CNR-GNDCI-GRUPPO NAZIONALE PER LA DIFESA DALLE CATASTROFI IDROGEOLOGICHE

Responsabile Linea 3
Università di Genova
Istituto di Idraulica
Via Montallegro, 1
16145 - GENOVA

Premessa

Si ricorda che come già successo negli ultimi anni, l'attività di ricerca di cui si riferisce è stata in parte sostenuta da altri finanziamenti ottenuti dalle UU.OO.: infatti a partire dal 1993, diverse UU.OO. della Linea 3 hanno ricevuto supporto finanziario, la cui dimensione è attualmente superiore a quanto reso disponibile dal Gruppo, per lo sviluppo di ricerche inerenti l'ambiente, sia dalla Comunità Europea che da Enti territoriali italiani.

A partire al 1994 l'attività delle UU.OO. delle linee 1 e 3 del Gruppo sono state organizzate in Progetti Speciali di Ricerca: in Tabella 1 è dato un quadro delle afferenze delle UU.OO. della Linea di cui ho la responsabilità scientifica.

Da molti anni le UU.OO. della Linea 3 operano positivamente con UU.OO. della Linea 1. L'esperienza dei programmi interlinea mostra una efficienza considerevole nell'utilizzazione dei fondi ed è auspicata l'attivazione di programmi interlinea anche con le UU.OO. della altre due linee.

L'attività di ricerca si è articolata in 8 progetti di ricerca, in cui vengono coordinate le attività delle UU.OO. delle due Linee, i quali, a loro volta, sono suddivisi in 5 progetti interlinea, di cui uno, l'ARDI-SIC, è svolto in collaborazione con la Linea 4, ed in 4 progetti specifici. Per ogni progetto sono stati costituite Unità di progetto, che comprende le UU.OO. attive e che sono coordinate da 1 o 2 Unità operative. I responsabili delle UU.OO. di coordinamento sono i coordinatori di progetto.

2. Attività di ricerca non ascrivibili a singole uu.oo.

Nel corso del 1995 alcune attività sono state specifiche dell'intera linea, e non sono pertanto ascrivibili a singole U.O. Esse sono ricordate nel seguito:

1. Nell'ottobre del 1995 è stata costituita una commissione incaricata di provvedere all'elaborazione di un piano di emergenza dell'area del bacino del Fiume Po connesso a situazione d'emergenza derivanti dal rischio-alluvione. E' stata richiesta la collaborazione scientifica del Gruppo, il quale oltre a fornire supporto tecnico-scientifico delle attività della Commissione, ha coinvolto diverse UU.OO. nelle attività in ambito regionale (per la Linea 3 UU.OO. 3.6 e 3.12). Le attività programmate per il 1996 porteranno alla stesura di un piano speditivo di emergenza per il rischio alluvionale nel bacino del fiume Po: nel corso delle riunioni tenutesi nell'ultimo periodo del 1995, sono stati definiti gli scenari di rischio ed è stata valutata della cartografia esistente. In allegato al presente rapporto si riporta il documento relativo agli scenari di rischio (Allegato 1).

. Come programmato nell'anno precedente, si è tenuta la prima sessione della Scuola di Porotezione Civile sul rischio di inondazione, alla quale ha partecipato il Sottosegretario Prof. Franco Barberi, concludendone i lavori. Maggiori informazioni sono fornite nella descrizione dell'attività svolta dall'U.O. 3.29 e nell'Allegato 2 in cui è riportato uno degli elaborati di piano di emergenza, steso dai partecipanti alla Scuola.

3. Durante la settimana dal 13 al 17 Novembre 1995 è stato organizzato presso WARREDOC (WAter Resources Research and Documentatio Center) - La Colombella, Perugia - il workshop di ricerca tra scienziati Statunitensi ed italiani sull'argomento: "Idrometeorologia impatti e gestione delle alluvioni estreme". Al convegno hanno partecipato un gran numero di esperti nel campo dell'idrologia e della gestione delle alluvioni appartenenti alle comunità scientifiche Americana ed Europea. Gli obiettivi dichiarati del workshop erano:

* La presentazione e la documentazione dello stato dell'arte nel settore dell'idroclimatologia, degli impatti e della gestione delle alluvioni estreme in Europa e negli Stati Uniti, con particolare attenzione verso i recenti eventi alluvionali del 1993, 1994 e 1995;

* L'organizzazione e la discussione dei potenziali argomenti di ricerca futura sull'argomento specifico del convegno, specialmente in riguardo alle possibili collaborazioni tra Italia e Stati Uniti;

* La comparazione tra tecniche di intervento strutturale e non strutturale per la prevenzione delle alluvioni, con particolare accento sulle politiche di prevenzione, sulla gestione del rischio e dell'incertezza di eventi catastrofici e sulla mobilizzazione di risorse e istituzioni in caso di eventi idrologici estremi;

* La diffusione dei risultati del convegno ai professionisti ed alle istituzioni europee e statunitensi interessate all'argomento anche a scopo di formnazione nella popolazione di una maggiore consapevolezza e partecipazione in riguardo alla gestione delle inondazioni.

Gli obbiettivi del convegno sono stati raggiunti attraverso la definizione di nove argomenti generali di ricerca scelti tra molti proposti dopo accurata analisi e discussione. Per la diffusione il più immeiata possibile dei risultati è stata scelta la via della creazione di una pagina WEB presso l'istituto di Idraulica (indirizzo: http://www.idra.unige.it/~idromet/workshop/). Tale tecnica ha permesso in maniera alquanto rapida l'organizzazione di un rapporto completo sui risultati del workshop di facile ed immediato accesso e consultazione. In allegato è riportato una sintesi degli interventi al Workshop (Allegato 3)

U.O. 3.1 - Istituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica nell'Italia Centrale (CNR) [Resp. Dott.ssa F. Melone]

L'attività della U.O. 3.1 nel corso del 1995 è stata svolta in numerosi ambiti. Con riferimento al Progetto MIEP:

Þ ha curato l'analisi del processo di trasformazione eccesso di pioggia - portata diretta nell'ottica di sviluppare un modello di preannuncio delle piene in tempo reale che schematizza un bacino idrografico in una serie di sottobacini (con o senza stazione idrometrica) e bacini intermedi, sviluppando un modello semi-distribuito di tipo geomorfologico strutturato in sottobacini. Per utilizzare un criterio oggettivo di disaggregazione, i sottobacini sono stati determinati da tutti i tributari alla scala 1:100.000 sia del canale principale sia di eventuali affluenti caratterizzati dallo stesso ordine di Horton-Strahler alla confluenza. In ogni sottobacino la trasformazione eccesso di pioggia - portata diretta è stato descritta attraverso l'approccio del GIUH mentre per il processo del trasferimento dell'onda di piena lungo le aste principali è utilizzato un approccio diffusivo linearizzato. Le applicazioni fatte per eventi di piena occorsi sul bacino del Torrente Niccone (km² 136.7) hanno evidenziato che tale modello è più affidabile rispetto a quello a parametri concentrati sempre basato sull'approccio geomorfologico. Per analizzare la consistenza del modello semidistribuito, sono stati confrontati gli idrogrammi osservati e stimati nelle sezioni interne, strumentate recentemente, le cui informazioni non sono state utilizzate per la taratura del modello stesso. I risultati ottenuti, anche se basati su uno scarsissimo numero di eventi, hanno evidenziato errori sostanziali nella stima degli idrogrammi. Una possibile causa è la relazione lag-area assunta omogenea in ogni sottobacino. In futuro l'U.O. cercherà quindi di investigare il ruolo del trasferimento dell'acqua lungo le regioni ed i canali per bacini di diverse dimensioni areali e con diverse densità di drenaggio attraverso un approccio basato sull'onda cinematica non lineare.

Þ è continuata l'attività di acquisizione ed archiviazione di particolari eventi di piena relativi al bacino dell'Alta Valle del Tevere (4147 km²) e ad alcuni suoi sottobacini di varie dimensioni areali. E' stata potenziata la strumentazione idrometeorologica operante sul bacino del torrente Niccone (136.7 km²) con 3 idrometri ed 1 pluviometro allo scopo di analizzare gli effetti di variazioni nella configurazione di un bacino sulla risposta idrologica a varie scale e di validare una modellistica di tipo distribuita.

Þ in collaborazione con l'U.O. 1.26, è stato sviluppato un modello concettuale per la stima dell'infiltrazione puntuale su suolo omogeneo, essenzialmente a tessitura fine, associata ad eventi di pioggia discontinui, i quali generalmente causano le piene su medi e grandi bacini. Il modello è in grado di descrivere una serie di cicli infiltrazione-redistribuzione su base temporale continua. Tale modellistica supera la difficoltà dei modelli concettuali noti in letteratura, i quali, anche nelle forme estese, sono validi solo per eventi con evoluzione di intensità di pioggia molto particolare e tali da non produrre praticamente redistribuzione dell'acqua nel suolo.

Nell'ambito della realizzazione di cartografie e modelli sulla pericolosità ed il rischio idrogeologico, e più in particolare da frana:

Þ è stato completato l'archivio geografico contenente le informazioni (uso del suolo, assetto geologico e strutturale, distribuzione dei dissesti, dettagliato modello digitale del terreno, ecc.).

L'archivio geografico copre uniformemente il territorio dell'alto bacino del fiume Tevere (4147 Km2) e verrà utilizzato sia per la realizzazione di modelli idrologici distribuiti.

Un'attenzione particolare è stata posta dal Dott. Guzzetti nell'attività di aggiornamento ed analisi dei dati censiti dal Progetto AVI:

Þ per l'area dell'alto bacino del F. Tevere è proseguita la ricerca di relazioni tra gli eventi idrologici estremi e l'occorrenza di esondazioni o frane con l'obiettivo di definire i tempi di ritorno di eventi potenzialmente pericolosi e le soglie d'allarme a scala regionale;

Þ per le regioni Umbria, Marche, Lazio ed Abruzzi è stato realizzato un catalogo delle aree a più elevato rischio.

