Sperimentazione di un sistema geofisico integrato per la valutazione della vulnerabilità dei rilevati arginali in terra - MOPRAM

Tech-Levee-Watch
Sperimentazione di un sistema geofisico integrato
 per la valutazione della vulnerabilità dei
 rilevati arginali in terra
 Greta Tresoldi, Luigi Zanzi
 greta.tresoldi@polimi.it, luigi.zanzi@polimi.it

 22 Maggio 2019
 Workshop Dissesto Idrogeologico

L’obiettivo del progetto
 Ricerca dedicata al dissesto idrogeologico: un contributo per la
 previsione, la prevenzione e la mitigazione del rischio

 Tech Levee Watch
 Integrated technologies
 for diagnostic and
 monitoring of levees and
 flood prevention

 • Valutazione della condizione interna degli argini
 • Introduzione di una procedura oggettiva di controllo
 • Utilizzo sinergico di nuove tecnologie geofisiche
 • Generazione di allerte per la popolazione
 2
 • Previsione e prevenzione del rischio idrogeologico

Le fasi

 3

Le fasi

 4

Il sistema di misura (EM+GPR)
 GPR multicanale

 2
 Il sistema è duale
FDEM multifrequenza FDEM multispaziatura

 1
 5

Esempi di criticità individuabili
 VHR ® GPR
 Top cavities

 Body cavities HR ® FDEM&GPR

 MHR ® FDEM&GPR
 Sand lens
 in levee body

 Sand lens MR ® FDEM
 in levee base

 6

Sito di Colorno (PR)

 7

Sito di Colorno (PR)
CMD Explorer, GF Instruments
3 bobine ad alta frequenza
3 bobine a bassa frequenza
6 livelli di profondità fino a 6.70m

 8

Sito di San Giacomo delle
Segnate (MN)
GPR (Ground Penetrating Radar)
16 canali, risoluzione 6cm
GPS RTK per localizzare le tracce

 Assorbimento del segnale in
 funzione delle caratteristiche
 dell’argine. Profondità di
 indagine limitata se il terreno è 9
 saturo.

Le fasi

 10

Sito pilota di San Giacomo delle
Segnate (MN)

 VIA
 MARCONI VIA
 DUGALE

 San Giacomo delle Segnate (MN)

 1) Via Marconi
 2) Via Dugale

 11

Misure preliminari
 Via Dugale

Vo=50mV
I=10:210mA September 3, 2014
Q

Progettazione e installazione – San
 Giacomo delle Segnate
Criteri di progettazione:

• Installazione permanente

• Parti sepolte resistenti agli agenti
 esterni

• Misure e programmazione da remoto

• Invio dati a frequenza prefissata via
 internet

• Strumento non esigente energicamente
 13
• Profondità di indagine limitata

Progettazione e installazione – San
Giacomo delle Segnate

 14

Progettazione e installazione – San
 Giacomo delle Segnate
 Stazione meteo:
 -Precipitazioni
Elettrodi a piastra: -Temperatura aria
Spaziati 1 m -Umidità aria
Guaina anti-roditore -Livello canale
Resina bicomponente -Sonda TDR

 Sonda TDR
 -Temperatura suolo
 -Costante dielettrica 15

Progettazione e installazione – San
Giacomo delle Segnate

 16

Progettazione e installazione – San
Giacomo delle Segnate

 17

Progettazione e installazione –
Colorno
 Installazione

 LA PENZA
 26-11-18

 • Scavo della trincea
 • Lunghezza di 94m
 • Disposizione lungo l’asse
 longitudinale centrale della
 cresta dell’argine
 • Profondità di 0.5m
 • Elettrodi a piastra
 • Dx=2m

 18

Progettazione e installazione –
Colorno

 • Box del resistivimetro 19
 • Box delle batterie
 • Pannello solare

Progettazione e installazione –
Colorno

 20

Progettazione e installazione –
Colorno

 21

Progettazione e installazione –
Colorno

 22

Dati monitoraggio
Colorno

 4 aprile 2019

 5 aprile 2019

 23

 5 - 4 aprile 2019

Comunicazione

 24

Comunicazione

 25

Le fasi

 26

Relazione resistività/contenuto
 d’acqua
Il carotaggio e le analisi di laboratorio

 27

Relazione resistività/contenuto
 d’acqua

 Water content vs Resistivity
 35

 30 = %&
 y = 86.13x-0.45
Water content [%]

 25

 20 α β
 15
 86.13 0.45

 10
 28
 5 10 15 20 25 30 35 40 45
 Resistivity [Ωm]

Relazione resistività/contenuto
d’acqua
 Stagione non irrigua

 Stagione non irrigua

 Stagione irrigua
 Stagione irrigua

 29

Le misure geoelettriche alla scala
di laboratorio
 Il monitoraggio arginale

 30

 22 Maggio 2019
 Workshop Dissesto Idrogeologico

L’obiettivo
Nelle varie di tipologie di prova:

 • Comprendere dinamiche riscontrate nel monitoraggio in sito

 • Relazionare la condizione di collasso (se presente) con una situazione di
 resistività misurata
 GRAZIE AL MONITORAGGIO
 GEOELETTRICO IN SCALA

 • Relazionare la situazione di resistività con un determinato contenuto
 d’acqua

 GRAZIE ALLA 31
 CALIBRAZIONE

La costruzione dell’argine

 32

Gli strumenti di misura

 Ugelli e GOPRO Resistivimentro Iris Syscal Pro

Sonda TDR

 33

 Cavi ed elettrodi in miniatura

Strumentazione in
 miniatura
• 2 cavi a 24 canali

• Elettrodi di acciaio
 inossidabile lunghi 2cm con
 diametro di 2mm

• Compatibili con il
 resistivimetro IRIS Syscal Pro

 34

Terreno di sito - costruzione

 35

Terreno di sito - costruzione

 36

Terreno di sito - costruzione

 37

Terreno di sito - prove

 38

Terreno di sito - risultati

 39

Terreno di sito - risultati

 Time 0

 Maximum
 Water
 level

 40
 Rainfall

Conclusioni
• Valutazione della condizione interna degli argini in: Consorzio di Bonifica Terre
 dei Gonzaga in Destra Po, Consorzio di Bonifica Est Ticino Villoresi, AIPO con
 metodologie geofisiche time-lapse

• Diagnosi di problemi alla rete irrigua e aiuto nella previsione e prevenzione del
 rischio idrogeologico

• Installazione del monitoraggio geoelettrico a San Giacomo delle Segnate (MN) e
 a Colorno (PR) per monitorare le condizioni interne dei rilevati

• Misure di laboratorio utili per definire gli scenari di rischio e l’influenza delle
 condizioni al contorno

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Tech-Levee-Watch
Sperimentazione di un sistema geofisico integrato
 per la valutazione della vulnerabilità dei
 rilevati arginali in terra
 Greta Tresoldi, Luigi Zanzi
 greta.tresoldi@polimi.it, luigi.zanzi@polimi.it

 22 Maggio 2019
 Workshop Dissesto Idrogeologico

Relazione resistività/contenuto
 d’acqua
 Granulometria campioni a seguito di
 analisi di laboratorio e contenuto d'acqua
 100% 35%
 90%
 30%
Classe granulometrica (%)

 80%

 Contenuto d'acqua (%)
 70% 25%
 60% 20%
 50%
 40% 15%
 30% 10%
 20%
 5%
 10%
 0% 0%
 0,48 0,83 1,09 1,57 2,26 2,74
 Profondità campione (m)
 ghiaia fine sabbia limo argilla contenuto d'acqua

 43