Il contributo del monitoraggio nella gestione del dissesto da frana

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1 Convegno ARPAE-OGER PREVENZIONE RIDUZIONE DEL RISCHIO ALLUVIONI E DEL DISSESTO IDROGEOLOGICO: RIORDINO ISTITUZIONALE DELLE COMPETENZE E SOLUZIONI PER LA GESTIONE E IL GOVERNO DELLE ACQUE GEOFLUID, Piacenza - 5 ottobre 2016 Il contributo del monitoraggio nella gestione del dissesto da frana Matteo Berti Dipartimento BIGEA Università di Bologna matteo.berti@unibo.it

2 Sommario 1. Introduzione Scopo del monitoraggio Componenti di un sistema di monitoraggio 2. Il monitoraggio per la gestione di frane rapide Colate di detrito in area dolomitica Monitoraggio per la definizione di soglie pluviometriche Sistemi di allerta Colate di detrito in area appenninica Monitoraggio a supporto della previsione

3 Utilizzo del monitoraggio per la gestione del dissesto Sistema di allarme/allerta Verifica dell efficacia di opere e interventi di consolidamento Comprensione dei fenomeni Previsione delle frane

4 Configurazione di un sistema di monitoraggio Finalità del monitoraggio Assetto geologico Fattibilità tecnica Tipo di frana Risorse disponibili Possibile evoluzione Azioni collegate Pericolosità Vulnerabilità

5 Una variabilità estrema

6 Il contributo del monitoraggio nell area dolomitica Nell area dolomitica (e non solo) numerose colate di detrito sono innescate da erosione di fondo canale Sono fenomeni frequenti (tempo di ritorno 1-3 anni per molti canali) che avvengono nella stagione estiva I canali attivi sono noti, la previsione spaziale non è un obiettivo E importante invece la previsione temporale, legata all allertamento Soglie pluviometriche Monitoraggio Sistemi di allarme

7 Intensità media (mm/ora) Soglie pluovimetriche di allertamento Problemi: Incertezza della soglia Celle convettive molto piccole Effetto del vento I 47.7 D I 21 D 0.55 I 15.2 D I 15 D I 7.40 D min 6 min 30 min 1 h 10 h Durata della precipitazione

8 Configurazione tipica di un sistema di monitoraggio P Detrito del letto canale Porosità=40-45% Q W Pluviometro Camera Q R Datalogger Q S Sensori di pressione Detrito di sponda Porosità=10-15% Detrito profondo 1 m Q W = Flusso in uscita dal bacino in roccia (m 3 /s) Q S = Flusso subsuperficiale nel canale di detrito (m 3 /s) Q R = Ruscellamento nella zona di innesco (m 3 /s)

9 Sistema di monitoraggio del bacino Dimai Strumentazione: 1 pluviometro 2 video camere 3 sensori di pressione (sepolti nel canale) 1 stramazzo 1 camera time-lapse che inquadra lo stramazzo 1 sensore barometrico Sistema di acquisizione: Campbell CR800 1 sec scan Data recording: Normal mode: 1 dato ogni 5 min Alarm mode: 1 dato ogni 5 sec Soglia di allarme: 0.6 mm in 5 min Connessione GPRS Alimentazione: 2 batterie 12V 14Ah + pannello solare

10 Sistema di monitoraggio del bacino Dimai

11 Ruscellamento in zona d innesco August 18, mm in 10 min

12 Riprese video a basso costo

13 Soglia pluviometrica ottenuta dai dati di monitoraggio No response Subsurface stormflow Channel runoff

14 Dal monitoraggio all allerta Controllo degli effetti (debris flow) Sensore a ultrasuoni Geofono Problemi: Riconoscimento della colata Danni ai sensori (es. fulmini) Installazione supporto

15 Problematiche di allertamento Lunghezza canali<1000 m Velocità DF>10 m/s Tempo di allertamento<2 minuti Necessario anticipare l allerta

16 Monitoraggio del campo elettrico atmosferico Electric Field Meter

17 Debris flow in area appenninica Negli ultimi 10 anni, la frequenza di collate rapide di detrito nell Appennino Emiliano-Romagnolo è aumentata Frane di questo tipo erano molto rare Il problema sta creando grande preoccupazione. E urgente la creazione di una carta di suscettività Il record storico è troppo esiguo per fare carte di suscettività su base statistica Approccio geomorfologico Metodi fisicamente-basati

18 Quale modello utilizziamo? Flusso stazionario da monte (SHALSTAB) Flusso transitorio da monte (Beven, 1981) Infiltrazione verticale nella coltre (TRIGRS) Diffusione in semispazio saturo (Iverson, 2000)

19 Sistema di monitoraggio di Porretta Terme (BO) Installazione: Settembre 2012 Strumenti: 1 pluviometro 9 tensiometri jet-fill 9 misuratori di umidità del terreno 3 piezometri automatici 1 barometro 1 sensore a ultrasuoni per la neva 3 datalogger Campbell CR800 1 datalogger Campbell CR200

20 Stazione di monitoraggio Stazione 1

21 Variazione del grado di umidità del terreno con le precipitazioni

22 Altezza della falda nella coltre di alterazione Risposta molto rapida (entro 1 ora dall inizio della pioggia) Aumento quasi contemporaneo nelle 3 verticali Non si nota un aumento maggiore nella verticale di valle

23 Quale modello previsionale utilizziamo? Flusso stazionario da monte (SHALSTAB) Flusso transitorio da monte (Beven, 1981) Infiltrazione verticale nella coltre (TRIGRS) Diffusione in semispazio saturo (Iverson, 2000)

24 Conclusioni RISCHIO = PERICOLOSITA x VULNERABILITA Il monitoraggio non è solo «sistema di allerta», è fondamentale per aumentare la conoscenza di un fenomeno franoso ed anche la nostra capacità previsionale Il monitoraggio dovrebbe essere parte integrante anche delle opere di consolidamento Gli enti preposti alla sicurezza del territorio dovrebbero promuovere con maggior forza l uso del monitoraggio e strutturarsi in questo senso