Flood damage model : development of INSYDE in the Po river basin

Due to the increasing socioeconomic impact that floods have on society, economic models of flood damage have been developed to support more rational decision-making on flood risk management. The present work regards the update of one of these models, i.e., the INSYDE model for the calculation of direct flood damage to residential buildings in the Italian context. INSYDE is a micro-scale, synthetic, multivariable model, considering 23 explicative hazard and vulnerability variables, for which default values were defined to be assumed if related information is missing during the implementation process. The updating consisted in the calculation of default values, and the identification of the relations among INSYDE parameters, in the Po River basin, considering a more rigorous statistical analysis of residential buildings than the one performed in the original INSYDE formulation. Statistical analysis comprised hazard parameters and building characteristics compiled from databases and previous works, while missing data related to building characteristics has been obtained from virtual survey of residential buildings located within the floodplain of rural and urban areas. Subsequently, as part of the structure of the damage model, fragility functions (if necessary) and unit prices have been updated. Reported damage data from the flood events involving the Adda river (2002) and the Bacchiglione river (2010) have been used for the validation of the updated INSYDE. Additionally, considering the failure of the original INSYDE in the estimation of extensive parameters for larger buildings, the validation datasets were subdivided into two subsets considering small and large buildings, making a comparison between the closeness of damage calculated with original and updated INSYDE to the observed damage. From the validation of the entire datasets, updated INSYDE seems to overestimate the reported losses, however, there is a reduction of relative error of about the half with respect to the original INSYDE. From the subset of small buildings, damage calculated with updated INSYDE tends to underestimate the reported losses, being different to the overestimation of damages identified with original INSYDE. From the subset of larger buildings, both original and updated INSYDE tends to strongly overestimate the reported damages, discouraging the use of INSYDE. Additionally, having the availability of hazard and building characteristics from both case studies, a check of representativeness with respect to the default values is realized, obtaining a partial agreement.

A causa del crescente impatto socioeconomico che le inondazioni hanno sulla società, sono stati sviluppati modelli economici dei danni causati dalle inondazioni per supportare un processo decisionale più razionale sulla gestione del rischio di alluvione. Il presente lavoro riguarda l'aggiornamento di uno di questi modelli, ovvero il modello INSYDE per il calcolo del danno diretto alluvionale degli edifici residenziali nel contesto italiano. INSYDE è un modello sintetico su microscala, multivariabile, che considera 23 variabili esplicative di rischio e vulnerabilità, per le quali sono stati definiti valori predefiniti da assumere se le relative informazioni mancano durante il processo di implementazione. L'aggiornamento è consistito nel calcolo dei valori di default, e nell'identificazione delle relazioni tra i parametri INSYDE, nel bacino del fiume Po, considerando un'analisi statistica degli edifici residenziali più rigorosa rispetto a quella effettuata nella formulazione INSYDE originale. L'analisi statistica comprendeva parametri di pericolosità e caratteristiche dell'edificio compilati da banche dati e lavori precedenti, mentre i dati mancanti relativi alle caratteristiche dell'edificio sono stati ottenuti da rilievi virtuali di edifici residenziali situati all'interno della pianura alluvionale di aree rurali e urbane. Successivamente, nell'ambito della struttura del modello di danno, sono state aggiornate le funzioni di fragilità (se necessarie) ei prezzi unitari. I dati sui danni riportati dagli eventi alluvionali che hanno coinvolto il fiume Adda (2002) e il fiume Bacchiglione (2010) sono stati utilizzati per la validazione dell'INSYDE aggiornato. Inoltre, considerando il fallimento dell'INSYDE originale nella stima di parametri estesi per edifici più grandi, i dataset di validazione sono stati suddivisi in due sottoinsiemi considerando edifici piccoli e grandi, effettuando un confronto tra la vicinanza del danno calcolata con INSYDE originale e aggiornato rispetto a quello osservato danno. Dalla convalida dell'intero set di dati, INSYDE aggiornato sembra sovrastimare le perdite riportate, tuttavia, vi è una riduzione dell'errore relativo di circa la metà rispetto all'INSYDE originale. Dal sottoinsieme dei piccoli edifici, il danno calcolato con INSYDE aggiornato tende a sottostimare le perdite riportate, essendo diverso dalla sopravvalutazione dei danni identificati con INSYDE originale. Dal sottoinsieme di edifici più grandi, INSYDE sia originale che aggiornato tende a sovrastimare fortemente i danni riportati, scoraggiando l'uso di INSYDE. Inoltre, avendo la disponibilità delle caratteristiche di pericolosità e dell'edificio da entrambi i casi studio, si realizza una verifica della rappresentatività rispetto ai valori di default, ottenendo un parziale accordo.