SINKHOLES. THE CATASTROPHIC SINKING

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1 ABSTRACTS VOLUME

2 SINKHOLES. THE CATASTROPHIC SINKING IN NATURAL AND ANTHROPIC ENVIRONMENTS Comitato organizzativo: Paolo Maria Guarino, Stefania Nisio, Giulia Ventura Coordinamento: Stefania Nisio Settore eventi: Silvia Bacchiocchi Comitato tecnico-scientifico: Dott.Marco Amanti ISPRA - Dipartimento Difesa del Suolo, Roma Dott. Mario Aversa - ISPRA - Dipartimento Tutela Acque Interne e Marine, Roma Dott. Vincenzo Buchignani - Comune di Camaiore Prof. Giuseppe Capelli - Università di Roma III Prof. Ernesto Centamore Università degli Studi di Roma La Sapienza Prof. Giancarlo Ciotoli - Università degli Studi di Roma La Sapienza Prof. Stefano Cremonini - Università di Bologna Prof. Franco Cucchi - Università di Trieste Dott. Orazio De Angelis Agenzia Spaziale Italiana Prof. Michele Di Filippo Università degli Studi di Roma La Sapienza Prof. Francesco Dramis Università di Roma III Dott. Calvino Gasparini INGV Prof. Massimo Grisolia - Università degli Studi di Roma La Sapienza Dott. Paolo Maria Guarino ISPRA - Dipartimento Difesa del Suolo, Roma Dott. Giulio Iovine CNR IRPI di Cosenza Prof. Salvatore Lombardi - Università degli Studi di Roma La Sapienza Dott. Luigi Micheli - Regione Toscana Dott.ssa Stefania Nisio ISPRA - Dipartimento Difesa del Suolo, Roma Dott. Fabio Meloni - Regione Lazio Dott. Mario Parise CNR IRPI di Bari Prof. Marco Petitta - Università degli Studi di Roma La Sapienza Prof. Antonio Santo - Università Federico II, Napoli Prof. Gabriele Scarascia Mugnozza - Università degli Studi di Roma La Sapienza Prof. Marcello Schiattarella Università della Basilicata Prof. Francesco Stoppa Università G. D Annunzio, Chieti Prof. Beniamino Toro Università degli Studi di Roma La Sapienza Dott.ssa Giulia Ventura ISPRA- Dipartimento Difesa del Suolo, Roma

3 IL RUOLO DELLE VORAGINI NELLA VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITÀ IDRAULICA DELLE AREE ENDOREICHE DELLA PENISOLA SALENTINA Alemanno D. (1), D Amato B. (1), Denora D. (1), Di Santo A.R. (1,2), Fiore A. (1), Iacobellis V. (2) & Intini V. (1) L area della Penisola Salentina (Puglia Meridionale), morfologicamente poco elevata sul livello del mare (199 m slm), è caratterizzata dalla presenza di estese superfici disposte a diverse quote intervallate da esili dorsali coincidenti con alti strutturali (Serre), allungate prevalentemente NO-SE. L evoluzione geologica recente di tale area ha fatto sì che nella porzione centrale della penisola si formassero vaste aree endoreiche con un reticolo idrografico poco sviluppato e discontinuo; recenti studi hanno individuato 7 aree endoreiche a direzione di flusso omogeneo (AAVV 2008). Sulla base di studi effettuati con l ausilio del DTM (cella 8 metri) derivato dalla Carta Tecnica della Regione Puglia, condotti nell ambito di un Protocollo di intesa tra la Provincia di Lecce e l Autorità di Bacino della Puglia, sono stati individuati circa 600 bacini endoreici con estensione areale compresa tra 0.04 e circa 4.5 km 2 (AAVV 2009). Pari numero di elementi è stato individuato tra doline, inghiottitoi nel substrato carsico, voragini nei depositi terrigeni, voragini idraulicamente sistemate come recapito finale del reticolo idrografico. Tale censimento certamente non è esaustivo di tutti i sistemi di collegamento tra il reticolo idrografico ed il substrato permeabile presenti nell area a fronte delle oltre 1200 doline individuate da interpretazione di foto aeree da Ricchetti (1988). La presenza di morfologia endoreica associata alla presenza di coperture terrigene o di terra rossa residuale di un paleo carsismo, ha rappresentato, laddove il reticolo superficiale non confluiva verso strutture verticali in grado di creare un collegamento diretto tra le acque superficiali e il sistema carsico profondo, una delle principali cause di pericolosità idraulica che in passato ha anche rappresentato criticità di tipo igienico-sanitaria per la formazione di vaste paludi. Tale pericolosità idraulica è aumentata negli ultimi decenni in relazione all espansione urbanistica dei centri abitati e non solo per l aumento delle superfici impermeabili ma sovente per le indebite intersezioni con il reticolo idrografico che per il suo regime episodico viene spesso, a torto, considerato inattivo. Nelle aree endoreiche esaminate sono diversi i casi in cui voragini presenti nel substrato carbonatico o deformazioni dei sedimenti terrigeni, formatesi per richiamo di forme carsiche profonde, hanno avuto una funzione determinante per la regimazione dei deflussi superficiali dovuti a piogge intense. La necessità di bonificare estese aree interessate da malsani ristagni di acque per lunghi periodi invernali trova già a partire dalla fine del XIX secolo l operosità del popolo salentino a creare collegamenti artificiali tra le acque superficiali e il sistema carsico drenante. Esempio è la bonifica descritta da De Giorgi (1886) del lago Sombrino, tra Collepasso e Supersano, che occupava circa 70 ettari per un periodo di due terzi dell anno, avvenuta nel 1858 a seguito dell escavazione di un sistema di pozzi verticali che attraversando i depositi terrigeni consente il raggiungimento del sistema carsico presente nel substrato carbonatico. Esempi particolarmente significativi di sistemi naturali antropizzati al fine di regimare le acque superficiali per la riduzione della pericolosità idraulica delle aree endoreiche della porzione meridionale della Penisola salentina sono le vore di Melissano, di Scorrano e Colucce in Nardò. (1) Autorità di Bacino della Puglia (2) Politecnico di Bari Dipartimento di Ingegneria delle Acque e di Chimica 1

4 LE CAVITÀ SOTTERANEE DI ALTAMURA (BA). UN MODELLO LITOTECNICO E DI COMPORTAMENTO PREVISIONALE Andriani G. F. (1), Berardi C. (2), Fiore A. (3), Martimucci V. (4), Pentimone N. (4), Pepe P. (5) & Walsh N. (1) La periferia nord-orientale dell abitato di Altamura, in Provincia di Bari, dove è presente una fitta rete di gallerie irregolari creata da una intensa attività estrattiva in sotterraneo, ormai dismessa da decenni, è stata, nel maggio del 2007, interessata da un crollo che ha interessato la sede stradale di via Barcellona sino a lambire alcuni edifici. In considerazione della particolare criticità connessa al potenziale collasso di porzioni della rete caveale artificiale presente al di sotto del tessuto urbanizzato, l Autorità di Bacino Puglia ha attivato, nell ambito del Progetto Attivazione della rete di monitoraggio (finanziato dalla Regione Puglia con fondi POR-PUGLIA , Misura 1.3, Area di Azione 4, Sub-Azione D), una specifica campagna di indagine e monitoraggio alla periferia NE del centro abitato di Altamura. Obiettivi prioritari della progettazione ed esecuzione della campagna d indagine geognostica sono stati, da una parte, la ricostruzione del modello geologico del sottosuolo, mediante l esecuzione di indagini dirette (sondaggi a carotaggio continuo), dall altra l alloggiamento nella rete caveale di strumentazioni di monitoraggio (sensori per la misurazione degli spostamenti). Ultimamente (4 ottobre 2009), durante un sopralluogo effettuato dal Gruppo speleologico CARS di Altamura è stato registrato un nuovo crollo della volta di una cavità che ha tranciato i cavi di trasmissione dati del sistema di monitoraggio. Tale crollo, che ha coinvolto vari metri cubi di materiale, si è verificato in una zona già interessata da evidenti dissesti statici, sia per arretramento della calotta sia per rottura a compressione dei piedritti delle gallerie. L area al di sopra della rete caveale presenta, localmente, a partire dal piano campagna, una stratigrafia costituita da quattordici metri di argille e sei metri di calcarenite. La parametrizzazione geotecnica di alcuni provini di calcarenite, prelevati nel corso dell esecuzione dei sondaggi a carotaggio continuo, è stata confrontata con quella effettuata su campioni provenienti direttamente dagli ambienti ipogei. Sulla base di osservazioni e di rilievi geomeccanici in situ nonché della caratterizzazione geotecnica dei materiali naturali considerati è stato possibile ricavare un modello litotecnico a due strati. Il modello litotecnico di riferimento, le caratteristiche geometriche delle cavità e le misure stratimetriche hanno consentito la definizione di alcune sezioni-tipo e di modelli previsionali della pericolosità e del rischio da collasso delle cavità, strumento indispensabile nell adozione di provvedimenti di tutela e salvaguardia della pubblica e privata incolumità. (1) Università degli Studi di Bari (2) Autorità di Bacino della Basilicata (3) Autorità di Bacino della Puglia (4) CARS (Centro Altamurano Ricerche Speleologiche) (5) Apogeo soc. coop. a r.l. 2

