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1 CONSULENZA GEOLOGICA GEOLOGO Depoli Claudio Prata Camportaccio (SO) Via Spluga, 52 - Fraz. San Cassiano Tel Fax Progettista: Sindaco: Segretario: Adottato dal C.C. con delibera n del Provvedimento di compatibilità con il PTCP n del Approvato dal C.C. con delibera n del - DOCUMENTI DI PIANO - Studio di approfondimento: Conoide della Valle Drana area ad alto rischio idrogeologico ex l. 267/98 Recepimento Parere Regione Lombardia tavola: A5.1 Nome File: Data: Fase di lavoro: Redatto: Verif.: Approv.: Bozza: Ottobre '12 PROGETTO 1 Aprile 2013

2 INDICE: 1. COMMENTO 3 2. Area di studio n.1 Conoide della Valle Drana ANALISI STORICA VALLE DRANA 5 3. ANALISI IDROLOGICA DA DATI ESISTENTI (SIBCA R. LOMBARDIA) Valle Drana Generalità Procedura di calcolo utilizzata per il deflusso Sintesi calcolo: Dati di input per il T. Valle Drana : Carta della pericolosita 12 2

3 1. COMMENTO Questo documento, integrativo allo studio di supporto della componente geologica, idrogeologica e sismica redatto per il territorio comunale di Piuro, provincia di Sondrio, che per essere ritenuto conforme ai criteri della L.R 12/05 in campo geologico dalla Regione Lombardia è stato oggetto di prescrizioni. Relativamente all ambito di approfondimento F CONOIDI (ex fascicolo 5) la richiesta è la seguente: Nel rispetto di quanto indicato si è provveduto ad integrare le valutazioni suddividendo in 3 parti distinte le analisi. 3

4 2. AREA DI STUDIO N.1 CONOIDE DELLA VALLE DRANA Si tratta di una porzione di territorio comunale, come si evince dal vigente studio geologico di supporto al PRG (componente geologica redatta dallo studio geologico Depoli dott. Claudio in data settembre 2002 agg. novembre 2002) interessato da una conoide con il vincolo di l.267/98 zona 1 e 2. Si riporta un estratto della carta del dissesto e voci legenda PAI vigente. Figura 1: Estratto carta PAI del PRG anno 2002, in verde area 267/98 attuale su area di conoide Lo studio integrativo si articola nei 4 punti di chiarimento/integrazione richiesti nel parere regionale. 4

5 2.1. ANALISI STORICA VALLE DRANA Oltre alle considerazioni storiche riportate (vedi sottostante elenco) sono indicati i più recenti ( almeno fra quelli noti) eventi alluvionali: DINAMICA STORICA RECENTE: VALLE DRANA 1983 Non esondazione ma trasporto solido; Grande evento alluvionale della Valchiavenna con effetti particolari sulla sponda idrografica destra del F. Mera. Il Valle Drana non ancora totalmente coperto da opere di regimazione/difesa idraulica, registra notevole trasporto in alveo con particolari accumuli nel tratto prossimo alla SS Piena con trasporto. Già iniziata la prima fase di regimazione, grazie alle quali l evento parossistico del 1987 che ha determinato numerosi danni in Valtellina, è stato meno catastrofico nella Valchiavenna. Si regista comunque un nuovo accumulo in alveo di materiale detritico. Inizia nel 1994/95 una nuova fase di completamento delle opere di trattenuta ( briglie all apice) e regimazione.( soglie e opere arginali) 1997 Scalzamento opere in sinistra idrografica zona centrale conoide. Limitato trasporto ma, il divaga mento delle acque ha determinato modesti danni alle opere arginali. Si è provveduto alla sistemazione ed allo svaso. A tutt oggi non sono stati segnalati altri eventi. Eventi antichi: DATA EVENTO DANNI E LOCALITA' PIURO Frana Frana antica: "coperto" Belforte. Alluvione Piena fiume Mera, distrutto l'antico borgo di Belforte poi ricostruito con il nome di Piuro. VIII Secolo Frana o alluviamento fiume Mera: Piuro distrutta. IX Secolo Alluvione Piena fiume Mera. Frana Volume superiore a 3 Mmc Alluvione Straripamento fiume Mera a Chiavenna. Estate 1613 Alluvione Inondazione torrente Acqua Fraggia devastate le campagne di Piuro Frana Distrusse completamente l'antica Piuro. M.te Conto-Scilano-Piuro. La frana sbarrò temporaneamente il fiume Mera. Accumuli di circa 15 m. Frana S.Abbondio Piena dei torrenti Valle Pluviosa e Valle Drana Esondazione Dalla Valle Pluviosa e dalla Valle Drana enormi torrenti scendevano al Mera, venivano rotti gli argini e rovinata la frazione di S.Abbondio: 11 persone vennero travolte Piena torrentizia torrente di Valle Drana Alluvione Piena torrente di Valle Drana danni alla frazione di S.Abbondio Alluvione Piena torrentizia del Drana con danni all'abitato di S. Abbondio Alluvione Piena con ingente alluvionamento torrente di Valle Pluviosa straripato in sinistra idrografica Alluvione Piena torrentizia del Drana con danni a S. Maria Frana Frana a S. Maria Alluvione Maltempo provoca inondazioni e danni. A S. Abbondio la Valle Drana devasta terreni coltivati Frana Due grossi macigni si staccano dalla montagna sopra la strada nazionale vicino alla birreria, precipitarono pochi minuti prima dell'arrivo della diligenza svizzera. Si invoca l'intervento del genio civile perché una grande frana si estende per oltre 500 m Alluvione Case e vigneti distrutti, due le vittime Alluvione Mera asporta il ponte di Scilano allagando la piana vicina e minaccia Prosto. Allagamenti del fiume Mera a Prosto per ostruzione dell'alveo ad opera della frana di S. Carlo. 5

