GA2015 rischio idrogeologico by Filippo Catani

Dipartimento di Scienze della Terra Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche

Geomorfologia Applicata Filippo Catani

Il rischio idrogeologico

Rischi geologici e rischio idrogeologico •  Rischio vulcanico •  Rischio sismico •  Rischio idrogeologico –  Rischio idraulico –  Rischio di movimenti di massa –  Rischio di perdita delle risorse idriche sotterranee 2 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Definizioni

(Varnes, 1984 modificato)

•  Intensità o Pericolo(I): severità geometrica o meccanica del fenomeno potenzialmente distruttivo. •  Pericolosità (H): probabilità che un fenomeno potenzialmente distruttivo di data intensità si verifichi in un dato periodo di tempo ed in una data area.

H=H(I)

•  Elementi a rischio (E): popolazione, proprietà, attività economiche, servizi pubblici, beni culturali e ambientali a rischio in una data area. •  Valore o Esposizione (W): valore economico o numero di unità esposte, relative ad ognuno degli elementi a rischio in una data area.

W=W(E) 3

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Definizioni

(Varnes, 1984 modificato)

•  Vulnerabilità (V): grado di perdita prodotto su un certo elemento o gruppo di elementi esposti a rischio risultante dal verificarsi di un fenomeno naturale di una data intensità. È espressa in una scala da 0 (nessuna perdita) a 1 (perdita totale).

V= V(I;E)

•  Rischio specifico (Rs): grado di perdita atteso quale conseguenza di un particolare fenomeno Rs= H(I) × V(I;E) naturale di data intensità. •  Rischio totale (R): entità del danno atteso in R= H(I)×V(I;E)×W(E) conseguenza di un particolare fenomeno naturale di data intensità. Espresso in termini di costo annuo o di unità perse per anno. 4 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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L'equazione del Rischio

R=H·V·W Rischio = danno atteso

Pericolosità = probabilità di accadimento

Vulnerabilità = grado di perdita

Esposizione = valore degli elementi a rischio (E)

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Rischio idrogeologico

Elementi a rischio

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Rischio idrogeologico Fenomeno naturale (frana) Danno

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Schema operativo per la valutazione del rischio FENOMENO POTENZIALMENTE DISTRUTTIVO Previsione intensità

Previsione tipologica

Previsione spaziale

Previsione temporale

Previsione evoluzione

PERICOLOSITA’ (H) Elementi a rischio (E) VALORE ELEMENTI A RISCHIO (W) VULNERABILITA’ (V) RISCHIO (R)

R = H·V·W 8

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Rischio vulcanico •  •  •  •

Colate di lava Nubi ardenti Emissioni di gas tossici Colate di fango (lahars)

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Rischio sismico: Kobe 1995

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Rischio sismico •  Scuotimento •  Effetti sismici locali

(amplificazione, liquefazione, ...)

•  Frane sismo-indotte

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Scuotimento

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Innesco di frane (Montana, USA)

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Liquefazione (Norvegia)

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Tsunami (onde di maremoto)

V = 650-800 km/h 15 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Origine di terremoti

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Distribuzione mondiale

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Effetti di un terremoto Onde di compressione (Onde P)

Onde di taglio (Onde S)

Onde superficiali (Onde di Love)

Onde superficiali (Onde di Rayleigh) 18 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Onde sismiche • onde di compressione (onde P): longitudinali e primarie, si propagano ad alta velocità sia nei solidi che nei liquidi e sono caratterizzate da un moto delle particelle nella stessa direzione di propagazione dell'onda, con successive compressioni e rarefazioni; • onde di taglio (onde S): trasversali e secondarie, si propagano più lentamente delle onde P e presentano un moto delle particelle perpendicolare alla direzione di propagazione; non si trasmettono nei fluidi; • onde di Love: sono onde superficiali che si sviluppano solo in presenza di uno strato a bassa velocità e non si trasmettono nei fluidi; gli spostamenti sono orizzontali e trasversali rispetto alla direzione di propagazione; • onde di Rayleigh: sono onde superficiali e determinano spostamenti ellittici delle particelle il cui moto avviene nel piano verticale e con verso retrogrado rispetto alla direzione di propagazione stessa. 19 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Sismografo

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Sismogramma

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Scala Mercalli (1902) I

"Non avvertito"

"Avvertito solo da poche persone in quiete"

III–IV "Avvertito da persone al chiuso" V–VI

"Avvertito da tutti; caduta di piatti, danni a comignoli e ciminiere"