Tra le attività "di servizio" prestate dall'U.O. 3.1 bisogna ricordare il notevole sforzo effettuato nella progettazione e realizzazione di un un prototipo di banca dati che provveda a distribuire informazioni, anche di tipo diverso (testi, dati, cartografie ed immagini), in modo automatico attraverso la rete internet. Allo scopo sono stati realizzati dei documenti ipertestuali contenenti informazioni relative alla struttura del GNDCI, alle UU.OO. attive nell'ambito del GNDCI, alle iniziative organizzate o sponsorizzate dal GNDCI (convegni, workshops, scuole, etc.), ai risultati dei principali progetti speciali (AVI, SCAI e VAPI); all'elenco delle oltre 1300 pubblicazioni prodotte. Più di recente, constatata la validità del prototipo, si è deciso di trasformare parte dell'informazione contenuta nei documenti ipertestuali, in veri e propri archivi relazionali interrogabili sia singolarmente che in modo integrato. Allo scopo è stato acquisito un data-base relazionale commerciale (Sybase) ed in collaborazione con il CNUCE di Pisa ed il CCE dell'Università di Perugia è iniziata la fase di trasferimento dell'informazione dagli archivi preesitenti in ambiente Dos o Windows alla nuova struttura relazionale. Si è provveduto a disegnare un modello concettuale di tipo relazionale per lo stoccaggio e l'interrogazione di più archivi relazionali, ad iniziare il trasferimento degli archivi nella nuova struttura dati ed a verificare la congruenza e la correttezza delle informazioni contenute, ed a realizzare un prototipo di interfaccia d'interrogazione e di aggiornamento per alcune delle basi dati disponibili. Data la diversità fra i possibili fruitori del sistema informativo (ricercatori, tecnici delle Amministrazioni Locali, politici ed amministratori) sono stati individuati diversi "profili d'utente". Per ciascuno di questi sono state progettate delle interfacce di complessità crescente (da queries totalmente predefinite a queries libere in linguaggio SQL) che permettano l'interrogazione di tutti gli archivi. Le interfacce d'interrogazione e di aggiornamento sono state realizzate per l'ambiente World Wide Web (WWW) per garantire la più ampia diffusione dell'informazione a costi contenuti. Gli archivi attualmente presenti nel prototipo, seppur di limitata complessità se analizzati singolarmente, costituiscono nel loro insieme un articolato sistema di informazioni fra loro relazionabili. L'interrogazione degli archivi limita l'utilizzo dei dati ad utenti che già conoscano almeno in parte la struttura dei dati ed il contenuto degli archivi stessi. Per superare questa difficoltà iniziata la progettazione di un'interfaccia di navigazione. Questo strumento, permettendo di agire sulle diverse tabelle degli archivi relazionali, dovrebbe fornire risposte a domande, anche complesse, poste da diversi "tipi" di utenti. Scopo dell'interfaccia di navigazione non è tanto quello di trovare specifiche informazioni (allo scopo sono disponibili i moduli d'interrogazione), quanto piuttosto di trovare e suggerire all'utente in quali archivi è presente una certa tipologia d'informazione, come pure di compilare documenti di complessità e struttura variabile in funzione della tipologia e delle caratteristiche dell'utente. Questo complesso strumento ipermediale potrà essere di supporto alla ricerca e rappresentare un ausilio alle decisioni nel campo della pianificazione territoriale e della redazione di piani di emergenza.

U.O. 3.2 - Istituto di Fisica dell'Atmosfera (CNR) [Resp. Dott. A. Mugnai]

L'U.O. ha operato nell'ambito del Progetto METEO: l'obiettivo generale della ricerca è stato lo sviluppo di un metodo integrato per la misura delle precipitazioni tramite tecniche di telerilevamento attivo (radar meteorologici al suolo) e passivo (radiometri alle microonde su satelliti polari), e nella sua applicazione ad eventi di intensa precipitazione sul bacino dell'Arno.

Per quanto riguarda le misure radar, sono state considerate quelle fornite dal radar Doppler e polarimetrico Polar 55C operante in banda C (5.5 GHz), sito nella stazione radar meteorologica di Montagnana a 20 km da Firenze e gestito dal gruppo di Radarmeteorologia dell'IFA in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Firenze. Per quanto riguarda le misure radiometriche, invece, sono state utilizzate essenzialmente quelle fornite dai radiometri del tipo Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I), operanti a quattro frequenze (19.35, 22.235, 37.0 ed 85.5 GHz) ed attualmente montati su satelliti statunitensi del Defense Meteorological Satellite Program (DMSP). L'attività radar si è sviluppata secondo le seguenti direttrici:

1) sviluppo di algoritmi per la stima multiparametrica dell'intensità di precipitazione ed ottimizzazione della stima tramite gli osservabili radar;

2) sviluppo di tecniche di autoconsistenza dei misurabili radar per la calibrazione del radar meteorologico;

3) stima areale tramite radar dell'intensità di precipitazione e confronto con le stime pluviometriche;

4) analisi di algoritmi per la correzione degli errori dovuti alla propagazione e loro validazione sperimentale.

Per quanto riguarda il punto 1), in base alla variabilità fisica dei parametri che caratterizzano la distribuzione delle dimensioni delle gocce, è stata analizzata in simulazione l'accuratezza delle stime dell'intensità di precipitazione che utilizzano o la coppia di osservabili radar "riflettività con polarizzazione orizzontale" e "riflettività differenziale tra le due polarizzazioni", oppure lo "spostamento di fase differenziale" lungo il percorso del fascio radar. Si è quindi proceduto all'ottimizzazione delle differenti stime, ricorrendo eventualmente a loro combinazioni a seconda dell'intervallo di valori dell'intensità di precipitazione preso in esame. In tal modo, per esempio, è stato elaborato un algoritmo affidabile per la stima polarimetrica di bassi valori di intensità di precipitazione.

Per quanto riguarda il punto 2), è stata sviluppata una tecnica di calibrazione del radar meteorologico, verificandone teoricamente ed in simulazione l'accuratezza. Inoltre, utilizzando il radar Polar 55C, è stata verificata l'attendibilità di tale procedura in differenti condizioni meteorologiche anche tramite il confronto con la metodologia convenzionale basata sull'utilizzo di una sfera metallica con sezione di backscattering nota.

Per quanto riguarda il punto 3), sono state prese in esame due differenti metodologie per il confronto della stima areale della precipitazione tramite misure radar e misure pluviometriche. La prima si basa sul confronto puntuale delle misure radar convenzionali e/o multiparametriche con le corrispondenti misure pluviometriche; la seconda, sulla minimizzazione della differenza tra le funzioni di distribuzione delle stime di precipitazione effettuate con i due diversi sensori. Si è quindi proceduto alla verifica sperimentale organizzando una serie di campagne di misure con il radar Polar 55C. I principali risultati ottenuti, che si riferiscono ad un evento temporalesco che ha interessato il bacino dell'Arno durante i giorni 30 e 31 Ottobre 1992, mostrano che la stima radarpolarimetrica (basata cioè sulle riflettività orizzontale e differenziale) risulta più accurata di quella ottenuta tramite la sola riflettività orizzontale e che l'approccio statistico utilizzato dalla seconda metodologia permette un miglioramento significativo nella stima radar della precipitazione.

Per quanto riguarda infine il punto 4), che è particolarmente importante in condizioni di precipitazioni intense, è stata sviluppata una tecnica per la correzione dell'attenuazione assoluta e differenziale degli osservabili radar, che si basa sulla stima dell'attenuazione ottenuta tramite gli stessi

misurabili radarpolarimetrici. L'analisi è stata effettuata su due sottobacini dell'Arno posti a distanza media rispettivamente di 30 e 60 Km dal radar Polar 55C, ha mostrato significativi miglioramenti nel confronto tra le stime radarpolarmetriche e quelle dei pluviometri all'interno dei due sottobacini rispetto al caso in cui non viene applicata alcuna correzione.

Per quanto riguarda l'attività radiometrica, è stato completato lo sviluppo di un algoritmo (denominato IFA-SAP, in quanto ottenuto in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Università La Sapienza di Roma) e utilizzati dati radiometrici alle microonde rilevati da satellite (oppure da aereo) per fornire i contenuti colonnari di acqua e di ghiaccio delle nubi osservate, nonchè l'intensità della precipitazione al suolo da esse prodotta.

L'algoritmo IFA-SAP è stato applicato ad un'ampia serie di eventi precipitativi osservati dal radiometro alle microonde SSM/I con particolare attenzione rivolta agli eventi alluvionali in Liguria nel mese di Settembre 1992 ed in Piemonte all'inizio di Novembre 1994: le stime di precipitazione effettuate tramite l'algoritmo sono risultate, in generale, in ottimo accordo con le misure pluviometriche.

Tramite l'algoritmo IFA-SAP, l'U.O. ha inoltre partecipato con successo a due programmi internazionali per il confronto e la validazione di algoritmi per il telerilevamento delle precipitazioni, a partire dalle osservazioni SSM/I di numerosi eventi precipitativi in diverse regioni della Terra nel corso del 1996.

Per le misure effettuate con il radiometro AMPR, è stato considerato innanzitutto eventi di intensa precipitazione osservati sia dall'AMPR che dal radar polarimetrico CP-2 del National Center for Atmospheric Research (NCAR) di Boulder, Colorado, USA, operante sia in banda S (3 GHz) che in banda X (10 GHz), durante il Convection and Precipitation / Electrification Experiment (CaPE) che si è svolto nell'estate 1991 in Florida. Dal confronto delle misure radar e radiometriche di precipitazione è stato possibile definire le diverse potenzialità dei due sensori e verificare la validità dell'algoritmo IFA-SAP.

L'algoritmo è stato utilizzato per l'analisi di una serie di eventi precipitativi osservati dal radiometro AMPR, congiuntamente al radiometro alle microonde Millimeter-wave Precipitation Radiometer (MIR; operante a 6 frequenze: 89, 150, 183 +/- 1,3,7, e 220 GHz), pure montato sullo stesso aereo ER-2 della NASA, ed al radar Doppler Airborne Rain Mapping Radar (ARMAR), operante a 14 GHz su di un aereo DC-8 della NASA, durante la campagna Tropical Ocean Global Atmosphere - Coupled Ocean- Atmosphere Response Experiment (TOGA-COARE), che si è svolta dal Novembre 1992 al Febbraio 1993 in corrispondenza della cosiddetta "warm pool" nella parte occidentale del settore tropicale dell'Oceano Pacifico. Questi studi sono in corso e formano oggetto di ricerca nel 1996.

