L alluvione del 2015: le colate detritiche

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1 L alluvione del 2015: le colate detritiche CENTRALE ELETTRICA DI RUFFINATI CANALE DI SOTTOATTRAVERSAMENTO DI OTTONE

2 Nell evento del 14 settembre 2015 oltre alle piene fluviali che hanno provocato esondazioni, danni ingentissimi e, purtroppo, delle vittime, nelle porzioni montane dei bacini si è osservato il diffuso sviluppo di colate detritiche («debris flows») e di flussi ad alta densità una tipologia di frana non consueta per l Appennino, ma in realtà ben presente nel record geologico delle Alpi ed altre catene montuose CLASSIFICAZIONE DELLE FRANE TIPO DI MOVIMENTO TIPO DI MATERIALE ROCCIA DETRITO (predominante granulare) TERRA (predominante fine) CROLLO Rock fall Debris fall Earth fall RIBALTAMENTO Rock topple Debris topple Earth topple SCIVOLAMENTO TRASLATIVO SCIVOLAMENTO ROTAZIONALE Rock slide Debris slide (scivolamento di detrito) Earth slide ESPANSIONE LATERALE Rock spread Debris spread Earth spread COLATA O FLUSSO Rock flow Debris flow (Flusso di detrito) Earth flow

3 DESCRIZIONE VELOCITÀ OSSERVAZIONI FRANE estremamente lento 0.06 m/anno impercettibile senza strumenti di monitoraggio, costruzione di edifici possibile con precauzioni Debris flow: flusso ad alta densità costituito da detrito da fine a grossolano e acqua che si muove lungo impluvi o versanti a grande velocità. molto lento lento m/anno 1.5 m/anno m/mese alcune strutture permanenti possono non essere danneggiate dal movimento possibilità di intraprendere i lavori di rinforzo e restauro durante il movimento; le strutture meno danneggiabili possono essere manutenute con frequenti lavori di rinforzo se lo spostamento totale non è troppo grande durante una particolare fase di accelerazione Classificato fra i fenomeni franosi come molto rapido o estremamente rapido moderato rapido 1.5 m/mese m/giorno 1.5 m/giorno m/min alcune strutture temporanee o poco danneggiabili possono essere manutenute evacuazione possibile; distruzione di strutture, immobili ed installazioni permanenti Colate detritiche: miscele solido - liquide ad elevata concentrazione (in prima approssimazione fluidi monofasici) - acqua e solidi si muovono con la stessa velocità. molto rapido estremamente rapido 0.3 m/min - 3 m/s >3 m/s (10,8 km/h) perdita di vite umane, velocità troppo elevata per permettere l'evacuazione catastrofe di eccezionale violenza, edifici distrutti per l'impatto del materiale spostato, molti morti, fuga impossibile Tabella di riferimento per la velocità di evoluzione delle frane secondo Cruden & Varnes, 1996 ALLUVIONI Trasporto solido: la capacità di un corso d acqua di trasportare particelle solide, da fini a grossolane, attraverso varie forme di movimento: sospensione (argilla), saltamento (sabbia), rotolamento (ciottoli) ecc. Piene idriche con trasporto solido: il sedimento trasportato al fondo ha velocità diversa da quella dell acqua in cui è immerso.

4 Condizioni per l innesco dei debris flow: presenza di detrito sciolto pendenze medie elevate (>20 ) precipitazioni brevi ma intense L innesco è riconducibile quindi ad un rapido incremento delle pressioni interstiziali nel detrito indotto generalmente da piogge intense e di breve durata (più raramente da rapida fusione di neve o di ghiaccio) I materiali solidi possono costituire fino al 80% - 90% in peso della massa fluida, quindi l acqua occupa una percentuale molto piccola della massa totale. Gradazione inversa dei depositi di debris flow Parametro Velocità Densità Volume Altezza del fronte Durata Granulometria Range di valori da 0,5m/s a 20 m/s (70 km/h) 1,8-2 g/cm3 da qualche centinaio al milione di m m da qualche minuto all ora dall argilla a blocchi di svariati m3 Superficie fra depositi alluvionali (precedenti) e depositi di debris flow