VII

"Tutti fuggono all’aperto, danni a agli edifici di scadente "progettazione"

VIII

"Danni lievi ad edifici ben costruiti; danni importanti a strutture mal "costruite"

"Danni notevoli ad edifici specificatamente progettati; edifici spostati "rispetto alle fondazioni"

"Distruzione di gran parte degli edifici in muratura ed alcuni di quelli "di legno"

"Ben poche strutture rimangono in piedi; ponti distrutti, rotaie "piegate"

XII

"Distruzione totale"

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Carta delle aree isosisme (o isosiste)

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Scala Richter (1935) Definizione della Magnitudo: Logaritmo in base 10 della massima ampiezza dell’onda sismica (in millesimi di millimetro) registrata su di un sismografo standard ad una distanza di 100 km dall’epicentro del sisma

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Confronto fra Magnitudo e Energia

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Previsione dei terremoti Occorre stabilire: 1)  Il periodo in cui il sisma dovrebbe verificarsi; 2)  La sua localizzazione; 3)  La sua magnitudo.

Allo stato attuale è impossibile prevedere o impedire i terremoti, bisogna quindi prepararsi al loro arrivo 26 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Criteri di prevenzione

Da Scesi et al., 2001 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Criteri di prevenzione

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Protezione dagli Tsunami

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Il rischio idrogeologico

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Rischio di perdita di risorse idriche sotterranee n

n

In Italia le risorse idriche sotterranee forniscono il 25% dell'acqua utilizzata per il consumo domestico, industriale ed agricolo Depauperamento quantitativo: sovrasfruttamento, siccità Depauperamento qualitativo: inquinamento, salinizzazione

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Il rischio idraulico

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Il rischio idraulico •  Rischio di inondazione: trasporto di massa liquida •  Rischio da dinamica d'alveo: trasporto di massa solida (sedimenti) •  Rischio di inquinamento: trasporto di massa inquinante

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Aree alluvionate Eventi alluvionali

(CNR-GNDCI: Progetto AVI) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Numero di inondazioni

Periodo: 1900-1992 Fonte: Progetto AVI 455 371 239 106 18

a 887 a 455 a 371 a 239 a 106

(4) (4) (4) (4) (4)

(CNR-GNDCI: Progetto AVI) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra – Periodo: 1900-1992 Fonte: Progetto AVI

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Pericolosità idraulica Probabilità di occorrenza di un evento di piena di una data intensità (Portata al colmo m3/s)

Produzione di carte di aree inondabili con diversi tempi di ritorno 36 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Carta delle aree inondabili 1.  le aree direttamente inondabili in quanto limitrofe ai corsi d’acqua o ad essi connesse da fornici di ponte o da dreni o fognature non presidiate da chiaviche; 2.  le aree inondabili da correnti esondate provenienti da monte; 3.  le aree protette da argini senza franco di sicurezza e quindi a pericolo di sormonto. 37 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Carta delle aree inondabili Tempi di ritorno comunemente utilizzati T1 = 30 anni T2 = 100 anni T3 = 300 anni T4 = 1000 anni.

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Il rischio di movimenti di massa •  Rischio da frana •  Rischio da deformazione gravitativa profonda •  Rischio da subsidenza o sprofondamento

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Numero di eventi franosi

(CNR-GNDCI: Progetto AVI) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Numero di eventi franosi

Vittime per fenomeni franosi

Distribuzione per Regione

Numero di eventi franosi Periodo 1945-1990 Periodo 1945-1990 Fonte: Catenacci (1992) fonte: GNDCI Progetto AVI 493 a 956 (4) 311 a 493 (4) più di 500 223 a 311 (4) fra 300 e 500 149 a 223 (4) fra 200 e 300 29 a 149 (4) fra 150 e 200 meno di 150

Periodo: 1945-1990 Vittime per fenomeni franosi Fonte: Catenacci (1992) Periodo 1945-1990 80 a 1 780 (3) fonte: Servizio Geologico Nazionale50 a 80 (1) 20 a 50 (2) più di 80 10 a 20 (4) 0a 10 (10) fra 50 e 80 fra 20 e 50 fra 10 e 20 meno di 10 41

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Eventi maggiori del dopoguerra •  Polesine, 18 novembre 1951

