Presentazione di PowerPointEn Italie, le Cadastre Avalanche permettra de recueillir l’ensemble des évènements ayant eu lieu sur un site: l’analyse statistique des valeurs extrêmes,

Definizione dell'area di distacco di valanghe in funzione

del tempo di ritorno:

un approccio statistico basato su dati storici

Margherita Maggioni

Progetto DynAval Gressoney La Trinitè (AO), 2.12.2011

Activité 4. Définition de l’aire et du volume de départ de l’avalanche

4.1 Surface de départ de l’avalanche

Pour la définition des aires potentielles de départ d’avalanche, plusieurs méthodes seront utilisées, de l’analyse des données

historiques à la délimitation par SIG.

En particulier, l’ambition est de trouver une procédure pour la détermination de l’aire de départ d’une avalanche en

fonction de sa période de retour.

En Italie, le Cadastre Avalanche permettra de recueillir l’ensemble des évènements ayant eu lieu sur un site: l’analyse statistique

des valeurs extrêmes, Loi de Gumbel (Reiss and Thomas, 1997) de ces informations (dimension de la rupture et date de

l’avalanche) permettra de trouver une relation entre la dimension de la rupture et le temps de retour (Maggioni et al., 2006).

Les activités suivantes sont ainsi programmées :

- identification sur le territoire régional de parcours avalancheux bénéficiant de données de bonnes qualités sur les

évènements passés;

- délimitation de l’aire potentielle de départ à l’aide d’une procédure automatique développée sur SIG par Maggioni (2005), qui

analyse les paramètres topographiques du terrain, de la photo-interprétation et de l’analyse des cartes CTR;

- application aux données historiques de la Loi de Gumbel pour l’identification d’une relation entre la dimension de l’aire de

départ et la période de retour de l’avalanche.

Ces opérations sont applicables à tous les couloirs avalancheux et l’analyse pourra être étendue sur les territoires des différents

partenaires à partir du moment où les couloirs sont bien documentés.

4.2 Hauteur de départ de l’avalanche

La modélisation des événements observés sur les sites tests nécessite, outre la détermination de la surface de départ, l’estimation

de la hauteur de neige mise en mouvement. Pour la Vallée d’Aosta, il existe déjà un document qui définit l’épaisseur de la rupture

en fonction du temps de retour et de l’altitude (Barbolini, 2005).

……


Importanza della definizione dell’area di

distacco di valanghe

Posizionamento di opere di difesa attive.

Input fondamentale per modelli di

dinamica ai fini della redazione di carte

di pericolo.

Individuazione delle zone più propense

al distacco (anche in contesti ricreativi).


Importanza della definizione dell’area di

distacco di valanghe

VALANGHE ESTREME

VALANGHE FREQUENTI

PROPOSTA di…

1. Una procedura semi-automatica per la

definizione di potenziali aree di distacco.

2. Un metodo per la definizione dell’area di

distacco per valanghe con un

determinato periodo di ritorno.



PARAMETRI TOPOGRAFICI

In ambiente GIS:

1. Bosco

2. Pendenza

3. Creste

4. Curvatura

5. Dislivello ed esposizione

6. Dimensione

Una procedura semi-automatica

per la definizione di potenziali

aree di distacco


In ambiente GIS:

1. Bosco

2. Pendenza

3. Creste

4. Curvatura

5. Dislivello ed

esposizione

6. Dimensione



aree di distacco

Pendenza: 30° - 60°


In ambiente GIS:

1. Bosco

2. Pendenza

3. Creste

4. Curvatura

5. Dislivello ed

esposizione

6. Dimensione



aree di distacco

Creste:

Esposizione e curvatura

Differenza tra DEM a diversa risoluzione


In ambiente GIS:

1. Bosco

2. Pendenza

3. Creste

4. Curvatura

5. Dislivello ed esposizione

6. Dimensione

convex

concave



aree di distacco

Curvatura:

Concave: < -0,2

Convesse: > 0,2


Una procedura semi-automatica per la definizione di potenziali

aree di distacco



aree di distacco

VAL FERRET


Foto Val Ferret da di fronte!

Foto E. Ceaglio

Foto UNV

DISCUSSIONE…

La procedura dà generalmente buoni risultati (testata in più

casi studio).

Utile strumento in ambiente GIS di supporto ai metodi

classici.

Importanza della risoluzione del DEM di input (in funzione

della dimensione dell’area di studio).

Migliorare il parametro “copertura forestale”.



aree di distacco

PROPOSTA di…

1. Una procedura semi-automatica per la

definizione di potenziali aree di distacco.

2. Un metodo per la definizione dell’area di

distacco per valanghe con un

determinato periodo di ritorno.



