Lerici, prevenzione e mappatura delle aree a rischio Analisi,Contemporanea-mente

di Paolo Petri*

Le frane superficiali indotte da precipitazioni spesso evolvono in colate detritiche ad alto potere distruttivo. Una volta innescate, procedono verso valle a velocità molto elevate provocando danni ingenti a cose e persone in tempi estremamente ridotti. Data la scarsità di segni premonitori nelle fasi antecedenti al collasso, e vista la rapidità con cui l’evento franoso si propaga verso valle dopo l’innesco, le frane superficiali risultano difficilmente monitorabili. Ne risulta che l’unico approccio realmente efficace ai fini della gestione del territorio nei confronti di tali fenomeni, consista nella creazione e l’utilizzo di strumenti per la previsione spaziale (e temporale) delle aree maggiormente predisposte all’innesco di frane.

Nell’articolo allegato vengono presentati sinteticamente i risultati dell’applicazione del modello SHALSTAB (Montgomery&Dietrich – 1994) al territorio del Comune di Lerici, implementato sul software UDIG – J-GRASS Horton Machine predisposto dal CUDAM dell’Università di Trento e da Hydrologis . Tale metodologia permette la mappatura delle aree suscettibili all’innesco di frane superficiali indotte da precipitazioni, e può essere di supporto per gli organi di protezione civile nell’allocazione di uomini e mezzi in situazioni di emergenza, e di ausilio per le amministrazioni ed i tecnici nella pianificazione urbanistica e la valutazione e mitigazione del rischio idrogeologico.

Introduzione

Le frane superficiali (shallow landslides) sono fenomeni franosi solitamente innescati da piogge intense di breve durata o di media intensità prolungate nel tempo. Generalmente, si manifestano su versanti naturali costituiti da una coltre sottile di suolo (dello spessore variabile da pochi centimetri a un paio di metri) a medio/alta permeabilità, ed un sottostante substrato roccioso/formazione litoide a ridotta conducibilità idraulica, nel nostro caso emerge con chiarezza come tali fenomeni siano concentrati essenzialmente su litologie tipo arenaceo (Arenarie tipo Macigno nel caso di Lerici). Durante le precipitazioni, l’acqua piovana si infiltra nella coltre di suolo provocando un incremento delle pressione interstiziali (la pressione dell’acqua presente negli interstizi fra i granuli di terreno) e, conseguentemente, una riduzione della resistenza a taglio del terreno e del coefficiente di sicurezza del versante.

Le frane superficiali, per loro natura, risultano difficili da prevedere. Le frane profonde a cinematismo lento (soggette a mutevoli stati di attività) ai censimenti effettuati in particolare dal Progetto IFFI risultano mappate, conosciute ed aggiornate.

Le frane superficiali non presentano segni premonitori di collasso (fig. 1) e si manifestano durante isolati eventi meteorici. Inoltre, una volta innescata, una frana di questo tipo può evolvere in una vera e propria colata di detrito o fango, può procedere verso valle a velocità sostenuta (nell’ordine di qualche m/s) con alto potere distruttivo.
Fortunatamente, almeno nel territorio lericino questo fenomeno, fino ad oggi, non è stato riscontrato o è molto ridotto, probabilmente grazie alla scarsa energia dei versanti ed al fatto che le cosiddette “Bombe d’Acqua” sono state inferiori a quanto accaduto ad esempio a Vernazza/Brugnato nel 2011, dove invece si sono manifestate con una certa virulenza evolvendo in colate detritiche vere e proprie.

Queste caratteristiche rendono le frane superficiali impossibili da monitorare e, per tale motivo, negli ultimi decenni la comunità scientifica ha proposto diversi approcci per la modellazione dell’innesco delle frane superficiali indotte da pioggia, finalizzata alla gestione del territorio e del rischio indotto sulle zone urbanizzate e le vie di comunicazione.

Figura 1

Meccanismi di rottura per frane profonde a cinematismo lento (in alto), e rapide e impredittibili frane superficiali (in basso). Le frane superficiali, diversamente dalle frane “lente”, non manifestano segni di collasso propedeutici all’innesco e successiva propagazione verso valle.

