DISSESTO IDROGEOLOGICO Il pericolo geoidrologico e la ... - Sigea

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268 state cancellate o convertite in “alvei-strada” ad uso del traffi co veicolare. 3. MATERIALI E METODI É stata eseguita una campagna di rilevamento fi nalizzata sia al riconoscimento della principale tipologia di trasporto nei 99 corpi di conoide, a partire da affi oramenti naturali o antropici, sia all’individuazione della presenza di indizi geomorfologici di debris fl ow come lobi deposizionali. La tipologia di trasporto è stata attribuita con certezza dall’analisi di campo per 46 conoidi, per le restanti 53, le condizioni di alta antropizzazione non ha permesso il rinvenimento di un numero di affi oramenti tali da permetterne un’interpretazione univoca. Le conoidi interessate da processi tipo debris fl ow sono state nominate e verranno indicate da qui in avanti come tipo I, mentre quelle da water fl ood come tipo II. In quest’ultima tipologia sono state incluse sia quelle da processi fl uviali propriamente detti, sia quelle messe in posto da processi iperconcentrati (Costa, 1988; De Scally et alii, 2001; Wilford et alii, 2004; Pierson, 2005; Saito & Oguchi, 2005; De Scally et alii, 2010), in quanto le evidenze geomorfologie e sedimentarie non sempre permettono la discriminazione dei due processi. Tramite l’utilizzo di basi topografi che e foto aeree multi-temporali e multi-scalari sono stati mappati i bacini ed i corpi di conoide, per i quali in seguito sono stati valutati, in ambiente GIS, i principali parametri morfometrici. A tale scopo, sono stati elaborati dei DTM con risoluzione di 5m per pixel, a partire da carte topografi che in scala 1:5000. I parametri morfometrici calcolati sono: area bacino (Ab) valutata come area del bacino idrografi co misurato dalle carte topografi che 1:5000; lunghezza bacino (Lb) misurata come la lunghezza della linea che congiunge il punto più distante con quello a quota minima del bacino (Wilford et alii, 2004); pendenza media baci- Figura 2 – 2a biplot delle relazioni tra le variabili. 2B proiezione gli individui sul biplot. Geologia dell’Ambiente • Supplemento al n. 2/2012 no (ib) misurato tramite le funzioni di Spatial Analyst come pendenza media del poligono che inscrive il bacino idrografi co; lunghezza del canale principale nel bacino idrografi co (L); pendenza media del canale principale (iL) misurata tramite le funzioni di Spatial Analyst ; rilievo (Rb) ovvero il dislivello tra la quota massima e quella minima del bacino; area conoide (Af) ; pendenza media della conoide (If); indice di Melton (R) calcolato come il rapporto tra il rilievo e la radice quadrata dell’area del bacino (Melton, 1965). Le variabili che hanno mostrato una distribuzione asimmetrica (Ab, Af, Lb; Lf, L) sono state trasformate in logaritmi al fi ne di raggiungere la normalità della distribuzione. Queste infatti presentano una prevalenza di individui con aree e lunghezze minori al km rispetto a quelle con dimensioni maggiori. In seguito tutte le variabili sono state standardizzate per rendere confrontabili le unità di misura differenti (angoli, km e km 2). Le elaborazioni statistiche sono state effettuate tramite il programma “Erre”, in particolare sono state eseguite l’analisi discriminante di Fisher e l’analisi delle Componenti Principali. L’analisi discriminante è un metodo di analisi statistica multivariata che permette di assegnare degli individui, ad uno di più gruppi. In questo lavoro è stata utilizzata per attribuire la tipologia di trasporto più probabile alle conoidi non classifi cate in campagna, sulla base del confronto con i parametri morfometrici delle conoidi alle quali era stata riconosciuta una tipologia di trasporto certa. La PCA è una metodologia statistica per la riduzione delle dimensioni dei data set, utilizzata per rappresentare le osservazioni in funzione di un numero ridotto di variabili anziché di quelle originarie, al fi ne di migliorarne l’interpretabilità dei dati. Se le variabili, infatti risultano correlate tra loro, possono essere sostituite da un nuovo insieme, chiamato componenti principali, ottenute come combinazioni lineare di quelle di partenza. In questo lavoro è stata utilizzata allo scopo di analizzare le relazioni intercorrenti tra le variabili. 