5 MECHANICS OF SINKHOLES FORMATION IN MANTLED KARST TERRAINS AS A BASE OF THE LOCAL FORECASTS Anikeev A.V. (1) Land subsidence and sinkholes are serious geological hazards. These cause damage for human lives, buildings and engineering structures. At present, the prediction of sinkholesubsidence development in mantled karst terrains, where surface collapses and sinks are unknown or their quantity is small enough to frame probabilistic models, is far from perfect. One of the main reasons is due to disregard for real collapse mechanisms when evaluating the stability of karst overburden. There are two fundamentally important problems of such evaluations. The first concerns the destruction of weakly permeable, mostly, clayey strata which serve as screens isolating karst aquifers from contaminated surface water and preventing the transport of water saturated sands into karst collectors and fissure voids. The second is related to sand deposits deformation and disturbance that is piping or mass suffosion process. The process of spalling and fissuring of clay layer over a weakened zone (karst cave, cavity, open-joint fissure, etc.) obtained in experiments is described. The process named casual hydrofracturing starts in weakly permeable, water saturated rocks under the critical drop of aquifer head. The spalling results in the collapse of relatively thin confining beds and the entrainment of overlying unbound soils into fissure or karst voids. Arch-like cavities and the ellipse-like regions of disturbed clay form within thick weakly permeable strata. Developing in vicinity of numerous fractures and caverns the hydrofracturing forms the contact interbeds where clay is qualitatively distinguished from original rock. The strain and stress characteristics of the interbeds are much smaller than that of the undisturbed ones. This process generates sinkhole development and land subsidence within territories with strong anthropogenic impacts upon the natural ground water regime. Requisite and sufficient terms and conditions of the process development have been formulated and expressions of head difference critical values have been determined, that give the possibility to forecast its consequences. Piping regularities and mechanisms were studied in physical models. It has been shown that mass suffusion is the process of self-organization of a rock massif under the changing of stress state over a weakened zone. It is determined by the fundamental properties of cohesionless solid, namely friction and dilatancy. The relationship between the shape of land surface sinking, the thickness of sandy cover deposit, the dimensions of a weakened zone and the kinematics of mass flow is discussed. It is explained by the existence of the area of influence on karst void not only in statics, but in dynamics of piping too. The structure and dimensions of this area are described and, thus, the way to predict the sinkhole diameter is proposed. Ironically, the stability of various territories where sandy soils overlap limestones and dolomites is determined by the accumulation capability of the bedrock. The equation of soil mass balance is written. This allows estimating the critical volume of sand that must be carried out from the overburden to form sinkhole on land surface. Its comparison with a fracture-karst porosity volume is necessary and sufficient to predict the principal possibility of cover collapse. (1) Sergeev Institute of Environmen. Geoscience RAS, Ulansky lane 13, bld. 2, Moscow, Russia anikeevalex@mail.ru; tel. +7(495) ; fax. +7(495)

6 NUOVI DATI SUI SINKHOLES DEL BACINO DELLE ACQUE ALBULE (TIVOLI, ROMA) Annunziatellis A. (1), Ciotoli G. (1), Guarino P.M. (2) & Nisio S. (2) Nel bacino delle Acque Albule sono da tempo noti fenomeni di subsidenza generalizzata e di sprofondamento (sinkholes), oltre ai fenomeni carsici di superficie (doline). In particolare nell area è possibile individuare diversi tipi di fenomenologie da sinkhole. La prima tipologia, cave collapse sinkhole, si sviluppa sui travertini in affioramento ed interessa le bancate litoidi di travertino presenti al di sotto di una litofacies vacuolare. La seconda tipologia cover collapse sinkhole si sviluppa su terreni di copertura sciolti, costituiti da sabbie, ghiaie, limi ed argille. La terza tipologia di sinkhole interessa sempre i travertini ma ruolo determinante in essa è la risalita di acque mineralizzate in pressione dal basso, che portano alla formazione di un condotto, o camino cilindrico, anche ad elevata profondità, sino allo sfioro in superficie attraverso un crollo (deep piping sinkhole, NISIO 2003, Nisio & Salvati, 2004; NISIO et al., 2007; CARAMANNA et al. 2008). La presenza di una sorgente al fondo, alimentata dalle acque profonde, fa si che la voragine si trasformi presto in un piccolo lago. Nel bacino delle Acque Albule sono presenti tre piccoli laghi, Colonnelle, Regina e S. Giovanni (fig. 1), originatisi con meccanismi di sprofondamento in epoca pre-romana (almeno i primi due). In tali laghi sono presenti al fondo sorgenti carbonico-sulfuree che alimentano attraverso un canale lo stabilimento termale delle Acque Albule. Nell area circostante tali laghi sono state condotti nuovi studi di carattere geologico-strutturale, geomorfologico, geofisico. Sono stati prelevati campioni di acque per analisi geochimiche, eseguiti nove sondaggi geognostici (di cui sei spinti a 60 m di profondità) e condotte analisi di gas del suolo. I dati raccolti permettono di ricostruire con maggiore dettaglio l assetto strutturale ed idrogeologico dell area circostante i laghi Regina, Colonnelle, S. Giovanni, consentendo di definire con maggiore precisione il ruolo svolto dai diversi fattori responsabili della formazione dei sinkhole e, in definitiva, la suscettbilità all innesco di ulteriori fenomeni. I piccoli laghi si sono originati in corrispondenza di importanti lineamenti tettonici (linea dei laghi) che costituiscono via preferenziale di risalita di acque profonde mineralizzate e di fluidi aggressivi. Essi hanno avuto origine da processi di erosione/dissoluzione, a discapito dei travertini, operati presumibilmente dal basso, in cui ha avuto ruolo importate una falda di acque mineralizzate e termali in pressione artesiana. Tale ipotesi trova conferma nel chimismo delle acque all interno dei laghi (caratterizzato da concentrazioni ioniche di circolazione profonda) e dalla morfologia delle cavità, cilindrica e non conica. Il settore ad occidente della linea dei laghi risulta a minore suscettibilità all innesco di fenomeni di sprofondamento tipo deep piping in quanto caratterizzato da acque poco mineralizzate e con scarsa pressione. Il settore ad oriente della linea dei laghi, invece, risulta caratterizzato da un circuito idrotermale con acque in pressione fortemente mineralizzate e da più elevati spessori dei depositi travertinosi pertanto maggiormente esposto alla formazione dei fenomeni di collasso, sia di tipo profondo che superficiale. (1) Università La Sapienza, Roma. (2) ISPRA Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca dell Ambiente - Servizio Geologico d Italia. 4