5 Nei nostri bacini Appenninici sono spesso presenti gli elementi predisponenti Accumoli di ghiaie nelle parti alte dei bacini e lungo gli alvei Foto alta Val Parma Foto alta Val Parma Pendenza media dei versanti molto elevata a volte molto superiore al 50% (26,6 ) In molti casi l ammasso detritico non si è strutturato come colata, ma piuttosto come flusso ad alta densità di detrito che precipita per scivolamento lungo versante ad altissima velocità Foto Val Aveto Foto Val Aveto

6 Rete idro-pluviometrica

7 Pioggia cumulata in 6 h : > 300 mm

8 Precipitazioni 110 mm/1 h Livelli pluviometrici F. Trebbia T. Aveto Precipitazioni 114 mm/1 h Precipitazioni 84 mm/1 h

9 Livelli pluviometrici T. Nure

10 Livelli idrometrici T. Aveto

11 SOGLIE PLUVIOMETRICHE D INNESCO PER COLATE DETRITICHE

12 Dove trova l innesco Tipo A) Innesco per frana superficiale su versante Tipo B) Innesco per frana superficiale dentro un canale Tipo C) Innesco per erosione di fondo canale

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18 L alluvione del 2015: le colate detritiche Mappa delle precipitazioni cumulate interpolate fra i pluviometri Cumulative rainfall Map (24h): Interpolation of rainfall data rainfall data by the rain gauge. LEGEND: a) debris flow triggering zones; b) area affected by debris flow.

19 L alluvione del 2015: le colate detritiche Mappa radar delle precipitazioni cumulate tarata con i dati dei pluviometri Cumulative rainfall Map (24h): Radar data calibrated by ARPAE with rainfall data by the rain gauge; LEGEND: a) debris flow triggering zones; b) area affected by debris flow.

20 PREVISIONE, GESTIONE, PREVENZIONE SCALA DI BACINO SCALA DI SITO PREVISIONE è l insieme dei dati, degli algoritmi e degli elementi che consentono di sapere, con un margine di errore accettabile, se e quando avverrà un dato fenomeno. supporto GESTIONE la gestione di eventi con tali dinamiche evolutive non può che essere l insieme di azioni caratterizzate da grande velocità di esecuzione e diffusione, come consentono oggi le tecnologie supporto PREVENZIONE supporto è l insieme di azioni finalizzate ad impedire o a ridurre il rischio che durante un evento avvengano fenomeni che possano mettere in pericolo la vita umana e le strutture del territorio

21 PREVISIONE, GESTIONE, PREVENZIONE SCALA DI BACINO SCALA DI SITO PREVISIONE SOGLIE DI ALLERTAMENTO PIOGGE (E/O FULMINI??) SOGLIE DI ALLERTAMETO PIOGGE, PRESSIONI INTERSTIZIALI O MOVIMENTI IN ATTO (geofoni ecc.) supporto rete ARPAE-SIM (pluvio-radar) Monitoraggio sito specifico

22 SCALA DI BACINO: SOGLIE DI ALLERTAMENTO PIOGGE Hourly rainfall peaks Maps; a) Isohyet 30mm/h: 100% of triggering points; b) Isohyet 50mm/h: 97% of triggering points; c) Isohyet 60mm/h: 82.5% of triggering points.

23 SCALA DI BACINO: SOGLIE DI ALLERTAMENTO FULMINAZIONI

24 SCALA DI BACINO: SOGLIE DI ALLERTAMENTO FULMINAZIONI SUB-AREA 1 SUB-AREA 2 Sub-area 2: correlation between rainfall and lightning flashes between 21:30 of 13/ and 03:00 of 14/09/2015, using the same time frame (R 2 : 0.197) or a time-frame offset of -30 min for lightings (R 2 : 0.875).