Per analizzare le osservazioni SSM/I di eventi precipitativi diversi, l'U.O. ha proceduto a generare nuove basi di dati "nube-radiazione": sono state considerate ed analizzate due ulteriori simulazioni numeriche di eventi precipitativi che ci sono state fornite in base alla nostra collaborazione con la Florida State University di Tallahasse, Florida, USA e con la University of Wisconsin di Madison, Wisconsin, USA.

U.O. 3.20 - Istituto per lo Studio dei Fenomeni Fisici e Chimici della Bassa ed Alta Atmosfera (CNR) [Resp. Dott. F. Prodi]

L'attività di ricerca, svolta in ambito METEO, nel corso del 1995 ha interessato principalmente la previsione meteorologica a bravissima termine (nowcasting), incentrata sullo studio multisensore delle precipitazioni: sono stati utilizzati gli strumenti tipici del remote sensing, radar e satelliti meteorologici, per investigare eventi di precipitazione significativi delle situazioni meteorologiche italiane. Particolare interesse hanno avuto eventi di precipitazione intensa, sia convettiva che stratiforme, che hanno portato al verificarsi di catastrofi idrogeologiche nel nostro Paese. Uno studio preliminare di comparazione di stime di precipitazione ottenute da dati nell'infrarosso termico e da dati nelle microonde è stato condotto su due eventi di precipitazione intensa sul Nord dell'Italia, causa di perdite di vite umane e di gravi danni economici (alluvioni sulla Val Brembana, 23 Agosto 1987 e su Genova, 26-28 Settembre 1992).

I risultati conseguiti hanno mostrato una similarità nei pattern di precipitazione stimati con due sensori e due tecniche sostanzialmente diverse, anche se le stime stesse riflettono le diversità degli approcci usati: statistico-parametrico per l'infrarosso e fisico-statistico per le microonde. Modifiche sono state fatte alle tecniche originali, sia alle microonde che all'infrarosso, sulla base dei risultati ottenuti dai confronti, mostrando che un processo di intercalibrazione è possibile e quindi auspicabile per un miglioramento del remote sensing della precipitazione in una prospettiva di utilizzo operativo. Questo studio, tra i primi ad essere pubblicato dalla comunità scientifica internazionale, può considerarsi un punto di partenza per delineare e costruire tecniche miste che integrino le peculiarità dell'infrarosso geostazionario (alta risoluzione spaziale e temporale) con la notevole quantità di informazioni fisiche contenute nei dati multispettrali alle microonde (riconducibili alla struttura interna della nube osservata).

Parallelamente sono stati condotti studi di intercomparazione delle tecniche di stima nell'infrarosso, validate a terra tramite radar e reti di pluviometri con particolare riguardo ai sistemi nuvolosi frontali non esclusivamente convettivi, che da un lato sono responsabili di disastri idrogeologici nell'Europa centrale e meridionale e, dall'altro non sono ancora stati ben studiati con tecniche ri remote sensing per quanto concerne la precipitazione ad essi correlata.

L'U.O. ha, da ultimo, continuato l'archiviazione delle immagini METEOSAT in modalità continuativa sulle 24 ore creando un archivio prezioso per il GNDCI e ad esso diverse UU.OO. hanno già ripetutamente attinto informazioni utili alla ricerca.

U.O. 3.22 - Centro di studio per l'Interazione Operatore - Calcolatore (CNR) [Resp. Prof. A. Carrara]

Nel corso del 1995, l'U.O. CNR-CIOC di Bologna ha svolto le seguenti attivita' di ricerca:

* definizione e sperimentazione di metodologie per la previsione e mappatura, a scala regionale, della pericolosita' franosa;

* prosecuzione nella raccolta dei dati di base per la realizzazione di una cartografia della pericolosita' idrogeologica dell'alto bacino del Tevere;

* sviluppo di tecniche di cartografia numerica per la generazione e manipolazione di modelli digitali del terreno, ad alta precisione plano-altimetrica, volti sia alla mappatura della pericolosita' franosa, che alla perimetrazione delle aree a rischio di inondazione.

Utilizzando i dati dell'area sperimentale del bacino del Carpina (Umbria), è stata effettuata un'analisi comparata tra metodi e tecniche statistico-probabilistiche diverse intese alla previsione e zonazione della pericolosita' franosa; in particolare, sono stati confrontati i metodi basati su modelli multivariati che utilizzano, come unita' statistica, l'emibacino elementare, e quelli di tipo probabilistico (Bayesiano) che comportano la ripartizione del territorio di studio in unita' omogenee, ottenute della successiva intersezione di tutti le categorie di tutti i fattori di instabilita' acquisiti (unique conditions). I risultati dello studio, che sarà esteso ad altre aree campione hanno già permesso di ottimizzare la programmazione della raccolta dei dati del progetto alto Tevere di seguito ricordato.

In collaborazione con l'U.O. 3.1 del CNR di Perugia, l'U.O. ha creato una banca-dati dei fattori geologico-geomorfologici volti alla valutazione e mappatura della pericolosita' franosa e da esondazione del territorio dell'alto bacino del Tevere.

Sono state infine condotte analisi comparate dei piu' diffusi metodi per la generazione di DTM ad alta precisione, nonche' stimato l'errore insito nei parametri morfologici, in funzione dell'imprecisione dei DTM da cui questi sono derivati.

Alla luce dei nuovi impegni che il GNDCI si e' assunto nei confronti della Protezione Civile, con particolare riferimento all'individuazione delle aree vulnerabili del territorio nazionale, le metodologie di mappatura a scala regionale del rischio di frana e di alluvione trovano impiego sia per studi sperimentali di aree pilota che per progetti a piu' ampio respiro, quali la zonazione di intere regioni.

U.O. 3.6 - Dipartimento di Ingegneria Idraulica ed Ambientale (Univ. di Pavia) [Resp. Prof. L. Natale]

L'attività svolta dall'U.O. 3.6 nel corso del 1995 si inquadra nell'ambito dei progetti ARA-PIN, ARA-COD e ARA-SBAR.

Al Prof. Natale è affidato l'incarico di coordinare, insieme al Prof. Versace (U.O. 1.15) il progetto ARA-PIN sulle aree a rischio di alluvione - piene ed inondazioni, che ha lo scopo di fornire al Dipartimento per la Protezione Civile le linee guida per la stesura dei piani di protezione civile per il rischio idraulico: esso è costituto da un rapporto generale di sintesi e da una serie di rapporti specialistici.

Nell'ambito del progetto, l'attività di ricerca ha riguardato principalmente la modellazione fisica dei fenomeni di inondazione su campi mono e bidimensionali e la collaborazione alla predisposizione, con il coordinamento U.O.1.15 di Cosenza, delle Linee guida per l'attuazionedei programmi di previsione e prevenzione del rischio idrogeologico.

Il progetto ARA-COD (Aree a Rischio di Alluvione: Colate Detritiche) ha riguardato l'indagine del comportamento dinamico delle valanghe di neve: sperimentale, con acquisizione e interpretazione di dati riguardanti le caratteristiche generali del fenomeno alla scala reale, e modellistico-matematica. Dal 1993 l'U.O. ha in corso uno studio dei fenomeni valanghivi, con particolare riguardo alle valanghe di tipo radente o denso, finalizzato alla messa a punto di strumenti di calcolo da utilizzarsi per la mappatura del rischio valanghivo. Detta ricerca, di tipo sperimentale, svolta in collaborazione con il Centro Sperimentale Valanghe e Difesa Idrogeologica di Arabba della Regione Veneto con il quale è stata stipulata una convenzione nell'aprile del 1994 ha condotto al progetto e alla realizzazione, presso il sito valanghivo del M.te Pizzac, di una installazione sperimentale per il rilievo delle valanghe di neve. La struttura, sulla quale sono stati disposti diversi strumenti atti a rilevare le principali caratteristiche cinematiche e dinamiche del fenomeno, ha consentito la registrazione di alcuni eventi valanghivi. L'analisi dei risultati, anche con l'impiego dei modelli matematici sviluppati, ha consentito una prima interpretazione di aspetti tipici del fenomeno e costituisce un notevole arricchimento delle attuali conoscenze visto il limitato numero di misure sperimentali tutt'oggi a disposizione. Nella simulazione matematica dei fenomeni sono state impiegate relazioni di resistenza al moto derivate dalle teorie collisionali dei materiali granulari sviluppate nel corso della collaborazione con il Prof. J. Jenkins (Cornell University). Il modello di calcolo verrà impiegato dal ricercatori della Cornell University per l'analisi dei risultati delle esperienze di caduta di ammassi granulari condotte presso la Granular Facility di tale Università con i quali sono in atto rapporti di collaborazione.

Per il progetto ARA-SBAR la U.O. è continuata la collaborazione con l'U.O. 1.9 del C.U.G.R.I. per continuare a fornire il supporto tecnico al Servizio Nazionale Dighe nell'esame degli studi richiesti a norma delle Circolari 1125/86 e 352/87, e per proporre dei miglioramenti alla normativa tecnica in materia. E' stata ultimata la realizzazione di un sistema di archiviazione informativo in grado di consentire la catalogazione ed il continuo aggiornamento dei dati riguardanti i risultati dell'analisi degli studi delle onde di sommersione eseguiti sugli sbarramenti ubicati su tutto il territorio nazionale e richiesti dalla normativa italiana. L'archivio permette di archiviare ed elaborare anche i dati generali riguardanti gli sbarramenti; questi dati sono progressivamente aggiornati con i dati contenuti nei volumi ANIDEL. La banca dati è realizzata in ambiente Windows con il software Access.

A fianco delle attività principali sono state svolte attività collaterali che hanno interessato diversi temi:

* studio di modelli stocastici delle magre, con lo scopo di fornire un modello di distribuzione di probabilità dei minimi annui delle portate medie giornaliere in grado di interpretare il fenomeno delle magre fluviali in un bacino fortemente antropizzato.

* sviluppo di un modello di tipo stocastico delle portate medie giornaliere nella sezione di chiusura del bacino del fiume Po a Pontelagoscuro. Il modello di simulazione, il cui criterio di costruzione è di tipo empirico, riproduce le diverse componenti dell'idrogramma dei deflussi.

