando le alterazioni morfologiche del territorio prodotte dallo strumento correttivo del fill, a causa dell’impossibilità di comprendere come si strutturasse il reticolo utilizzando il DEM originale è stato necessario utilizzare il DEM “depittato” per eseguire un’analisi idrologica che fosse confrontabile con il reticolo presente della Carta Tecnica Regonale.

È interessante osservare (in Figura 37) che la flow accumulation nel caso studio, viene in buona parte sovrapposta dal reticolo della CTR ,laddove presente, ed abbia individuato la connessione idraulica tra la “Vora Appidè” e la “Vora del Genio Civile”. Questo comportamento è realmente osservabile durante eventi di pioggia particolarmente intensi, in cui l’area sub-pianeggiante a ridosso del centro abitato, si trasforma in un alveo di piena, che per esondazione della “Vora del genio Civile”, recapita il deflusso all’originario inghiottitoio “ricordando” il tracciato di un reticolo effimero appartenente presumibilmente a un paleoalveo.

Questa osservazione è di particolare interesse perché ha permesso di identificare un tracciato idrografico che si origina durante eventi estremi, quelli per cui il Salent, in uno scenario di rischio alluvioni diventa

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Questo caso studio è stato di fondamentale importanza la fine di analizzare e modellare l’intera area carsica che interessa la regione del Salento.

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