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1 INTERAZIONE TRA FRANE E INFRASTRUTTURE VIARIE: STUDIO PRELIMINARE DEGLI EVENTI FRANOSI ACCADUTI NELL APRILE 2013 NELL APPENNINO PARMENSE Lorella Montrasio, Martina Chiara Morandi, Andrea Terrone. Dipartimento di Ingegneria Civile, dell Ambiente, del Territorio e Architettura Università degli Studi di Parma lorella.montrasio@unipr.it; martina.morandi2@unibo.it; andrea.terrone@nemo.unipr.it Sommario Nell Aprile del 2013 in seguito ad eventi piovosi molto intensi e allo scioglimento delle nevi si sono verificate centinaia di frane nell Appennino Parmense. Il costo maggiore conseguente al verificarsi di tali fenomeni è relativo ai danni subiti dalla rete stradale. E stato effettuato un lavoro di rilevamento e analisi dei movimenti franosi avvenuti in quattro comuni della provincia di Parma nell Aprile 2013, finalizzato alla creazione e ampliamento del database del dissesto nelle zone interessate. Verrà utilizzato il modello SLIP (Shallow Landslides Instability Prediction), opportunamente modificato e implementato per sviluppare un sistema avanzato di previsione dell innesco di frane superficiali indotte da pioggia, e per cogliere l interazione tra frane e rete stradale, come previsto dal progetto Europeo Life REBLAIR. 1. Introduzione Nell Aprile del 2013 in seguito ad eventi piovosi molto intensi e allo scioglimento delle nevi si sono verificate centinaia di frane nell Appennino Parmense. Alcune frane sono di modeste dimensioni e superficiali (soil slip) e hanno colpito campi e zone agricole; altre sono invece complesse e di notevoli dimensioni ed hanno causato grandi disagi alla popolazione locale come l evacuazione di case abitate e l interruzione di servizi. Il costo maggiore conseguente al verificarsi di tali fenomeni è relativo ai danni subiti dalla rete stradale. Le frane, infatti, indipendentemente dalla tipologia e dai fattori innescanti, interagiscono con le infrastrutture stradali e la viabilità. Il rapporto d interazione è, in entrambi i casi, biunivoco. Da un lato a seguito del manifestarsi di fenomeni franosi, la rete viaria subisce dissesti e danni, con conseguenti interruzioni della viabilità, disagi per la circolazione e/o potenziali rischi per gli utenti della strada; dall altro, la mancata manutenzione della rete viaria, con particolare riferimento alla regimazione delle acque piovane, e/o la realizzazione di manufatti che alterano le condizioni naturali del territorio, sono potenziali amplificatori delle condizioni che inducono l innesco. Solo per gli eventi franosi dei mesi di Marzo-Aprile 2013, verificatisi in seguito a piogge eccezionali e allo scioglimento del manto nevoso, sul territorio dell Emilia Romagna sono state totalmente interrotte 21 strade comunali e 15 strade Provinciali mentre ulteriori danni con interruzioni parziali sono stati registrati su altre 47 strade comunali e 73 strade provinciali. I danni dichiarati dalle Pubbliche amministrazioni ammontano attualmente a circa 40 Milioni di Euro e la situazione di disagio creatasi ha indotto il Governo Italiano a dichiarare lo Stato di Emergenza e a stanziare 14 Milioni di Euro per le attività connesse al solo superamento dell emergenza (DPCM del 9 Maggio 2013 pubblicato nella G.U. 113/2013). Il presente lavoro che nasce dalla collaborazione in corso tra l Università degli Studi di Parma e la Regione Emilia Romagna, trova collocazone nell ambito del progetto LIFE denominato REIBLAR (Risk Evaluation and mitigation of Interaction Between Landslides and Road networks), che verrà

