A geostatistic approach to the mapping of rainstorm hazard in the Sannio district of the Campania Apennines (Southern Italy)

ABSTRACT In this note we maintain that the frequent rainstorms in the Sannio district, Campania, Italy, are to all intents and purposes morphogenetic agents. From a documentary survey we have carried out it is evident that this kind of meteorological event greatly influences the lithological, forest and anthropic elements of the landscape, often producing non-reversible changes to the general physiographic order. Besides direct and documentary observations, the effects of rainstorm erosion on the landscape are also clearly cited in the specific literature. We used a geostatistic approach to survey the spatial variability of rainstorm days occurring in the Sannio district (Province of Benevento) and in the surrounding area from 1981 to 1999. The data have enabled us to draw up a map aimed at identifying areas characterized by recurrent rainstorm events. The techniques applied to elaborate the data are those typically used in geostatistic surveying. Firstly, we began with a structural survey with calculation of semivariance. A mathematical model was adapted, then a test of cross validation was applied to the obtained data. Finally, we used the punctual ordinary Kriging as a technique of linear interpolation of the data. All the data were elaborated using MS Windows-compatible software available on the Internet. The result obtained is a map of distribution of the frequency of rainstorm days in the Sannio district and surrounding areas. As regards specifically erosive effects, we can deduce from the map that the areas characterized by the high recurrence of days with violent downpours are potentially those where hydrogeologic instability is or will be particularly marked, with subsequent negative socio-economic consequences and damage to the landscape. In this way, the phenomenon of violent rainstorm days constitutes a significant item in environmental risk.

RIASSUNTO Un approccio geostatistico per la mappatura della pericolosità da nubifragio nel Sannio beneventano (Appennino campano, Italia meridionale). In questa nota si attribuisce al fenomeno dei nubifragi, che colpiscono con discreta frequenza il Sannio beneventano, il ruolo di agenti morfogenetici. Oltre che dalle osservazioni dirette e documentaristiche, l'effetto in termini di erosione dei nubifragi sul paesaggio e accertato ampiamente anche dalla letteratura specifica. Infatti, dall'analisi documentaristica effettuata si rileva che questo tipo di eventi meteorici impatta profondamente sugli elementi litologici, agro-forestali ed antropici che caratterizzano questo territorio, determinando spesso modifiche irreversibili al suo assetto fisiografico generale. In questo articolo e stata esaminata con approccio geostatistico la serie dei nubifragi occorsi nel Sannio beneventano ed aree immediatamente limitrofe ne! periodo 1981-1999; l'estrema variabilità spaziale dei dati ha consentito una opportuna mappatura finalizzata alla individuazione di aree caratterizzate da diversa ricorrenza del fenomeno. Le tecniche usate per l'elaborazione dei dati sono quelle classiche dell'analisi geostatistica: si e proceduto per prima cosa all'analisi strutturale con calcolo della semivarianza; un modello matematico e stato adottato, poi, ai dati ottenuti sui quali e stato applicato un test di cross validation, infine si e usato il Kriging puntuale ordinaria come tecnica di interpolazione lineare dei dati. Nel loro complesso i dati sono stati elaborati utilizzando procedure friendly per PC-Windows disponibili in rete. Il risultato ottenuto e una carta della distribuzione e frequenza dei nubifragi nel Sannio beneventano ed aree limitrofe. Con riguardo ai soli effetti erosionali, da questa mappa si deduce che le aree caratterizzate da elevata ricorrenza dei nubifragi sono potenzialmente quelle dove più marcato è o sarà il dissesto idrogeologico, con ricadute anche sui piano socio-economico ed agro-forestale. In tal senso il fenomeno nubifragi si connota come elemento di pericolosità che può incidere anche in termini di rischio ambientale.