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!