Galanti | dal censimento alla prevenzione di frana

IL RISCHIO IDROGEOLOGICO tra previsione, prevenzione ed emergenza Dipartimento di Scienze della Terra, Pisa 28 marzo 2014

Dal censimento alla prevenzione di frana: il caso dell’evento alluvionale del 25/10/2011 in Val di Vara D’Amato Avanzi G., Galanti Y., Giannecchini R., Bartelletti C.

UNIVERSITÀ DI PISA

DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA

Data

Area principalmente coinvolta

n. vittime

19 giugno 1996

Versilia-Garfagnana

14

Novembre 2000

Versilia-Valle del Serchio-colline Pistoiesi

5

23 settembre 2003

Carrara

-

Dicembre 2009

Provincie di Lucca, Massa-Carrara, Pistoia

-

19 giugno 2010

Valle del Serchio

-

31 Ottobre 2010

Provincia di Massa-Carrara

3

25 ottobre 2011

Cinque Terre, Val di Vara (SP), Lunigiana (MS)

12

21 ottobre 2013

Valle del Serchio-Alta Versilia

-

Dicembre 2013

Val di Vara

-

Gennaio 2014

Garfagnana e Versilia

-

2

L’evento pluviometrico del 25/10/2011

Localizzazione dei pluviometri (in rosso) utilizzati per la ricostruzione dell’evento pluviometrico del 25/10/2011 e delimitazione (in giallo) dell’area maggiormente colpita.

L’evento pluviometrico 600

600

Pioggia cumulata (mm)

500

500

400

400

300

300

200

200

100

100

23:00

21:00

19:00

17:00

15:00

13:00

11:00

9:00

7:00

5:00

3:00

0

1:00

0

Stazioni

Quota

max 1h max 3h

max 6h

max 12h

24h

pluviometriche

(m)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

Brugnato

112

143,4

303,4

468,8

511,0

538,2

Calice al C. Molunghi

425

121,0

208,2

348,4

402,2

452,8

Casoni di Suvero

1070

58,2

133,4

227,4

271,4

304,8

Sesta Godano

265

39,6

107,4

178,2

243,6

273,8

S. Margherita Vara

180

43,4

107,6

167,4

225,2

250,2

Cuccarello

780

28,6

72,2

131,6

202,2

242,8

Piana Battola

48

50,6

98,2

124,6

139,6

160,6

Padivarma

75

26,4

57,0

85,0

104,0

107,8

La Macchia

270

50,8

101,0

139,2

178,8

215,6

Monterosso

75

90,0

173,0

340,8

360,8

381,8

Levanto S. Gottardo

85

100,6

194,0

264,8

310,8

333,0

Levanto

6

96,8

122,2

214,2

254,8

273,0

Santa Giustina

198

67,2

158,4

243,0

317,6

375,6

Pontremoli

340

64,2

149,4

241,2

314,0

365,8

Pontremoli Dep.

226

46,2

114,8

201,2

268,8

313,0

Rocca Sigillina

484

58,6

144,8

227,2

285,4

318,2

Brugnato

Calice al Cornoviglio

Sesta Godano

S. Margherita Vara

Parana

692

85,0

147,4

217,2

259,4

313,8

Piana Battolla

Padivarma

Patigno

744

37,2

91,8

183,0

239,8

272,6

Levanto San Gottardo

Levanto

Passo della Cisa

1014

23,8

63,2

114,4

171,4

209,6

Villafranca

133

46,4

105,8

161,8

177,2

201,8

Bagnone

320

46,4

96,6

144,4

161,4

189,2

Aulla

65

22,0

36,6

55,8

68,4

85,2

Arzelato

815

58,7

121,4,0

216,2

285,0

333,0

Succisa

319

53,1

113,0

216,9

283,9

326,2

Zum Zeri

1396

24,0

6,0

106,6

150,6

197,8

Monterosso

UnitĂ di misura pioggia: millimetri

VAL DI VARA RIVIERA LIGURE

1 mm = 1 litro/m2

LUNIGIANA

Carta delle isoiete dell’evento del 25/10/2011 L’evento pluviometrico intenso ha coinvolto una fascia con direzione SW-NE tra la Liguria Orientale e la Toscana nord-occidentale.

6 ORE

24 ORE

Carta delle isoiete delle piogge nelle 6 h (dalle 06:00 alle 12:00 CEST del 25/10/2011).

Carta delle isoiete delle piogge nelle 24 h del 25/10/2011.

 4 massimi locali di pioggia: Monterosso, Brugnato, Calice al Cornoviglio, Pontremoli.

ISOIETE: curve chiuse che indicano aree interessate dalla stessa quantità di precipitazione.