* è stata avviata una collaborazione con il Servizio Opere Idrauliche e Difesa del Suolo (OIDS) della Regione Lombardia per individuare le procedure di riorganizzazione dei servizi di polizia idraulica e di sorveglianza di piena.

* sono stati presi in considerazione elaborati tecnici e progettuali interessanti diverse aree della Lombardia (Bacino del Fiume Adda, Bacino dell'Oglio, Oltrepo' Pavese, Bacino del T. Seveso). Lo studio ha portato alla identificazione di grandi aree di riferimento per le quali sono state dedotte relazioni di pratica applicazione per la stima delle portate di piena.

I ricercatori della U.O.3.6 si sono resi disponibili in qualità di esperti del Dipartimento della Protezione Civile per sopralluoghi in occasione di eventi calamitosi e partecipano al gruppo di lavoro per la preparazione del Piano Speditivo di Emergenza per il Bacino del Po e alla attività intrapresa dall'Autorità di Bacino del fiume PO per la formazione delle Carte delle Aree Inondabili che hanno recepito le proposte derivate dalle esperienze del GNDCI.

Proseguendo una attività ormai in atto da tempo, nel corso del 1995 l'U.O. ha curato l'organizzazione del corso di aggiornamento "Analisi del Trasporto di Inquinanti Passivi nel Sottosuolo con il Codice di Calcolo Tridimensionale DEDALE 3-D" (10-13 Aprile 1995) rivolto a ricercatori e professionisti su argomenti di interesse del GNDCI. Ha inoltre curato l'organizzazione della Giornata di studio: "Il Controllo delle Situazioni a Rischio Idraulico e Geologico", in collaborazione con la Prefettura di Pavia, Pavia, 1 dicembre 1995 ed ha collaborato alla organizzazione della sessione '95 "Neve e Valanghe" della Università Europea d'Estate predisposta dal Pole Grenobloise des Risques Naturelles.

U.O. 3.11 - Istituto di Idraulica (Univ. di Palermo) [Resp. Prof. M. Santoro]

L'attività dell'U.O. 3.11 nel corso del 1995 è stata principlamente indirizzata allo studio delle esondazioni sia nelle aree esterne sia all'interno dei centri abitati. Sono stati messi a punto due codici di calcolo, successivamente utilizzati, per la simulazione di un caso reale di inondazione di aree extraurbane verificatosi in Sicilia nel 1991, e per la determinazione della entità ed estensione delle superfici interessate da un evento disastroso che potrebbe colpire la zona urbana di Palermo.

Per quanto concerne le zone rivierasche, si è ritenuto opportuno mettere a punto un adeguato codice di calcolo al fine di poter ottenere una pianificazione ed ottimizzazione nella delimitazione delle aree di nuovi insediamenti in zone a rischio di esondazione, e nella eventuale definizione di interventi di salvaguardia. Il modello messo a punto, seguendo la strada intrapresa da altri ricercatori, trascura, nell'equazione del moto, i soli termini di inerzia convettiva: in tal modo il modello si mantiene iperbolico e ne viene approntata una soluzione agli elementi finiti di tipo implicito. Esso risulta così particolarmente flessibile e robusto in termini di convergenza, con la possibilità di una notevole adattabilità ai casi di geometria complessa. Le applicazioni ai casi reali, nei quali sono presenti discontinuità di vario genere, hanno messo in evidenza la necessità di apportare alcune integrazioni al codice di calcolo, sopratutto in corrispondenza di zone a notevole pendenza, come ad esempio quelle presenti in prossimità dell'alveo. L'affidabilità del modello stesso è stata valutata tramite lo studio di due schemi geometrici differenti: un primo caso ha fatto riferimento alla sommersione di un campo quadrato piano nel quale, attraverso opportune aperture, viene immessa una portata crescente nel tempo, mentre in un secondo caso è stata studiata la propagazione in una sezione fluiviale a geometria complessa. In entrambi i casi i risultati sono apparsi molto soddisfacenti.

L'attività di ricerca è proseguita con lo studio di un caso applicativo per il quale si avevano a disposizione numerosi elementi di conoscenza. Si tratta in particolare dell'evento alluvionale che nel 1991 allagò la Piana di Licata (AG). I risultati ottenuti hanno mostrato un buona capacità del modello a ricostruire il fenomeno inondativo; infatti, sia in termini di estensione delle aree allagate che in termini di altezze idriche simulate, i dati in uscita confermano una decisa affidabilità e robustezza dell'algoritmo messo a punto, anche se si è ritrovata una certa dipendenza dei risultati simulati dai parametri fisici del modello come la scabrezza idraulica delle aree.

Per quanto riguarda le zone interne ai centri abitati il lavoro svolto riguarda lo studio dei fenomeni d'allagamento urbano, con particolare riferimento a quanto avvenuto nella città di Palermo. Prendendo spunto dall'evento alluvionale che nel 1931 devastò la città, in relazione alla situazione dell'area urbana a quella data, ritraibile da mappe e foto dell'epoca, è stato messo a punto un modello numerico zero-inerzia, sviluppato al fine di consentire il calcolo delle altezze idriche in prefissati punti di un' area urbana interessata da inondazione generata dall'esondazione di corsi d'acqua siti in prossimità dell'insediamento. Si è ipotizzato che la rete fognaria sia da considerare già satura all'inizio dell'evento, e che l'immissione dei volumi di inondazione avvenga localmente in corrispondenza di punti prefissati. La rete stradale viene rappresentata come una rete di canali, di sezione rettangolare, a maglie chiuse. L'area urbana viene, sostanzialmente, schematizzata tramite un insieme di nodi, ciascuno con la propria area di influenza, collegati l'uno all'altro attraverso rami, che costituiscono le strutture di convogliamento della portata.

Il modello ha consentito di delimitare le zone che nel 1931 hanno subito allagamenti: i risultati ottenuti, pur essendo stato il modello calibrato esclusivamente con parametri reperiti in letteratura, trovano ottimo riscontro con le indicazioni fornite dagli storici.

Il metodo così definito è stato successivamente utilizzato per simulare la dinamica di una inondazione che, considerata l'attuale configurazione della città, potrebbe verificarsi a Palermo con il riproporsi di un evento eccezionale di entità paragonabile a quello considerato. La simulazione svolta conduce ad affermare che la città di Palermo continua ad essere esposta ai pericoli di una eventuale alluvione: la capacità di convogliamento dei canali di gronda oggi esistenti è infatti alquanto modesta in conseguenza del loro pessimo stato di manutenzione.

U.O. 3.12 - Dipartimento di Ingegneria Civile (Univ. di Firenze) [Resp. Prof. I. Becchi]

L'attività dell'U.O. 3.12 nel corso del 1995 è stata svolta nell'ambito dei progetti PIEM (PIani di EMergenza), coordinato dal responsabile dell'U.O. stessa, VAPI e ARA-PIN.

In ambito PIEM, oltre al coordinamento generale del progetto, l'U.O. si è principalmente occupata della messa a punto di metodologie per il monitoraggio degli stati di rischio idrogeologico per il bacino dell'Arno, con il fine principale di sperimentare un sistema integrato di acquisizione ed elaborazione dati per il monitoraggio del bacino del fiume Arno, verificando la possibilità di prevedere condizioni critiche di piena con un tempo di preavviso sufficiente per organizzare efficienti piani di Protezione civile.

Relativamente al progetto VAPI, l'area oggetto di studio ha compreso i bacini toscani relativamente all'area di competenza del Servizio Idrografico e Mareografico di Pisa, nei quali l'obiettivo principale è la raccolta dei dati idrologici e l'organizzazione di un sistema informativo di archiviazione ed elaborazione, avente come fine una caratterizzazione geomorfologica e topologica dei bacini considerati, per la redazione del rapporto regionale e per il contributo alla sintesi nazionale.

Riguardo al Progetto ARA-PIN, l'obiettivo principale è la definizione di standard di raccolta dati per la redazione di rapporti riguardanti eventi estremi.

E' proseguita inoltre la collaborazione con il Department of Civil and Environmental Engineering, del Massachusetts Institute of Technology; in particolare bisogna ricordare che con il supporto del progetto "WEEL", sotto l'egida del programma comunitario Human & Capital Mobility, sono state attivate presso il PIN - Centro Studi Ingegneria di Prato, le sperimentazioni riguardanti la modellazione distribuita afflussi - deflussi in tempo reale, già iniziate presso il M.I.T. nell'ambito del Progetto Arno, sviluppata in ambiente UNIX su workstation e anche in ambiente Windows - NT su piattaforma AXP (DEC Alpha-Pc).

Sempre in tale ambito viene condotta un'attività di ricerca volta alla caratterizzazione delle precipitazioni convettive e allo studio del potenziale utilizzo dei modelli meteorologici per la derivazione di parametri indicativi di condizioni favorevoli allo sviluppo di tale tipo di precipitazioni. Parametrizzazioni dello strato limite atmosferico, modelli di processi convettivi, modelli meteorologici a media scala sono le fonti di tali potenziali indicatori: l'utilizzo di previsioni qualitative e quantitative dei campi di pioggia viene poi valutato esaminando in particolare la distorsione della risposta idrologica legata a tali previsioni.

Nell'ambito del Progetto VAPI, un aspetto fondamentale su cui si è concentrata l'attività di ricerca è il legame tra le caratteristiche delle serie storiche di precipitazioni giornaliere e quelle ricavabili da registrazioni pluviometriche. Sulla base di serie di dati pluviografici, digitalizzati alla massima risoluzione compatibile con le caratteristiche degli apparecchi, si sono effettuate analisi statistiche mirate ad approfondire le motivazioni fisico-climatiche che producono significative disomogeneità di comportamento tra le varie stazioni. A tale scopo si è cercato di introdurre e mettere a punto nuove tecniche di indagine tese in particolare a fornire elementi di collegamento tra il comportamento statistico delle precipitazioni e i principali parametri fisico-climatici del territorio. In questo ambito, simulando gli scenari più comuni in termini di risorse informative, si indaga la potenzialità nella stima della probabilità spazio-temporale di non pioggia, da una parte, di modelli lineari multiregressivi su variabili climatiche puntuali e geo-orografiche e, dall'altra, delle reti neurali.