•  Piemonte, 2-6 Novembre 1994

•  Costiera Amalfitana, 25-26 Ottobre 1954

•  Versilia, 19 Giugno 1996

•  Vaiont, 9 Ottobre 1963

•  Sarno, 5 Maggio 1998

–  –  –  –

–  –  –

100 morti 170.000 senzatetto 100 km2 di pianura allagati 52 ponti distrutti

319 morti o dispersi

1917 morti o dispersi 6 frazioni distrutte

•  Firenze, 3-4 Novembre 1966 –  –  –  –  –  –

35 morti 61dispersi 500 feriti 18.000 disoccupati 20.000 senzatetto 1.500 opere d’arte

•  Stava, 19 Luglio 1985 –

269 morti o dispersi

•  Val di Pola, 28 Luglio 1987 –  –

27 morti o dispersi 25.000 evacuati

–  –  –  –  –  –  –  –  –

70 morti 86 feriti 2.226 senzatetto 100 ponti danneggiati e 10 distrutti 10.000 disoccupati 13 morti 1500 senzatetto

153 morti Centinaia di senzatetto

•  Soverato, 8-10 Settembre 2000 –  –  –

12 morti 40 feriti 500 evacuati

–  –  –

19 morti 11 dispersi 38,577 evacuati

–  –  –  –

10 morti 1 ferito 19 dispersi 1500 senzatetto

•  Nord Est, 13-16 Ottobre 2000 •  Toscana-Liguria, 6-25 Nov. 2000

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Vaiont, 9 Ottobre 1963

Volume: 270Ă&#x2014;106 m3 Durata: 15 - 30 s VelocitĂ : 20 - 30 m/s (70 - 110 km/h) Vittime: 1917

Vaiont, 9 Ottobre 1963

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Val di Pola, 28 Luglio 1987 Volume: 40×106 m3 Vittime: 27 Evacuati: 25.000

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Piemonte, 2-6 Novembre 1994

70 morti 86 feriti 2.226 senzatetto 100 ponti danneggiati e 10 distrutti 10.000 disoccupati 25.000 mld di danni UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Versilia, 19 Giugno 1996

13 vittime 1500 senza tetto 47

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Sarno, 5 Maggio 1998

153 morti Centinaia di senzatetto UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Nord Ovest, 13-16 Ottobre 2000

19 morti 11 dispersi 38.577 evacuati

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Toscana-Liguria, 6-25 Nov. 2000 10 morti 1 ferito 19 dispersi 1.500 senzatetto

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Morti e dispersi per frana in Italia 1410-1999

(Guzzetti, 2000) 51 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Morti e dispersi per frana in Italia 1900-1999

(Guzzetti, 2000) 52 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Confronto con altri paesi numero medio di vittime per anno 0.1

100

1000

Ande meridionali Peru Cina Giappone Italia USA Norvegia Alpi Hong Kong Papua Nuova Guinea Canada Spagna Protogallo Bulgaria Australia

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Confronto con altri paesi

Numero medio di vittime per anno 1° Paesi andini: 735 2° Cina: 150 3° Giappone: 130 4° Italia: 59.4 5° USA: 50

Costo medio dei danni per anno 1° Giappone: 2° India: 3° Italia: 4° USA:

4-6 1-2 1-2 1-2

Mld.€ Mld.€ Mld.€ Mld.€

(%PIL=0,29) (%PIL=0,49) (%PIL=0,15) (%PIL=0,025)

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Rischio da frana in Italia

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Rischio da frana in Italia e nel Mondo

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CNR - GNDCI (1988) CNR - Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche (GNDCI) •  Linea 1 - Previsione e prevenzione di eventi idrologici estremi e loro controllo •  Linea 2 - Prevenzione e previsione di eventi franosi a grande rischio •  Linea 3 - Valutazione del rischio idraulico-geologico e zonazione •  Linea 4 - Valutazione della vulnerabilità degli acquiferi 57 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Principali interventi del GNDCI Sarno Maggio, 1998

Versilia Giugno, 1996

Val di Pola Luglio, 1987

El Salvador Gennaio, 2001 Soverato Settembre, 2000

La Josefina, Ecuador Marzo, 1993

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Analisi del rischio di frana 1.  Descrizione dello stato della natura 2.  Valutazione dell’intensità 3.  Valutazione della pericolosità 4.  Definizione degli elementi a rischio 5.  Valutazione della vulnerabilità 6.  Valutazione del rischio 59 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 1. DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA NATURA

A) Descrizione dei fattori di instabilità B) Descrizione degli effetti (carte inventario dei fenomeni franosi)

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Analisi del rischio di frana 1. DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA NATURA

