Monitoraggio e mappatura delle frane: 20 anni dopo. Nicola Casagli

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1 Monitoraggio e mappatura delle frane: 20 anni dopo Nicola Casagli

2 Ven9 anni fa Presidente della Repubblica Oscar Luigi Scalfaro Presidente del Consiglio dei Ministri Silvio Berlusconi Sottosegretario di Stato con delega alla Protezione Civile Ombretta Fumagalli Carulli

3 Ven9 anni fa

4 14 giugno 1994 Le no9zie del giorno

5 Debito pubblico

6 Località Cà di SoDo (San BenedeDo Val di Sambro) 9 14 giugno 1994

7

8

9

10 Lo studio Maurizio Pellegrini Paolo Canuti

11 Evoluzione della frana PRIMA FASE CONDIZIONI FINALI

12 Cronologia degli even giugno: evento di pioggia 342 mm in 4 giorni 14 giugno: prime fradure sul coronamento a quota 760 m s.l.m. 17 giugno: accelerazione del primo movimento 18 giugno: la frana raggiunge Cà di sodo a quota 600 m giugno: stasi 24 giugno: arvazione del secondo movimento ed evoluzione in colata 25 giugno: occlusione dell alveo del torrente Sambro

13 CaraDeris9che della frana

14 Velocità s9mata Primo movimento (scivolamento di terra): 1 2 m/h Secondo movimento (colata di terra): 5 10 m/h con picchi di m/h nella parte terminale del collasso

15 Classe Descizione Velocità (mm/s) Velocità Risposta umana 1 Estremamente lenta < 5 < 16 mm/anno Nulla 2 Molto lenta < 5 < 1,6 m/mese Manutenzione 3 Lenta < 5 < 13 m/mese Manutenzione 4 Moderata < 5 < 1,8 m/h Evacuazione 5 Rapida < 5 < 3 m/min Evacuazione 6 Molto rapida < 5 < 5 m/s Nessuna 7 Estremamente rapida > 5 > 5 m/s Nessuna Scala di velocità di Hungr in Cruden & Varnes (1995)

16 Evento meteo 10 13/6/1994

17 Indagini PIEZOMETRI INCLINOMETRI STAZIONI GEOMECCANICHE

18 Rilevamento geomeccanico

19 Prove geotecniche CH CL % 50 PI (%) 30 CL MH ML 0 0,001 0,01 0, d (mm) LL (%) Granulometrie Limi9 di ADerberg

20 Prove di taglio 200 peak - undisturbed fully softened residual 150 φ'=26.5 c'=18kpa t (kpa) 100 φ'=22 50 φ'= s' (kpa)

21 Sezioni inves9gate top elevation tip elevation length slope area volume (m) (m) (m) ( ) (10 3 m 2 ) (10 6 m 3 ) 1st movement nd movement entire landslide SECTION NW-SE SECTION E-W retrogression 1st movement post-slide profile pre-slide profile failure surface 650 2nd movement 525 Sambro river

22 Frana superiore

23 Frana inferiore

24 Back analysis

25 Frana inferiore con carico non drenato

26 Back analysis φ'=26.5 c'=18kpa tensione di taglio (kpa) 100 φ'=22 φ'= φ'= tensione normale eicace (kpa)

27 Diga di sbarramento

28 Diga di sbarramento Length (m): 478 Area (m 2 ): Width (m): 110 Volume (m 3 ): Height (m): 25 Lake volume (m 3 ): SECTION ALONG SAMBRO RIVER excavation max water level: m secondary slide DAM mean water level: 460 m

29 Foto aerea

30 Sbarramen9 da frana (Costa & Schuster, 1988)

31 Sbarramen9 da frana in Appennino Modena Bologna Dam not formed Landslide dam Unstable dam Main cities Pisa Florence

32 Longevità degli sbarramen9 cumulated % of failed dams Ermini & Casagli (2001) Costa & Schuster (1988) 1 day 1 week 1 month 1 year 10 years E C days from dam formation

33 1E+09 1E+08 Stabilità not formed failed slow erosion human control filled existing I b =5 I b =4 1E+07 IV - stable dams I b =3 dam volume V (m3) 1E+06 1E+05 1E+04 1E+03 1E+02 III - uncertainties II - unstable dams I - dams not formed 0, drainage basin area A (km2) I b = log V A Casagli & Ermini (1998)

34 Stabilità 1.E+08 failed dam volume Vd (m 3 ) 1.E+07 1.E+06 1.E+05 1.E+04 slow erosion human control filled existing piping failure stability instability 1.E+03 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 lake volume V l (m 3 ) da Canuti et al. 1998

35 Interven9 sullo sbarramento By pass: lunghezza 400 m, 3 idrovore da 0,25 m 3 /s canale di tracimazione sul corpo di frana condoua forzata con sifone disconwnuo: 2 tubi di diametro 1000 mm, spessore 20 mm, sviluppo di 620 m, portata massima di 10 m 3 /s