Zona di rottura argine (Aulla – MS) (foto: Centro Funzionale Regione Toscana) F. Magra ad Aulla (MS) (foto: Centro Funzionale Regione Toscana)

Esondazione T. Gravegnola Brugnato (SP) (foto: Provincia della Spezia)

Esondazione T. Cassana - Borghetto di Vara (SP) (foto: Provincia della Spezia)

Brugnato, SP (foto: Il Tirreno) Borghetto di Vara, SP (foto: Il Secolo XIX)

Aulla, MS (foto: Il Tirreno) Aulla, MS (foto: Il Tirreno)

Torrente Mangiola (MS) – ponte distrutto sulla SP 32 (foto: C.F.R.T.)

Ponte della Colombiera (Ameglia – SP) nei pressi della foce del F. Magra (foto: C.F.R.T.)

La Villa – Pignone (SP)

Bosco di Rossano – Zeri (MS)

Cassana – Borghetto di Vara (SP)

Mulazzo (MS)

Frane sull’autostrada A12 in Val di Vara

(foto: Provincia della Spezia)

(foto: Il Tirreno)

Foto aerea n. 30137631 Volo BLOM CGR (Provincia di La Spezia, 28-10-2011)

11

Immagine satellitare (Google Earth, 2013)

12

Frane superficiali rapide

Smith 1988

 La zona di innesco avviene lungo una superficie di rottura, che può essere collocata nella parte alta o nel lato di una concavità o di un canale (Hungr, 2005). Lo scivolamento può avvenire anche nei tagli di versante provocati dalle costruzione di strade, oltre che nei versanti naturali;  La zona di transito è quella in cui la massa dislocata fluisce, inglobando il materiale detritico e organico che incontra durante il suo percorso;  La zona di accumulo è quella in cui il materiale dislocato si deposita formando una cono di deposizione (Smith, 1988).

Scorrimento di detrito evoluto in colata rapida  Complex, debris slide–debris flow (Cruden & Varnes 1996)  Soil slip–debris flow (Campbell 1975; Crosta et al. 1990)

Frane superficiali rapide

(USGS – science for a changing word)

Val di Vara (SP)

Complex, debris slide– debris flow a Cassana

Complex, debris slide– debris flow a Borghetto di Vara

Rete stradale – Val di Vara

(D’Amato Avanzi et al., 2013)

Costruzione di una banca dati frane a) Banca Dati progetto IFFI (Inventario Fenomeni Franosi in Italia - APAT, 2004; 2005): - Database Cartografico: frane puntuali (PIFF), poligonali, lineari - Database Alfanumerico b) Banca dati frane della Regione Toscana (Consorsio LaMMA, 2012).

Scheda rilevamento frane IFFI

Scheda rilevamento frane LaMMA

Database cartografico ed alfanumerico

Strato informativo puntuale

Area innesco frane

CAMPO

Centroide per la creazione di poligoni

IDENTIFICATIVO FRANE

TIPO

NOTE

ID_FRANA

SHORT INTEGER

CODICE IDENTIFICATIVO DELLA FRANA

LATITUDI

DOUBLE

COORD. GEOGR. SISTEMA WGS84

LONGITUDI

DOUBLE

COORD. GEOGR. SISTEMA WGS84

X_COORD

DOUBLE

COORD. PIANA UTM FUSO 32

Y_COORD

DOUBLE

COORD. PIANA UTM FUSO 32

DIREZIONE

SHORT INTEGER

DIREZIONE 0째- 360째

COD_TIPO

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ _TIPO_MOVI

COD_STATO

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ _COD_STATO

COD_METODO

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ_TIPO_METODO

COD_BACINO

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ_TIPO_BACINO

GEOLOGIA

TEXT

TAB. ASSOCIATA: DIZ_GEOLOGIA

COD_COPERTURA

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ_COD_COPERTURA

COD_USO_SUOLO

SHORT INTEGER

TAB. ASSOCIATA: DIZ_USO_SUOLO

Strato informativo poligonale POLIGONI_FRANE

Database cartografico ed alfanumerico

Ogni campo definisce gli attributi di ogni occorrenza geometrica. colonne o field

righe o record

Il campo SHAPE è utilizzato dal sistema per identificare la forma geometrica della feature.

Ad ogni fila della tabella degli attributi corrisponde un occorrenza geometrica.

I record selezionati dalla tabella si visualizzano spazialmente.

