Regione Lazio, Direzione Regionale Infrastrutture, Ambiente e Politiche Abitative, Roma 2

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1 GNGTS 2013 Sessione 2.2 Studio di Microzonazione Sismica di Livello 1 della Città di Rieti A. Colombi 1, G. Scarascia Mugnozza 2, G. Martini 3, A. Paciello 3, S. Martino 2, L. Salvatori 4, S. Hailemikael 3, V. Verrubbi 3, A. Peloso 3, A. Porchia 2 1 Regione Lazio, Direzione Regionale Infrastrutture, Ambiente e Politiche Abitative, Roma 2 Dipartimento Scienze della Terra, Università Sapienza di Roma 3 ENEA, Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, Roma 4 Dipartimento della Protezione Civile e Centro di Ricerca CERI-Università Sapienza di Roma Introduzione. In attuazione dell art. 11 del Decreto Legge n. 39/2009 convertito in Legge n. 77/2009 e in particolare nell ambito delle attività promosse dal DPC e dalla Regione Lazio a seguito dell OPCM n. 3907/10, il Dipartimento di Scienze della Terra dell Università Sapienza di Roma, in collaborazione con ENEA UTPRA-PREV e CERI, ha eseguito lo studio di Microzonazione Sismica (MS) di Livello 1 del Comune di Rieti, seguendo le indicazioni metodologiche previste in Indirizzi e criteri per la Microzonazione Sismica (ICMS, GdL MS, 2008), nelle Linee Guida per la MS della Regione Lazio (DGR 545/10) e negli Standard di informatizzazione (CTMS, 2012). Il territorio comunale presenta caratteristiche geologiche e morfologiche tipiche delle aree intra-montane dell Appennino Centrale, con la presenza, alla fine del ciclo deposizionale in ambiente marino, di depositi continentali eterogenei che hanno generato forti eteropie laterali e verticali. In relazione alla sismicità dell area, il territorio del Comune di Rieti è stato riclassificato dalla Regione Lazio in due zone sismiche, 2A e 2B (DGR 387/09). Lo studio di Microzonazione Sismica di Livello 1 del Comune di Rieti fa parte dei sedici Comuni finanziati congiuntamente da DPC e Regione Lazio ai sensi dell OPCM n. 3907/2010. Lo Studio è stato validato dalla Commissione Nazionale di Microzonazione Sismica (OPCM 3907) nella seduta dell ottobre scorso. Informazioni pregresse o integrative e modello geologico. Le informazioni cartografiche pregresse sono costituite da: cartografia geologica a scala 1: e 1:50.000; Carta Geologica informatizzata della Regione Lazio (ver. 2012); carte geologiche allegate a relazioni geologiche redatte da professionisti, tra le quali quella allegata al PRG redatto nel Per quanto riguarda le indagini geognostiche pregresse, sono stati raccolti e analizzati i dati di circa 200 sondaggi a carotaggio continuo, prevalentemente localizzati nella Conca di Rieti, 135 prove SPT, e di circa 90 prove penetrometriche tra statiche e dinamiche e circa 130 prove di laboratorio. Come indagini geofisiche sono state reperite 7 prove DH, una decina di indagini di tipo MASW e REMI e circa 50 indagini di sismica a rifrazione. A queste sono da aggiungere 146 indagini HVSR eseguite dallo scrivente Gruppo di Lavoro sia in occasione di precedenti indagini nel centro storico di Rieti (Scarascia Mugnozza et al., 2011), sia per il presente studio. Sono state inoltre appositamente eseguite 3 indagini MASW ad integrazione delle 215

2 GNGTS 2013 Sessione 2.2 informazioni pregresse. Le indagini geofisiche e geotecniche pregresse sono state gentilmente messe a disposizione dagli Uffici Tecnici del Comune di Rieti. Per la realizzazione della Carta Geologico-Tecnica, le unità litologiche e litostratigrafiche definite nella cartografia pregressa sono state accorpate seguendo un criterio litotecnico tale da facilitare la successiva individuazione di microzone a comportamento sismico omogeneo. In particolare, sono state definite le seguenti unità: successioni detritiche; successioni ghiaioso-sabbioso-argillose con medio-basso grado di addensamento; successioni travertinose; depositi vulcanici e successioni conglomeratiche da poco a molti cementate; successioni lapidee. Sintesi dei risultati della analisi di MS di Livello 1 per il Comune di Rieti. La caratterizzazione delle Microzone Omogenee in Prospettiva Sismica (MOPS) si è basata sulle indicazioni di ICMS (GdL MS, 2008) e sulle disposizioni regionali in materia (DGR 545/10), ed è avvenuta incrociando le informazioni geologico-tecniche con i risultati delle indagini geofisiche disponibili. Sono state così definite (Fig. 1): 1 Zona Stabile; 14 Zone Stabili suscettibili di Amplificazione; 3 Zone Instabili. Nel dettaglio, la Zona Stabile S01 (affioramento del substrato lapideo integro con velocità di onde di taglio >700 m/s) è stato considerato bedrock sismico secondo quanto previsto dalla DGR Lazio n. 545/10 che si disallinea, in questo caso da ICMS; tale zona occupa il 14% del Fig. 1 Colonne litotecniche di riferimento per le MOPS del Comune di Rieti. 216

