Il Delta del Fiume Po: dinamica recente e possibili scenari evolutivi in un contesto di cambiamento climatico
Principal Investigator Nicola Surian (Dip. di Geoscienze), Co-PI Simone Bizzi (Dip. di Geoscienze), Co-PI Stefano Lanzoni (Dip Ingegneria Civile, Edile e Ambientale)
Molti delta, a scala globale, sono stati soggetti negli ultimi decenni a profonde modificazioni, riconducibili sia ad interventi antropici (e.g. costruzione di dighe e prelievo di sedimento dai corsi d’acqua) sia ai cambiamenti climatici (e.g. modificazioni nel regime idrologico e variazioni del livello del mare). Comprendere a fondo la dinamica di questi ambienti, ed in particolare la loro possibile evoluzione futura in un contesto di rapido e rilevante cambiamento climatico, rappresenta un’importante sfida di ricerca che ha forti implicazioni soprattutto quando si tratta di delta largamente antropizzati. Il delta del Fiume Po risente da lungo tempo di svariati interventi antropici che insistono sia nell’area del delta stesso che nel bacino idrografico del Po. L’alterazione complessiva del trasporto solido a scala di bacino è, in particolare, un aspetto che ha forti ripercussioni sulla morfodinamica del tratto terminale del Fiume Po e, quindi, del suo delta.
Previsioni e scenari idro-climatici per la gestione del rischio di siccità nel bacino dell’Adige
PI Marco Borga (Dip. Territorio e Sistemi Agro-Forestali), Co-PI Paolo Tarolli (Dip. Territorio e Sistemi Agro-Forestali), Co-PI Marco Marani (Dip. Ingegneria Civile, Edile e Ambientale)
Il territorio italiano rientra, per le sue caratteristiche climatiche, fra le aree del globo a maggiore vulnerabilità per eventi siccitosi. Tra gli eventi più severi verificatesi dal secolo scorso ai tempi odierni, si possono ricordare quelli del 1921, del 1938, degli anni 1988-90, e gli eventi recenti del 2017 e 2022, quest’ultimo ancora in corso. Studi recenti sugli eventi siccitosi accaduti nel sud dell’Europa nel periodo 1951-2020 hanno mostrato un aumento della frequenza e della severità di tali eventi, con impatti crescenti che si manifestano come uno squilibrio fra la disponibilità della risorsa idrica e la domanda per le attività economiche, per gli aspetti sociali, e per la conservazione degli ecosistemi terrestri e acquatici.
Gli scenari climatici disponibili per i prossimi decenni mostrano un aumento del rischio di siccità a causa dei cambiamenti climatici che stanno provocando una diminuzione delle precipitazioni, un’alterazione della loro distribuzione stagionale ed un incremento delle temperature. La severità degli impatti della siccità sulla società dipende dalla vulnerabilità dei sistemi di approvvigionamento idrico e dei settori economici e sociali, nonché dalla preparazione ad implementare adeguate misure di mitigazione.
Sviluppo di un nuovo e originale modello sperimentale per lo studio delle condizioni di collasso di materiali di frana e di un modello generale agli elementi finiti per lo studio delle condizioni di innesco e propagazione di frane anche catastrofiche.
A oggi non è ancora definita una unica prova di laboratorio come quella realizzabile con la macchina sperimentale SHIVA (Slow to HIgh Velocity Apparatus) all’INGV di Roma in grado di determinare le condizioni di collasso per passaggio dal creep lento allo scorrimento veloce di materiali granulari saturi d’acqua dovute a un carico variabile della pressione di poro. Tale tipo di prova è stata recente formulata dal prof. Giulio Di Toro e realizzata dal dott. Stefano Aretusini e dal prof. Lorenzo Sanavia con SHIVA, mettendo in evidenza lacapacità della prova di riuscire a descrivere le condizioni di collasso di un materiale argilloso causato dall’incremento continuo della pressione di poro.A oggi non risulta esistere un modello computazionale agli elementi finiti generale (fondato sulla termodinamica dei materiali multifase e applicabile a solidi porosi elasto-plastici variabilmente saturi, non-isotermi e valido sia in statica che dinamica) che sia in grado di descrivere il comportamento idro-termo-meccanico dei materiali granulari costituenti ad es. i pendi o strutture in terra (per es. argini e dighe) dalle condizioni iniziali in situ fino al collasso totale e deposito finale mediante una unica simulazione non-lineare. I codici presenti in letteratura sono in grado di descrivere o le condizioni di innesco o quelle di propagazione di frane e di solito sono non accoppiati o considerano i pendii come materiali saturi o parzialmente saturi con la fase gassosa a pressione costante atmosferica. Uno dei pochi codice generali dal punto di vista della formulazione multifase e multifisica presente in letteratura è sviluppato all’Università di Padova anche con il contributo del responsabile scientifico; si tratta del codice COMES-GEO, in grado di descrivere con successo le condizioni di innesco ma non quelle di propagazione.
Gli impatti del cambiamento climatico sui regimi di portata su scala regionale
Borsa di dottorato. Candidato PhD: Giacomo Falcone. Responsabile della borsa: Antonio Annis
Questa ricerca proposta mira a indagare l’impatto dei cambiamenti attuali e futuri nei regimi di precipitazione e nell’uso del suolo sui processi di deflusso e propagazione del flusso su larga scala. Questo ampio argomento richiede un’analisi dello stato dell’arte della statistica idrologica per eventi estremi, ma anche un approfondimento su come tali approcci possano essere integrati con i metodi attuali basati sulla fisica (o metodi di apprendimento automatico informati dalla fisica) per i modelli di deflusso e propagazione del flusso, e su come questi quadri metodologici possano essere migliorati mediante l’adozione sinergica di misurazioni in situ e dati da telerilevamento per valutazioni su larga scala (ad esempio, a livello regionale o multi-bacino).
Il tema di ricerca utilizzerà anche un approccio probabilistico per esaminare come le incertezze associate alla statistica idrologica (ad esempio, eventi di pioggia sintetici che variano nel tempo), rispetto ad altre incertezze legate alle misurazioni delle variabili di input (ad esempio, incertezze nelle misurazioni di precipitazioni/portate), ai parametri dei modelli e alla struttura dei modelli (ad esempio, semplificazioni dei processi fisici), possano influenzare la previsione di variabili di interesse quali livelli idrici, estensioni delle aree allagabili, processi di erosione/deposizione e potenziali rischi e danni alla popolazione e alle infrastrutture..