Carta geologica del bacino del T. Pogliaschina con frane e isoiete del 25/10/2011 Bacino del T. Pogliaschina: • Area di circa 25 km2 • 46,9 % Macigno (MAC) • 34,1 % Arenarie di Monte Gottero (GOT)

Cumulate di pioggia comprese tra 320 e 500 mm in 24 ore Almeno 658 frane superficiali

Distribuzione frane in base alla formazione geologica MAIOLICA 0,531 %

DIASPRI 0,273 %

SCAGLIA TOSCANA 3,806 %

% aree coperte da ciascuna formazione geologica

Depositi alluvionali attuali 3,067 % Depositi alluvionali terrazzati 0,248 % ARENARIE DI MONTE GOTTERO 34,286 %

FORMAZIONE DI VAL LAVAGNA 0,365 %

ARGILLE A PALOMBINI 0,733 %

MACIGNO 46,762 %

GABBRI 0,181 % ARGILLE E CALCARI DI CANETOLO 7,582 %

SERPENTINITI 2,160 %

DIASPRI DI MONTE ALPE 0,005 %

100 90 76.4

80

Distribuzione % frane in base alla formazione geologica

Frane (%)

70

60 50 40 30 14.3

20 10

0.9

0.9

ACC

APA

0.6

0

Arenaria di Monte Gottero (GOT)

GOT

LVG

MAC

Formatione

0.3

1.2

MAI

SRN

5.3

STO

CLASSIFICAZIONE DELLE FRANE SUPERFICIALI:

 569 SOIL SLIP-DEBRIS FLOW (0,03<La/Lu<0,5)  89 SOIL SLIP (1< La/Lu< 2) •

Area in frana: 0,78 Km2

•

Densità di frana: 26 su Km2

•

Indice di franosità: 3%

•

Spessore medio del materiale convolto 1,2 m

•

Volume mobilizzato 940000 m3

Soil slip

Soil slip-debris flow

Interazione con il reticolo idrografico Il 70,5% delle frane superficiali è confluito nel reticolo idrografico, aumentando il trasporto detritico e legnoso dei corsi dâ&#x20AC;&#x2122;acqua.

49.1% % classi di acclività bacino

Distribuzione frane in base all’acclività

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

16.1

15.8 12.5

17.6 15.4

10.9 8.2 2.8 0.8

Classi di acclività

200

50

160

139

n. frane

140 120

% frane

40

21.1

80

67

60 40 29

15.5

35 30

102

100

20

45

156

23.7 91

25 20

13.8

10.2

6.5 22 3.3

4.4

0

15

43

10 9 1.4

5 0

Classi di acclività

% frane

180

n. frane

Esposizione dei versanti 3,5%

12,5%

FLAT

15,0%

N

7,8%

NE E

8,1%

SE S

14,1%

SW W

12,7% 11,7%

NW

14,6%

Distribuzione frane in base all’esposizione 143 132

150 125 n. frane

100

 Maggiori acclività pendici meridionali lungo il T. Pogliaschina  Maggiore diffusione di aree agricole terrazzate nei versanti di S-SE del T. Cassana

81

80

75 50

50

50

NE

E

60

62

W

NW

25 0 N

SE S SW Esposizione versanti

Forma dei versanti 500

100 430

90

NUMERO FRANE

400 350

80 65,3

70

300

60

250

50

200

40

150

150

30

22,8 78

100

11,9

50

20 10

0

0 C<0

C=0

C>0

CURVATURA PLANARE:

C>0 indica convessità e divergenza del flusso, ed è propria delle zone che morfologicamente rappresentano uno spartiacque (versante convesso).

C<0 indica concavità e convergenza del flusso ed è caratteristica delle zone di impluvio (versante concavo).

C=0 versante rettilineo.

430 (65,3%) delle frane superficiali innescate su versanti concavi

Convergenza del flusso

Divergenza del flusso

% FRANE

450

Uso del suolo Dati uso del suolo Regione Liguria

Boschi 92,7%

Aree agricole 5,6%

Castagneti 45,5%

Vigneti 0,6%

Aree urbane 1,6%

Oliveti 0,9% Boschi conifere 16,7%

Oliveti vigneti 0,4%

Boschi coniferelatifoglie 21,5%

Oliveti abbandonati 0,1%

oliveto

bosco

strada sterrata

0

Zone residenziali a tessuto continuo denso

Castagni affetti dal cinipide galligeno (Dryocosmus kuriphilus).

15

Aree a vegetazione boschiva ed arbustiva in evoluzione

Boschi misti di conifere e latifoglie

0,9

Boschi di conifere

2,3

Bosco di specie igrofile

1,2

Bosco a prevalenza di castagno

2,9

Bosco misto mesofilo

0,3

Bosco misto termofilo

0,8

Aree prevalentemente occupate da colture agrarie con presenza di spazi naturali

3,2

Sistemi colturali e particellari complessi

2,3

Prati stabili

0,6

Oliveti abbandonati

4,3

Oliveti

0,8

Vigneti misti ad oliveti

5

Vigneti

0,5

Zone residenziali a tessuto discontinuo e rado mediamente denso Zone residenziali a tessuto discontinuo e rado sparso

FRANE %

Distribuzione delle frane in base allâ&#x20AC;&#x2122;uso del suolo

35

30 30,2

25 20,4

20

12,2

10

0,9

Boschi 83,2% Aree agricole 14,8%

Castagneti 30,2% Vigneti 4,3%

Boschi conifere 20,4% Oliveti vigneti 2,3%

Boschi coniferelatifoglie 16,4% Oliveti abbandonati 0,8%

Aree urbane 1,8%

16,4

Oliveti 3,2%

Pini marittimi colpiti dalla cocciniglia corticola (Matsucoccus feytaudi) nei pressi di Borghetto di Vara.