U.O. 3.15 - Dipartimento di Ingegneria Elettronica (Univ. di Firenze) [Resp. Prof. D. Giuli]

Le ricerche svolte dall'U.O. 3.15 rientrano in un piano mirato alla utilizzazione ottimale dei dati radar polarimetrici in un contesto idrologico, utilizzando il sistema radar completamente polarimetrico (POLAR 55C), situato a Montagnana (Firenze) per la effettuazione delle ricerche.

- Analisi del problema del campionamento e della ricostruzione dei campi di precipitazione ottenuti mediante radar meteorologici. Si sono ottenute espressioni analitiche concernenti le condizioni ottimali di integrazione sia temporale che spaziale delle eco radar meteorologiche al variare della dinamica del processo di precipitazione, sotto l'ipotesi di stazionarieta di quest'ultimo per la durata di osservazione radar;

- Analisi della precisione ottenibile nei parametri radar meteorologici utilizzando trasmissione alternata di polarizzazioni linari a + - 45. I risultati ottenuti indicano che mediante questa tecnica è possibile ottenere una maggiore precisione nella stima del parametro riflettività differenziale a parità di tempo di osservazione;

- Analisi e definizione di un algoritmo di dealiasing delle mappe radar di velocità Doppler media in presenza di forte clutter di terra. Si sono analizzati diversi tipi di algoritmi di dealiasing della velocità media, verificando pesanti limiti nel funzionamento in ambiente fortemente corrotto da clutter, quale è quello operativo del POLAR 55C. Si è definito e provato su dati sperimentali del POLAR 55C un algoritmo di dealiasing basato su un preesistente algoritmo, di cui sono stati resi adattivi alcuni parametri di controllo. Tale algoritmo è in grado di correggere il fenomeno di aliasing anche in presenza di mappe radar con più del 50% di dati inaffidabili a causa di clutter o di occultamento del fascio di antenna radar;

- Definizione ed analisi delle prestazioni di una nuova tecnica di inversione tomografica a microonde per la ricostruzione ed il monitoraggio di mappe di precipitazione su area limitata. Sono state analizzate le prestazioni di una nuova tecnica di inversione basata sulla generazione pseudocasuale di soluzioni composte da modelli di celle elementari, seguita da ricerche locali di minimo di un prestabilito funzionale di errore: la tecnica converge a soluzione mediante raffinamenti iterativi e ricerche di tipo ad albero di un set di soluzioni ottimali di partenza. Le prestazioni sono state esaminate riferendosi a campi di precipitazione "veri" ottenuti da misure radar convertite in tasso di pioggia. Esse hanno rivelato una velocità media di convergenza alle soluzioni ed una precisione della stima del tasso di pioggia (soprattutto in termini di valore medio sull'area monitorata) maggiori rispetto a tecniche di inversione deterministiche precedentemente proposte.

U.O. 3.16 - Istituto di Idraulica (Univ. di Genova) [Resp. Prof. P. La Barbera]

L'attività di ricerca dell'U.O. nel corso del 1995 si è sviluppata in ambito METEO e MIEP.

Il Prof. La Barbera ha svolto la funzione di coordinatore generale del progetto METEO.

L'attività di ricerca dell'U.O. è stata principalmente volta allo sviluppo di un modello di generazione random del campo di precipitazione che preservi le caratteristiche statistiche e strutturali dei campi di pioggia osservati e vincolato alle osservazioni multisensore. La necessità di comprendere il contenuto informativo specifico dei diversi sensori allo scopo della determinazione delle caratteristiche statistico-strutturali del campo di precipitazione alle diverse scale ha permesso di individuare un ulteriore obiettivo dell'attività dell'U.O. In particolare, per la generazione sintetica del campo di precipitazione, si è reso necessario individuare criteri di coerenza tra le scale di osservazione e quelle di simulazione e determinare l'eventuale trasferibilità dei parametri a scale differenti. E' stata inoltre evidenziata la possibilità di confrontare ed integrare , sulla base di un'analisi di coerenza statistica, osservazioni effettuate nel dominio dello spazio (tipicamente radar e satellite) ed osservazioni puntuali nel dominio del tempo (pluviometri).

La generazione sintetica di un campo aleatorio gaussiano a media nulla e varianza unitaria è stata realizzata mediante il Metodo della Trasfomate Dirette di Fourier. Questo metodo ha permesso di rappresentare una struttura correlata nel dominio spaziale, attraverso una struttura non correlata nel dominio delle frequenze.

Il campo random viene trasformato in un campo random attraverso una funzione di trasformazione appropriata tale da presentare una distribuzione di probabilità mista, cioè da permettere di tenere conto di una percentuale data di valori nulli ed una data distribuzione di probabilità per i valori diversi da 0.

Il passo successivo è stato quello di condizionare la generazione sintetica del campo di precipitazione alle osservazioni a natura puntuale registrate dalle stazioni pluviometriche a terra. Tale scopo è stato ottenuto tramite la sovrapposizione del campo ottenuto (processo gaussiano con data struttura di correlazione), con una soluzione indipendente del problema, ottenuta dalla convoluzione di un impulso localizzato presso la stazione pluviometrica di ampiezza tale che, il campo somma delle due componenti, rinormalizzato in maniera tale da mantenere invariati i parametri assegnati, presenti il corretto valore misurato presso la stazione stessa.

Nell'ambito del Progetto MIEP, l'U.O. 3.16 ha curato la formulazione, lo sviluppo e l'implementazione di un modello idrologico afflussi-deflussi di tipo distribuito, basato su informazioni geomorfologiche gerarchizzate e ricavate in forma automatica da Sistemi Geografici Informativi `idrologicamente orientati', finalizzato alla valutazione degli effetti al suolo degli eventi di precipitazione intensa nei medio-piccoli bacini idrografici tipici del comprensorio appenninico ligure. Il modello, strutturato per una formulazione `ad evento' della trasformazione afflussi-deflussi in bacini ad elevate pendenze e con strati di suolo permeabile sottili sui versanti, utilizza un approccio geomorfologico che fornisce, in forma automatica per ogni elemento del reticolo di drenaggio `space-filling', una stima delle caratteristiche delle aste torrentizie e le direzioni di scorrimento superficiale del runoff.

U.O. 3.21 - Istituto di Sistemazioni Idraulico-Forestali (Univ. di Bari) [Resp. Prof. S. Puglisi]

L'attività dell'U.O. 3.21 è stata principalmente volta al reperimento di informazioni attinenti le esondazioni dei centri costieri della provincia di Bari: è stato realizzato un elenco degli eventi che hanno provocato danni consistenti alle persone o alle cose, a partire dal dopoguerra fino alla fine dello scorso decennio, facendo riferimento ai quotidiani nazionali, a pubblicazioni scientifiche e soprattutto al quotidiano locale, la "Gazzetta del Mezzogiorno".

L'U.O. ha concentrato la sua attenzione sul bacino del Torrente Lama Giotta, che in diverse occasioni ha inondato l'importante frazione Torre a Mare, a sud di Bari, il bacino oggetto di indagine; utilizzando foto aeree relative a diverse epoche, è stata avviata l'analisi delle differenti destinazioni d'uso del territorio interno al bacino oggetto di indagine, ai fini della valutazione dell'influenza di alcune politiche di sviluppo (urbanizzazione, estensivazione di colture protette, ecc.) sul regime dei deflussi.

U.O. 3.24 - Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-Forestali (Univ. di Padova) [Resp. Prof. S. Fattorelli]

L'attività dell'U.O. 3.24 nel corso del 1995 si è svolta nell'ambito dei Progetti di Ricerca MIEP e METEO.

Þ In ambito MIEP l'attività si è concentrata sull'affinamento di modelli e tecniche per la previsione in tempo reale dei deflussi di piena e si è articolata nell'identificazione automatica del reticolo idrografico con analisi di sensibilità della schematizzazione basata sull'ordinamento di Strahler nei confronti del valore di area critica impiegato per la determinazione dell'estensione del reticolo idrografico e nell'aggiornamento automatico dei parametri e delle variabili di stato nei modelli utilizzati per la previsione in tempo reale dei deflussi.

L'analisi di sensibilità ha evidenziato una notevole sensibilità della schematizzazione strahleriana nei confronti del valore di area critico impiegato per la determinazione dell'estensione del reticolo, suggerendo una particolare attenzione nell'interpretazione dei risultati dell'analisi geomorfologica, soprattutto quando questi vengono utilizzati per la determinazione della risposta idrologica dei bacini.

Nel corso del 1995 sono continuate le indagini relative all'aggiornamento `on line' dei parametri e delle variabili di stato di un modello idrologico utilizzato per la previsione dei deflussi di piena. Il modello idrologico è costituito dalla combinazione di un PDM (probability Distributed Model), utilizzato per l'identificazione della frazione efficace degli apporti meteorici, e di un idrogramma unitario, identificato su base geomorfologica con riferimento alla funzione di ampiezza. Sono state confrontate tre tecniche di tipo adattativo per l'aggiornamento in tempo reale : le prime due tecniche fanno uso della calibrazione `on line' dei parametri, e si differenziano fra loro per il numero dei parametri che vengono coinvolti nella calibrazione (un solo parametro nella prima e due nella seconda) ; la terza è invece basata sull'utilizzazione di un filtro di Kalman esteso e richiede la preventiva formulazione del modello in termini di variabili di stato. Il modello è stato applicato su una serie di eventi di piena relativi al bacino del Bacchiglione (1400 km²). Il limite più evidente della modellazione conseguita è costituito dalla elevata varianza di stima della precipitazione media areale assegnata come variabile di input, e la sua scarsa rappresentatività come valore aggregato. Questi limiti sono tuttavia comuni alla quasi totalità delle applicazioni idrologiche in tempo reale. I risultati sono stati conseguiti nella forma di `real time' simulato, e sono stati analizzati statisticamente per prefissati orizzonti temporali di previsione.

Il confronto indica che l'aggiornamento basato sulla calibrazione di un solo parametro offre risultati simili a quelli conseguiti tramite l'utilizzazione del filtro di Kalman esteso. Questo risultato è dovuto alla sostanziale equivalenza di questi due approcci. Infatti il parametro calibrato è costituito dal grado di saturazione del bacino all'istante iniziale, e quindi la calibrazione on line di tale valore rappresenta, più propriamente, una reinizializzazione del modello. Risultati comparativamente meno accurati sono stati conseguiti utilizzando una tecnica di calibrazione basata sull'aggiornamento dei due parametri .

