Mitigazione dei rischi geologici con approfondimenti normativi - parte 1

Previsione temporale per le frane

Per quanto riguarda le frane, fare un'analisi temporale ovvero calcolare i tempi di ritorno è complesso perché mancano le informazioni di base. Assegnare una pericolosità temporale alle frane significa assegnare un tempo di ritorno. Ho ideato una scala che assegna un certo grado di pericolosità in base al tempo di ritorno. Pericolosità estremamente elevata corrisponde a un tempo di ritorno di un anno, in altre parole la frana è attiva e la probabilità di accadimento è del 100%. Questa tabella funziona più teoricamente che praticamente. Infatti, stimare tempi di ritorno per le frane oltre i 100 anni è praticamente impossibile. Uno dei principi fondamentali della pericolosità spaziale era che le frane lasciano caratteri morfologici distinguibili sul terreno, ovvero sono cartografabili. Tuttavia, se tra l'attivazione e la riattivazione di una frana passano centinaia di anni.

le probabilità che continui a vedere la forma della frana sono pochissime. Le tracce della precedente attivazione non le riesco a vedere. Quindi almeno le ultime due righe della tabella non hanno molto senso. Abbiamo parlato di frequenza di riattivazione delle frane (frane di seconda generazione) che è un tema ben distinto dall'attivazione di nuove frane (frane di prima generazione). Alle frane di seconda generazione, su base geomorfologica, posso dare un'accezione qualitativa di frequenza di riattivazione. Es. vedo forme smussate, rivegetate e dico che è una frana quiescente. Si potrà riattivare ma con una frequenza abbastanza dilatata nel tempo. Posso poi riconoscere una frana esistente e giudicarla attiva (pericolosità elevata) oppure riconoscere frane relitte che hanno pericolosità molto basse se non nulle. Tutto questo su base qualitativa se mi baso sulla geomorfologia. Se voglio usare un approccio quantitativo devo avere dei dati dimonitoraggio di quelle frane. Sto comunque parlando di frane che già esistono. La vera sfida sono le frane di prima attivazione. Infatti le stime di pericolosità temporale per le frane di nuova generazione se si riesce a farle risultano grossolane.

1. Pericolosità delle frane esistenti
   • Legata allo stato di attività
   • Legata alla ricorrenza degli eventi innescanti

La definizione quindi necessita di:

• Serie storiche di spostamento (stato di attività) e/o
• Serie storiche dei fattori di (ri)attivazione
• Su scala vasta (tempo differito e, subordinatamente, tempo reale)

Per una definizione quantitativa servono:

• Monitoraggio a ritroso (telerilevamento) e relazione con fattori di innesco
• Informazioni (ad esempio, inventari legati ad un preciso evento) su passati scenari di frane e conoscenza della ricorrenza dell'evento innescante

In mancanza di informazioni quantitative e specifiche, l'attribuzione dello stato di

Attività subase geomorfologica (e di giudizio esperto) consente una definizione qualitativa dellapericolosità 108• Su scala locale (e nel tempo reale ) valgono le stesse considerazioni, ma va tenuto contoche – oltre a beneficiare potenzialmente di dati più «robusti» (ad esempio monitoraggiogeotecnico e geodetico) – si possono condurre analisi fisicamente basate ( analisi di stabilità)che meglio danno conto delle relazioni causa-effetto. A questa scala la pericolosità puòessere declinata anche in termini di previsione deterministica• Su scala vasta (tempo differito e, subordinatamente, tempo reale)- L’inventario è già una forma di localizzazione spazialedell’hazard; se è attribuito lostato di attività alle frane si ha un prodotto che, almeno a livello qualitativo, integral'informazione sulla pericolosità temporale. In questo senso sono stati orientati moltiPAI

(piani di assetti idrogeologico). Quindi i PAI sono delle carte di pericolosità che non sono altro che delle carte inventario riclassificate.

Sono possibili anche approcci deterministici (per alcuni tipi di frana) che però richiedono la conoscenza della distribuzione spaziale di fattori non sempre facili da ottenere (dati geotecnici).

La stima dell’intensità deriva dalla tipologia di frana e dalle dimensioni.

Su scala locale (tempo reale e differito), è necessario un modello geologico-tecnico di riferimento per condurre analisi numeriche di valutazione delle condizioni di stabilità e della sensibilità alle forzanti esterne che, se naturali, hanno un loro tempo di ritorno.

Per condurre analisi numeriche sono necessari molti dati (modello geologico-tecnico robusto) e anche serie storiche di spostamento per condurre una back analysis (analisi a ritroso). Quest’analisi mi consente di calibrare bene i parametri. Questo perché se

