Analisi del processo di subsidenza nell'area veneziana
e sua simulazione con un modello tridimensionale non lineare
L. Carbognin, G. Taroni, L. Tosi
Istituto per lo Studio della Dinamica delle Grandi Masse, CNR, Venezia,
Italy
G. Gambolati, P. Teatini
Dept. Mathematical Methods and Models for Scientific
Applications, University of Padova, Padova, Italy
F. Marabini
Istituto di Geologia Marina, CNR, Bologna, Italy
SOMMARIO
Questo lavoro presenta la sintesi degli studi effettuati in tema di subsidenza
nell'ambito della linea di ricerca 2.7 del Progetto ''Sistema Lagunare Veneziano'',
prima fase. I risultati qui descritti si basano sostanzialmente sull'analisi
comparata delle altimetrie 1973 e 1993 risultanti dalle livellazioni di alta
precisione (effettuate con gli stessi criteri dal CNR, ISDGM Venezia) che partendo
dai capisaldi base di Rua di Feletto e Treviso hanno quotato 208 capisaldi
stabiliti lungo le direttrici Conegliano-Treviso-Venezia e circumlagunare.
L'analisi relativa all'arco di tempo ventennale ha permesso di confermare la
stabilita' delle zone di terraferma, nonche' del centro storico di
Venezia. Le aree piu' subsidenti sono risultate essere quelle alle estremita'
lagunari nord e sud e lungo i litorali. L'esame di alcuni profili batimetrici
ha evidenziato che in corrispondenza delle zone di maggior perdita altimetrica
del litorale emerso si e' verificata una certa destabilizzazione del litorale
sommerso con un incremento della pendenza media.
Ai rilievi di campagna sono stati affiancati studi piu' teorici. L'interdipendenza
esistente tra depressurizzazione del sistema acquifero e subsidenza e' stato
analizzato con i piu' recenti criteri statistici evidenziando una relazione lineare
tra causa ed effetto. Il fenomeno e' stato simulato con un nuovo modello matematico
tridimensionale non lineare agli elementi finiti formato da un modulo idrologico
''quasi 3-D'' ed un modulo di consolidazione monodimensionale verticale in cui le
caratteristiche degli aquitard dipendono dalla tensione intergranulare efficace.
La non-linearita' e' stata risolta con uno schema iterativo che, per la
particolare struttura del modello, e' equivalente ad uno schema di sovrarilassamento
a blocchi. La calibrazione del modello ha consentito di riprodurre il
fenomeno in modo soddisfacente dal 1930 al 1973, durante il periodo piu'
critico per il sistema lagunare.
ABSTRACT
This paper describes the studies performed and the results obtained under the framework
of the Project ''Sistema Lagunare Veneziano'', Research Line 2.7. A short review
of the land subsidence evolution is first presented, including the more recent period
(1950-1970) of human induced land sinking. The altimetrical situation of the entire
venetian territory is then analyzed in detail for the last twenty years through
the comparison of two precise regional levelling carried out in 1973 and 1993.
This twenty-year period is quite significant to evaluate the present trend of land
subsidence after the cessation of human-induced process measured in 1973 and
completely verified in 1975. Different behaviors in altimetrical evolution
have clearly come out. A ground stability belongs to the zones in mainland, Venice
and its surroundings, while a certain subsidence still occurs at the northern and
southern extremities of the lagoon's edge and along the littoral where the natural
compaction of recent deposits is more active than elsewhere and the rate of natural
subsidence is greater. The generative state of the venetian littoral strips has
worsen in the recent past by land sinking. In the last twenty years the relatively
slight subsidence has helped in permanently establishing the de-stabilization
of the submerged littoral zone that is evidenced by the depeening of the near shore
bottom slope.
In order to analyze in-depth the subsidence process, more theoretical studies have
been performed. New appropriate and complex statistical methodologies useful in
formulating a judgement on the linearity of the dependence between
groundwater withdrawal and land subsidence were elaborated. A new 3-D nonlinear
finite element model was developed for the simulation and prediction of land
subsidence due to intensive groundwater exploitation. The model is based on a quasi
3-D approach for flow and makes use of a 1-D vertical compaction model. The
overall modelling approach, solved with an original block SOR iterative procedure,
is applied to the regional aquifer-aquitard system underlying the venetian lagoon.
The flow and the consolidation models, suitably calibrated, have allowed to well
reproduce the phenomenon.