7 EVIDENZE GEOMORFOLOGICHE DI TERRENO E DA IMMAGINI TELERILEVATE DI FENOMENI DI SPROFONDAMENTO IN AREE SISMICAMENTE ATTIVE: L ESEMPIO DELLA CONCA DELL AQUILA Aringoli D. (1), Farabollini P. (1), Gentili B. (1), Materazzi M. (1), Pambianchi G. (1) & Pontoni F. (2) Tra i vari processi geomorfologici attivi, la conca aquilana si caratterizza per la presenza di numerose morfologie carsiche di varia natura (grotte, doline, inghiottitoi) e dimensioni. Tra queste, un ruolo importante è rivestito dai sinkholes, particolarmente evidenti sui fianchi e al top dei rilievi calcarei, o ai bordi della piana, in alcuni casi occupati da piccoli laghi perenni; in altri il fondo è regolarizzato da materiali fini e terre rosse. Attente analisi fotogeologiche hanno altresì evidenziato in diverse parti della piana (Roio Piano, Civita di Bagno, Onna), attraverso passaggi tonali o per la presenza di gradini, morfologie depresse circolari o sub-circolari, più o meno evidenti e con dimensioni anche di qualche centinaio di metri di diametro. Tali depressioni possono essere verosimilmente associabili a cavità carsiche sotterranee (deeppiping sinkholes) o comunque ad anomalie stratigrafiche relativamente profonde in presenza di potenti spessori di depositi detritici calcarei spesso cementati. I rilevamenti geomorfologici di dettaglio effettuati a seguito dell evento sismico del 6 aprile 2009 sono stati focalizzati in alcune delle aree suddette e in corrispondenza dei sinkholes localizzati ai bordi della conca (Lago Sinizzo, San Demetrio Ne Vestini) sono state osservate piccole riattivazioni (sprofondamenti) a testimonianza dell elevato grado di pericolosità associato a tali fenomenologie. Nella piana invece in corrispondenza delle depressioni maggiori (es., vicino Roio Piano) non sono stati rilevati effetti di superficie ma la complessità e l ampiezza di tali strutture, spesso mascherate dall attività antropica recente, dovrebbero essere attentamente valutate in funzione di pianificazioni future. In alcune di dette strutture circolari sono stati osservati (ove presenti) maggiori danneggiamenti di edifici ed infrastrutture rispetto a quelli di aree molto prossime e apparentemente inserite nel medesimo contesto geomorfologico, a testimonianza di una chiara esistenza di fenomeni di amplificazione sismica locale. Indagini geofisiche di superficie e di media profondità, tuttora in corso, permetteranno una più corretta ricostruzione della stratigrafia del sottosuolo e forniranno utilissimi strumenti per una corretta valutazione del rischio sismico associato ai sinkholes ed una più accurata pianificazione degli interventi antropici. (1) Dipartimento di Scienze della Terra Università di Camerino, Via Gentile III da Varano, Camerino (MC) (2) Geologo Professionista GEOEQUIPE - Studio Geologico Associato, Via Sandro Pertini, Tolentino (MC)

8 VORAGINI, SPROFONDAMENTI ED INABISSAMENTI TRA MITO, LEGGENDA E MIRACOLO Aversa M. (1) Anche a partire dall ancestrale cacciata dell angelo Lucifero nell Abisso di fuoco, dal quale poi, seppur eternamente condannato, egli eserciterà il proprio diabolico potere sugli uomini, la nostra cultura occidentale ha storicamente collegato la natura delle cavità e delle voragini alle divinità ctonie. Ogni volta che qualsiasi fenomeno di collasso gravitativo, sprofondamento areale localizzato od inabissamento (anche costiero) si è manifestato, il mito, la leggenda ed il miracolo hanno preso il sopravvento nella cultura locale, divenendo essi l unico mezzo con il quale tramandare il prodigio registrato, un evento di natura senza dubbio straordinaria ed inspiegabile per i tempi. Infatti, la mancata capacità di comprendere la natura fisica dei fenomeni stessi ha da sempre indotto le diverse culture umane a darne una spiegazione quantomeno divina se non addirittura infernale. Ad esempio, la fuoriuscita di vapori mefitici spesso conseguente a questo tipo di eventi (soprattutto nelle aree vulcaniche) ha addirittura dato credito alla presenza di mostri di fuoco e creature di meraviglia come i draghi o come i diavoli, giustizieri improvvisi di peccatori da punire per la loro malvagità. Invero, anche a seconda della rapidità dell evento e della vastità areale del fenomeno, con spesso successiva comparsa di laghi circolari (espressione di ulteriore meraviglia) gli eventi registrati hanno indotto le genti coinvolte (in particolare durante il periodo medievale) alla individuazione di un Santo appropriato da abbinare al prodigio e al quale dedicare il culto, come venerazione per la sua potenza terrena oggettivamente manifestatasi. Con questi associati toponimi è a noi giunto il ricordo di fenomeni di sprofondamento e di loro localizzazione. Viene proposta una metodologia di analisi pluridisciplinare ed interdisplinare finalizzata a rendere il tipo di dati registrati, con opportuno riscontro, classificabili e ciò anche al fine di poter includere aree di evento ancora inesplorate nella casistica nazionale. (1) ISPRA ACQ DIR 6

9 INFORMAZIONI STORICHE E FENOMENI DI SPROFONDAMENTO NEL COMPRENSORIO DELL ANTICA CITTA VOLSCA DI VELLETRI (RM) Aversa M. (1) & D Aniello V. (2) Velester, ma anche Veliter o Velitrae, l attuale Velletri (RM), è situata nell entroterra laziale, al limite di un particolare famoso comprensorio geografico conosciuto ai più come Castelli Romani, territorio il quale corrisponde invece alla regione geologica cosiddetta del Vulcano laziale e definito come apparato dei Colli Albani. L antico centro abitato, al di sotto del Monte Artemisio, sorge su un rilievo alquanto isolato (332 m s.l.m.), ultimo notevole contrafforte verso mare del complesso vulcanico. Da qui si domina un immenso orizzonte che abbraccia sia i Monti Lepini che il tratto di costa tirrenica che va dal promontorio del Circeo fino a Capo d Anzio. La cittadina è situata nell area esterna della possente cinta calderica, meglio definita come Tuscolano Artemisio, ove sono anche localizzati diversi coni di scorie. La quasi totalità del territorio comunale è interessata da coltri di piroclastiti e tufi che costituiscono di fatto una piattaforma continua dalla quale emergono in rilievo le masse acide dell Artemisio e del Maschio D Ariano costituite da lave leucititiche. La sua storia è antichissima ed è avvolta nel mistero. Non si sa con certezza se a fondare la città siano stati i Latini, gli Etruschi o i Volsci. Le tre originarie popolazioni laziali sono comunque legate alla storia primitiva della città. Un dato accettato è che nel VI secolo a.c. i Volsci, stabilitisi in precedenza sulle alture dei Lepini, sarebbero riusciti ad occupare Velletri, preziosa per la sua invidiabile posizione strategica sulla odierna Piana Pontina. La struttura urbanistica ha dunque risentito delle sovrapposizioni umane di periodi storici e culturali diversi. Il suo sottosuolo, articolato molto complesso di piroclastiti rinsaldate sincalderiche con alla base una colata locale di leucitite augitica, è stato sfruttato nei secoli dalla popolazione veliterna dando vita ad una rete intricata di gallerie, cunicoli e grotte scavate direttamente nelle cosiddette brecce tufitiche. Le cavità sono così tanto ramificate da formare una vasta ed intricata ragnatela sotterranea. Esistono addirittura delle vere e proprie vie di comunicazione ipogee che in modo radiale si diramano dal centro storico antico verso le ex zone periferiche agricole. Esse erano utilizzate in passato come vie di fuga in caso di evento bellico. La diffusa pratica di conservazione termica del vino all interno dei sotterranei ha reso il prodotto particolarmente famoso per le sue proprietà organolettiche. L abbandono moderno dell uso dei grottini destinati a questo ultimo scopo e la mancata conoscenza della loro antica o arcaica dislocazione ha portato ad una diminuzione della stabilità dei manufatti recenti, soprattutto quelli realizzati nella antica area urbana a seguito della ricostruzione intervenuta dopo il distruttivo bombardamento americano del Le cavità ubicate al disotto degli edifici, negli anni, proprio in loro corrispondenza, hanno dato luogo all apertura di voragini e conseguenti crolli i quali hanno interessato soprattutto il centro storico e questo anche a seguito della costante perdita sia di acqua potabile delle condutture della obsoleta rete idrica che delle infiltrazioni nel sottosuolo di acque reflue della vetusta rete fognaria. Spesso gli sprofondamenti si verificano in concomitanza dei lamentati e frequenti eventi meteorologici estremi impattanti arealmente. Si sta lavorando sulla raccolta dei dati storici contenuti anche nelle cronache antiche per la realizzazione di una opportuna cartografia degli eventi registrati e delle aree cittadine coinvolte. (1) ISPRA ACQ DIR (2) AGAT 7