4.1. RISULTATI: ANALISI DI CAMPO Sono state eseguite analisi stratigrafi che fi nalizzate a defi nire la tipologia di trasporto prevalente. Le facies attribuite alla tipologia I per le aree dei monti del Matese e della Maddalena sono costituite da depositi con struttura caotica matrice- sostenuta, nella quale sono dispersi clasti di natura calcarea di dimensioni da centimetriche a decimetriche. Talora si rinvengono facies caotiche clastosostenute. In generale i clasti presentano angoli a spigoli vivi o smussati. Le dimensioni massime dell’asse b raggiungono gli 80cm. Per le aree caratterizzate dalla presenza di materiali piroclastici, alle facies caotiche sia clasto-sostenute che matrice-sostenute costituite da clasti calcarei immersi in una matrice piroclastica, si alternano livelli di piroclastiti rimaneggiate e dallo spessorespessore variabile da pochi decimetri al metro. La dimensione massima del clasti varia dai 20 cm a 50cm. Le facies tipiche della tipologia II sono costituite da alternanze di livelli sabbioso e ghiaiosi, con struttura clastosostenuta. La stratifi cazione in generale è parallela e leggermente inclinata verso valle. Talora i clasti possono presentare un fabric embriciato. Le dimensioni massime dell’asse b dei clasti raggiungono i 40-50 cm. Sulla base delle caratteristiche di campo delle 46 conoidi classifi cate, 29 conoidi appartengono al tipo I e a 17 al tipo II. 4.2. RISULTATI: ANALISI STATISTICHE (ANALISI DISCRIMINANTE E ANALISI DELLE PCA) È stata elaborata l’analisi discriminante di Fisher considerando, le 46 conoidi classifi - cate in campo divise in tipo I e tipo II. Questa
procedura ha permesso di calcolare un’equazione discriminante e di valutare quali variabili partecipano meglio al processo di differenziazione e di attribuzione della tipologia di trasporto. L’equazione discriminante risulta essere: L ( x) 114. 74 0. 34 iL 17. 24 log( Lf ) 2 In essa, la lunghezza della conoide (Lf) e la pendenza media dell’asta principale (iL) nel bacino, risultano i parametri maggiormente discriminanti. Considerando un nuovo sistema bacino-conoide, valori dell’equazione inferiori allo zero indicano un trasporto di tipo I, valori superiori di tipo II. È stata quindi applicata alle restanti 53 conoidi non classifi cate in campo rinvenendo che 35 appartengono al tipo I e 18 al tipo II. Le probabilità di attribuzione ai due gruppi è risulta molto elevata in quanto maggiore del 90% (in molti casi pari a circa il 99%). Alle 99 conoidi divise per tipologia di trasporto, è stata applicata la PCA. Per esse, le variabili analizzate possono essere spiegate da due componenti principali che rappresentano 72% (prima componente) ed il 14% (seconda componente) della varianza (fi g.2). In particolare la prima componente principale presenta una correlazione positiva con le dimensioni del bacino, della conoide e dell’asta principale nel bacino (log Ab, log Af, log Lb, log Lf, log L), mentre presenta una correlazione negativa con le pendenze, in particolare con la pendenza della conoide e dell’asta principale (fi g.2a). Questa relazione indica la tendenza per i bacini e le conoidi grandi a presentare gradienti bassi. La seconda componente principale è principalmente correlata alla pendenza del bacino, la quale però non presenta nessuna particolare correlazione con le altre variabili. La fi gura 2b riporta le conoidi di tipo I e II proiettate sul grafi co della PCA, si nota come gli individui appartenenti alla tipologia I sono correlati con le alte pendenze della conoide e di conseguenza presentano aree e lunghezze poco estese, al contrario quelli appartenenti al gruppo II sono positivamente correlati alle dimensioni e presentano pendenze della conoide inferiori. 