Da dove

arriva

l’idea…

Foto E. Ceriani

Area di distacco ~ tempo di ritorno

Un metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe

con diverso periodo di ritorno.


Utile per:

1. Gestire il pericolo valanghe in contesti quali per es. i

comprensori sciistici (PIDAV).

2. Modellare valanghe frequenti per problemi specifici

(per es. Schmid and Sardemann, 2003).

3. Studiare le valanghe come fattore di modificazione

ambientale (per es. Freppaz et al., 2010).


Da dove arriva l’idea…


Statistica ai valori estremi: Gumbel

Simplon Hospiz (4SH) 2000 m

0

100

200

300

400

500

600

700

Mittlere Wiederkehrperiode T (Jahre)

[cm

]

HS

HN_SUM3D

HN

HS_DIF3D

HS

HN_SUM3D

HN

HS_DIF3D

Anzahl Winter: 46

1.01 1.5 3 4 5 10 20 30 40 50 100 200 3002


Maggioni (2005)

Da dove arriva l’idea…


Statistica ai valori estremi: Gumbel




• Scelta dell’area valanghiva

• Definizione della potenziale area di distacco

(automatica o manuale)

• Analisi dei dati storici

• Statistica di Gumbel

• Analisi dei risultati: problemi e discussione

Caso studio Val Ferret


030

031

011

013

014



Val Ferret


Comprensorio Val Ferret, valanga 011 - Neyron

Calcolo di F, P, T e dei

parametri della Gumbel

distribution.

Valanghe n. 030, 031, 011, 013:

32 eventi dal 1971, ma solo 8 con dati relativi all’area di distacco

year W (m)

2001 1200

2008 900

1981 500

1999 450

1991 300

1988 220

2007 200

1995 100




T W (m) W (%PRA)

29,0 1200 100

14,5 900 75

9,7 500 42

7,3 450 38

5,8 300 25

4,8 220 18

4,1 200 17

3,6 100 8

T (y)



y = 44,727ln(x) - 51,007 R² = 0,9793

0

20

40

60

80

100

120

1,0 10,0 100,0

W(%PRA)

W(%PRA)

Log. (W(%PRA))

DISCUSSIONE…

L’ipotesi che la larghezza di distacco sia direttamente legata

all’area di distacco è discutibile.

Necessità di più dati!

Provare con le GEV distributions (Fréchet, Weibull,

Gumbel).




La procedura di definizione delle potenziali aree di distacco è un utile

strumento già utilizzabile dai professionisti per valanghe estreme.

Per valanghe frequenti, la dimensione del lastrone al distacco è legata

anche alle condizioni del manto nevoso e quindi difficilmente definibile

solo sulla base dei parametri topografici.

Un approccio che combini le caratteristiche topografiche e della neve

potrebbe essere la soluzione (Cemagref in Dynaval e SLF in STRADA).

Il metodo per la definizione dell’area di distacco per valanghe con un

determinato periodo di ritorno ha un po’ troppi punti deboli per essere

effettivamente proposto ai professionisti.


Conclusioni


Conclusioni

Documento tecnico (in più lingue):

Analisi delle aree di distacco di valanghe

Regione Autonoma Valle d’Aosta

DISTR - Politecnico di Torino

DIVAPRA - Università di Torino

CEMAGREF - Grenoble


Grazie dell’attenzione

Ridge definition

1° method

aspect = aspect(lattice10) der_asp = slope(aspect)

curv_50 = curvature(lattice50,prfcu50a,pcu_50a) curv50_10 = resample(curv_50,10)

ridges = con(der_asp GT 40 and curv50_10 GT 1,1) ridges_sum = focalsum(ridges)

ridges_sum1 = con(ridges_sum GT 0,1) ridges_reg = regiongroup(ridges_sum1)

ridges_sel = con(ridgesreg.count GT 300,1) 2° method

Slope and curvature

tan S = sqrt[(dz/dx)2 + (dz/dy)2]

dz/dx = ((c + 2f + i) – (a + 2d + g)) / (8L)

dz/dy = ((g + 2h + i) – (a + 2b + c)) / (8L)

plc = [(f – e)/L – (e – d)/L]/L

a b c

d e f

g h i

2.5 2.5

L = 50 m

plc = 0.002 m = 0.2 (1/100m)

r = 500 m [curv = 1/r]


y

logT

> 0 Fréchet

< 0 Weibull

0 Gumbel

GEV distribution

Documents

Presentazione di PowerPointEn Italie, le Cadastre Avalanche permettra de recueillir l’ensemble des évènements ayant eu lieu sur un site: l’analyse statistique des valeurs extrêmes,