Progetto LAMP (LAndslide Monitoring and Predicting) R. Bovolenta, B. Federici, R. Passalacqua & D. Sguerso

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1 Progetto LAMP (LAndslide Monitoring and Predicting) R. Bovolenta, B. Federici, R. Passalacqua & D. Sguerso

2 L Italia è una delle nazioni a più elevato rischio da frana Frane superficiali innescate dalle piogge movimenti improvvisi

3 Cinque Terre (2011) Andora (2014) Capolungo (2014) Fegino (10 ottobre 2014)

4 Fonti Dati realizzati da Regione Liguria, «Piano territoriale di coordinamento paesistico, assetto insediativo ed aree carsiche», anno 2011, scala 1: Giovanni Besio, Mariolina Besio, Roberto Bobbio, Rossella Bovolenta, Diego Bozzo, Fabrizio Esposito, Francesca Mazzino, Roberto Passalacqua, Rodolfo Repetto, Andrea Scaleggi, Chiara Vaccaro, Luca Volpin, Guido Zolezzi (2014). INGEGNERIA E PAESAGGIO IN ITALIA. UN PROGETTO PER LE VALLI E PER LE COSTE. Donzelli Editore, ISBN: ,pp. XX-294.

5 Fonti Dati realizzati da Regione Liguria, «Inventario dei fenomeni franosi, progetto Iffi», anno 2009, scala 1: Le caratteristiche del territorio ligure e l azione dell uomo hanno fatto sì che nel tempo si verificassero numerosi dissesti, soprattutto a seguito di forti precipitazioni.

6 Al 2009, le aree caratterizzate da frane occupano circa un decimo del territorio regionale. Il territorio più interessato da frane è la provincia di Genova per effetto dell urbanizzazione, seguito dalla Val di Vara ove si registrano sistematicamente intensità di pioggia annuali tipiche di zone tropicali ( mm/anno). Le frane sono meno diffuse nel Loanese. Alta Bassa Aggressività climatica

7 Superficie (kmq) NUMERO DI FRANE PER TIPOLOGIA Il territorio ligure appare (al 2009) 5293; 51,9% 1308; 12,8% fenomeni rapidi fenomeni rotazionali e traslativi essere interessato prevalentemente fenomeni lenti da fenomeni rotazionali e traslativi e frane complesse. 832; 8,2% 2767; 27,1% altre tipologie di frana SUPERFICIE IN FRANA PER TIPOLOGIA fenomeni rapidi, comprensivi di crollo/ribaltamento, colamento rapido e aree soggette a crolli o ribaltamenti diffusi; fenomeni rotazionali e traslativi, comprensivi di scivolamento rotazionale o traslativo e deformazioni gravitative profonde di versante; fenomeni lenti, corrispondenti al solo colamento lento; 0 fenomeni rapidi fenomeni rotazionali e traslativi fenomeni lenti altre tipologie di frana altre tipologie di frane, che includono tutti i restanti fenomeni.

8 Fonti Dati realizzati da Regione Liguria, «Inventario dei fenomeni franosi-progetto Iffi», anno 2009, scala 1:10 000; dati realizzati da Regione Liguria, «Carta di uso del suolo», anno 2011, scala 1:

9 Superficie (kmq) USO DEL SUOLO NELLE AREE IN FRANA aree artificiali aree agricole boschi e ambienti seminaturali superfici in acqua Il 77,5% delle aree soggette a fenomeni franosi è costituita da boschi e ambienti seminaturali, i quali risultano spesso in stato di abbandono, e proprio l assenza di un adeguata gestione e manutenzione rende tali aree particolarmente soggette al dissesto.

10 Le precipitazioni meteoriche (soprattutto gli eventi temporaleschi), insistendo su terreni aridi non più coltivati o curati, percorsi spesso da incendi nei periodi estivi, sono fattori di innesco di fenomeni erosivi, frane superficiali e colate di fango. ZONAZIONE SU AREA VASTA DELLA SUSCETTIBILITÀ DA FRANA SUPERFICIALE TRAMITE APPROCCIO STATISTICO MULTIVARIATO PRIN : La mitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibili Università degli Studi di SALERNO Politecnico di TORINO Politecnico di MILANO Università degli Studi di GENOVA Università degli Studi di PERUGIA Università degli Studi di NAPOLI "Parthenope Università degli Studi della BASILICATA Università degli Studi "Mediterranea" di REGGIO CALABRIA Università degli Studi di PALERMO Politecnico di BARI Bassa Alta La pianificazione territoriale, la progettazione, la gestione e manutenzione dei versanti dovrebbero tenere in debito conto l occorrenza di fenomeni climatici severi, ma non eccezionali, scongiurando il verificarsi di eventi calamitosi di estrema gravità. PROPENSIONE AL DISSESTO FRANOSO SUPERFICIALE PROCEDURA AUTOMATICA PER L ANALISI DELLA PROPENSIONE AL DISSESTO FRANOSO INNESCATO DA EVENTI METEORICI PROGETTO LAMP

11 PROGETTO LAMP (LANDSLIDE MONITORING AND PREDICTING) 1) monitoraggio delle condizioni idro-geologiche locali 2) modello conoscitivo per analizzare la propensione al dissesto innescato da piogge in RT o previste Stabilendo un nesso causa-effetto tra pioggia ed occorrenza della frana

12 TECNICHE DI MONITORAGGIO DEI FENOMENI D INSTABILITÀ DI VERSANTE - Progetto ReMoVer - Monitoraggio di fenomeni di instabilità di versante con spostamenti di qualche cm/anno, mediante inclinometri, ai fini della programmazione e controllo degli interventi di difesa del suolo.