6 3. ANALISI IDROLOGICA DA DATI ESISTENTI (SIBCA R. LOMBARDIA) Uso dei dati Sufficienti dati, anche bibliografici ( es SIBCA) di carattere morfologico, idrologico e geologico, consentono un migliore fase successiva per la determinazione delle aree a rischio della conoide. Il confronto fra dati ( Portate liquide, Magnitudo, indice di Melton ecc) bibliografici (es SIBCA) con quelli calcolati con il programma, consentono una migliore validazione della procedura di calcolo utilizzata, confrontando inoltre i dati principali di input (grandezze significative, dati morfometrici del bacino) Magnitudo L analisi idrologica effettuata parte necessariamente dalle considerazioni attinenti la Magnitudo del bacino intesa come volume del materiale detritico posto in movimento durante un evento di trasporto di massa (volumetria potenziale di materiale movimentabile dal bacino e non necessariamente come volume singolo di un evento di esondazione). Il primo riferimento è il SIBCA, che consente di derivare i seguenti dati Valle Drana portata TR100 portata TR200 portata ec Nome bacino codice CT10 portata TR50 (mc/s) (mc/s) (mc/s) Iskowski (mc/s) VALLE DRANA C , , ,765 magnitudo Bottino (mc) magnitudo D'Agostino magnitudo Ceriani magnitudo Bianco coefficiente indice franosità (mc) (mc) (mc) deflusso , , ,0607 0, ,69152 denistà drenaggio lunghezza totale distanza max reticolo Area planimetrica area effettiva (km2) (1/Km) idrografia (Km) coprente (Km) (km2) 4, ,9166 4, , ,4358 pendenza media Quota max bacino Quota minima (m Quota media (m rapporto aree indice Melton bacino (m/m) (m slm) slm) slm) 0, , , ,95 528, ,77 In tabella si riassumono i risultati ottenuti con i metodi applicati dal sistema : è evidente una differenza notevole tra i valori di magnitudo calcolati per lo stesso bacino. Ciò significa che queste formule, come in generale tutti i metodi empirici basati su parametri morfologici del bacino, della rete idrografica e della conoide, forniscono solo delle stime approssimative, che devono 6

7 essere supportate ed integrate con rilievi di dettaglio per caratterizzare le aree potenzialmente instabili da cui potrebbero provenire i sedimenti. Uso nell analisi del valore Magnitudo Il valore di magnitudo è stato il riferimento preliminare nell analisi della conoide del Drana per definire in prima approssimazione le aree di massima esondazione sul conoide, utilizzando i riferimenti di Iverso, Shilling e Vallance (1997 rif. Colate fangose sui fianchi di vulcani in depositi piroclastici ) rivisitati da Griswold (2004 su base statistica per migliore correlazione alle colate detritiche vere e proprie ) e da Bruschi (2008) ovvero: A t (area sez. di deflusso nella zona di accumulo mq) = 0,3709 M 0,5057 A p (area inondata in pianta mq) = 9,1657 M 0,7554 Analizzando tali valori è stato possibile valutare una potenziale estensione delle aree di esondazione sulla conoide, (Ap) confrontandole con la sintesi della pericolosità definita nello studio che risultano essere pari a: VALORE DI MAGNITUDO D AGOSTINO CERIANI BIANCO T Drana (mc) (da SIBCA) , , ,06 Ap calcolato ,02 mq ,31 mq ,67 mq Area definita nella tavola pericolosità H3 (considerando la morfologia) mq Il valore maggiore definito nella carta di pericolosità è la considerazione personale dello scrivente in base all analisi morfologica dei luoghi e del calcolo successivo del deflusso della colata lungo l alveo, considerando differenti incertezze geometriche ( es un franco derivante dalla modifica della sezione di deflusso negli anni, ecc) 7

