DEM of Differences Analysis to Understanding Recent Channel Adjustments along the River Po

The present study investigates the dynamic morphological evolution of the Po River through a comprehensive DEM of Difference analysis. By leveraging two high-resolution DEM datasets acquired in 2005 and 2022, derived from LiDAR, Multibeam Sonar, and photogrammetric surveys, the research quantifies the spatial distribution of erosion and deposition along the river’s active channel. A detailed methodology is employed that includes pre-processing, co-registration of heterogeneous DEMs, and an innovative geomorphic units classification into wet and dry areas to account for the uncertainties inherent in mixed survey technologies. The analysis reveals a clear longitudinal trend: upstream reaches, influenced by historical anthropogenic interventions such as the Isola Serafini Dam, predominantly experience net erosion, while downstream reaches show a transition toward net deposition. These findings are supported by sediment budget calculations and probabilistic thresholding, which together underscore the critical role of uncertainty quantification in interpreting fluvial geomorphic changes. Overall, this study not only demonstrates the potential of DoD techniques for detailed morphodynamics assessment but also provides valuable insights into sediment transport dynamics that can inform sustainable river management and risk mitigation strategies.

Il presente studio analizza l'evoluzione morfologica dinamica del fiume Po attraverso un’analisi approfondita del DEM of Difference (DoD). Sfruttando due dataset DEM ad alta risoluzione acquisiti nel 2005 e nel 2022, derivati da rilevamenti LiDAR, sonar multibeam e fotogrammetrici, la ricerca quantifica la distribuzione spaziale dell’erosione e della deposizione lungo il canale attivo del fiume. Viene impiegata una metodologia dettagliata che comprende la pre-elaborazione, la co-registrazione di DEM eterogenei e una innovativa classificazione idrologica in aree umide e secche, al fine di considerare le incertezze intrinseche alle tecnologie di rilevamento miste. L’analisi rivela una chiara tendenza longitudinale: le sezioni a monte, influenzate da interventi antropici storici come la diga Isola Serafini, sperimentano prevalentemente un’erosione netta, mentre le sezioni a valle mostrano una transizione verso una deposizione netta. Questi risultati sono supportati da calcoli del bilancio dei sedimenti e da soglie probabilistiche, che insieme evidenziano il ruolo critico della quantificazione dell’incertezza nell’interpretazione delle variazioni geomorfologiche fluviali. Complessivamente, questo studio non solo dimostra il potenziale delle tecniche DoD per una valutazione morfodinamica dettagliata, ma fornisce anche preziosi spunti sulla dinamica del trasporto dei sedimenti, elementi fondamentali per una gestione sostenibile dei fiumi e per lo sviluppo di strategie di mitigazione dei rischi.