10 DATI IDROGEOLOGICI, IDROGEOCHIMICI E ISOTOPICI PER UN MODELLO DELLA CIRCOLAZIONE IDRICA SOTTERRANEA NELLA PIANA DI S.VITTORINO (RIETI, ITALIA CENTRALE) Barbieri M. (1), Petitta M. (1) & Tallini M. (2) Nel lavoro vengono esposti i risultati di indagini idrogeologiche, idrogeochimiche ed isotopiche eseguite negli ultimi anni nella media Valle del Fiume Velino e in particolare nella Piana di S.Vittorino, sede di sorgenti puntuali e lineari per una portata media complessiva superiore ai 25 m 3 /s. Attraverso misure di portata su sorgenti e corsi d acqua, caratterizzazione chimico-fisica delle acque, analisi idrogeochimiche degli ioni maggiori, studio isotopico e monitoraggi piezometrici, è stato aggiornato il quadro conoscitivo dei diversi gruppi sorgivi, valutandone portata e chimismo. Sulla base del contesto geologico-strutturale aggiornato, viene proposto un modello concettuale della circolazione idrica sotterranea, affinato rispetto alle conoscenze precedenti. Oltre agli acquiferi carbonatici fratturati che alimentano la falda regionale del sistema idrogeologico dei M.ti Giano-Nuria-Velino, per il recapito della risorsa idrica sotterranea sono fondamentali il ruolo dell unità idrogeologica M.Paterno-Canetra, attraverso cui avviene un aliquota significativa del deflusso sotterraneo, e soprattutto quello dell acquifero multifalda della Piana intramontana quaternaria di S.Vittorino, sede di miscelazione tra le acque del circuito carbonatico e fluidi prevalentemente gassosi risalenti dalle principali discontinuità. Le caratteristiche idrochimiche di base delle sorgenti ubicate ai piedi dei versanti evidenziano una progressiva influenza della miscelazione con le acque sotterranee della Piana stessa. Nei settori più direttamente influenzati dalle discontinuità tettoniche si osservano le facies idrochimiche più distanti dall end-member del circuito regionale degli acquiferi carbonatici-carsici. Il monitoraggio a scala mensile del chimismo di alcune sorgenti aventi localizzazione e portata differente ha aggiunto informazioni sul ciclo di ricarica stagionale, suggerendo una variabilità stagionale nella miscelazione tra i due circuiti idrici sotterranei principali, evidenziata dalla variazione del contenuto in solfati, rispetto ad una sostanziale stabilità temporale del chimismo degli altri ioni maggiori. I dati isotopici confermano l origine dalle acque di precipitazione anche delle sorgenti maggiormente influenzate dai fluidi mineralizzanti. I segnali isotopici, pur ribadendo anche una circolazione indifferenziata negli acquiferi carbonatici circostanti, sottolineano variazioni che si accentuano nella fase terminale del percorso idrico sotterraneo, principalmente dovute a situazioni locali, quali l interazione con le acque più profonde circolanti nell acquifero multifalda della Piana. Alcune diagrafie realizzate nei sinkhole presenti hanno messo in luce anche una stratificazione verticale dei parametri chimico-fisici delle acque della Piana, a conferma di una complessa interazione tra assetto geologico-strutturale, circolazione idrica sotterranea e influenza dei fluidi mineralizzanti. Il modello concettuale della circolazione idrica ricostruito suggerisce che le acque sotterranee circolanti negli acquiferi regionali circostanti giungano alla saturazione rispetto ai carbonati, salvo poi tornare ad essere sottosature, e quindi aggressive, laddove entrino in contatto con fluidi mineralizzanti di origine profonda. I dati disponibili consentono di classificare diversi gradi di interazione per le diverse sorgenti, in funzione delle caratteristiche idrogeochimiche e isotopiche osservate. La circolazione negli orizzonti più permeabili dell acquifero multifalda della Piana di acque maggiormente aggressive può determinare l innesco di possibili fenomeni di dissoluzione, che rappresentano una causa fondamentale dell evoluzione dei sinkholes, largamente presenti nella Piana e ai suoi margini. In tal senso, il modello proposto, oltre a dettagliare le caratteristiche idrogeologiche e idrogeochimiche della Piana, potrebbe coadiuvare eventuali zonazioni del territorio a rischio sinkhole, sulla base dei diversi gradi di interazione riconosciuti tra i due circuiti idrici sotterranei. (1) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Roma La Sapienza (2) Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, delle Acque e del Terreno, Università dell Aquila 8

11 SPROFONDAMENTI CONNESSI A CAVITÀ ANTROPICHE NELLA REGIONE PUGLIA Barnaba F. (1), Caggiano T. (2), Castorani A. (2), Delle Rose M. (1), Di Santo A.R. (2), Dragone V. (1), Fiore A. (2), Limoni P.P. (1), Parise M. (1) & Santaloia F. (1) L apertura di sprofondamenti o voragini in aree urbane e rurali della Puglia è certamente uno dei pericoli naturali che maggiormente colpiscono il territorio regionale. Connessi sia a cavità carsiche di origine naturale, che a cavità artificiali scavate dall uomo in epoche e per finalità diverse, gli sprofondamenti pongono seri problemi di salvaguardia del territorio, e recentemente sono stati più volte all attenzione dell opinione pubblica. Basti ricordare, in tal senso, gli eventi degli ultimi anni a Marina di Lesina, il sinkhole di Alliste nel febbraio 2004, lo sprofondamento di Via Firenze a Gallipoli il 29 marzo 2007, le voragini nel territorio di Altamura. Il presente contributo illustra le attività di ricerca svolte nell ambito di una Convenzione tra l Autorità di Bacino della Puglia e l Istituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica (IRPI) del CNR, finalizzata alla predisposizione dell elenco aggiornato dei Comuni della Regione Puglia, interessati da cavità antropiche, nonché ai relativi approfondimenti sullo sviluppo delle cavità e su eventuali fenomeni di dissesto ad esse connessi. Sono pertanto esclusi da questa nota gli sprofondamenti direttamente o indirettamente legati a presenza di cavità naturali. E stato eseguito un accurato censimento delle cavità antropiche sul territorio regionale, a partire dall elenco a cura della Federazione Speleologica Pugliese. Il censimento di tali cavità (in numero di 564) è proceduto di pari passo ad altre fasi della ricerca, consistenti in approfondimenti di carattere storico, bibliografico e cronachistico mediante l analisi di letteratura specifica sulle cavità artificiali, integrati a loro volta da contatti con i competenti Uffici Tecnici Comunali. Una apposita scheda di censimento è stata implementata allo scopo di raccogliere, catalogare e analizzare le notizie relative alle cavità artificiali da censire; in tale scheda, di particolare rilevanza sono le informazioni tese a fornire i primi elementi relativi alla valutazione della suscettibilità a dissesto del sito in esame, anche in relazione all esistenza o meno nelle immediate vicinanze di strutture antropiche ed altri elementi a rischio. Nel corso delle attività connesse alla fase iniziale di lavoro si è andato delineando un quadro conoscitivo che ha consentito di operare la selezione dei territori comunali sui quali procedere con maggiori approfondimenti. Dieci comuni sono stati pertanto oggetto di studi di maggiore dettaglio, consistenti nella descrizione delle caratteristiche geologiche e morfologiche del territorio, della tipologia e distribuzione delle cavità artificiali, e nell analisi del quadro complessivo di stabilità, anche a seguito, laddove esistenti, di interventi di risanamento realizzati in passato. Inoltre, tre siti specifici sono stati poi individuati per l esecuzione di indagini geologico-strutturali e topografiche dirette. Le attività svolte hanno consentito di pervenire ad un quadro conoscitivo che, seppur non esaustivo, delinea le zone del territorio regionale a maggior rischio di sprofondamenti connessi a cavità antropiche; sono state inoltre raccolte numerose segnalazioni (circa 300) su ulteriori cavità rinvenute nel corso delle ricerche. Va precisato, a tale proposito, che molte di queste segnalazioni si riferiscono non a cavità singole bensì a complessi o sistemi, in qualche caso consistenti anche di alcune decine di cavità, il che ben evidenzia l enorme numero di strutture antropiche ipogee presenti in regione, e la necessità di ulteriori approfondimenti degli studi ad esse relativi, al fine della valutazione della suscettibilità a fenomeni di sinkholes del territorio regionale. (1) CNR-IRPI, Bari (2) Autorità di Bacino della Puglia 9