In ambito METEO l'attività è stata finalizzata alla definizione di un sistema di elaborazione dei dati radar di riflettività per la stima della precipitazione al suolo in corrispondenza di bacini idrografici caratterizzati da un complesso rilievo orografico. In particolare, si è reso necessario comprendere l'influenza della variabilità lungo la verticale del profilo di riflettività sulla stima dell'intensità di pioggia al suolo. A questo fine sono state utilizzati sia esperimenti tipo Monte Carlo, con generazione di osservazioni radar di eventi di pioggia simulati, che analisi sperimentali di eventi osservati tramite il radar meteorologico di Monte Grande (CSIM, Regione Veneto). E' proseguita l'indagine sulla validazione di una procedura per l'identificazione `on line' del profilo verticale di riflettività (PVR) e per la correzione dei corrispondenti errori nella stima della intensità di precipitazione al suolo. L'utilizzazione di tale procedura ha consentito di effettuare la stima della riflettività al suolo quando siano note le misure di riflettività in atmosfera in corrispondenza di almeno due elevazioni di antenna.

Per quanto riguarda la metodologia di generazione sintetica delle osservazioni, l'ambiente di simulazione è stato concepito secondo i seguenti passi:

1) generazione della distribuzione spazio-temporale dell'intensità di precipitazione sull'area di osservazione. Per ciascun istante temporale viene generata la distribuzione tridimensionale della intensità di precipitazione e del tipo di meteora (se solida o liquida) . Particolare attenzione è stata attribuita alla corretta modellazione del profilo di precipitazione verticale (sono stati descritti eventi di tipo stratiforme) ed alla corretta interpretazione e rappresentazione dei complessi fenomeni che, a livello microfisico, hanno luogo nella fascia dove ha luogo lo scioglimento dell'idrometeora.

2) Generazione delle osservazioni radar associate alle distribuzioni di precipitazione precedentemente generate. Anche in questo caso, l'attenzione è stata concentrata sulla corretta simulazione del comportamento elettromagnetico delle idrometeore in via di scioglimento.

3) Utilizzazione delle osservazioni radar così generate per l'identificazione del PVR, e successiva correzione e stima della precipitazione al suolo. I valori così calcolati vengono confrontati con quelli generati al primo passaggio.

La validazione della procedura, differenziata in relazione all'utilizzazione di radar caratterizzati da diverse lunghezze d'onda, ha fornito preziose indicazioni sulla possibilità di correggere la forte sovrastima locale associata alla presenza di bright-band. E'stato anche mostrato come minore sia il miglioramento conseguibile con l'applicazione della procedura di correzione per valori di distanza dal radar cui corrispondono osservazioni radar relativi a porzioni d'atmosfera interessate da precipitazione solida.

La validazione sperimentale (svolta su osservazioni radar reali) ha interessato tre eventi di precipitazione osservati nel 1992 e 1993. I risultati ottenuti hanno mostrato come i miglioramenti conseguibili con la tecnica di correzione per gli effetti del PVR, notevoli quando si possa disporre di elevazioni d'antenna abbastanza diverse fra loro, siano minori quando la struttura orografica e la ridotto altezza della quota delle nubi precipitanti obbligano ad utilizzare, per l'identificazione del PVR, alzi d'antenna poco diversi fra loro. In queste situazioni, migliori risultati possono probabilmente essere conseguiti utilizzando procedure di identificazione locali in grado di utilizzare un numero maggiore di alzi d'antenna.

U.O. 3.28 - Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Telematica (Univ. di Genova) [Resp. Prof. R. Minciardi]

L'attività di ricerca dell' U.O. 3.28 [Resp. Prof. R. Minciardi] ha riguardato:

1) Revisione del software per la ricezione delle immagini Meteosat: la scrittura del software di ricezione si è resa indispensabile a seguito della decisione, maturata in ambito EUMESAT, di criptare la quasi totalità delle immagini multispettrali ad alta risoluzione diffuse dal Meteosat; è stato necessario sostituire parte dell'unità ricevente con altra adeguata ad ospitare l'unità di decodifica e la conseguente riscrittura del codice di governo dell'unità ricevente e del codice per il salvataggio e ripristino delle "chiavi di decriptaggio. Tutto ciò al fine di disporre di un numero elevato di dati relativi a situazioni reali di emergenza con cui validare le tecniche sviluppate nell'ambito di questo progetto di ricerca, e riguardanti l'elaborazione delle immagini satellitari e l'integrazione delle informazioni provenienti da sensori diversi.

2) Sviluppo e perfezionamento di algoritmi per l'individuazione, l'inseguimento e la predizione dell'evoluzione di aree (nelle immagini Meteosat) caratterizzate da una elevata probabilità di precipitazione: le tecniche individuate negli anni precedenti, pur fornendo risultati soddisfacenti per quel che riguarda la stima dei parametri roto-traslazionali dell'evoluzione delle aree di (probabile) intensa precipitazione, si sono dimostrate non completamente adeguate a descrivere le deformazioni del contorno di tali aree. Nel corso delle precedenti fasi della ricerca, erano stati sviluppati alcuni metodi per la determinazione dell'evoluzione temporale di zone ad alta probabilità di precipitazione intensa, individuate, in una sequenza di immagini Meteosat, per mezzo di opportune tecniche di segmentazione. In questo ambito, durante l'anno 1995, sono stati affrontati due diversi aspetti:

- Il primo è quello della determinazione di una classe di funzioni interpolanti necessarie per la definizione dell'algoritmo di previsione.

- Il secondo aspetto riguarda la possibilità di migliorare la stima dei parametri che descrivono le deformazioni subite dalle zone ad alta probabilità di precipitazione.

In una versione preliminare della procedura, l'evoluzione delle zone suddette veniva stimata a partire da un insieme di parametri globali derivati dal confronto di due diverse zone corrispondenti in due immagini consecutive. Su tale base, è stata sviluppata una tecnica che si è dimostrata valida per la stima dei parametri roto-traslazionali del moto, nonché delle variazioni di scala subite dalle zone in questione. Tale approccio ha tuttavia evidenziato limiti per quanto riguarda la descrizione delle deformazioni che possono interessare il contorno delle aree considerate. Allo scopo di porre rimedio a tale inconveniente, per la descrizione del movimento, rappresentato finora in termini di matrici di rotazione/ deformazione lineare e di vettore di traslazione, è stato ulteriormente impiegato un campo vettoriale 'di spostamento'. Tale campo è individuato dall'insieme dei vettori di spostamento di alcuni punti 'guida' selezionati sul contorno della zona considerata.

L'U.O. ha quindi ottenuto miglioramenti significativi, rispetto alle tecniche precedentemente utilizzate; le prestazioni della procedura sviluppata sono state valutate mediante esperimenti su sequenze di immagini reali provenienti da satellite Meteosat, ed è stato verificato che l'algoritmo proposto fornisce stime affidabili dei parametri di movimento delle zone di interesse.

3) Identificazione di campi di pioggia attraverso l'integrazione di dati provenienti da sensori diversi: in un primo tempo, è perseguita l'attività sviluppata nel corso degli anni precedenti, relativa al problema dell'integrazione dell'informazione proveniente da due soli sensori: i) i pluviometri; ii) le immagini fornite dal satellite geostazionario Meteosat. A questo proposito, è stata sviluppata una tecnica in cui la determinazione del campo di pioggia viene ottenuta risolvendo un problema di massimizzazione della coerenza (che può essere impostato come un problema di programmazione matematica di tipo quadratico) dei dati provenienti dalle due diverse fonti di informazione, tenendo conto delle loro differenti tipologie e affidabilità. E' da notare che la procedura di integrazione vera e propria è preceduta da una fase preliminare di 'taratura' delle informazioni fornite dalle immagini Meteosat mediante le misure pluviometriche relative all'area sottostante la regione precipitante individuata su tali immagini.

In un secondo tempo, sono state prese in considerazione anche le informazioni provenienti dal sensore radar. E' attualmente in corso di svolgimento una indagine preliminare, avente come obiettivo l'integrazione di dati provenienti da immagini Meteosat, da radar, e da pluviometri, sempre allo scopo di fornire una stima dei campi di pioggia basata sulla massimizzazione della coerenza fra i diversi sensori. La procedura di integrazione è attualmente in corso di validazione per il medesimo evento di precipitazione intensa considerato in precedenza nel caso di integrazione di due soli sensori.

E' inoltre attualmente in corso di definizione un nuovo approccio in cui il problema della determinazione dei campi di pioggia non è impostato solamente come un problema di massimizzazione della coerenza, ma anche come un problema riguardante la determinazione delle caratteristiche di tipo statistico-strutturale di tali campi. A tale fine, è allo studio la possibilità di modellare il processo considerato con l'ausilio dei multifrattali stocastici e con l'aiuto di tecniche di analisi geostatistica. I risultati ottenuti dalla procedura di stima dei campi di pioggia sono stati validati generando diagrammi di portata simulati, mediante l'applicazione di un modello di afflusso/deflusso, e confrontando tali diagrammi con quelli effettivi registrati in occasione di eventi specifici. Tale validazione è stata effettuata in modo completo e soddisfacente per quanto riguarda l'integrazione dei dai pluviometrici con quelli provenienti da immagini Meteosat, ed in modo ancora preliminare per quanto riguarda l'integrazione dei dati provenienti da tutti e tre i sensori considerati (cioè incluso il radar).

U.O. 3.31 - Water Resources and Research Documentation Center (Univ. Italiana per Stranieri - Perugia) [Resp. Dott. K. Andah]

Per quanto riguarda l'attività sperimentale di campo, sono state individuate le grandezze da monitorare e, dopo aver effettuato i dovuti sopralluoghi per predisporre il sito per la messa in opera dell'unità locale di acquisizione dei dati e dei sensori che, attualmente, permettono la misurazione e la registrazione delle precipitazioni e del livello idrometrico dell'invaso artificiale.