8 Estensione aree; in giallo l area definita in H3 per il T. Drana I 8

9 Indice di Melton Il dato interessante è l Indice di Melton ( SIBCA =1,02) che indica conoidi derivanti da colate detritiche; inoltre dato interessante e necessario al fine di valutare la capacità di deflusso lungo l attuale alveo risulta essere al portata liquida. Portate liquide I dati SIBCA forniscono valori di portata liquida Q 0 che permettono un confronto con quella definita con il metodo razionale nel programma di calcolo utilizzato. Q 0 =C P S /3,6 t c Con: C= Coeff. Di delusso P = max altezza di pioggia pari al Tc Tc= tempo di corrivazione S = superficie del bacino In prima battuta tale valore è stato utilizzato per una rapida valutazione della sezione di deflusso a fronte di un ipotetico valore di picco del debris, che, secondo. Una volta innescati, il volume coinvolto in questi flussi può risultare nettamente superiore (fino a 10 volte) a quello prevedibile Questo metodo oltre al vantaggio della semplicità, ha anche quello di potere esprimere la portata di colata detritica ( valore utilizzabile poi quale riferimento nell analisi idraulica per la verifica) in funzione del tempo di ritorno, ciò che i metodi precedenti non consentivano e che invece è di estrema importanza quando occorra progettare strutture difensive. Il metodo analizza utilizzato con la teoria sopra esposta il comportamento del deflusso lungo l asta torrentizia variando il valore della portata di picco in relazione alla concentrazione che in genere può variare 0.3 < C/C* < 0.9, cui consegue nella dinamica di scorrimento una variazione della portata liquida di picco 1.43Qo<Qdf<10Qo Q df :la portata di picco della colata ( variabilità nel suo percorso) Q o : la portata liquida da precipitazioni. L attuale valore min della sezione di deflusso del T. Drana è paria a 60 mq in grado di defluire la possibili portata di picco di una colata di valore Qdf. 9

10 3.2. Generalità Procedura di calcolo utilizzata per il deflusso E stato utilizzato il software Colate detritiche di Alberto Bruschi- - Dario Flaccovio Editore A questo punto il passo successivo è stato quello di calcolare la portata di flusso lungo l alveo di un ipotetico debris flow ovvero analizzando il comportamento del deflusso mediante la formula di Takahashi, (1991) che definisce oltre al comportamento di delfusso anche un valore della portata del debriss in relazione alla concentrazione del materiale solido impaccato. Il riferimento all analisi deriva dalla definizione di Qcr = Portata di innesco colata (mc/s) [Schoklitsch] che calcola il trasporto solido dei torrenti di montagna. La formula definisce un valore di portata liquida iniziale di soglia al di sopra della quale si attivano i movimenti di trascinamento di particelle solide nell alveo, ovvero: Q cr = 0,6 B d 50 2 / S 7/6 Il confronto fra questo valore di portata critica con quello generato dalle precipitazioni ( ecco l ulteriore riferimento sia ai dati del SIBCA che al calcolo di Q definito dal modello di calcolo con la formula razionale) ha permesso di stimare se sia possibile l innesco della colata Sintesi calcolo: Come scritto è stato utilizzato un codice di calcolo (Colate detritiche Dario Flaccovio) che consente l analisi bidimensionale delle possibili colate detritiche (debris flow). I dati di input sono i seguenti: Caratteristiche fisiche del bacino A = Superficie totale del bacino imbrifero sotteso (Kmq) L = Lunghezza dell'asta principale (Km) Emax = Quota massima del bacino (m.s.l.m.) Emed = Quota media del bacino (m.s.l.m.) Emin = Quota della sezione di chiusura (m.s.l.m.) i = Pendenza media dell'asta principale (%) iv = Pendenza media dei versanti del bacino (%) Parametri fisici Coordinate del percorso di flusso (in coordinate x e Y) Diametro medio dei grani (cm): Peso specifico dei grani (gr/cmc): Peso specifico dell'acqua (gr/cmc): Angolo d'attrito fra i grani ( ): 10

