Caratterizzazione del fenomeno della subsidenza nell'area del lago di Massaciuccoli e nel settore meridionale del Padule di Bientina

RIASSUNTO Lo scopo della presente tesi è quello di caratterizzare il fenomeno della subsidenza in due aree della Regione Toscana: il settore meridionale del Padule di Bientina e l’area del lago di Massaciuccoli. Una prima raccolta di informazioni da testi di letteratura ha evidenziato come le aree siano affette da subsidenza naturale conseguente alla presenza in entrambe di strati comprimibili (limi argille e torbe). I processi geologici di formazione sono differenti, la piana di Bientina è una pianura alluvionale creata dai depositi fluviali del Serchio alternati a depositi lacustri derivanti dai suoi alluvionamenti provocati dallo sbarramento indotto dall’Arno; la pianura in cui si trova il lago di Massaciuccoli è una piana costiera interessata da progradazione e retrogradazione in cui sono presenti aree depresse come quella in cui si è impostato il lago. In seguito a questo primo inquadramento delle aree è stata effettuata l’analisi da remoto delle deformazioni delle aree oggetto di studio; con questa tecnica è stata verificata la presenza di abbassamento del terreno ed è stata realizzata la valutazione del rischio da subsidenza. L’analisi del rischio è terminata con la creazione di una mappa del danno atteso per entrambe le aree, strumento importante in ambito di Protezione Civile per la prevenzione e previsione del rischio; l’analisi del rischio ha permesso di realizzare anche una mappa dell’intensità in cui il territorio è suddiviso in quattro classi ad intensità crescente (I1-I5) sfruttate per svolgere indagini ed analisi mirate nelle aree definite da una classe di intensità più elevata. In queste aree è stata realizzata la ricostruzione stratigrafica tramite le indagini puntuali del geo-portale della Regione Toscana e sono stati effettuati dei confronti tra le serie storiche dei PS, i dati pluviometrici e i dati di estrazione alla ricerca di una relazione tra la subsidenza e l’emungimento di acqua dal sottosuolo. Per comprendere maggiormente le cause della subsidenza nelle aree considerate, sono state utilizzate due applicazioni per la scomposizione del vettore della velocità nelle componenti verticale e orizzontali e per l’analisi statistica delle serie storiche. La subsidenza risulta essere un fenomeno rilevante nell’area, la mancanza di dati quali l’andamento delle estrazioni dei pozzi e dei pompaggi del sistema di bonifica non ha permesso di stabilire le cause dell’aumento delle velocità mostrato dalle serie storiche dei PS analizzati tramite la tecnica interferometrica; dalle analisi effettuate risulta evidente che le aree devono essere monitorate in modo da osservare i cambiamenti che potrebbero danneggiare il patrimonio antropico (strutture ed infrastrutture) e quello naturale ed ecologico (aree umide ed oasi protette). L’ultima nota che emerge in seguito a questo lavoro di tesi è che il confronto tra le serie storiche dei PS ed i dati di estrazione di acqua nelle aree considerate è necessaria sia per non aggravare il fenomeno della subsidenza sia per la salvaguardia della risorsa idrica. ABSTRACT The purpose of this thesis is the characterization of the subsidence phenomenon into two areas of the Tuscany Region: the Southern sector of the Padule of Bientina and the area of the Lake of Massaciuccoli. At first literature data have been collected to learn about the geological evolution of the areas. This research shows that both the areas are affected by subsidence due to the presence of compressible lithologies such as silt, clays and peat. This lithologies are the result to different geological processes: the swamp of Bientina is linked to the activity of an alluvial plain, it was set up by fluvial deposits of the Serchio river alternating with lake deposits deriving from its flooding caused by the barrier induced by the Arno river; the lake of Massaciuccoli is located on a coastal plain that was set up by progradation and retrogradation cycles. On the plain there are depressed areas that have favored the formation of the coastal lake. In consequence of this results, the deformations of the areas were analyzed remotely using the interferometric technique; the ground lowering in the study areas is confirmed by this analysis. Furthermore, a subsidence risk assessment was performed. The risk assessment ended with the creation of an expected damage map for both the areas, an important tool in the field of Civil Protection for risk prevention and forecasting. During the risk assessment an intensity map was produced; it is very useful because of dividing the areas in four intensity class (I1-I5) it defines boundary of zone with an high intensity where specific inquiries are possible. In these areas the stratigraphic reconstruction was performed through the detailed analysis of the ‘Geoscopio’ of the Tuscany Region and a comparisons were made between the time series of deformation of the permanent scatters, the rainfall data and the extraction data to link the subsidence and the water extraction from the subsoil. Two application of the interferometric techniques (PSTime and PermscatAB) were used to better understand the subsidence. The first factorize the velocity vector into the vertical and the horizontal one and the other analyses the time series of the PS. Subsidence is a significant phenomenon in the area. Time series of the deformation shown an increase in the deformation velocity; it cannot be connected to the pumping of water due to the lack of extraction data. Thanks to these analyses it was possible to affirm that in the study areas the subsidence could damage the anthropic heritage (structures and infrastructures) and the natural and ecological one (oases and wet areas) therefore it must be monitored. Finally, the results obtained from this thesis show that a comparison between time series of deformation and the water extraction data is necessary in order to avoid the worsening of the phenomenon and for the water resource protection