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Dallavalle, Daniele (2014) Flussi granulari in laboratorio e sul campo: rilievo 3-dimensionale dinamico mediante tecniche fotogrammetriche terrestri. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

The topic about which the research was developed is the study of some aspects of the dynamics of granular masses.
The study was conducted simultaneously in the laboratory and in the field.
In the laboratory, the aim was to investigate the experimental photogrammetric surveying techniques, with a view to their application in the field and in favor of a use for the calibration of mathematical and numerical dynamic models.
In the field, the goal was to give continuity to the research activity at a debris flows dolomite site, already studied in the recent past, and to evolve the techniques of field observation, in order to consolidate the fundamental ideas on the physical manifestations of the phenomena.
In the laboratory, low cost photogrammetric techniques have been used in a "dynamic" way to describe the evolution of the surface of a moving granular mass, in order to contribute to a better understanding of its rheological behavior.
The experimental apparatus consisted of two square-shaped planes, hinged on one side. The length of the side was equal to 1.5 m, the inclination of the upstream plane was 27.5°, the inclination of the downstream plane was 6.5°.
Above the channel eight digital camcorders were arranged that could take the phenomenon in evolution, at the frequency of 20 frames per second. An acquisition system was associated capable of storing the considerable data stream generated.
The results obtained by the photogrammetric calculations, showed the adequacy of the designed physical apparatus, the potential and limitations of the used technique, especially related to the amount of required processing, also due to the need of different photogrammetric softwares.
The field work was carried out at the debris flows site of Acquabona (Cortina d'Ampezzo, BL, Italy).
The debris flow events are among the most dangerous events in the Italian Alps. For this reason, many researchers have conducted numerous studies in order to analyze their rheological characteristics of initiation, propagation and stopping.
In the site of Acquabona events occur almost every year, as a result of the availability of a large amount of material, connected to the continuous erosion of the channel sides, the topographic characteristics of the site and the presence of suitable rain events, in particular summer rainstorms.
The new monitoring system is composed of an upstream meteorological station, placed in the most apical area of triggering, and a downstream station, located in the area next to the stopping zone, where, besides another weather station, sensors were installed to measure the dynamic characteristics of the advancing debris flow (distance meters, video cameras).
The monitoring system is controlled by the Department of Geosciences, University of Padova, thanks to the local availability of the 3G UMTS network.
The developed activity has allowed us to highlight the difficulty of defining the hydrological parameters related to debris flow events and to describe the morphodynamic details of some events.

Abstract (italiano)

L'argomento attorno al quale è stata sviluppata la ricerca è lo studio di alcuni aspetti della dinamica degli ammassi granulari.
Lo studio è stato affrontato contemporaneamente in laboratorio e sul campo.
In laboratorio l'obiettivo è stato quello di approfondire le tecniche di rilievo sperimentali fotogrammetriche, in vista di una loro applicazione sul campo e a favore di un utilizzo per la taratura di modelli matematico-numerici.
Sul campo ci si è posti l'obiettivo di dare continuità all'attività di ricerca presso un sito dolomitico da colate di detriti già oggetto di studio nel recente passato e di evolvere le tecniche di osservazione di campo, fondamentali per consolidare le idee sulle manifestazioni fisiche dei fenomeni richiamati.
In laboratorio sono state utilizzate tecniche fotogrammetriche a basso costo in forma "dinamica" per descrivere l'evoluzione superficiale di un ammasso granulare in movimento, al fine di contribuire ad una migliore comprensione del comportamento reologico.
L'apparato sperimentale era costituito da due piani di forma quadrata, incernierati su un lato. La lunghezza del lato era pari a 1.5 m, la inclinazione del piano di monte era di 27.5°, del piano di valle di 6.5°.
Sopra la canaletta sono state disposte otto videocamere digitali che potevano riprendere, alla frequenza di 20 frames al secondo, il fenomeno in evoluzione, collegate con un sistema di acquisizione in grado di memorizzare il notevole flusso di dati generato.
I risultati ottenuti dalle elaborazioni fotogrammetriche hanno mostrato l'adeguatezza della progettazione effettuata, le potenzialità della tecnica utilizzata ed i limiti, legati soprattutto alla mole delle elaborazioni necessarie, dovute anche alla necessità dell'utilizzo di diversi software fotogrammetrici.
L'attività di campo si è svolta presso il sito da colate di detriti di Acquabona (Cortina D'Ampezzo, BL, Italia).
Gli eventi da debris flow sono tra gli eventi più pericolosi nelle Alpi italiane e non solo. Per questa ragione, molti ricercatori hanno condotto numerose analisi per lo studio delle caratteristiche reologiche di innesco, di propagazione e arresto.
Nel sito di Acquabona gli eventi si presentano a cadenza quasi annuale a conseguenza della disponibilità di una grande quantità di materiale, connessa alla continua erosione delle sponde laterali del canale, delle caratteristiche topografiche del sito e della presenza di eventi di pioggia adatti, in particolare eventi temporaleschi estivi.
Il sistema di monitoraggio, di nuova progettazione, è composto da una stazione meteorologica di monte, posizionata nella zona di innesco più apicale delle colate, e di una stazione di valle, posizionata in zona prossima alla zona di arresto, dove, accanto ad un'altra stazione meteorologica, sono stati installati sensori per la misura delle caratteristiche dinamiche delle colate in avanzamento (distanziometri, videocamere).
Il sistema di monitoraggio è controllato dal Dipartimento di Geoscienze dell'Università di Padova, grazie alla disponibilità locale della rete 3G UMTS.
L'attività svolta ha permesso di mettere in evidenza la difficoltà di definire i parametri pluviometrici correlati agli eventi di colata e di descrivere i dettagli morfodinamici di alcuni eventi di colata.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Scotton , Paolo
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 26 > Scuole 26 > SCIENZE DELLA TERRA
Data di deposito della tesi:29 Gennaio 2014
Anno di Pubblicazione:29 Gennaio 2014
Parole chiave (italiano / inglese):Fotogrammetria dinamica, debris flow, moti granulari, sistemi monitoraggio, GIS, valanghe di neve densa, rilievo 3D
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 04 - Scienze della terra > GEO/05 Geologia applicata
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Geoscienze
Codice ID:6555
Depositato il:03 Nov 2014 12:33
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