36 Canale di by pass

37 CondoDa forzata con sifone discon9nuo Paolo Lamber9

38 ProgeDazione Paolo Lamber9

39

40 Il radar

41 SpeDro eledromagne9co RADAR

42 Interferometria radar Massonnet et al., Nature, 1993

43 Caro Barberi, 9 scrivo per informar9 della situazione rela9va all uso della interferometria radar per il controllo di movimen9 di fenomeni franosi Prof. Paolo Canu9 1 Agosto 1996

44 Radar e frane Interferometria radar da satellite Interferometria radar da terra Modellis9ca e radar meteo da terra 1 m/anno 100 m/giorno Velocità della frana

45 Classe Descizione Velocità (mm/s) Velocità Risposta umana Monitoraggio radar 1 Estremamente lenta < 5 < 16 mm/anno Nulla radar da satellite 2 Molto lenta < 5 < 1,6 m/mese Manutenzione radar da satellite / da terra 3 Lenta < 5 < 13 m/mese Manutenzione radar da terra 4 Moderata < 5 < 1,8 m/h Evacuazione radar da terra 5 Rapida < 5 < 3 m/min Evacuazione radar da terra / radar meteo 6 Molto rapida < 5 < 5 m/s Nessuna radar meteo 7 Estremamente rapida > 5 > 5 m/s Nessuna radar meteo Scala di velocità di Hungr in Cruden & Varnes (1995)

46 Legge del creep

47 da satellite

48 scala nazionale

49 San Leo, 27 Febbraio 2014

50 San Leo

51 COSMO SkyMed (COnstellation of small Satellites for Mediterranean basin Observation) 4 satelliti elio sincroni sensori SAR ad alta risoluzione sensori in banda X (λ=3.1 cm) alta frequenza di acquisizione

52 San Leo dataset ascendente CSK

53 San Leo dataset discendente CSK

54 San Leo close up 1 ascendente novembre 2013 novembre 2013

55 San Leo close up 1 ascendente aprile 2012 aprile 2012

56 San Leo close up 2 discendente

57 Radar a terra Tecnologia LiSAmobile TM (Linear Synthe9c Aperture Radar)

58 Installazione GBInSAR 7 marzo 2014

59 Installazione GBInSAR

60 Scenario osservato

61 Spostamenti cumulati marzo 2014 Immagini singole 2 4

62 Spostamenti cumulati marzo 2014 Immagini mediate

63 Spostamenti cumulati marzo 2014 Immagini mediate

64 Spostamenti cumulati 07 marzo 07 aprile 2014 Immagini mediate

65 Cloud monitoring

66 Applica9vo web

67 Mobile monitoring

68 Rilievo laser scanner

69 Nuvola di punti

70 Modello digitale del terreno

71 Direzione di immersione (dip direction)

72 Settori in aggetto

73 Inclinazione (dip)

74 Orientazione globale

75 Famiglie di discontinuità identificate

76 Proiezione stereografica

77 Analisi cinematica

78 Scivolamento planare

79 Scivolamento di cunei

80 Caduta libera

81 Ribaltamento (toppling)

82 Global Kinematic Index

83 Spostamenti cumulati su modello 3D 30 mm 0 30 mm

84 Definizione dei punti di controllo 30 mm 0 30 mm

85 Serie temporali

86 Radar doppler meteo

87 Rete radar nazionale

88

89 MACUMBA (massive cumulate risk analyzer)

90 MACUMBA (massive cumulate risk analyzer)

91 HIRESS (high resolu9on stability simulator)

92 Integrazione dei modelli Scala nazionale: Livello 1 Assente Ordinaria Moderata Elevata Area di allertamento: Livello 2 min probabilità innesco max

93 Validazione dei modelli MIG - News (Multi-risk Information Gateway)

94 Even9 franosi su mass media eventi 1970 eventi per anno

95

96 Microwave World

97 Satelli9 radar geosincroni Mon9 Guarnieri et al. (2011) FRINGE Wokshop ESA

98 Antenne TV come PS Mon9 Guarnieri et al. (2011) FRINGE Wokshop ESA

99 Antenne passive porta9li

100 Monitoraggio da aeromobile

101 Droni

102 Composizione della spesa pubblica italiana openspending.org Totale 800 miliardi di Euro Previdenza e integrazioni salariali 43.01% Sanità 15.80% Istruzione 6.03% Oneri non ripar9bili 5.86% Ricerca 0,005% Interven9 sociali (assistenza beneficenza) 4.19% Difesa 2.76% Amministrazione generale 10.88% Traspor9 2.19% Gius9zia 0,99% Difesa suolo 0,005% Industria e ar9gianato 0.95% Cultura e servizi ricrea9vi 0.88% Viabilità 0.63% Ambiente 0.52% Altre campo economico 0.4% Formazione 0.27% Sicurezza pubblica 1.74% Agricoltura 0.50% Rifiu9 0.59% Ricerca 0.47%

103 L'incoraggiamento dei media da:

104 La Società della conoscenza Strategia di Lisbona (2000) da:

105 da: Vent anni dopo

106 Vent anni dopo La scienza e la tecnologia hanno fado passi da gigante La burocrazia è aumentata in modo insopportabile TuDo il resto è cambiato poco o nulla

107 I wish the Country had fewer lawyers and more engineers Barack Obama, The Audacity of Hope: Thoughts on Reclaiming the American Dream

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