conduco delle prove di laboratorio su un provino devo capire quanto le informazioni ottenute (informazioni puntuali) siano riconducibili alla massa. In laboratorio dei parametri o meglio degli ordini di grandezza dei parametri (con una certa variabilità statistica). Conoscendo quale deve essere l'esito dell'analisi posso variare i parametri finché non vado a convergenza tra il passato e la simulazione del passato. Quando ottengo questa convergenza i parametri sono calibrati! La parametrizzazione del modello posso poi utilizzarla una forward analysis (analisi previsionale). La cosa migliore è avere un inventario (generico) completo delle frane. Ovvero quando si è attivata la frana, con che frequenza si riattiva, stato di attività, area della frana, cinematica... Con queste informazioni posso costruire curve magnitudo-frequenza o intensità-frequenza. La magnitudo della frana è la sua massa/volume, l'intensità tiene inconsiderazione sia la massa che la velocità (o la capacità di runout). Grazie a queste curve posso esprimere la pericolosità temporale in termini di probabilità di accadimento. Molto spesso non abbiamo i dati necessari per usare questo approccio. 2. Frane di prima generazione Con la pericolosità spaziale prevedo dove potrebbe esserci un evento franoso, mentre con la pericolosità temporale posso prevedere quando o con quale probabilità in un certo orizzonte temporale. Con la suscettibilità spaziale posso individuare delle aree che poi sottopongo ad analisi fisicamente (o metodi empirici) basate per andare a determinare la probabilità che l'evento avvenga in futuro. I metodi empirici sono fra i più utilizzati a fini pratici/predittivi. Quindi per le previsioni temporali: - Si può ricorrere a metodi fisicamente basati (non su area vasta) - Si può fare affidamento su approcci empirici Le sogliedire che si considera la quantità di pioggia che cade in un determinato intervallo di tempo. Questa soglia è molto utile per valutare il rischio di frane in base alla quantità di pioggia che cade in un dato periodo. Un'altra tipologia di soglia molto utilizzata è la soglia cumulativa, che tiene conto della quantità totale di pioggia che cade in un determinato periodo di tempo. Questa soglia è particolarmente utile per valutare il rischio di frane in aree con terreni poco permeabili, in cui l'acqua può accumularsi e causare instabilità del terreno. La soglia di durata è invece legata al tempo di persistenza della pioggia. Questa soglia è utile per valutare il rischio di frane in base alla durata della pioggia, in quanto piogge prolungate possono saturare il terreno e aumentare il rischio di movimenti franosi. Infine, la soglia di intensità è legata alla quantità di pioggia che cade in un determinato intervallo di tempo. Questa soglia è utile per valutare il rischio di frane in base all'intensità della pioggia, in quanto piogge molto intense possono causare un rapido aumento del livello di saturazione del terreno e aumentare il rischio di movimenti franosi. In conclusione, le soglie pluviometriche sono strumenti fondamentali per valutare il rischio di frane e prevenire eventi di instabilità del terreno.dire che stiamo trattando frane prevalentemente superficiali. Esse sono infatti più sensibili al tasso di precipitazione (velocità con cui cade l'acqua) che alla quantità. Es. se cadono 100 mm in 24 ore il versante non frana, lo stesso versante con 20 mm concentrati in 1 ora rompe. Per questo vengono molto usate le rette intensità-durata. Le soglie empiriche valgono a livello di bacino idrografico (non troppo ampio) o di sottobacino. Nel grafico ogni punto non rappresenta una singola frana ma un evento di frana. Sopra la retta ho gli eventi di frana, sotto la retta l'evento di frana non avviene. Una volta costruita la curva, in base alle previsioni meteo, posso andare a vedere lo scenario che mi devo aspettare. La protezione civile usa questo approccio. Vantaggi e svantaggi metodi empirici: - Validi solo per frane innescate da pioggia (di solito superficiali), se esistono altri tipi di frana questi metodi coprono solo una parte del multi hazard - Non

Conosciamo ubicazione esatta (e talvolta neanche la magnitudo/intensità dei fenomeni attesi)

Può essere utile la combinazione con carte di suscettibilità

Schema di allertamento regione Toscana:

La Toscana ha diviso il territorio regionale in zone di allerta omogenea (più piccole delle province). Rimane comunque il problema che non posso evacuare tutte le zone rosse, è impensabile.

Posso combinare questo sistema di allerta con una buona carta della suscettibilità. Dove la carta è rossa ma la mappa di suscettibilità è verde, posso andare a segnare una zona ad es. rosa. Mentre dove ho rosso su rosso dovrò porre la massima attenzione.

In regioni costiere come Calabria, Liguria, Sicilia ionica... sono bacini piccoli ad elevata pendenza (sollevamento recente) che sfociano direttamente in mare. Questo fa sì che si abbiano dei flash flood. Piove e il bacino va immediatamente in crisi, quindi si hanno

ancheproblemi legati alla gestione dell'emergenza. Nel rischio idraulico per fare previsioni di eventinel tempo reale (per la gestione dell'emergenza) si prevede la pioggia e tramite dei modellicome questa pioggia può far aumentare le portate in alveo. In bacini piccoli e pendenti doveprevale il runoff piuttosto che l'infiltrazione si monitora la pioggia. In altri casi è piùconveniente monitorare la portata.

I metodi fisicamente basati sono delle vere e proprie analisi di stabilità all'equilibrio limite.Accoppiano il modello idrologico (ovvero simulano l'effetto di specifiche piogge) al modellodel pendio indefinito. Insieme mi dicono il rapporto che c'è tra la resistenza disponibile e leforze destabilizzanti. Questi sono metodi, soprattutto se li applico su aree ampie, pixel perpixel. Ovvero valutano il fattore di sicurezza per ogni singolo pixel. Come? Note lecaratteristiche geometriche e geotecniche di quel

pixel (porzione di terreno), si guarda poi il rap