http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns#r.hazard.flood r.hazard.flood is an implementation of a fast procedure to detect flood prone areas. The exposure to flooding may be delineated by adopting a topographic index (TIm) computed from a DEM. The portion of a basin exposed to flood inundation is generally characterized by a TIm higher than a given threshold, tau. The threshold is automatically determinated from the cellsize. The proposed procedure may help in the delineation of flood prone areas especially in basins with marked topography. The use of the modified topographic index should not be considered as an alternative to standard hydrological-hydraulic simulations for flood mapping, but it may represent a useful and rapid tool for a preliminary delineation of flooding areas in ungauged basins and in areas where expensive and time consuming hydrological-hydraulic simulations are not affordable or economically convenient.

1. Un tool per l'individuazione
speditiva delle aree soggette a
rischio inondazione
Margherita Di Leo, Salvatore Manfreda, Mauro Fiorentino
Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente (DIFA)
Università degli Studi della Basilicata

2. Introduzione
La pianificazione territoriale e la corretta gestione
del territorio dovrebbero portare in conto
l'esposizione ai rischi naturali nell'ottica
dell'implementazione di piani di protezione civile
per la salvaguardia della vita umana e dei beni
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
dislocati sul territorio.
In questo contesto, un particolare interesse e`
rivolto alle aree soggette a rischio inondazione.

3. Il rischio inondazione
Problema:
L'individuazione delle aree inondabili viene eseguita mediante studi
idrologico–idraulici che richiedono il rilievo delle sezioni fluviali ed
un'approfondita conoscenza del territorio.
Tali studi, demandati come competenza alle Autorità di bacino, risultano
ancora frammentari per il territorio italiano.
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
D'altro canto, tali studi sono economicamente dispendiosi e non sempre
possibili per un territorio vasto ed allo stesso tempo eterogeneo nelle
caratteristiche idrologiche e morfologiche.
Metodi speditivi

4. Parametri morfologici delle aree esposte e di
quelle non esposte
La distribuzione di
probabilita`
condizionata di
diversi parametri
geomorfologici
rispetto ai 4 livelli di
esposizione (P1, P2,
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
P3, P4) mostra
forme molto simili,
mentre sono molto
diverse dalla
probabilita`
condizionata P0
(aree non esposte a
rischio)

5. Gli indici topografici e la morfologia
Indice Topografico Kirkby, 1975
Definisce la tendenza dell'acqua
Stream ad accumularsi in aree a debole
line pendenza e vicine alle aste fluviali
Contour
line
Upsl
op e co
ntributi
ng IT ≡ln ( )
( Ad )
Tan β
a
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area (Kirkby, 1975)
Indice Topografico Modificato:
n
ITm≡ln ( )
( Ad )
Tan β
(Manfreda et al., 2007) tiene
conto dell'influenza nei processi di
esondazione delle aste del primo 0<n<0,5
e del secondo ordine
(classificazione di Horton)

6. Funzione errore
L'errore ER1 definisce la percentuale di errore in relazione alla individuazione
corretta delle aree inondabili mentre ER2 rappresenta l'errore dovuto alla
sovrastima del metodo. L'obiettivo era trovare il valore della soglia che
minimizzasse entrambi gli errori.
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Sottostima Sovrastima
Flooding areas with IT m ≤τ Non Flooding areas with IT m ≥τ
ER 1= 100 , ER 2= 100 .
Flooding areas from PAI Non Flooding areas from PAI

7. Il caso studio: il bacino del fiume Arno
Slope
ITm≡ln  
 A d n
Tan β
Mappa di rischio PAI
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Flow Accumulation MFD

8. Il caso studio: il bacino del fiume Arno
Individuazione dei sottobacini
6
1 4 5
8
11 10 7
9
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
3 2

9. Il caso studio: il bacino del fiume Arno
Tabella: Descrizione delle principali caratteristiche dei sottobacini individuati
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DEM riscalato da 20 m a 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 260, 360, 720

10. Dipendenza di scala
Dipendenza di scala dell'errore totale del metodo in funzione della risoluzione
di cella
120 m
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11. Dipendenza di scala
Esponente n calcolato per i diversi bacini in funzione della risoluzione del
DEM
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
0.46
n=0.016⋅(cellsize )

12. Dipendenza di scala
Soglia τ in funzione dell'esponente n calibrato dell'indice topografico
modificato
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τ =10.89⋅n+2.282

13. Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011

14. Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Aree a rischio inondazione
ottenute applicando
r.hazard.flood su tutto il
territorio italiano.
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Fonte DEM: SRTM

15. Implementazione in GRASS GIS: r.hazard.flood
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
Il risultato di r.hazard.flood sul La mappa di rischio corrispondente
bacino del fiume Arno. ad un periodo di ritorno di 500 anni,
fonte: PAI

16. Conclusioni
- La metodologia proposta per l'individuazione delle aree
inondabili e` affetta da un errore molto basso di sottostima e
uno uno piu` rilevante di sovrastima. Comunque il metodo e`
uno strumento preliminare nella delimitazione delle aree
inondabili o laddove non fosse possibile eseguire studi
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idrologico idraulici di dettaglio.
- Offre buoni risultati in presenza di morfologie vivaci.

17. Bibliografia
Manfreda S., Di Leo M., Sole A., Detection of Flood Prone Areas Using
Digital Elevation Models, JHE 2010.
Permalink: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000367
Margherita Di Leo – Trento, 11 Febbraio 2011
Grazie

18. License of this document
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2011, Margherita Di Leo, Italy
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