12 MONITORAGGIO SISMICO IN AREE A RISCHIO DI SINKHOLE: L ESEMPIO DI CAMAIORE Barsotti A. (1), Buchignani V. (2), Musmeci F. (3) & Rizzo S. (4) Nel 1995, a Camaiore, in località Le Funi si è formato un sinkhole che ha provocato la distruzione di 4 fabbricati. In seguito al fenomeno sono state eseguite diverse indagini, geofisiche, geologiche e geochimiche, che sono presentate nel precedente convegno. In questo contributo viene presentato il sistema di monitoraggio sismico dell area, progettato ed installato a partire dal Un sinkhole non è solo un fenomeno d interesse scientifico; esso è soprattutto un problema di protezione civile. Quando accade un fenomeno di questo tipo, occorre rispondere a quattro domande fondamentali: perché proprio in quel punto è avvenuto lo sprofondamento? quali sono le cause che hanno provocato il sinkhole? esistono nel territorio altre situazioni simili a quella dove è avvenuto l evento? come posso prevedere se il fenomeno si ripeterà? Le indagini microgravimetriche e tomografiche eseguite nel corso degli ultimi anni hanno individuato una serie di anomalie (gravimetriche ed elettriche), molto spesso coincidenti, che potrebbero essere legate alla presenza di cavità, o zone con terreni decompressi ed a bassa densità, poste a diversa profondità. Tutte le anomalie sono ubicate in una zona ristretta, centrale, della piana di Camaiore. Individuare i possibili precursori di un evento sinkhole è stimolante dal punto di vista scientifico, ma non per nulla facile; il Comune di Camaiore è, probabilmente, l ente che più ha investito, attraverso finanziamenti regionali, in questo settore, che rimane, comunque, ancora a livello sperimentale. I dati raccolti in questi anni sembrerebbero confermare uno schema evolutivo in base al quale un altro sinkhole che dovesse ancora formarsi nella piana di Camaiore sarebbe preceduto da una serie di eventi, e cioè: piccoli crolli della volta di cavità carsiche che provocherebbero del rumore sismico; altri rumori potrebbero essere determinati da assestamenti del materiale alluvionale poco addensato e con bassi valori dei moduli elastici; subsidenza dell area interessata dal potenziale dissesto; variazione anomala delle pressioni idrauliche; variazioni anomale nel flusso dei gas endogeni; spostamento o migrazione laterale dei terreni. L installazione delle tre centraline di monitoraggio sismico risponde alla necessità di monitorare il primo, ed in parte anche il terzo, di questi probabili precursori. Un qualsiasi movimento di masse importanti nel sottosuolo genera un onda sismica che può essere rilevata da un geofono tridimensionale. Per conoscere la posizione spaziale dell evento è necessario conoscere la direzione da cui esso proviene; se tale direzione è misurata in due punti di misura separati tra loro, il punto d incrocio delle due direzioni determina il luogo d origine dell evento sismico. Considerato però l inevitabile errore nella taratura dei sistemi d acquisizione dei segnali, pur identici tra loro, un terzo punto di misura, separato dai precedenti, fornirà presumibilmente non un punto ma un area da cui proviene il segnale. Anche la ricarica accelerata dell acquifero, possibile in un circuito carsico, provoca una microsismicità che può essere valutata in intensità e frequenza. (1) Geometra, responsabile del settore Protezione Civile del Comune di Camaiore - protezione.civile@comune.camaiore.lu.it (2) Geologo, libero professionista, Via Capanni, 198 Lucca (LU)- tel , vbuchig@tin.it, (3) Ricercatore Enea - musmeci@casaccia.enea.it (4) Geofisico, libero professionista, Via Tito, 1 Anguillara Sabazia (RM)- tel , rizzo.prospector@alice.it 10

13 HYDROGEOLOGICAL HAZARD AND CONSERVATION STATUS OF CAVE-COLLAPSE SINKHOLES ALONG THE SALENTINE IONIAN COAST (SOUTHERN APULIA, ITALY) Beccarisi L. (1,3), Delle Rose M. (2), Ernandes P. (1), Napoletano S. (1) & Zuccarello V. (1) The Western Ionian coast of Salento (Sothern Apulia), between Torre Castiglione (Porto Cesareo) and Serra Cicora (Nardò), is characterized by not very deep cave-collapse sinkholes (named spunnulate ) showing different degrees of morphological evolution. They are developed in carbonate rocks, mainly of Quaternary age. Their interior usually is filled with brackish water because of its proximity to the sea; this involves hyperkarst chemical and morphological phenomena. Collapse events are subtle type of hazard, which produced serious and unexpected damages to the anthropogenic infrastructures and constructions. In the study area, they occured as rapid to very rapid collapses, and their final evolution was matter of a few hours, if not minutes. Moreover, according to Directive 92/43/EEC, the spunnulate are classified as Cave not open to the public and Submerged or partially submerged sea caves, that are natural habitats of Community importance, as Coastal lagoons priority habitat, and as habitats of some protected animal species. The aims of this study are: the definition of the geographical distribution of the "spunnulate", the assessment of the sinkhole susceptibility and the analysis of the anthropogenic factors that negatively affects the conservation status. About 60 "spunnulate" with different morphologic and ecologic features are identified. Geologic, vegetation and environmental stress land data, collected at a fine scale, were recorded and analysed. Sinkhole susceptibility was performed on the base of an approach derived by mine engineering. GIS technology is employed for the analysis of the anthropogenic factors at a wider scale to make a vegetation and land use map of the spunnulate 's geographic neighbourhood. (1) Laboratorio di Ecologia Vegetale, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche ed Ambientali, Università del Salento, Lecce (2) Consiglio Nazionale delle Ricerche, IRPI, Bari (3) Associazione Gruppo Speleologico Neretino ONLUS, Nardò (Lecce) 11

