Soil remembers, water echoes: positioning subsurface processes as a framework for urban regeneration

Urban environments function through interconnected soil and water systems that regulate infiltration, storage, and ecological stability. Subsurface processes shape groundwater dynamics, surface hydrology, and soil conditions, thereby influencing environmental performance across multiple spatial scales. In the context of increasing climate uncertainty, understanding these interactions is essential for ensuring long-term urban resilience. This thesis positions subsurface processes as a primary framework for sustainable urban regeneration. It conceptualises the urban ground as an interconnected soil-water system whose interactions shape environmental performance across scales. Using Milan as a territorial case study, the research analyses the layered structure of the city’s subsurface system and situates Porto di Mare within the broader hydrological network. The site is examined as a critical zone where surface runoff, shallow groundwater, soil compaction, and legacy contamination converge. Through subsurface diagnosis and spatial analysis, the study identifies disruptions in regulatory soil-water cycles and evaluates their implications. In response, it proposes an integrated framework based on soil stabilisation, regulated infiltration, selective planting strategies, and interconnected wetland systems. By prioritising subsurface dynamics, the thesis advances a process-based planning approach capable of supporting ecological recovery, hydrological resilience, and long-term urban self-regulation.

Gli ambienti urbani funzionano attraverso sistemi idrogeologici e pedologici interconnessi che regolano l’infiltrazione, lo stoccaggio e la stabilità ecologica dei suoli. I processi sotterranei modellano le dinamiche delle acque di falda, l’idrologia superficiale e le condizioni del suolo, influenzando così le prestazioni ambientali alla scala territoriale. Nel contesto di una crescente e incertezza climatica, comprendere queste interazioni è essenziale per garantire una resilienza urbana a lungo termine. La presente tesi pone i processi sotterranei come quadro di riferimento per la rigenerazione urbana sostenibile. Io spazio urbano ipogeo viene concettualizzato come un sistema interconnesso di suolo e acqua, le cui interazioni determinano prestazioni ambientali su diverse scale. Utilizzando Milano come caso di studio, la ricerca analizza la struttura stratificata del sistema sotterraneo della città e colloca l’area di Porto di Mare all’interno della più ampia rete idrologica a cui appartiene. Il sito viene esaminato come una zona critica in cui convergono il deflusso delle acque superficiali e di quelle sotterranee poco profonde con effetti sulla compattazione ed inquinamento dei suoli. Attraverso la diagnosi spaziale del sottosuolo, lo studio identifica le interruzioni nei cicli regolatori del suolo e delle acque e ne valuta le conseguenze. A fronte di ciò, propone un quadro integrato basato su una stabilizzazione del suolo, un’infiltrazione regolata, delle strategie di piantumazione selettiva e dei sistemi di zone umide interconnesse. Dando priorità alle dinamiche del sottosuolo, la tesi propone un approccio di pianificazione basato sui processi in grado di sostenere il recupero ecologico, la resilienza idrologica e l’autoregolazione urbana a lungo termine.