Le metodiche di analisi territoriale per giungere alla definizione dei diversi livelli di pericolosità sono molti e sostanzialmente possono essere suddivisi in quattro grandi famiglie e cioè:

  • Metodi qualitativi; classificano le aree sulla base delle caratteristiche e delle frequenze dei dissesti, consentendo di formulare grafici sulla stabilità. Ai pregi di standardizzazione ed una certa obiettività degli elementi descrittivi, si contrappone una difficile valutazione sul divenire di zone apparentemente stabili. In realtà la dizione di carte di stabilità è impropria in quanto andrebbero assimilate alle carte delle frane, dal momento che il fattore tempo non è contemplato.
  • Metodi statistici; muovono dalla distribuzione dei dissesti in atto con ricerche di relazioni del tipo franosità/acclività o franosità/tipo di formazione geologica. Ai pregi di obiettività di stima e confrontabilità fra aree diverse, si contrappone una scarsa aderenza con la realtà in quanto l’assunto di questi metodi è di far dipendere la stabilità da un solo fattore predisponente.
  • Metodi di stima quali-quantitativa dei fattori connessi alla stabilità da frane. Procedure concettualmente impeccabili se fossero definiti i fattori predisponenti e di ognuno si conoscesse il reale peso. Di fatto estremamente eterogenee e confuse a causa soprattutto di adozione quanto mai varia dei fattori predisponenti.
  • Metodi deterministici e stocastico-deterministici; sono metodi recenti (sviluppati intorno a metà degli anni ’90) che cercano di dare una risposta sulla stabilità dei pendii generalizzando le classiche formulazioni basate sui criteri dell’equilibrio limite definendo la stabilità in funzione dei fattori di sicurezza (Fs) come peraltro richiesti alla normativa.

Tali metodi usano in genere i concetti legati alla formulazione del pendio indefinito con ipotesi che la massa possa muoversi per piani paralleli, sono i metodi che vengono utilizzati da modelli tipo SHALSTAB, SINMAP, TOPOLOG, GEOTOP ….ecc, che comunque hanno l’indubbio vantaggio di processare i dati in termini di valori di resistenza al taglio dei materiali, oltre che mettere in conto la pressione interstiziale conseguenza di aumento della circolazione idrica nel sottosuolo.

La critica più generale riferita ai metodi statistici e quali-quantitativi è relativa al fatto che basano la zonazione della suscettibilità al dissesto in termini descrittivi, ad esempio attraverso la redazione di inventari delle frane (basati sulla foto-interpretazione ed indagine di campagna, eventualmente integrate dall’esame di fonti storiche), carte di pericolosità derivate dalla cartografia geomorfologica (Carrara et al., 1995) e metodi di sovrapposizione di tematismi o fattori ritenuti correlabili all’evento franoso (ad esempio litologia, pendenza dei versanti, area contribuente, uso del suolo), ossia partono pressochè tutte dall’assunto di ragionare su zone dove esistono e sono state censite delle frane, mentre il problema delle frane superficiali interessa vaste aree e versanti che non sono stati interessati da frane superficiali almeno fino ad anni recenti.

I metodi quantitativi sono invece basati su criteri oggettivi e, quindi, riproducibili ed i censimenti delle frane sono un ottimo indizio per la taratura della modellistica quantitativa.
Appartengono a questa categoria i metodi deterministici fisicamente basati, che consentono il calcolo quantitativo di un fattore di sicurezza del versante. Questo approccio accoppia un modello idrologico, per lo studio dei regimi di pressione interstiziale indotti dall’infiltrazione dell’acqua nel terreno, con il modello di stabilità del pendio indefinito, per il calcolo del coefficiente di sicurezza in ogni punto dell’area in esame.

Poichè sfruttano informazioni spaziali, i modelli di cui sopra si basano sull’utilizzo di sistemi informativi territoriali (GIS – Geographic Information System) che permettono di analizzare vaste aree del territorio attraverso l’utilizzo di informazioni ottenibili da modelli digitali del terreno (DTM – Digital Terrain Model) e, in taluni casi, derivanti da rilievi di campo (quali, ad esempio, le caratteristiche fisico-meccaniche ed idrauliche dei suoli, lo spessore della coltre di terreno, l’utilizzo e il tipo di copertuta dei suoli). Negli ultimi anni, l’utilizzo dei GIS ha portato al proliferarsi di metodi quantitativi apparentemente adatti alla determinazione spaziale e (talvolta) temporale delle frane superficiali alla scala di bacino (tra i più noti: SHALSTAB – Montgomery & Dietrich, 1994; SINMAP – Pack et al., 1998; QDSLaM – Borga et al., 2002; TRIGRS – Baum et al., 2008).

In questo articolo viene presentato un caso di studio ed una possibile metodologia per la mappatura delle aree suscettibili a fenomeni franosi superficiali su vaste aree.

Una mappatura di questo tipo può servire come elemento di supporto per gli organi decisionali e di protezione civile ai fini della (a) pianificazione urbanistica del territorio, (b) individuazione delle aree da monitorare e allocazione di uomini e mezzi durante allerte meteo, (c) definizione delle priorità nei riguardi di possibili interventi di mitigazione del pericolo.

Scaricate l’articolo completo: Atti 17a Conferenza Nazionale ASITA (Lerici) - pdf (pdf - 1.55 MB)

*Geo-Logica del Territorio – La Spezia

Lerici, prevenzione e mappatura delle aree a rischio
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