14 ATTIVITÀ DI CENSIMENTO PER LA PIANIFICAZIONE NELLE AREE INTERESSATE DA CAVITÀ ANTROPICHE. IL CATASTO DELLE CAVITÀ SOTTERANEE (CCS) DI ALTAMURA (BA) BERARDI C(1), BUONAMASSA G. (3), DENORA A. (4), FIORE A. (2), LORUSSO G. (3), PEPE P. (3), WALSH N. (5) & ZACCARIA V. (3) La periferia nord-orientale dell abitato di Altamura, in Provincia di Bari, il cui territorio amministrativo è per la maggior parte di competenza dell Autorità di Bacino della Basilicata, è stata sede in passato di estrazione in sotterraneo di conci dai livelli calcarenitici. Tale attività estrattiva ha lasciato un dedalo di vuoti dello sviluppo lineare attualmente noto di circa 12Km, al di sotto di un area oggi densamente antropizzata. A seguito di alcuni recenti crolli è stato avviato il rilievo da parte degli speleologi delle gallerie ispezionabili. Sulla scorta di tali evidenze, oltre che della interpretazione della stratigrafia dei luoghi, l Autorità di Bacino della Basilicata ha perimetrato e normato, nel proprio Piano per la Difesa dal Rischio Idrogeologico, un ampia area (127 ha) soggetta a sprofondamenti diffusi. Con la Delibera del Comitato Istituzionale n. 4/2008, è stata inoltre introdotta, nelle NdA, la Direttiva per la gestione e la messa in sicurezza di aree interessate da cavità sotterranee. Quest ultima pone l obbligo per i Comuni sui cui territori sia stata accertata la presenza di reti caveali sotterranee, di costituire il Catasto delle Cavità Sotterranee (CCS) al fine di censire le cavità medesime e di valutarne lo stato di conservazione e l interconnessione con il sistema insediativo. La stessa direttiva prevede la costituzione di un Nucleo di Coordinamento Tecnico (NCT), di cui gli Autori della presente memoria fanno parte, con il compito tra l altro di supportare il Comune di Altamura nella redazione del CCS. Il NCT, infatti, nella seduta del 01 Aprile 2009 ha valutato positivamente la proposta di CCS, predisposta dal Comune di Altamura (3 Settore Sviluppo e Governo del Territorio), e ne ha, pertanto, proposto l approvazione alla Giunta Comunale, avvenuta poi con la Deliberazione N. 24 del In seguito all istituzione del Catasto delle Cavità Sotterranee sono stati pubblicati gli Atti del CCS al fine di uniformare le modalità di acquisizione degli studi (anche nel rispetto delle Norme di Attuazione dell AdB Basilicata). Per consentire un più rapido aggiornamento del Catasto delle Cavità ed assistere l Amministrazione comunale alla gestione urbanistica del territorio, si è avviato il censimento riportando, in primis, le reti caveali note sulle singole particelle catastali. Sono state, quindi, rese note le basi cartografiche da utilizzare, la sub-classificazione da attribuire alle singole particelle catastali, già perimetrate dall AdB Basilicata, e le modalità di trasmissione dei dati geognostici e degli interventi di bonifica. La base cartografica catastale è stata, quindi, assunta come riferimento, trasformando la proiezione della stessa dal sistema Cassini Soldner con la proiezione l UTM33 WGS84. La subclassificazione si è resa necessaria per assegnare gradualmente a tutte le particelle, e, quindi, a tutto il territorio, una caratterizzazione certa (con particolare riferimento alla accertata presenza o assenza di cavità e/o all avvenuta bonifica delle aree). Tale lavoro consentirà di informatizzare le conoscenze acquisite nel corso degli studi e, pertanto, di renderle accessibili ai tecnici competenti. Attualmente sul sito istituzionale è stata creata una sezione Catasto delle Cavità Sotterranee all interno del quale sono già consultabili i documenti del CCS, la poligonale del rilievo speleologico su base aerofotogrammetria e catastale e la classificazione delle aree. Obiettivo finale sarà quello di restituire tutti i dati acquisiti nel corso del tempo, in ambiente ArcGis, e gestire le informazioni alfanumeriche con un database di Microsoft Access collegato al GIS. A supporto dell Ufficio CCS e del NCT è già stato implementato un sistema che consente di visualizzare le stratigrafie, le foto delle cavità, i dati urbanistici e la geologia dell area in generale. L esperienza maturata con la situazione di pericolosità geomorfologica che si è andata nel tempo a creare nella periferia dell abitato di Altamura ha dimostrato come le aree di cava, originariamente ubicate all esterno dei centri abitati ma per convenienza prossime ad esse, siano state progressivamente inglobate per effetto di una successiva e disattenta espansione urbanistica. La presenza di cavità sotterranee determina condizioni di rischio effettivo per la popolazione e le infrastrutture quando, in seguito ad incrementi dello stato tensionale del sottosuolo, si originano repentini crolli, e/o voragini che determinano il danneggiamento dei manufatti. Il censimento mediante la redazione del CCS, risulta essere un efficace procedura, propedeutica ad una corretta gestione delle aree a pericolosità da sprofondamento. Tale approccio, infatti, consente di avere un dettagliato quadro unitario di riferimento che considera lo stato di conservazione delle cavità, il sistema insediativo sovrastante nonché le criticità dell area. Attraverso tale procedura, gli interventi di bonifica e/o consolidamento nonché l utilizzo a fini urbanistici delle aree o la gestione delle emergenze possono essere valutatati e gestiti con maggior accuratezza, consentendo una proficua collaborazione tra diversi enti pubblici chiamati alla gestione della problematica in esame. (1) Autorità di Bacino della Basilicata (2) Autorità di Bacino della Puglia (3) Comune di Altamura (BA) (4) CARS (Centro Altamurano Ricerche Speleologiche) (5) Università degli Studi di Bari 12

15 SINKHOLE PHENOMENA IN THE PO PLAIN: THE ROLE OF GEOLOGICAL SETTING AND GEOTECHNICAL PROPERTIES OF RECENT ALLUVIAL SEDIMENTS Borgatti L. (1), Bianchi E. (2), Bonaga G. (1), Gottardi G. (1), Landuzzi A. (1), Marchi G. (1), Mastrangelo A. (3), Rodorigo S. (2), Vico G. (2) & Vittuari L. (1) In Italy, natural sinkhole phenomena which are not connected to karst processes are relatively frequent. In the plains of Veneto and Emilia-Romagna, for example, several small sub-circular lakes are described, whose formation is thought to have been caused by evorsion (erosional processes related to vertical turbulence) and/or suffosion (piping) in alluvial sediments. This paper deals with particular phenomena and related landforms, recently developed in the Po Plain between the provinces of Modena and Bologna. These processes have periodically produced shallow sinks, up to 2 m wide and deep, that disrupted agricultural works and exposed farm equipment to hazard, requiring costly remedial measures. In some cases, the land productivity itself was impaired. On the basis of literature information, as well as available geological, geomorphological and geotechnical data, the possible triggering factors and the evolution of these phenomena are described. An inventory carried out some years ago shows that these phenomena tend to develop in different geological settings, from the apex of the alluvial fans down to the lower alluvial plain (from 64 to 6 m a.s.l.), generally within a distance of 1000 m from streams and artificial channels. In most cases, the affected soils have silty-sandy textures, related to alluvial ridges. The latter are composed by sandy channel fills, bounded by levees of mixed sand and silt, which pass outwards to finer silts and clays of interchannel zones. As sediments accrete, distributary streams shift laterally, forming new channels. Old channels are then gradually buried under interchannel silts and clays. As a result, the silty-clay body of the alluvial plain is laced with intersecting strings of loose sands surrounded by less permeable sediments. These sand strings, which may be recharged by streams and channels, behave as artesian aquifers at their distal ends. During summer, entryways to these buried channels may be provided by deep desiccation cracks, while water inflow may come from episodic flooding and/or irrigation. These conditions provide a setting for the development of surface openings and pipes, that extend down to the subsurface reservoirs. On the basis of Cone Penetration Tests (CPTs), some of the affected areas have been characterized with reference to lithology, stratigraphy and relevant geotechnical parameters. Under an overconsolidated cohesive unit, with sufficient clay fraction to form and retain shrinkage cracks in the so-called active zone, at a depth in the order of 6 meters, a sandy unit can be typically found, that has shown to be susceptible of liquefaction as a consequence of natural or artificial causes (seismic shaking, water table sudden drawdown, heavy vehicles transit etc.). The liquefaction and subsequent packing of loose sediments leads to the development of proto-chambers, that reveal as sinkholes when their roofs collapse. In the proposed conceptual model, triggering and evolution of these phenomena depend on the grain size of sediments involved, and on specific hydraulic conditions related to the distal sectors of alluvial ridges in a recent alluvial plain. (1) Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, dei Trasporti, delle Acque, del Rilevamento, del Territorio DISTART, ALMA MATER STUDIORUM Università di Bologna, Bologna (2) ERS Rivara Storage, Modena (3) ENSER, Bologna 13