Carta dei fenomeni franosi perimetrati nel Bacino dell’Arno

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Analisi del rischio di frana 2. VALUTAZIONE DELL’INTENSITA’ •  Definizione: severità geometrica e meccanica del fenomeno potenzialmente distruttivo •  Sinonimi: pericolo (danger), magnitudo (magnitude) •  Unità: espressa in una scala relativa oppure in termini di una o più grandezze caratteristiche del fenomeno (velocità, volume, energia, etc.). •  Approcci possibili: –  conseguenze potenziali –  velocità –  dimensioni –  energia –  pressione di impatto –  velocità e dimensioni –  tipologia di frana –  … 62 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 2. VALUTAZIONE DELL’INTENSITA’

Velocità: classe 1 2 3

4 5 6 7

descrizione ESTREM. LENTO

danni osservabili Impercettibile senza strumenti di monitoraggio. Costruzione di edifici possibile con precauzioni.

MOLTO LENTO

Alcune strutture permanenti possono non essere danneggiate dal movimento.

Possibilità di intraprendere lavori di rinforzo e restauro durante il movimento. Le strutture meno danneggiabili possono essere mantenute con frequenti lavori di rinforzo se lo spostamento totale non è troppo grande durante una particolare fase di accelerazione. MODERATO Alcune strutture temporanee o poco danneggiabili possono essere mantenute

scala delle velocità 16 mm/anno

5 10-10 m/s

1.6 m/anno

5 10-8 m/s

13 m/mese

5 10-6 m/s

1.8 m/h

5 10-4 m/s

3 m/min

5 10-2 m/s

5 m/s

LENTO

RAPIDO

Evacuazione possibile. Distruzione di strutture, immobili ed installazioni permanenti.

MOLTO RAPIDO

Perdita di alcune vite umane. Velocità troppo elevata per permettere l'evacuazione delle persone.

ESTREM. RAPIDO

Catastrofe di eccezionale violenza. Edifici distrutti per l'impatto del materiale spostato. Molti morti. Fuga impossibile.

CRUDEN & VARNES (1996) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 2. VALUTAZIONE DELL’INTENSITA’

Velocità: CLASSI DI VELOCITÀ 1

crollo ribaltamento scivolamento di roccia (neoformazione) scivolamento di roccia (riattivazione) scivolamento di detrito scivolamento di terra (neoformazione) scivolamento di terra (riattivazione) espansione laterale in roccia espansione laterale di blocchi di roccia sopra livello duttile

espansione laterale per liquefazione colamento in roccia colamento di detrito colamento di terra coesiva (neoformazione) colamento di terra coesiva (riattivazione) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 2. VALUTAZIONE DELL’INTENSITA’

Velocità + Dimensioni:

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Analisi del rischio di frana 2. VALUTAZIONE DELL’INTENSITA’

Energia: punto di partenza

Modello a slitta (Heim, 1931; Sassa, 1988)

100

φa

energia dissipata w = x tanφa

80 70

altezza h (m)

traiettoria del centro di massa

U + K + W = cost.

linea di energia

Angolo di attrito apparente: tan φa = (1 - ru) tan φd'

50 40

punto di arresto

energia cinetica k = v2/2g

30 20 10

energia potenziale u

0 0

100

150

200

250

300

350

distanza x (m)

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’

•  previsione spaziale: previsione di dove, entro una data area, si può verificare una frana; •  previsione temporale: previsione di quando uno specifico fenomeno franoso può avvenire in un determinato versante; •  previsione tipologica: previsione del tipo di frana che può verificarsi nell’area considerata; •  previsione dell’intensità: previsione della velocità, delle dimensioni o dell’energia del fenomeno franoso; •  previsione dell’evoluzione: previsione della distanza di propagazione, dei limiti di retrogressione o di espansione areale. 67 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Carta della suscettibilità all’instabilità dei versanti Pericolosità H0

Nulla

Moderata

Media

Elevata

Descrizione Zone prive di pericolosità di frana per assenza di processi geomorfologici o caratteristiche fisiche che possono condurre all’innesco di movimenti di massa

Zone a moderata pericolosità di frana, valutabile sulla base delle caratteristiche fisiche territoriali (litologia, giacitura, processi morfologici in atto) ma prive di fenomeni gravitativi sia superficiali che profondi o di indicazioni morfologiche della loro esistenza. La classe comprende anche le frane relitte o stabilizzate non più riattivabili. Zone ad elevata pericolosità di frana manifestata dalla presenza di frane quiescenti, di terreni con caratteristiche fisiche scadenti, di processi di alterazione morfologica e delle caratteristiche morfologiche dei movimenti gravitativi (ondulazioni, contropendenze, periodiche lacerazioni ecc.) Zone con pericolosità di frana estremamente elevata, rappresentata dall’esistenza di movimenti di massa in atto, con una dinamica geomorfologica tendente all’estensione del dissesto

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Carta della suscettibilità all’instabilità dei versanti Esempio: Provincia di Firenze (CANUTI et al., 1996)

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Indicizzazione degli effetti 1

Suddivisione dell’area considerata in zone litotecniche omogenee.