11 C*: concentrazione volumetrica massima dei grani H: spessore del fronte erodibile nella sezione di innesco I dati di output: Tempo di corrivazione mediato Q0 = Portata di picco (mc/s) [formula razionale] Qcr = Portata di innesco colata (mc/s) [Schoklitsch] f = Coefficiente di resistenza di Darcy-Weisbach H0 = Altezza della lama d'acqua nella sezione di innesco (cm.) [Ikeya, 1989] L = lunghezza (m) Cs = Coefficiente di scabrezza (-) V = Velocità del flusso di detriti (m/s) Hf = Altezza del flusso di detriti (m) Q = Portata del flusso di detrito (m^3/s) I valori elaborati sono riportati nei tabulati di calcolo allegati alle verifiche Dati di input per il T. Valle Drana : A = Superficie totale del bacino imbrifero sotteso (Kmq) = 5 L = Lunghezza dell'asta principale (Km) = 0,7 Emax = Quota massima del bacino (m.s.l.m.) = 2806 Emed = Quota media del bacino (m.s.l.m.) = 1782 Emin = Quota della sezione di chiusura (m.s.l.m.) = 528 i = Pendenza media dell'asta principale (%) = 90 iv = Pendenza media dei versanti del bacino (%) = 130 gs: peso specifico dei grani (Kg/mc) = 2650 gw: peso specifico del fluido (Kg/mc) = 1000 f: angolo d'attrito intergranulare ( ) = 36 C*: concentrazione volumetrica massima dei grani (-) = 0,74 Qcr = Portata di innesco colata (mc/s) [Schoklitsch]: nel calcolo è pari a 1,08 mc/s H: spessore del fronte erodibile nella sezione di innesco (m) = 1-2 Come accennato, il passo successivo del codice di calcolo utilizzato è quello analizzare il deflusso della colata nel canale di scorrimento con l analisi del moto secondo la teoria di Takahashi e Analisi del moto secondo la teoria dell'onda cinematica (Arattano & Sauvage) definendo: H0 = Altezza della lama d'acqua nella sezione di innesco (cm.) [Ikeya, 1989] = 74,3 cm V = Velocità del flusso di detriti (m/s) = da 0 a 8 m/s 11

12 Hf = Altezza del flusso di detriti (m) = da 2 a 3,1 m e confrontando i parametri con la geometria del canale (ovvero con le altezze utili delle sezioni attraversate dalla colata vedi allegati) 4. CARTA DELLA PERICOLOSITA Considerando gli elementi sopra indicati (dati SIBCA, verifica di deflusso della colata detritica nei tratti dell alveo ) la fase di trasposizione dei risultati di modellazione geometrica di deflusso della colata è stata ha portato alla definizione del documento di pericolosità, confrontando le altezze di flusso con la geometria della sezione nei differenti settori ( ovvero analisi del franco di altezza fra sponde e altezza dell onda). I documenti cartografici di seguito allegati illustrano i passaggi di correlazione/interpretazione dei dati. 12

13 TAVOLA GRAFICA DI APPROFONDIMENTO ANALISI DEL T. DRANA E RELATIVA CONOIDE Zonazione della pericolosità - conoide FOTO N.1 H4 - pericolosità alta (zona 1-267) H3 - pericolosità media (zona 2-267) H2 - pericolosità bassa (esclusi dalla perimetrazione 267 Cn, conoide protetta PAI) Figura n. 2: Zonazione della pericolosità della conoide del T. Drana, nei tondi viola le altezze del fronte della colata espresse in metri Figura n. 3: Ortofoto dell area con individuazione delle opere e sezioni indicative FOTO N.2 Figura n. 1: Semplificazione dell alveo del T. Drana, individuazione del profilo di simulazione a lato altezza del fronte di colata espresso in metri con portata di picco pari a mc/s. Punti di vista fotografici (freccia nera) Foto n.1 / 2: Rilievo in situ dell asta torrentizia, verifica argini e opere a difesa idrogeologica / parte terminale dell asta torrentizia nei pressi della S.S. n. 37