16 PALEOSINKHOLES AND MODERN SINKHOLES IN THE BROOKSVILLE RIDGE REGION OF FLORIDA, USA: CLUES TO LANDSCAPE GENESIS Brinkmann R. (1), Hafen M. (1) & van Beynen P. (1) The development of karst landscapes in west-central Florida is not well understood. Complex and varied karst features provide significant clues to the Cenozoic history of the state, but little evidence has been gathered to chronicle a geomorphic history. In order to develop a model of karst landscape formation in the region, sinkhole morphology and distribution were examined in a portion of west-central Florida. Active sinkhole formation is common throughout Westcentral Florida, particularly in a linear zone between the Gulf of Mexico shoreline and the Brooksville Ridge in the Gulf Coastal Plain north of Tampa. Here, hundreds of notable sinkholes form each decade. This line of sinkholes, within a few miles of the coast, trends north-south and may be enhanced by mixing corrosion. Within this landscape, several springs emerge and flow the short distance to the coastline in spring runs. Most of the sinkholes that form in this area are quite small (less than 1 km 2 in area). Dozens of sinkhole insurance claims are made each year in this region as a result of the formation of cover subsidence sinkholes, produced through raveling of marine sand downward into limestone voids. While the genesis of this area is complex, it is instructive to compare this coastal plain with sinkholes in the higher and adjacent Brooksville Ridge. The ridge is an irregular remnant of limestone that has been impacted by repeated sea level inundations that isolated it during high sea level stands into an archipelago similar to, although smaller than, the Bahamas. On the ridge there are fewer sinkholes, although they are larger and much more complex as a result of the comparative antiquity of the surface. A model of karst landscape formation in west-central Florida based on sinkhole and other landscape data is presented that takes into account the variability of sea level, associated migration of the mixing zone environment, sedimentation, and spring movement. (1) Department of Geography, University of South Florida. 14

17 MONITORAGGIO IDROGEOLOGICO ED AMBIENTALE DEL POZZO DEL MERRO (ROMA) Buccomino G. (1), Capecchi P. (1), Vecchio M. (1) & Vinci M. (1) Il sinkhole del Pozzo del Merro si trova nel territorio del comune di Sant Angelo Romano (Roma) all interno della Riserva Naturale di Macchia di Gattaceca e Macchia del Barco gestita dall Amministrazione Provinciale di Roma. Il Pozzo del Merro viene ritenuto il più profondo sinkhole allagato al mondo, ed è inserito nel Progetto di censimento nazionale dei Geosito dell ISPRA. La peculiare morfologia determina un aspetto floristico e vegetazionale che si distingue dal paesaggio circostante dominato da boschi di cerro (Quercus cerris L.), e un componente faunistico tipico degli ambienti umidi. La Provincia di Roma ha avviato alcune attività per la gestione e il monitoraggio scientifico di questo geosito non limitandosi al singolo aspetto idrogeologico, ma con una visione ecosistemica diretta ad analizzare anche gli aspetti biotici del sito. Monitoraggio idrogeologico A partire da ottobre 2008 è stata avviata una collaborazione con l Ufficio Idrografico e Mareografico, Dip.to Ambiente, Territorio e Cooperazione tra i Popoli, della Regione Lazio per il monitoraggio delle acque sotterranee nel Pozzo del Merro. Negli ultimi anni si è riscontrato un drastico abbassamento del livello dell acqua all interno del Pozzo, in sintonia con un più generale abbassamento della falda che lo alimenta, appartenente all acquifero carsico regionale dell area dei Monti Lucretili, Cornicolani e Tiburtini. Per valutarne i cambiamenti indotti sull intero ecosistema del Pozzo e poterli correlare ai fenomeni similari verificatisi nei territori limitrofi di Guidonia e Tivoli Terme, è stato installato un piezometro per la misurazione del livello dell acqua e della temperatura con cadenza di 6 ore. Le misurazioni della stazione, che entra a far parte della rete di monitoraggio delle acque sotterranee regionali, vengono inviate via GSM all Ufficio Idrografico e Mareografico Regionale per la validazione, l archiviazione e la pubblicazione. Monitoraggio botanico Negli ultimi anni la superficie del lago all interno del sinkhole, è stata colonizzata da Salvinia molesta D.S. Mitch., una pteridofita acquatica perenne originaria del Brasile altamente infestante, che si è rapidamente sostituita alla Lemna minor L., alterando in maniera considerevole le caratteristiche ambientali della superficie idrica. Nell intento di ripristinare le condizioni dell habitat originario, è stata effettuata l asportazione con ripetuti interventi di rimozione manuale. Tale attività costituisce un esempio di eradicazione di piante esotiche invasive rinvenute in Italia, reso unico per le particolarità idrogeologiche del sito. Le operazioni si sono svolte con l ausilio del Nucleo Sommozzatori dei Vigili del Fuoco di Roma, che già in passato si sono resi protagonisti nelle esplorazioni subacquee che hanno misurato una profondità della voragine di -450 m dal livello di campagna di cui ben 392 m allagati. Monitoraggio zoologico In convenzione con il Laboratorio di Acquacoltura ed Ecologia Sperimentale del Dipartimento di Biologia e con il Dipartimento di Neuroscienze dell Università di Roma Tor Vergata è stato avviato nel 2007 un progetto di ricerca basato sulla multidisciplinarietà e l interconnettività che attraverso il monitoraggio della componente zoologica consentirà di conoscere il grado di disturbo arrecato alle popolazioni animali dai recenti cambiamenti manifestatisi nel geosito. (1) Provincia di Roma, Dip.to V Servizio 1 Ambiente (aree protette parchi regionali) 15

18 MONITORAGGIO INTERFEROMETRICO CON RADAR DA TERRA IN AREA A RISCHIO SINKHOLE. L'ESEMPIO DI CAMAIORE Buchignani V. (1), Binda Rossetti I. (2), Leva D. (2) & Rivolta C. (2) La piana sulla quale è ubicato il centro abitato di Camaiore, in provincia di Lucca, è soggetta al rischio di fenomeni di tipo sinkhole che si manifestano con la comparsa di voragini localizzate, crolli con sprofondamento e formazione di morfologie tipiche pseudo-circolari. Il 14 ottobre 1995 una voragine di circa 40 m di diametro si aprì improvvisamente in un area residenziale del Comune, in località Le Funi. A seguito di tale evento sei edifici andarono distrutti. L attività parossistica durò circa 18 ore ma le deformazioni del suolo erano iniziate, secondo quanto rilevato dalle informazioni riportate dai cittadini coinvolti, almeno dieci giorni prima. Successivamente all evento calamitoso, sulla zona più urbanizzata della conca camaiorese sono stati eseguiti studi in base ai quali si sono rilevate aree con evidenti carenze di massa nel sottosuolo, tali da farle ritenere strutturalmente fragili e a rischio sinkhole. In queste aree si temono cedimenti delle strutture e degli edifici esistenti, con deformazioni iniziali del suolo comprese tra qualche millimetro ed il centimetro. E infatti fondamentale sottolineare che l eventuale deformazione del suolo, con evoluzione progressiva dei cedimenti, rappresenta il precursore principale dell innesco di un fenomeno di crollo profondo. Il Comune, nell ottica di porre sotto controllo in particolare i precursori del fenomeno sinkhole, ha deciso di implementare un sistema di monitoraggio in grado di analizzare con continuità spaziale e temporale le deformazioni del suolo e, in caso di anomalie significative, di garantire un allertamento. Il componente principale di tale sistema di monitoraggio è costituito dall interferometro radar da terra conosciuto come sistema GBInSAR LiSALab, sviluppato e gestito dalla società Ellegi srl. La strumentazione GBInSAR LiSALab è utilizzata efficacemente da quasi dieci anni per l analisi del rischio dei fenomeni franosi che, come gli sprofondamenti, rappresentano sempre movimenti di massa che tuttavia non si sviluppano necessariamente in aree pianeggianti ma di solito lungo un versante. Il sistema GBInSAR LiSALab è stato installato alla fine del mese di Gennaio 2007 e dal Febbraio 2007 misura ventiquattrore al giorno per trecentosessantacinque giorni all anno la piana di Camaiore. In questi quasi tre anni di osservazione si sono ottenuti interssanti risultati dall analisi del campo deformativo, risultati che hanno permesso di evidenziare i particolari comportamenti che hanno interessato lo piana. In particolare, a seguito delle intense e prolungate precipitazioni dell inverno appena trascorso, si sono registrati i dati più significativi del periodo di controllo. Infatti alcune regioni hanno presentato dei movimenti di innalzamento ed abbassamento con una periodicità stagionale, altre zone hanno mostrato un netto trend costante di sprofondamento, mentre altre regioni hanno mostrato una capacità di reagire in maniera impulsiva ed in tempi assai rapidi alle piogge, con comportamenti differenziali che si esauriscono in pochi giorni. In questo lavoro si presenteranno i principi di funzionamento del monitoraggio interferometrico con radar da terra GBInSAR LiSALab istallato nel Comune di Camaiore e si analizzeranno i risultati ottenuti in quasi tre anni del campo deformativo che interessa la piana. (1) Geologo, libero professionista, Via Capanni, 198 Lucca (LU) - tel/fax , vbuchig@tin.it, (2) Ellegi srl, Piazza Velasca 5, Milano - tel/fax , info@lisalab.com 16

