Database GIS e tecniche geofisiche per il controllo e la caratterizzazione degli argini fluviali

Due to the increase of extreme weather events caused by the current climate change and the poor maintenance of hydraulic defense constructions, it is essential to screen these structures to prevent possible flooding of residential areas, agricultural lands and public works. In the GEOCHARME (GEOphysical CHARacterization and Monitoring of Earthen dams and levees) project of the University of Turin was planned, in the context of the above, the screening and characterization of embankments through geophysical methods to evaluate the structural integrity of river embankments in a quick and economical way. The AIPO (Interregional Agency for the Po River), which collaborates as a stakeholder in this project, has also planned the construction of new embankments, whose reconstruction and raising has already been completed, in some cases. This thesis work is placed, therefore, in this general context and has two specific objectives. At first, a QGIS project was realized, aimed at the location/georeferencing of data and tests previously carried out along some of the embankment sections of interest to the AIPO. The importance of a geodatabase such as the one developed is in fact essential to effectively collect the information needed to monitor the health of embankments. Among the available case studies, we then focused on the embankment section on the left bank of the Po River in the town of Verolengo, whose top was recently raised to allow the containment of flood levels with a 200-year return period and with 1-meter free flood, according to current legislation. To characterize the new embankment lithostratigraphically, seismic, geoelectrical and georadar geophysical tests were carried out. The data were processed with specific software such as Rayfract, Prosys III, Res2DInv and Reflexw to verify the structural integrity of the embankment and correlate them with previous data, especially those from penetrometric tests. The correlation between electrical resistivity, Vp and Vs values, georadar section,and penetrometric tests was quantified using Surfer software. The collection and comparison of these data has allowed to evaluate properly the health condition of the embankment and has also shown how the application of these survey methods to regularly monitor hydraulic constructions is of fundamental importance to plan maintenance operations and thus protect residents and infrastructures from possible flooding of river courses, which are increasing in magnitude and frequency.

A causa dell’aumento di eventi meteorologici estremi dovuti al cambiamento climatico in atto e alla scarsa manutenzione delle opere di difesa idraulica, risulta fondamentale monitorare queste strutture per impedire eventuali allagamenti di centri abitati, terreni agricoli e opere pubbliche. Nell’ambito del progetto GEOCHARME (GEOphysical CHARacterization and Monitoring of Earthen dams and levees) dell’Università di Torino è stato previsto, nel contesto di cui sopra, il controllo e la caratterizzazione di argini tramite metodi geofisici per valutare in modo rapido ed economico l’integrità strutturale di argini fluviali. L’AIPO (Agenzia Interregionale per il Fiume Po) che collabora come stakeholder a questo progetto ha anche pianificato la costruzione di nuovi argini, il cui rifacimento e rialzo è già stato completato, in alcuni casi. Questo lavoro di tesi si colloca quindi in questo contesto generale ed ha due obiettivi specifici. Inizialmente è stato realizzato un progetto QGIS finalizzato all’ubicazione/georeferenziazione di dati e prove svolte precedentemente lungo alcuni tratti arginali di interesse dell’AIPO. L’importanza di un geodatabase come quello sviluppato è infatti essenziale per raccogliere in modo efficace le informazioni necessarie al monitoraggio dello stato di salute dei rilevati arginali. Tra i casi studio disponibili ci si è poi concentrati sul tratto arginale in sponda sinistra del fiume Po nel comune di Verolengo, la cui sommità è stata recentemente rialzata in modo tale da permettere il contenimento dei livelli di piena con tempo di ritorno di 200 anni e con franco di 1 metro, secondo la normativa vigente. Per caratterizzare il nuovo argine dal punto di vista litostratigrafico sono state eseguite delle prove geofisiche di tipo sismico, geoelettrico e georadar. I dati sono stati elaborati con specifici software come Rayfract, Prosys III, Res2DInv e Reflexw per verificare l’integrità strutturale dell’argine e correlarli con i dati pregressi, specialmente quelli di prove penetrometriche. La correlazione tra resistività elettrica, valori di Vp e Vs, sezione georadar e prove penetrometriche è stata quantificata tramite il software Surfer. La raccolta e il confronto di questi dati hanno permesso di valutare correttamente lo stato di salute del rilevato arginale ed ha inoltre dimostrato come applicare questi metodi di indagine per monitorare regolarmente le opere idrauliche è di fondamentale importanza per pianificare interventi di manutenzione e quindi proteggere gli abitanti e infrastrutture da possibili piene dei corsi fluviali, che stanno aumentando in entità e in frequenza.