Parallelamente all'attività di campo, sono stati proposti e perfezionati dei modelli di simulazione che possono essere proficuamente utilizzati in cascata per analizzare i problemi di gestione della risorsa idrica in un sistema fluviale. I modelli, utilizzabili sia singolarmente che congiuntamente, sono i seguenti:

SI.RE.ID:	è un modello principale e viene impiegato per la simulazione di una rete idrografica;
ET.EF.:	fornisce i dati di vapotraspirazioni effettive ed umidità del suolo a partire da dati pedoclimatici facilmente reperibili
PRO.AGR.:	è utilizzato per valutare la produttività agronomica di una coltura a partire dai dati prodotti da ET.EF.
NO.IRR.:	utilizza come input i dati generati da ET.EF. e PRO.AGR. e valuta la ripartizione colturale ottima capace di sfruttare nel modo migliore la risorsa idrica disponibile, tenendo conto dei vincoli imposti.

Da alcune applicazioni di questi modelli al sistema dell'alto bacino del Tevere (Casadei et al., 1993a e 1993b; Mannocchi and Mecarelli, 1994) si è verificato come essi ben si adattino alla descrizione dei deflussi della rete idrografica e possano quindi essere proficuamente utilizzati per valutare la bontà delle regole gestionali degli invasi, per una corretta utilizzazione della risorsa idrica disponibile. Se le applicazioni vengono riferite ad una scala regionale, i risultati che si ottengono presentano una buona adattabilità alla reale situazione, così come verificato in fase di taratura e validazione. Quando però si scende ad una scala più piccola sorgono alcuni problemi la cui soluzione dipende dalla disponibilità dei dati misurati.

Una particolare attenzione è stata posta nello sviluppo del modello ET.EF. il quale, mediante una simulazione dei rapporti suolo-acqua-pianta, porta a valutare le evapotraspirazioni effettive e l'umidità del suolo, dati difficilmente reperibili per lunghi periodi e, in ogni caso, disponibili solo per un numero molto limitato di stazioni di misura. Dall'analisi approfondita delle diverse subroutine che compongono il modello si è verificato come siano possibili anche applicazioni a scala molto piccola; in questo caso, però, la bontà dei risultati che si ottengono dipendono in maniera molto stretta da una accurata calibrazione che risulta possibile solo se è disponibile una adeguata quantità di dati misurati. Da sottolineare che, mentre la subroutine che analizza il processo di essiccamento del terreno, sottoposta a più validazioni, si è dimostrata capace di fornire risultati estremamente interessanti, permangono ancora dei problemi nella simulazione del processo di ricarica del terreno. Nessuno dei modelli proposti in letteratura è stato capace di stimare con una sufficiente accuratezza la pioggia efficace (da un punto di vista agronomico) cioè quella che infiltra nel terreno. Data l'importanza di questa grandezza, non solo in idrologia agraria, si sta continuando a lavorare per mettere a punto un modello capace di fornire risultati più attendibili; d'altra parte ciò è possibile solo misurando con grande precisione tutte le componenti dei processi di ruscellamento, infiltrazione, erosione, ecc., che è esattamente l'obiettivo principale della ricerca.

L'U.O. ha lavorato per la messa a punto di un modello capace di valutare, per ogni singolo evento piovoso, l'infiltrazione e il ruscellamento. In tale modello i deflussi superficiali sono ottenuti per differenza calcolando l'infiltrazione per mezzo del metodo Green-Ampt. Nella modellazione matematica dei deflussi superficiali viene utilizzata l'approssimazione dell'onda cinematica alle equazioni di flusso. Da un punto di vista matematico, il modello è in avanzato stato di elaborazione e sarebbe necessario, a questo punto, una sua taratura e validazione mediante dati misurati che permettano una stima corretta dei diversi parametri in grado di influenzare il processo d'infiltrazione direttamente o indirettamente.

U.O. 3.32 - Istituto di Ingegneria Ambientale (Univ. di Perugia) [Resp. Prof. P. Tacconi]

L'U.O. ha esaminato alcune situazioni-tipo, all'interno del bacino del F. Tevere, che riguardano:

1. movimenti franosi che hanno interferito direttamente con la dinamica degli alvei fluviali: frane di Resina S. Orsola (sottobacino del T. Resina) e di Pieve S. Stefano (ARA-SBAR). La frana di Résina S. Orsola (PG), sul versante sinistro della valle del T. Résina, a poche centinaia di metri dalla sua confluenza con il F. Tevere, è impostata sui terreni clastici del Villafranchiano dell' "Antico Lago Tiberino". L'analisi geomorfologica ha messo in evidenza la stretta relazione tra l'evento franoso, avvenuto nel marzo 1986, e la morfologia pregressa, fortemente controllata sia dall'attività erosiva del T. Résina, sia dall'attività tettonica recente, particolarmente evidente in questo tratto della medio-alta Val Tiberina. La situazione di rischio è connessa alla possibilità che una ripresa del movimento (gran parte del corpo di frana è in condizioni di precario equilibrio) possa produrre un'occlusione parziale o totale dell'alveo del T. Résina con inevitabili tracimazioni del corso d'acqua nella contigua pianura alluvionale del F. Tevere.

Nel tratto montano del Tevere, presso Pieve S. Stefano (AR), un esteso movimento franoso verificatosi nel 1855 ostruì l'alveo ed allagò a monte l'intero centro abitato, producendo la formazione di un piccolo bacino lacustre. La descrizione della frana, come ricostruita da documenti cartografici e scritti dell'epoca, le sue modalità di movimento ed i dati desunti dal rilevamento geologico-strutturale e geomorfologico effettuato dall'U.O. inducono a considerare che il movimento come uno scivolamento di tipo traslazionale, favorito dall'intensa fratturazione dei litotipi interessati, a cui seguì probabilmente un colamento del corpo di frana. D'altra parte la litologia dei terreni coinvolti, appartenenti alla Formazione dell'"Alberese Auct.", rende credibili modalità simili movimento di massa. Sono già stati prodotti i primi risultati dello studio, relativi alla ricostruzione storica dell'evento, alla determinazione dei fattori e delle possibili cause che l'hanno determinato ed all'analisi delle condizioni di stabilità attuali. E' intenzione dell'U.O. proseguire lo studio di dettaglio di questo tratto del F. Tevere, volto a definire le possibili interferenze tra il movimento franoso e l'invaso di Montedoglio nell'ipotesi, non certo irreale, che lo stesso potesse essersi verificato nelle condizioni attuali, con la diga in pieno esercizio.

2. Dinamica fluviale e dinamica dei versanti delle aree che gravitano attorno ai due invasi artificiali più importanti dell'alta e media valle del Tevere (Montedoglio e Corbara - ARA-SBAR e ARA-COD). All'interno del bacino del F. Tevere è terminato lo studio riguardante la dinamica fluviale nel tratto a valle dell'invaso di Montedoglio. Lo stato di erosione generalizzata riscontrato lungo l'alveo è stato imputato soprattutto agli interventi di canalizzazione ed arginatura perpetrati fin dal secolo scorso, nonchè all'intensa attività estrattiva che specialmente negli ultimi decenni ha avuto un incremento tale da mettere seriamente in crisi la stabilità delle sponde e delle opere in alveo trasversali e longitudinali.

Sempre all'interno del bacino del Tevere, ma questa volta a monte dello stesso invaso di Montedoglio, è stato effettuato uno studio di base che riguarda la realizzazione di una carta geomorfologica relativa all'area di testata del corso d'acqua, dal M. Fumaiolo fino a Valsavignone. La presenza, a valle di tale area, della diga su nominata rende estremamente importante la realizzazione di studi di carattere geomorfologico-applicativo che possano contribuire a comprendere l'entità dei processi erosivi che avvengono all'interno del bacino, per l'importanza che questi rivestono ai fini di una valutazione dell'interrimento e quindi di una corretta "gestione" dell'invaso.

Sul bacino del T. Virginio (affluente del F. Pesa, a sua volta tributario di sinistra dell'Arno) è stato condotto uno studio simile a quello sul F. Tevere, sugli effetti indotti da interventi antropici sulla dinamica fluviale dell'alveo. Sullo stesso corso d'acqua è stato anche realizzato uno studio sulle caratteristiche del trasporto solido di fondo, utilizzando i dati provenienti dalla stazione di misura del TS, situata presso la sezione di Baccaiano (FI). I risultati di tale studio sono stati presentati al Congresso IAHS di Canberra (Australia) nel dicembre 1994 (Cencetti, Tacconi, Del Prete & Rinaldi, 1994).

Nelle immediate vicinanze dell'invaso di Corbara (F. Tevere), è stato studiato inoltre il bacino del T. Chiugena che confluisce nel Tevere proprio in corrispondenza del bacino artificiale (Cencetti, Conversini, Tacconi & Viglione, 1995). La dinamica dell'alveo ed il fenomeno del trasporto solido, intimamente connessi con la dinamica dei versanti, sono tali da comportare un rischio geologico-idraulico legato alle frequenti ed improvvise variazioni di portata che comportano altrettanto rapide variazione della portata solida e della competenza del corso d'acqua. La scarsa manutenzione dell'alveo, spesso invaso da vegetazione, ostacola il regolare deflusso delle acque; frequenti sono pertanto fenomeni di erosione di sponda e di esondazione; il deflusso e lo smaltimento del carico solido viene inoltre impedito, o quanto meno rallentato, in condizioni di massimo invaso della diga di Corbara.

U.O. 3.33 - Centro Internazionale di Idrologia "Dino Tonini" (Univ. di Padova) [Resp. Prof. A. Rinaldo]

L'attività della U.O., principalment eion ambito MIEP, riguarda l'investigazione dei processi di auto-organizzazione dei bacini fluviali con riferimento all'area di generazione dei deflussi; lo studio e la caratterizzazione multifrattale delle precipitazioni e della loro dinamica; l'investigazione dei meccanismi di auto-organizzazione in un atmosfera convettiva forzata dall'interazione con i processi evaporativi di superficie.

Nell'ambito del Progetto METEO, l'U.O. si è attivata con lo studio dei caratteri delle distribuzioni spazio-temporali delle precipitazioni nel quadro delle misure multifrattali e del loro legame con la distribuzione dell'umidità del suolo, quale forzante della convezione atmosferica.

Tali obiettivi sono stati perseguiti nell'ottica dello studio dei caratteri della risposta idrologica nell'interazione fra mutazioni climatiche e geomorfologia dei bacini fluviali con lo scopo è giungere alla modellazione dei processi di precipitazione e del loro legame con la distribuzione dell'umidità del suolo, quale forzante della convezione atmosferica e della generazione dei deflussi di piena e della propagazione degli stessi attraverso i reticoli generati dai fenomeni geomorfologici allo studio.