13 Esempio di monitoraggio inclinometrico Frana di S.Olcese

14 TECNICHE DI MONITORAGGIO DEI FENOMENI D INSTABILITÀ DI VERSANTE Tecniche topografiche terrestri o da satellite (stazione totale, GNSS, PSInSAR) degli spostamenti superficiali di frane estese

15 TECNICHE DI MONITORAGGIO DEI FENOMENI D INSTABILITÀ DI VERSANTE Misura dell umidità del suolo, quale importante fattore per l innesco delle frane, mediante: - sonde TDR, che permettono misure puntuali accurate e a profondità variabile; - prospezione geofisica geoelettrica, per lo studio della variabilità spaziale e temporale delle proprietà del suolo; - immagini satellitari ottiche e nell infrarosso termico progetto MORFEO

16 TECNICHE DI MONITORAGGIO DEI FENOMENI D INSTABILITÀ DI VERSANTE WSN - Wireless Sensor Network fitta rete di sensori autosufficienti e a basso costo distribuiti sul territorio (p.es. Progetto TELLME) Nodi strumentati Gateway

17 PROGETTO LAMP (LANDSLIDE MONITORING AND PREDICTING) 1) monitoraggio delle condizioni idro-geologiche locali 2) modello conoscitivo per analizzare la propensione al dissesto innescato da piogge in RT o previste Stabilendo un nesso causa-effetto tra pioggia ed occorrenza della frana

18 PROCEDURA AUTOMATICA IN AMBIENTE GIS per analizzare la propensione al dissesto franoso innescato da piogge Per ciascuna cella dell area in esame, si effettua un bilancio idrologico basato sul metodo Curve Number modificato (CN, Soil Conservation Service, ), si calcola l'evoluzione del livello di falda a seguito delle precipitazioni e quindi si controlla il superamento o meno delle condizioni di equilibrio limite. In maggior dettaglio: 1) Calcolo del CN in ogni cella, in funzione della tipologia di suolo e del suo grado di umidità (in funzione della storia di pioggia). Mappa Uso Suolo Mappa geo-litologica

19 2) Applicazione del Modello Idrologico-Geotecnico schematizzando ogni cella come un serbatoio lineare, alimentato dalla quota parte di pioggia che si infiltra nel terreno, e svuotato dal deflusso sub-superficiale e dall evapo-traspirazione. E così possibile valutare le oscillazioni della falda freatica.

20 3) Applicazione del metodo semplificato dell Equilibrio Limite Globale (Skempton & Delory, 1957) F S 2 c' z cos m W z cos sin tg ' in modo spazialmente distribuito sull area in esame è possibile valutare se esiste, in ciascuna cella, una profondità z (incrementata fino a raggiungere eventualmente lo strato locale stabile del substrato roccioso) ove il fattore di sicurezza Fs < 1. E quindi possibile costruire una distribuzione spaziale della propensione al dissesto franoso innescato dalla storia di pioggia degli ultimi giorni. Federici B., Bovolenta R., Passalacqua R., From rainfall to slope instability: an automatic GIS procedure for susceptibility analyses over wide areas, Geomatics, Natural Hazards and Risk, Special Issue, ISSN: , pp

21 PROGETTO LAMP: ANALISI DELLA SUSCETTIBILITÀ DA FRANA Innescata dalla pioggia misurata in tempo reale DATI DISPONIBILI: Carta geo-litologica Carta dell uso del suolo DTM Storia di pioggia misurata con pluviometri MAPPA della suscettibilità da frana in occorrenza della pioggia misurata MISURE UNA TANTUM: Stratigrafia Parametri fisico-meccanici del terreno e permeabilità PARAMETRI DA MONITORARE: Contenuto d acqua del suolo Temperatura CHECK: Spostamenti del suolo

22 H [mm] nov-10 nov Novembre giorni Novembre 2007

23 PROGETTO LAMP: PREVISIONE DELLA SUSCETTIBILITÀ DA FRANA in occorrenza di potenziali piogge a breve termine DATI DISPONIBILI: Carta geo-litologica Carta dell uso del suolo DTM Storia di pioggia misurata MAPPA di PREVISIONE della suscettibilità da frana in occorrenza della pioggia prevista a breve termine MISURE UNA TANTUM: Stratigrafia Parametri fisico-meccanici del terreno e permeabilità PARAMETRI DA PREVEDERE: Potenziali piogge

24 Più reti di sensori WSN potrebbero coprire il territorio e far convergere i propri dati ad un centro di calcolo che produca risultati di facile lettura su applicazione web e mobile dedicata, in grado di inviare anche avvisi agli operatori. Frana presidiata Concentratore Sensori Algoritmi interpretativi Centrale operativa Mappa della propensione al dissesto in RT Operatori

25 Conclusioni LAMP (LAndslide Monitoring and Predicting) fitta rete di sensori a basso costo e autosufficienti + modello conoscitivo mappe della suscettibilità da frana in occorrenza della pioggia misurata in tempo reale; mappe di previsione della suscettibilità da frana in occorrenza della piogge previste a breve termine. su applicazione web dedicata, con avvisi automatici agli operatori preposti. Conoscenza in tempo reale o preventiva della risposta dei versanti alle precipitazioni. Migliore gestione e pianificazione del territorio, ad es. : allerta; supporto agli interventi; etc.

26 Questa presentazione è 2015 Bianca Federici e Rossella Bovolenta, disponibile come CC BY-NC-ND-3.0 IT