Nell’ambito delle zone definite nella fase 1 delimitazione delle zone interessate dai diversi processi erosivi.

Nell’ambito delle zone definite nella fase 2 delimitazione delle zone caratterizzate da analoghe tipologie di fenomeni franosi.

Nell’ambito delle zone definite nella fase 3 delimitazione delle zone nelle quali: a) le frane sono da imputare prevalentemente a variazioni di forma dei versanti provocate da processi erosivi; b) le frane sono da imputare prevalentemente al decadimento della resistenza delle rocce e dei terreni.

Sulla base di opportune estrapolazioni delle zone definite con la fase 4, delimitazione di zone nelle quali: a) lo stato tensionale può risentire significativamente degli effetti delle variazioni di forma dei versanti provocate da processi erosivi; b) lo stato tensionale può risentire significativamente degli effetti del decadimento della resistenza delle rocce e terreni; c) zone in cui non si verificano le precedenti circostanze;

Per ciascuna delle zone determinate con l’operazione 5 determinazione di un indice di franosità definito dal rapporto fra la superficie in frana (di determinata tipologia) nella zona e la superficie totale della zona.

Rappresentazione cartografica degli indici di franosità. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

(BOSI et al., 1985)

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Indicizzazione degli effetti

(BERTOLINI et al., 1998) UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Indicizzazione delle cause •  Assegnazione di pesi ai singoli fattori di instabilità dei versanti

MAP OVERLYING

franosità uso del suolo acclività litologia •  Combinazione dei pesi ... mediante procedure di map

overlying

Carta della suscettività al dissesto di versante 72 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Analisi statistica multivariata •  suddivisione del territorio in dominii elementari omogenei, delimitati da confini geometrici (celle), morfologici (sotto-bacini, versanti) o geomofologici (land units: unità di terreno omogenee per morfologia, litologia, uso del suolo, etc.); •  attribuzione ai dominii elementari degli attributi di ogni fattore dell’instabilità medianti variabili logiche (es. 0=area stabile, 1=area in frana) o numeriche (es. pendenza dei versanti, percentuale di area in frana, etc.); •  elaborazione statistica dei dati mediante modelli multivariati regressivi o discriminanti; •  rappresentazione cartografica di un indice numerico di pericolosità relativa. 73 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE SPAZIALE

Analisi deterministica

Fattore di sicurezza: ∑ forze (o momenti ) resistenti F= ∑ forze (o momenti ) destabilizzanti

Classi di Pericolosità (Ward, 1976)

Pericolosità ALTA

F < 1.2

MEDIA

1.2 - 1.7

BASSA

> 1.7

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE TEMPORALE •  analisi di serie temporali relative agli effetti: l’analisi di serie temporali di movimenti permette di stabilire direttamente i tempi di ritorno dei fenomeni franosi; •  analisi di serie temporali relative alle cause: la correlazione fra eventi franosi e fenomeni naturali (piogge, terremoti, etc.) per i quali si disponga di misure sistematiche nel tempo, permette la stima dei tempi di ritorno dei movimenti; •  monitoraggio: l’osservazione strumentale dei livelli piezometrici o delle deformazioni in singoli fenomeni franosi consente la previsione dei movimenti mediante il confronto con soglie o modelli di comportamento predefiniti. 75 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE TEMPORALE Analisi di serie storiche di eventi 20

number of landslide events

Bacino del Reno

16 14 12 10 8 6 4 2

1835 1840 1845 1850 1855 1860 1865 1870 1875 1880 1885 1890 1895 1900 1905 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995

0 year

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE TEMPORALE Analisi di serie temporali relative alle cause

Si ricercano le relazioni tra precipitazioni e fenomeni franosi (soglie pluviometriche), tramite: •  modelli empirici, o statistici •  modelli deterministici •  modelli misti

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE TEMPORALE Analisi di serie temporali relative alle cause 80 (4)

intensità (mm/h)

60 50 (3)

40 30

(5)