Nel corso del 1995 l'U.O. ha continuato ad investigare la dinamica dell'evoluzione morfologica di un bacino fluviale con riferimento a strutture di auto-organizzazione critica che si sono riscontrate sorgere in presenza di processi erosivi governati da una soglia. Si è inoltre studiata l'azione di processi fluviali di tipo ''diffusivo'' (lineare e non lineare) singolarmente ed in concorrenza ai processi erosivi di versante.

Secondo gli schemi proposti dal responsabile scientifico le variazioni climatiche sono state considerate come una oscillazione temporale delle soglie che definiscono gli sforzi tangenziali critici per l'attività erosiva. Si è realizzato un modello numerico per l'investigazione dei caratteri dei bacini fluviali nei quali è mantenuta memoria del clima che ne ha governato l'evoluzione. Attraverso tali simulazioni si sono determinate alcune caratteristiche dei paesaggi fluviali che potrebbero consentire una loro datazione climatica.

La descrizione della struttura dei bacini idrografici osservati è avvenuta principalmente attraverso i metodi e gli strumenti dell'analisi frattale e multifrattale. Questi si sono dimostrati infatti maggiormente efficaci nell'identificare le proprietà delle reti idrografiche rispetto alle più tradizionali statistiche planari.

Nel contesto della ricerca riguardo alla previsione delle piene in assenza di misure sperimentali, si sono studiati i caratteri spazio-temporali delle precipitazioni attraverso modelli che schematizzano il campo di precipitazione con distribuzioni di misure multifrattali. Si è indagata la possibilità di pervenire alla definizione di caratteristiche universali dei bacini idrografici e, più precisamente, delle loro funzioni di ampiezza.

Poichè la risposta idrologica di un bacino idrografico può essere determinata dalle proprietà di questa grandezza è di tutta evidenza l'importanza di una loro compiuta descrizione e dell'individuazione di caratteri di natura generale.

Lo studio dell'interazione suolo/atmosfera è stato condotto inizialmente analizzando i caratteri della distribuzione spaziale dell'umidità del suolo come distribuzione di una misura multifrattale, determinandone le caratteristiche di scaling dovute alla natura del suolo, alle caratteristiche delle precipitazioni e ai processi evaporativi. Si è quindi intrapreso studio dell'auto-organizzazione di una atmosfera convettiva forzata superiormente dalla radiazione solare ed inferiormente dai processi di evaporazione, iniziando lo sviluppo di modelli numerici ad automi cellulari.

U.O. 3.29 - Studio Cipolla Sebastiani Geologi Associati [Resp. Dott. C. Sebastiani]

L'U.O. ha lavorato nel corso del 1995, principalmente, nell'ambito del Progetto PIEM (trasferimento dell'informazione attraverso la messa a punto di messaggi funzionali ovvero messaggi operativi nei confronti di una serie di Fruitori primi fra tutti le Prefetture le Amministrazioni Locali, le Autorità di Bacino), continuando quanto intrapreso nel corso del 1993 e del 1994 con la predisposizione, la realizzazione e successiva divulgazione dei RAPPORTI DI SINTESI REGIONALI AVI che vanno a costituire base conoscitiva fondamentale nella redazione dei Piani di Protezione Civile da rischio di inondazione, nonchè in ogni attività di pianificazione territoriale.

Essa è stata principalmente rivolta al "mantenimento della memoria storica" attraverso l'aggiornamento a tutto il 1994 dell'Archivio AVI eseguito attraverso un'analisi sistematica delle informazioni relative a calamità idrogeologiche contenute nei quotidiani: esso ha riguardato l'intero territorio nazionale ed all'U.O. 3.29, che ha continuato ad operare in stretta collaborazione con l'U.O. 3.30 (CoGeo Umbra di Perugia) sono state affidate 10 regioni (Basilicata, Lazio, Liguria, Lombardia, Piemonte, Puglia, Sardegna, Toscana, Trentino Alto Adige, Valle D'Aosta).

I risultati conseguiti hanno confermato l'elevata caratteristica di ripetitività spaziale degli eventi soprattutto per ciò che concerne le calamità idrauliche; questi primi risultati si allineano con quanto già ampiamente evidenziato nel corso della stesura dei Rapporti di Sintesi e testimoniano dell'importanza di giungere ad un sistema di aggiornamento permanente dell'Archivio delle calamità idrogeologiche.

In totale sintonia con gli obbiettivi del Progetto PIEM sono state anche le finalità perseguite dalla citata Scuola di Protezione Civile di Savona: essa ha costituito un primo ed innovativo esempio di struttura periferica in grado di indirizzare capillarmente il proprio messaggio fino a livello comunale e, nel contempo, costituire interfaccia col sistema centrale del Dipartimento per quanto concerne il settore funzionale della formazione La Scuola è stata quindi intesa uno Strumento Formativo in grado di trasmettere i messaggi concepiti ed elaborati all'interno del Gruppo e della Comunità Scientifica agli operatori (funzionari e tecnici) degli Enti locali periferici. La Scuola, che nel corso del 1994/1995 si è autofinanziata sviluppando un Modulo di 90 ore di lezioni ed esercitazioni sul tema specifico del Rischio di inondazione da piene naturali seguito da 21 Partecipanti, è stata attivata in collaborazione con l'U.O. 3.16 (Resp. Prof. Paolo La Barbera). I Partecipanti hanno concluso i Corsi producendo un documento finale che costituisce base tecnica ed informativa necessaria ad impostare e realizzare il Piano di Protezione Civile di livello comunale.

U.O. 3.30 - Co.Geo Umbria [Resp. Dott. O. Lolli]

Come per l'U.O. 3.29, i risultati conseguiti hanno confermato l'elevata caratteristica di ripetitività spaziale degli eventi soprattutto per ciò che concerne le calamità idrauliche; questi primi risultati si allineano con quanto già ampiamente evidenziato nel corso della stesura dei Rapporti di Sintesi e testimoniano dell'importanza di giungere ad un sistema di aggiornamento permanente dell'Archivio delle calamità idrogeologiche.

U.O. 3.34 - Centro Studi Ingegneria [Resp. Dott. L. Baldini]

L'unità operativa 3.34, operante a partire dal 1994 nell'ambito del progetto METEO, ha compiti specifici di supporto ad attività di Protezione Civile per le quali si prevede l'operatività, in condizioni di rischio, di strumenti acquisiti o utilizzati nell'ambito delle attività di ricerca del GNDCI. Tra questi strumenti, la Stazione Radar Meteorologica di Montagnana, per la sua specificità e per la sua capacità di monitorare le precipitazioni in un ambito territoriale particolarmente soggetto a rischio idrogeologico come il bacino dell'Arno, appare, uno strumento di supporto indispensabile per l'ottimizzazione delle operazioni di Protezione Civile.

Nel corso del 1995 l'attività è stata rivolta, oltre che al supporto per l'impiego di tale stazione, anche a temi più strettamente di ricerca, sempre però correlati alla definizione e alla sperimentazione di soluzioni integrate per l'impiego di dati radar meteorologici nell'ambito di servizi di monitoraggio idrometeorologici operativi:

In stretto coordinamento con le UU.OO. 3.2 (IFA-CNR), 3.13 (DIC-UNIFI)e 3.15 (DIE-UNIFI) ha fornito un supporto operativo per la gestione della Stazione Radar Meteorologica di Montagnana con la conduzione di campagne sperimentali, per l'acquisizione di dati di precipitazione. Le campagne, pianificate entro ben definiti limiti temporali, stanno conducendo alla raccolta di una base di dati di precipitazione acquisiti da radar sul bacino dell'Arno in situazioni di rischio per la messa a punto e l'ottimizzazione di algoritmi per il miglioramento della stima della precipitazione. Per facilitare la conduzione di tali campagne, l'U.O. ha progettato e realizzato un sistema di controllo numerico della movimentazione di antenna e di sincronizzazione delle acquisizioni in modo aumentare la flessibilità e la robustezza delle operazioni di acquisizione. Inoltre, utilizzando finanziamenti di provenienza U.E. (fondo PERIFRA), è stato installato un ponte radio digitale, operante nella banda 17,3-17,7 GHz, con la capacità totale di 4 canali a 2 Mbit/s per il collegamento della rete locale della stazione al centro remoto di raccolta ed elaborazione allestito presso la UU.OO. I collegamenti in rete del PIN (GARR, MAN Toscana), consentono una pronta diffusione dei dati radar agli Enti interessati sia per finalità di ricerca, che di Protezione Civile.

Sono state effettuate sperimentazioni su sistema integrato di monitoraggio idrometeorologico, il quale prevede l'impiego di sensori di natura differente e con caratteristiche complementari (per quanto riguarda accuratezza, risoluzione spazio temporale e copertura) utilizzando il programma GERSID sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Università di Fireze (U.O. 3.15).

Sono state condotte campagne di misura la Stazione Radar Meteorologica di Montagnana, le quali hanno generato alcuni notevoli casi di studio da poter sfruttare per investigare le potenzialità dell'impiego congiunto di radar meteorologico di sensori su piattaforma satellitare, ed in particolare, quelli con sensori passivi alla microonde. Le caratteristiche dei dati radar acquisiti (dati di riflettività, doppia polarizzazione, doppler, in successioni di 10 PPI a differenti elevazioni, riarrangiabili in modo da fornire sezioni a quote differenti), dovrebbero essere assai favorevoli per tali tipi di ricerca.

Al fine di poter utilizzare i dati radar per impieghi operativi, specie in contesti non ottimali come quello del bacino dell'Arno, devono essere messe a punto procedure di miglioramento dei dati sufficientemente robuste ed affidabili ed impiegabili per elaborazione in tempo reale. Tali procedure possono essere integrate successivamente anche in alcuni dei radar data processor operativi correntemente utilizzati. E' in corso di sperimentazione un prototipo realizzato per l'elaborazione in tempo reale di dati radar meteorologici, il quale consta di una struttura modulare facilmente riarrangiabile in grado di tenere conto di effetti di errata calibrazione, oscuramento, attenuazione da propagazione e clutter di terra.

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