2 sviluppato dalla cooperazione tra la stessa Università di Parma, la Regione Emilia Romagna, il Dipartimento di Scienze della Terra dell Università la Sapienza di Roma e l Ente di ispezione e certificazione internazionale DEKRA. L obiettivo del progetto è proprio quello di sviluppare e applicare un sistema integrato per la prevenzione e la gestione degli effetti dell interazione tra frane e viabilità al territorio montano della Regione Emilia Romagna e di estenderlo a scala nazionale, europea e internazionale. Questo scopo sarà raggiunto grazie a vari obiettivi parziali tra cui l analisi e il censimento delle interazioni tra un campione di strade della Regione Emilia Romagna (strade prescelte sulla base dell analisi dei dati forniti dalla Regione e dagli organismi di Polizia di Stato e Protezione Civile che sostengono il progetto) e le instabilità di versante. 2. Area di Studio L area di studio comprende i territori dei comuni di Tizzano Val Parma, Corniglio, Palanzano e Neviano degli Arduini, nell appennino parmense; questi comuni occupano la porzione sud-orientale della provincia di Parma ed hanno complessivamente un estensione di 419 km 2 (fig.1). Le unità litologiche affioranti in questa porzione di Appennini settentrionali appartengono sia al dominio Ligure (flysch di Monte Caio s.l.) che a quello Epiligure (formazione di Cigarello, formazione di Ranzano). In questa macro-area, substrato roccioso è costituito da alternanze di marne, marne siltose, argilliti, arenarie, calcareniti, e calcilutiti. I depositi superficiali sono prevalentemente depositi di frana e eluvio-colluviali, con spessori estremamente variabili. Nei comuni indagati sono state rilevate 93 frane, di cui 3 complesse, 51 che hanno coinvolto la rete stradale e 39 frane superficiali in terra (soil slip). Le frane più grandi (Capriglio, Sauna e Boschetto) sono complesse e composite: hanno dimensioni maggiori rispetto alle altre cartografate, presentano diverse tipologie di movimento (scivolamenti traslativi, rotazionali, crolli), possono avere più di una nicchia di distacco ed infine hanno una superficie di scorrimento più profonda rispetto ai soil slip. Gli scivolamenti superficiali invece sono stati rilevati in versanti coltivati e interessano uno spessore di suolo modesto (1-1.5 m).

3 Incontro Annuale dei Ricercatori di Geotecnica IARG 2013 Figura 1: Area di studio ed ubicazione delle frane suddivise in frane complesse e composite (punti rossi), soil slip (punti blu) e frane che hanno coinvolto la rete viaria (punti verdi). Gli eventi di precipitazione più intensi si sono verificati tra il 4 e il 5 aprile e tra il 20 e il 22 aprile Durante il primo evento, la regione Emilia-Romagna è stata interessata da precipitazioni dovute prima all approfondimento e poi al rapido transito di un minimo depressionario sul nord Italia che ha generato diffusi fenomeni di piena su tutti i bacini appenninici centrali ed ha causato un diffuso dissesto idrogeologico. I valori massimi di precipitazione sono stati localizzati tra le provincie di Parma e Reggio Emilia. L evento del aprile è stato invece caratterizzato da un susseguirsi di impulsi di precipitazione a carattere convettivo, con fenomeni temporaleschi a cui si sono associati precipitazioni intense e talvolta grandinate.

4 Figura 2: Differenze in percentuale tra i dati di pioggia registrati dal 01/09/2013 al 30/04/2013 (8 mesi) con i dati della precipitazione media annua (12 mesi). Il dissesto idrogeologico causato da queste eccezionali precipitazioni ha interagito disastrosamente con la rete viaria appenninica: in figura 3, in cui sono riassunti i danni ed interventi censiti dal Servizio Viabilità della Provincia di Parma, si nota chiaramente come la maggior parte degli interventi e dei danni siano localizzati nel settore orientale della Provincia di Parma, dove sono ubicati i comuni oggetto di questo studio.

5 Incontro Annuale dei Ricercatori di Geotecnica IARG 2013 Figura 3: Censimento di danni ed interventi del Servizio Viabilità della Provincia di Parma. Figura 4: Esempi di interazione tra frane e strade, in senso orario dalla prima immagine 1) Pratopiano, 2) Ceretolo, 3) Schia, 4) La Moretta. 3. Metodologia Il lavoro è stato articolato in due fasi: nella prima sono stati effettuati numerosi sopralluoghi nei comuni di Tizzano Val Parma, Corniglio, Neviano degli Arduini e Palanzano, utilizzando le segnalazioni fornite dalla RER per le zone più colpite della Provincia di Parma. Per ogni frana sono state rilevate le coordinate GPS ed è stato creato un archivio fotografico. Nella seconda fase del lavoro i dati rilevati in campagna sono stati organizzati in un database del dissesto: le frane sono state catalogate, classificate e mappate in ArcGIS, con particolare attenzione ai movimenti franosi che hanno interessato la rete viaria. In Fig. 5 è riportato un esempio di database per le frane rilevate nel comune di Tizzano Val Parma.