(2)

(1)

0 0

5 6 7 Durata (h)

Relazioni intensità-durata per frane superficiali in materiali granulari. 1) California (WIECZOREK & SARMIENTO, 1988); 2) relazione generale (CAINE, 1980); 3) Valtellina (CANCELLI & NOVA, 1985); 4) Porto Rico (JIBSON, 1989); 5) relazione generale (JIBSON, 1989). 78 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 3. VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’: PREVISIONE TEMPORALE Monitoraggio Δ h/P

risposta piezometrica

h (m)

UK (Skempton et al., 1989)

2.5

Italia (Bertini et al., 1984)

Hong Kong (Lerner, 1986)

1.5

Risposta invernale della superficie piezometrica agli scrosci brevi ed intensi (storm response). L’intensità di pioggia è 5-10 mm/giorno

3 1 2 0.5 0 0

100

200 precipitazione P (mm)

300

400

SKEMPTON et alii (1989)

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Analisi del rischio di frana 4. ELEMENTI A RISCHIO: DEFINIZIONE

Popolazione, proprietà, attività economiche, servizi pubblici e beni ambientali in una data area esposta a rischio: –  insediamenti urbani, commerciali, artigianali, industriali e agricoli, suddivisi in funzione delle densità abitative, delle tipologie di edifici e delle attività che in essi si svolgono; –  infrastrutture di trasporto e, in particolare, i tratti a rischio di interruzione e danneggiamento, le strutture a pericolo di crollo o di occlusione; –  infrastrutture di servizio quali le reti di distribuzione idrica, energetica, telefonica, fognature, etc. evidenziando i tratti a rischio di rottura e i punti critici; –  strutture di servizio pubblico (scuole, caserme, municipi, etc.) e di soccorso (ospedali, caserme dei vigili del fuoco, etc.); –  impianti industriali e tecnologici di servizio potenzialmente inquinanti; –  beni architettonici, storici, artistici, culturali, ambientali e paesaggistici. 80 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 4. ELEMENTI A RISCHIO: VALORE

•  Definizione: valore economico o numero di unità relative ad ognuno degli elementi a rischio in una data area. •  Unità: espresso in termini di numero o quantità di unità esposte (es. numero di persone, ettari di terreno agricolo) oppure in termini monetari. •  Il valore è una funzione del tipo di elemento a rischio: W=W(E)

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Analisi del rischio di frana 4. ELEMENTI A RISCHIO

Procedura GNDCI Elementi rischio

Descrizione

Aree disabitate o improduttive

Edifici isolati, infrastrutture viarie o di servizio minori, zone agricole o a verde pubblico

Centri abitati minori, insediamenti industriali e commerciali minori, infrastrutture viarie o di servizio secondarie

Centri urbani, grandi insediamenti industriali e commerciali, principali infrastrutture viarie o di servizio, beni culturali o paesaggistici, servizi di rilevante interesse sociale, strutture di servizio pubblico e di soccorso 82

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Analisi del rischio di frana 4. ELEMENTI A RISCHIO

Carta del valore del rischio

E0: aree disabitate o improduttive. E1: edifici isolati, zone agricole. E2: nuclei urbani, insediamenti industriali e commerciali minori, infrastrutture minori. E3: centri urbani, grandi insediamenti industriali e commerciali, principali infrastrutture e servizi. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 5. VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITA’

•

Definizione: grado di perdita prodotto su un certo elemento o gruppo di elementi esposti a rischio risultante dal verificarsi di un fenomeno naturale di una data intensità

•

Unità: espressa in una scala da 0 (nessuna perdita) a 1 (perdita totale)

•

Formalmente può essere espressa in termini di probabilità condizionata (EINSTEIN, 1988):

V = P(danno|evento) •

È una funzione dell'intensità del fenomeno e della tipologia di elemento a rischio: V = V(I;E) 84 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE – Dipartimento di Scienze della Terra –

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Analisi del rischio di frana 6. VALUTAZIONE DEL RISCHIO

•  Definizione: valore atteso delle perdite umane, dei feriti, dei danni alla proprietà e delle perturbazioni alle attività economiche dovuti ad un particolare fenomeno naturale. •  Sinonimi: danno atteso (expected worth of loss) •  Unità: E' espresso in termini di costo annuo oppure di numero o quantità di unità perse per anno. •  Determinazione: il rischio totale associato ad un particolare elemento a rischio E e ad una data intensità I è espresso da: R(I;E) = H(I)·V(I;E)·W(E)

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