25 SCALA DI BACINO: SOGLIE DI ALLERTAMENTO FULMINAZIONI SUB-AREA 2

26 SCALA DI SITO: MONITORAGGIO MONITORAGGIO ZONE DI INNESCO MONITORAGGIO ZONE DI PROPAGAZIONE (Schemi di Berti M Presentazione a convegno: Borgo Tossignano, 16 settembre 2016) PREVENZIONE E GESTIONE DEL DISSESTO IDROGEOLOGICO: SISTEMI DI MONITORAGGIO E RILEVAMENTO

27 SCALA DI SITO: MONITORAGGIO Nulla esiste in RER, ma gli esempi nelle Alpi ed altre montagne del mondo sono innumerevoli

28 SCALA DI SITO: MONITORAGGIO Nulla esiste in RER, ma gli esempi nelle Alpi ed altre montagne del mondo sono innumerevoli

29 PREVISIONE SCALA DI BACINO SOGLIE DI ALLERTAMENTO PIOGGE (E/O FULMINI??) SCALA DI SITO SOGLIE DI ALLERTAMETO PIOGGE, PRESSIONI INTERSTIZIALI O MOVIMENTI IN ATTO (geofoni etc.) supporto rete ARPAE-SIM (pluvio-radar) Monitoraggio sito specifico GESTIONE PREVISIONE, GESTIONE, PREVENZIONE AVVISI MEDIA-SMS ALLA POPOLAZIONE in CELLE TELEFONICHE IMPATTATE??? AZIONI DI CHIUSURA «SEMAFORICA» supporto Protocolli con Operatori Sistemi automatizzati

30 SCALA DI BACINO: AVVISI MEDIA-SMS ALLA POPOLAZIONE in CELLE TELEFONICHE IMPATTATE

31 SCALA DI SITO: AZIONI DI CHIUSURA «SEMAFORICA» SISTEMA SEMAFORICO CANCIA

32 PREVISIONE PREVISIONE, GESTIONE, PREVENZIONE SCALA DI BACINO SCALA DI SITO SOGLIE DI ALLERTAMENTO PIOGGE (E/O FULMINI??) SOGLIE DI ALLERTAMETO PIOGGE, PRESSIONI INTERSTIZIALI O MOVIMENTI IN ATTO (geofoni etc.) supporto rete ARPAE-SIM (pluvio-radar) Monitoraggio sito specifico GESTIONE AVVISI MEDIA-SMS ALLA POPOLAZIONE in CELLE TELEFONICHE IMPATTATE??? AZIONI DI CHIUSURA «SEMAFORICA» supporto Protocolli con Operatori Sistemi automatizzati PREVENZIONE supporto MAPPATURA ZONE A RISCHIO (INNESCO E PROPAGAZIONE) PREPARAZIONE DELLE POPOLAZIONI ALLE AZIONI DI GESTIONE Rapporti Regione Enti di Ricerca - Professionisti OPERE DI CONTENIMENTO (in zone di innesco, canale, accumulo) Rapporti Regione Enti di Ricerca Professionisti - Imprese

33 SCALA DI BACINO: MAPPATURA ZONE A RISCHIO (INNESCO E PROPAGAZIONE)

34 SCALA DI SITO: INTERVENTI DI CONTENIMENTO E LAMINAZIONE

35 SCALA DI SITO: INTERVENTI DI CONTENIMENTO E LAMINAZIONE Lisore (Cerignale, PC)

36 In conclusione una riflessione: Questi fenomeni, pur essendo di grande pericolosità per la velocità e le condizioni in cui si manifestano, avendo determinate caratteristiche predisponenti sufficientemente definibili a priori e un così limitato campo di esistenza forse sono più prevedibili e difendibili di altri dissesti più estesi e complessi ma, in ogni caso, previsione e prevenzione sono conseguenza diretta della conoscenza e dello studio di un fenomeno, sia esso veloce o lento, complesso o colata ecc. della ricerca delle cause predisponenti e scatenanti e di tutti gli elementi che possano contribuire a guadagnare tempo Quindi tutte le azioni, soglie, piani o interventi potranno avere efficacia solo se programmate in base ad un adeguata conoscenza dei fenomeni

37 EVENTO DEL 13 OTTOBRE 2014 VAL PARMA VAL BAGANZA GRAZIE DELL ATTENZIONE EVENTO DEL 14 SETTEMBRE 2015 VAL D AVETO VAL NURE