Modelli data-driven per la gestione delle acque sotterranee e l’analisi morfologica del territorio
Obiettivo generale della ricerca
Individuazione di anomalie morfologiche e singolarità della superficie topografica attraverso l’elaborazione di modelli digitali del terreno basata sulla wavelet analysis e studio della risposta delle acque sotterranee alle precipitazioni, attraverso l’uso di modelli data-driven. La strategia in entrambe le linee di ricerca affrontate sarà quella di mantenere un continuo raffronto tra le modellazioni numeriche e l’analisi fisica dei dati, al fine di calibrare e validare la correttezza degli approcci numerici
Principali risultati prodotti
Pericolosità idrogeologica delle anomalie (Database)
Dati freatimetrici degli acquiferi carsico e poroso della Murgia e del Salento (Database)
Modelli di risposta degli acquiferi pugliesi alle precipitazioni (Modello)
Dati geografici contenente i risultati delle simulazioni di scenario (Database)
Principale know-how prodotto
Mappatura delle anomalie topografiche correlabili a strutture morfologiche per la Puglia centro-meridionale
Costruzione di un database dei livelli piezometrici degli acquiferi carsici e porosi della Puglia centro-meridionale e modellazione della risposta dei livelli alle precipitazioni
Modellazione della risposta dinamica dell’acquifero superficiale poroso esistente sotto l’area urbana di Milano
Applicazione della trasformata wavelet discreta 2D a modelli digitali del terreno ad alta risoluzione
Mappatura della risposta degli acquiferi carsico e superficiali della Puglia centrale e meridionale alle precipitazioni
Sfida sociale: Sicurezza del territorio
Le attività di ricerca svolte rispondono alla sfida sociale di riferimento in quanto le tecniche di modellazione sviluppate ed applicate hanno come fine ultimo la gestione sostenibile del territorio e degli ambiti urbani, rispetto ai problemi di dissesto idrogeologico e rispetto alla geomorfologia del territorio. La costruzione del database dei dati freatimetrici disponibili per i principali acquiferi della Puglia centro-meridionale, ha consentito di costruire uno strumento utile per la conoscenza degli acquiferi, che in Puglia rappresentano la principale risorsa idrica, stante la quasi totale assenza di risorse idriche superficiali. Inoltre, la loro analisi climatica ha consentito di valutare gli impatti dei cambiamenti climatici sulle falde pugliesi e, potenzialmente, sugli abitanti della Puglia.Ne è emerso che l'impoverimento del grande acquifero carsico pugliese, connesso ai periodi siccitosi di fine anni 80 e inizio anni 90 del 900 risulta non essere stato ancora superato, in quanto la falda non ha recuperato i livelli pre-crisi e risulta quindi più vulnerabile a possibili ulteriori depauperamenti e, nelle vicinanze delle coste, a fenomeni di intrusione marina. È stato anche interessante notare come durante l'ultimo ventennio le precipitazioni meteoriche siano tendenti al rialzo, in termini volumetrici, ma, allo stesso tempo, sono aumentate le precipitazioni brevi e intense, ovvero gli scrosci di pioggia, soprattutto alla fine dei periodi caldi o nel periodo primaverile, mentre risultano invariati, se non in calo, gli apporti invernali. Ciò determina, ai fini della ricarica della falda, ed in particolare per gli acquiferi più potenti ed estesi, un basso apporto d'acqua e quindi una tendenza all'ulteriore depauperamento. In virtù di ciò, i modelli di risposta alle precipitazioni, qui sviluppati, consentono di effettuare previsioni, anche a lungo termine, sui livelli di falda, per poterne, attraverso un'attenta attività di controllo,regimentarne i prelievi e valutarne la vulnerabilità a fenomeni di degrado qualitativo della risorsa
Collaborazioni internazionali rilevanti attivate
- Università di Warwick (Progetti congiunti)
Sviluppo di un progetto di ricerca e definizione network scientifico internazionale
Collaborazioni nazionali rilevanti attivate
- Università della Basilicata (Collaborazione scientifica)
Definizione di una serie di modelli, ottenuti come equazioni in forma chiusa, delle relazioni fra velocità di spostamento e precipitazioni meteoriche, acquisizione dei dati LiDAR ed elaborazione con la tecnica delle 2D-DWT
- Università di Milano Bicocca (Collaborazione scientifica)
Costruzione di modelli di risposta della prima falda di Milano alle precipitazioni, modellazione dei pozzi per i quali si disponevano le serie storiche ultradecennali dei livelli piezometrici, a passo di campionamento mensile
- Regione Basilicata - Autorità di Bacino (Collaborazione scientifica)
Acquisizione dei modelli digitali del terreno multitemporali della frana di Montescaglioso, confronto tra scenari ante/post evento franoso ed applicazione di 2D-DWT
Collaborazioni regionali rilevanti attivate
- Protezione Civile - Puglia (Partnership)
Ricognizione sui dati freatimetrici esistenti e stato della rete
- Vassallo R., Doglioni A., Grimaldi G.M., Di Maio C., Simeone V. (2016) Relationships between rain and displacements of an active earthflow: a data-driven approach by EPRMOGA. Natural Hazards
- Doglioni A., Simeone V. (2017) Evolutionary Modeling of Response of Water Table to Precipitations. ASCE Journal of Hydrologic Engineering
- Galeandro A., Doglioni A., Simeone V. (2017) Statistical analyses of inherent variability of soil strength and effects on engineering geology design. Bulletin of Engineering Geology and the Environment
Doglioni Angelo
GEO/05 Geologia applicata
Dipartimento di Scienze dell'Ingegneria Civile e dell'Architettura
Politecnico di Bari