Distribuzione delle frane in base allâ&#x20AC;&#x2122;uso del suolo BOSCHI

AREE AGRICOLE

Distribuzione delle frane in base all’uso del suolo Zone residenziali a tessuto continuo denso

11,6

1,2 1,7

Zone residenziali a tessuto discontinuo e rado mediamente denso Zone residenziali a tessuto discontinuo e rado sparso

13,7

Vigneti

16,2

Vigneti misti ad oliveti

6,6

Oliveti

14,1

Oliveti abbandonati

1,4

Prati stabili

2,4

Sistemi colturali e particellari complessi

5,0

Aree prevalentemente occupate da colture agrarie con presenza di spazi naturali importanti

6,0

Bosco misto termofilo

3,4

Bosco misto mesofilo

2,1

Bosco a prevalenza di castagno

0,3

Bosco di specie igrofile

3,8 3,4

Boschi di conifere Boschi misti di conifere e latifoglie

9,5

Aree a vegetazione boschiva ed arbustiva in evoluzione

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

INDICE DI FRANOSITÁ PER USO DEL SUOLO %

 BASSO INDICE DI FRANOSITÀ:  Boschi conifere: 3,8 %

 Boschi misti conifere latifoglie: 3,4 %  Boschi di castagno: 2,1 %  ALTO INDICE DI FRANOSITÀ:

 Vigneti - oliveti: 16,2 %  Oliveti abbandonati : 14,1 %  Vigneti 13,7: %

Suscettibilità di frana Modello SHALSTAB (Shallow Landslides Stability Model) di Montgomery & Dietrich (1993) su JGRASS (Java Geogrephic Resources Analysis support System) Parametro

Derivazione

Formato

tangente angolo inclinazione (tanφ)

modello digitale del terreno

raster

area contribuente totale (a/b)

modello digitale del terreno

raster

trasmissivitá (t)

dati di letteratura

raster

• Elaborazioni dal DTM

tangente angolo di attrito (tanθ')

prove di taglio diretto; dati di letteratura

raster

coesione (c')

prove di taglio diretto; dati di letteratura

Parametri fisico-meccanici e idrologici

raster

spessore della coltre (m)

osservazioni di campagna

raster

precipitazioni nette (q)

Elaborazioni carta isoiete

raster

peso volume terreno (γs)

dati di letteratura

costante

PARAMETRI IDROLOGICI/GEOTECNICI

INTERVALLO VALORI

PERMEABILITÁ

10 - 7 - 10 - 5 m/s

ANGOLO DI ATTRITO

25,9°- 34,3°

COESIONE

2000 - 7000 Pa

SPESSORE DELLA COLTRE

0,5 - 1,5 m

PRECIPITAZIONI NETTE

104 - 168 mm/giorno

PESO VOLUME TERRENO

18 N/m3

Variabili topografiche Jgrasstools

• • • •

Osservazioni campagna Dati di letteratura Elaborazioni carta isoiete Prove laboratorio CNR IRPI Padova

Carta di suscettibilitĂ di frana

70% dei dissesti in aree instabili

30% dei dissesti in aree stabili

Considerazioni finali  Complessivamente nel bacino del Fiume Vara sono state censite più di 2000 dissesti.  658 dissesti censiti nel bacino del T. Pogliaschina: 569 soil slip-debris flows, 89 soil slips;

 progettazione ed implementazione, in ambiente GIS, un database vettoriale delle frane censite, contenente dati geologici, geomorfologici e di uso del suolo relativi alle aree d’innesco delle frane;  possibilità di utilizzare le informazioni contenute nella banca dati per elaborazioni finalizzate alla definizione dei principali fattori predisponenti l’innesco delle frane superficiali rapide in occasione di eventi pluviometrici intensi.

Bacino del Torrente Pogliaschina:

 Frane per lo più innescate nelle coperture delle formazioni arenacee (Arenarie di Monte Gottero e Macigno);  fattori morfologici predisponenti l’innesco: concavità morfologiche, esposizione verso SSE e classe di pendenza tra 31°-35°;

 discreta correlazione tra aree instabili ipotizzate dal modello SHALSTAB e aree realmente in frane, in cui il 70% delle frane censite ricade nelle aree instabili.

Grazie per lâ&#x20AC;&#x2122;attenzione!