6 Figura 5: Esempio di database delle frane per il comune di Tizzano val Parma; per ogni evento è riportata la località, le coordinate geografiche, il tipo di frana, l eventuale strada interessata ed una breve descrizione del movimento franoso. Delle 93 frane rilevate nei quattro comuni, il 57% ha interagito con la struttura viaria (Fig. 6). Queste frane si possono ulteriormente suddividere in base alle conseguenze dei dissesti: - cedimenti a valle del rilevato stradale - cedimenti a monte del rilevato stradale per crollo o scivolamento della scarpata - collasso completo del manto e rilevato stradale per concomitanza dei due casi precedenti. Figura 6: Grafico della percentuale di frane che hanno interessato le infrastrutture viarie. 4. SLIP (Shallow Landslide Probability Index) Per sviluppare un sistema avanzato di previsione dell innesco di frane superficiali indotte da pioggia, e per cogliere l interazione tra frane e rete stradale verrà utilizzato il modello SLIP (Shallow Landslides Instability Prediction), opportunamente modificato e implementato. SLIP (Montrasio, 2000; Montrasio and Valentino, 2008) è un modello fisicamente basato, sviluppato presso l Università di Parma, che permette di considerare l interazione tra le piogge cumulate considerando anche le precipitazioni passate e le caratteristiche geomorfologiche, geotecniche e idrauliche del terreno fornendo un parametro di stabilità del pendio (fattore di sicurezza). Il modello è stato impiegato e validato a differenti scale ed è implementato nella piattaforma DEWETRA della Protezione Civile Nazionale. Sulla base delle frane cartografate in questo lavoro, il modello SLIP verrà calibrato in back analysis,

7 modificandolo opportunamente per poter cogliere al meglio l interazione tra i fenomeni di instabilità e la rete stradale. 5. Conclusioni Questo lavoro di rilevamento e analisi dei movimenti franosi avvenuti nella provincia di Parma nell Aprile 2013, è finalizzato alla creazione e ampliamento del database del dissesto nelle zone interessate, primo obiettivo del progetto LIFE REIBLAR, il cui obiettivo è sviluppare e applicare un sistema integrato per la prevenzione e la gestione degli effetti dell interazione tra frane e infrastruttura stradale. La Regione prescelta per la messa a punto del sistema integrato è l Emilia Romagna poiché essa rappresenta un area campione in cui sono presenti e censiti la maggior parte delle tipologie di movimenti franosi, un completo campionario di strade: urbane, extraurbane e a lunga percorrenza nonché una elevata percentuale di fenomeni di interazione tra la rete viaria e gli scivolamenti che, a causa della forte centralità geografica del territorio, generano non solo danni alla circolazione locale urbana ed extraurbana ma anche alla rete dei trasporti nazionali ed internazionali Particolare attenzione è stata prestata nella suddivisione delle frane, in base alla loro tipologia e al coinvolgimento con le infrastrutture viarie. In una seconda fase di lavoro, il modello SLIP verrà integrato e modificato per cogliere l interazione tra i movimenti franosi e la rete infrastrutturale. I dati catalogati e organizzati nel database verranno utilizzati per calibrare il modello in back analysis, nei quattro comuni parmensi oggetto di questo studio ( Tizzano Val Parma, Neviano degli Arduini, Palanzano e Corniglio). Il sistema di previsione basato sull'implementazione del modello SLIP nella piattaforma in dotazione alla Regione Emilia Romagna e sulle modifiche atte ad adattare il sistema di previsione delle interazione frane superficiali/viabilità consentirà di accoppiare i dati geo-spaziali con le piogge sia misurate che previste e fornirà diversi livelli di allerta integrati con indici di instabilità territoriali, derivanti dalla diversa aggregazione dei dati spaziali, a seconda della scala di riferimento. Bibliografia Montrasio L (2000) Stability analysis of soil slip. Brebbia, C.A. (Ed.), Proc. of International Conf. Risk 2000, Wit Press, Southampton. Montrasio L, Valentino R (2007) Experimental analysis and modelling of shallow landslides. Landslides 4, Montrasio L, Valentino R (2008) A model for triggering mechanisms of shallow landslides. Natural Hazards and Earth System Sciences 8, Montrasio L, Valentino R, Losi G.L. (2009) Rainfall-induced shallow landslides: a model for the triggering mechanism of some case studies in Northern Italy. Landslides 6, Montrasio L., Valentino R., Losi G.L. (2011), Towards a real-time susceptibility assessment of rainfall-induced shallow landslides on a regional scale, Natural Hazards and Earth System Sciences, 11, Montrasio L., Valentino R., Losi G.L. (2012), Shallow landslides triggered by rainfalls: modeling of some case histories in the Reggiano Apennine (Emilia Romagna Region, Northern Italy), Natural Hazards, Springer, vol. 60, n. 3,