19 INDIVIDUAZIONE DI ZONE A RISCHIO SINKHOLE, METODOLOGIE OPERATIVE A CAMAIORE (LU) Buchignani V. (1), Di Filippo M. (2) & Di Nezza M. (2) Nel corso dell ultimo decennio numerosi studi geologici, geochimici e geofisici hanno interessato la Conca di Camaiore (Lu). Questi studi di base sono serviti da principio per valutare l entità delle problematiche connesse al sottosuolo e successivamente per impostare il monitoraggio tramite interferometria. Negli anni precedenti, per quanto concerne il contributo di un primo rilievo gravimetrico, era stata realizzata la batimetria del bedrock dell intera conca utilizzando ed integrando i dati disponibili, quali sondaggi, profili e mappe di resistività. Successivamente le profondità del bedrock sono state accertate e confermate da diversi sondaggi. Negli anni successivi al rilievo gravimetrico, e fino ad oggi, sono state indagate quasi tutte le aree abitate della piana con la microgravimetria. Attualmente sono state eseguite circa 3000 stazioni: il dettaglio ha previsto una spaziatura di 20 metri tra una stazione ed un altra. Diverse campagne microgravimetriche hanno delineato alcune zone di minimo gravimetrico proprio nelle aree abitate la cui estensione areale permette di ascriverne la causa a variazioni di densità nella copertura recente fluvio-lacustre. Queste zone di minimo gravimetrico, sottoposte al monitoraggio interferometrico, mostrano di subire nel tempo variazioni di quota, positive dopo lunghe e intense precipitazioni atmosferiche ed in seguito variazioni negative. Nella zona dei Frati (Camaiore) è presente una forte anomalia gravimetrica negativa, e le notizie dei secoli precedenti riportano di sprofondamenti e formazioni di sorgenti; attualmente, dopo un intensa pioggia (gennaio 2009) si sono verificati innalzamenti di edifici, proprio in questa zona. Questo studio viene proposto alle amministrazioni come metodologia integrata per il controllo e il monitoraggio del sottosuolo. Lo studio della struttura geologica della conca e dei rilievi che la contornano insieme al successivo controllo ha portato a proporre una metodologia per prevenire in aree a rischio, il possibile sprofondamento. (1) Geologo, Libero Professionista, Lucca (Lu) (2) Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza Università di Roma 17

20 L UTILIZZO DELLA TECNICA PSINSAR PER L INDIVIDUAZIONE ED IL MONITORAGGIO DI SINKHOLES IN AREE URBANIZZATE DELLA CAMPANIA; I CASI DI TELESE TERME (BN) E DI SARNO (SA) Calcaterra D. (2,3), Esposito A. (2), Fuschini V. (2), Galluccio F. (1), Giulivo I. (1), Nardò S. (2), Russo F. (2) & Terranova C. (2) Sono note in Campania, anche in ambiti urbani, attivazioni di fenomeni naturali di sprofondamento del tipo piping sinkhole, sia nel recentissimo passato che in epoca storica, oltre a svariati fenomeni di sprofondamento connessi alla presenza nel sottosuolo di cavità artificiali. Tra i centri abitati della Campania coinvolti nelle citate fenomenologie, si annoverano Telese Terme (BN) e Sarno (SA), entrambi interessati da fenomeni del tipo piping sinkhole. Nell abitato di Telese Terme, in cui il lago omonimo rappresenta il più tipico ed evidente fenomeno di sprofondamento, un ulteriore fenomeno si è verificato nel febbraio 2002, in un area periferica caratterizzata in tempi recenti da un intensa edificazione. A Sarno, invece, in un settore densamente popolato della cittadina, studi e ricerche recenti hanno evidenziato l elevata suscettibilità della zona a fenomeni di sprofondamento e/o subsidenza. Nel contesto delle molteplici attività inerenti alla difesa del suolo in Campania, il Progetto TELLUS, nato nell ambito del Progetto Operativo Difesa Suolo (PODIS) del PON - ATAS del Ministero dell Ambiente e della tutela del Territorio e del Mare (MATTM), ha utilizzato la tecnica denominata PSInSAR (Permanent Scatterers Synthetic Aperture Radar Interferometry) brevettata dalla T.R.E. s.r.l. (TeleRilevamento Europa), società spin off del Politecnico di Milano. È stato infatti acquisito un database puntuale in formato vettoriale, derivante dall analisi e dall elaborazione di set di immagini radar interferometriche, a loro volta ottenute dalle piattaforme satellitari ERS e RADARSAT e riferite agli anni dal 1992 al 2007; gli elementi puntuali sono denominati Permanent Scatterer (PS) cioè retrodiffusori permanenti. L analisi statistica dei valori di deformazione dei PS, eseguita sull intero territorio della Campania, ha permesso di individuare le aree soggette a deformazioni lente ed attive, la cui genesi può essere correlata alla presenza di frane a cinematica lenta o intermittente, a subsidenze generiche oppure a processi vulcano-tettonici. I dati PS, incrociati con immagini satellitari di tipo ottico e con dati geologici e geomorfologici provenienti da rilievi eseguiti, secondo gli standard CARG ed IFFI, dal Settore Difesa Suolo della Regione Campania, hanno permesso di realizzare, in modo operativo e funzionale, un primo impianto di Sistema di monitoraggio multiparametrico e di telecontrollo delle aree maggiormente esposte ai rischi idrogeologici della regione Campania basato su di un corposo database confluito nel SIT del Settore Geotecnica, Geotermia e Difesa Suolo della Regione Campania. Nel presente lavoro, grazie all apporto di conoscenza, volontario, di liberi professionisti residenti nei comuni oggetto di questa nota, appartenenti al neo-nato Gruppo Operativo PRO.G.E.T. (Professionisti Geologi Esperti del Territorio) costituito su iniziativa congiunta dell Ordine dei Geologi della Campania e dello stesso Settore Geotecnica, Geotermia e Difesa Suolo della Regione Campania, è stato possibile contestualizzare l informazione radar satellitare rispetto alla fenomenologia osservata, rimarcandone allo stesso tempo l innegabile utilità ai fini del monitoraggio e della valutazione del rischio di dissesto connesso all attività di piping sinkhole in contesti urbani. (1) Regione Campania AGC 15 Settore Geotecnica, Geotermia e Difesa Suolo (2) Ordine dei Geologi Della Campania Gruppo Pro.G.E.T. 18