5. DISCUSSIONE L’individuazione della tipologia di trasporto prevalente per un sistema bacino conoide è un elemento fondamentale per la defi nizione della pericolosità alluvionale nella conoide. E’ noto infatti che i fenomeni da debris fl ow possono essere più dannosi, data la loro elevata repentinità e capacità distruttiva. In bibliografi a a partire dagli anni sessanta si sono diffusi vari metodi che giungono ad una classifi cazione a partire dalle caratteristiche morfometriche del sistema bacino-conoide (Melton, 1965; Jackson, 1987; Wilford et alii, 2004; Welsh & Davies, 2010). In questo studio è stata valutata la tipologia di trasporto per le 99 conoidi presenti nel territorio campano, sulla base di analisi di campo e di alcune elaborazioni di statistica multivariata. Le analisi statistiche confermano una forte differenza nelle dimensioni tra i sistemi a diversa tipologia di trasporto. In particolare quelli di tipo I, presentano aree sia del bacino che della conoide in media inferiori ad un km 2, mentre i gradienti delle conoidi risultano i più elevati (fi no a 10° di valore medio) (Tab. 1). Quelli interessati da processi di tipo II invece si presentano più estesi e le conoidi sono caratterizzate da gradienti minori (4°-5° di media) (Tab. 1). In totale si evidenza una prevalenza delle conoidi caratterizzate da un trasporto di tipo I che rappresentano circa il 64% del campione analizzato, contro il 36% della tipologia II. La distribuzione spaziale dei gruppi non è uniforme sul territorio campano, ma si assiste ad una predominanza del trasporto di tipo fl uviale per le aree dei Monti del Matese e della Maddalena (80%) e di fenomeni tipo I per le aree dei Monti di Caserta e per i Monti Picentini, (circa 85%). Per queste ultime quindi, la probabilità di accadimento di processi da debris fl ow risulta essere molto elevata e di conseguenza possono essere ritenute mediamente più critiche. Le differenze più evidenti tra i sistemi bacino-conoide appartenenti alle varie aree geografi che analizzate sono rappresentate dalle dimensioni, infatti i bacini e le conoidi dei Monti del Matese e della Maddalena sono mediamente più estesi. Questa caratteristica dipende da fattori geologici e strutturali, in quanto le dorsali in cui si impostano ricoprono una superfi cie maggiore, mentre quelle delle aree dei monti di Caserta e Picentini risultano essere meno ampie. L’analisi discriminante ha individuato la lunghezza della conoide e la pendenza media dell’asta principale nel bacino come variabili maggiormente discriminanti. Il primo parametro può essere ritenuto un surrogato della pendenza della conoide (De Scally & Owens, 2004), infatti a parità di dislivelli tra apice e piede, le conoidi più lunghe presenteranno pendenze minori; il secondo è legato all’indice di Melton e dell’area del bacino (De Scally & Owens, 2004), poiché all’aumentare di quest’ultima, il corso d’acqua presenterà una maggiore densità di tratti a minore pendenza insuffi cienti a trasportare un debris fl ow. In riferimento a diversi autori (Melton, 1965; Kostaschuk et alii, 1987; Pasuto et alii, 1992; De Scally & Owens, 2004) è Tabella 1 – Statistica descrittiva delle caratteristiche morfometriche dei sistemi bacino-conoide a diversa tipologia di trasporto prevalente Variabile Tipo Mediana Media Minimo Massimo Deviazione standard Asimmetria Curtosi Ab (km2) Type I 0.22 0.36 0.04 2.56 0.38 +3.55 +18.23 Type II 2.30 2.81 0.27 11.68 2.21 +2.15 +6.54 Lb (km) Type I 0.96 1.07 0.58 2.93 0.41 +1.90 +5.79 Type II 2.95 2.84 0.79 5.50 1.10 +0.12 -0.22 Ib (°) Type I 29.43 28.75 18.80 37.69 5.13 -0.08 -1.14 Type II 26.54 26.68 18.41 37.55 4.51 +0.41 -0.03 L (°) Type I 0.84 0.90 0.21 3.59 0.51 +2.46 +11.31 Type II 3.09 3.15 0.76 0.75 1.44 +0.41 -0.10 IL (°) Type I 25.34 25.35 13.35 34.74 4.89 -0.29 -0.37 Type II 16.74 17.56 10.26 27.41 4.09 +0.72 +0.05 Br (km) Type I 0.47 0.50 0.20 0.81 0.16 +0.55 +0.53 Type II 0.82 0.79 0.42 1.23 0.19 -0.05 +0.08 Ac (km2) Type I 0.32 0.39 0.08 1.15 0.24 +1.26 +1.03 Type II 1.19 1.63 0.09 6.06 1.55 +1.43 +1.45 Lf (km) Type I 0.45 0.50 0.12 1.27 0.26 +0.82 +0.14 Type II 2.07 2.11 0.78 3.94 0.95 +0.36 -1.05 Ic (°) Type I 8.75 9.52 5.14 19.24 3.12 +0.70 +0.01 Type II 5.08 5.56 1.64 7.25 1.60 -0.80 -0.36 R (km/km) Type I 1.01 1.0 0.36 1.82 0.36 +0.23 -0.82 Type II 0.51 0.55 0.28 0.95 0.17 +0.51 -0.33 Geologia dell’Ambiente • Supplemento al n. 2/2012 269
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