3 GNGTS 2013 Sessione 2.2 territorio comunale. Nell ambito delle Zone Stabili suscettibili di Amplificazione, sono da segnalare i seguenti casi: una Zona ad alta fratturazione (Jv> 30) suscettibile di fenomeni di canalizzazione dell energia sismica (SA01), pari al 4% del territorio; una Zona suscettibile di amplificazione topografica (SA14) con substrato integro affiorante e pendenza dei versanti > 30 (DGR 545/10), pari al 17% del territorio; 12 Zone suscettibili di amplificazione stratigrafica (da SA02 a SA13) pari al 62% del territorio. Tra queste ultime, due Zone (SA12 ed SA13) presentano localmente caratteristiche tali da renderle potenzialmente suscettibili di fenomeni di liquefazione. A questo proposito, considerando le condizioni necessarie affinché si possano verificare fenomeni di liquefazione previste in ICMS (GdL MS, 2008) e nelle disposizioni regionali (DGR 545/10), per il Comune di Rieti risulta quanto segue: a) la magnitudo massima calcolata mediante la disaggregazione delle stime della pericolosità sismica per una probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni (Meletti e Montaldo, 2007; Montaldo e Meletti, 2007) è compresa nell intervallo per una distanza epicentrale di circa 13 km mentre il massimo terremoto con epicentro all interno del territorio comunale è l evento del 27/06/1898 per i quale il Catalogo CPTI11 (Rovida et al., 2011) riporta una magnitudo Mw 5.49 ± 0.12 stimata sulla base dei dati macrosismici; b) l accelerazione massima di riferimento (Ag0rif ), calcolata su roccia e in condizioni pianeggianti e di free-field (DGR 545/10), è pari a g; c) la falda idrica media stagionale è posizionata ad una profondità minore di 15 m dal piano campagna; d) sono presenti depositi granulari sciolti con bassa consistenza e distribuzione granulometrica all interno dell intervallo di attenzione. Per tutte le Zone suscettibili di amplificazione stratigrafica sono stati calcolati i valori medi delle velocità delle onde sismiche di taglio e gli spessori massimi delle singole unità litotecniche. Fig. 2 Localizzazione delle stazioni della rete ENEA e relativi rapporti spettrali al riferimento. 217

4 GNGTS 2013 SeSSione 2.2 Per quello che riguarda le Zone sismicamente Instabili, sono stati identificati una ventina di fenomeni franosi attivi, quattro elementi strutturali affioranti con caratteristiche di faglie attive e capaci come da catalogo ITHACA ed infine sette aree interessate da Sinkhole. Per la valutazione della qualità della carta di Livello 1 di MS, secondo le indicazioni fornite dalla Regione Lazio, sono stati ottenuti i seguenti risultati: la cartografia geologica soddisfa le condizioni all 88%; i sondaggi a carotaggio continuo soddisfano le condizioni al 55%; le prove geofisiche soddisfano le condizioni al 27%; le prove geotecniche soddisfano le condizioni al 14%; le misure di rumore ambientale soddisfano le condizioni al 41%. Nel complesso il Fattore di Qualità calcolato per l analisi di MS di Rieti risulta pari al 56.2%, corrispondente alla Classe di Qualità B, ma la mole di dati in possesso e il grande lavoro di interpretazione eseguito ha sopperito ad un valore non così elevato, anche in considerazione del fatto che tale valore è calcolato per l intero territorio del comune. Considerazioni sull interpretazione delle misure di rumore ambientale a stazione singola. Seguendo le indicazioni contenute in ICMS (GdL MS, 2008) e le disposizioni regionali in materia (DGR 545/10), per la definizione delle MOPS sono state effettuate misure di rumore ambientale elaborate secondo la tecnica dei rapporti spettrali HVSR (Nakamura, 1989). Si riportano nel seguito alcune osservazioni relative a tali misure. Fig. 3 Confronto tra gli spettri delle singole componenti e dei rapporti H/V in 3 contesti litotecnici. A) travertino detritico; B) travertino litoide; C) depositi alluvionali. 218

5 GNGTS 2013 Sessione 2.2 Gran parte delle registrazioni effettuate in corrispondenza del centro storico sono risultate non utilizzabili in quanto non hanno raggiunto i requisiti minimi dettati dai criteri di classificazione definiti da Albarello e Castellaro (2011), malgrado siano state ripetute in periodi differenti e anche in orario notturno. In tutto il territorio del Comune di Rieti si osserva complessivamente un comportamento peculiare delle ampiezze spettrali della componente verticale del moto, con picchi elevati o con livelli superiori a quelli dei corrispondenti spettri delle componenti orizzontali a partire da frequenze di qualche hertz. In questa situazione, l applicabilità del metodo HVSR alle misure di noise poteva essere dubbia, ma il contributo fornito dai dati registrati da una rete velocimetrica temporanea ha permesso di validarne i risultati. Infatti, nel periodo aprile-ottobre 2010 l ENEA ha installato una rete velocimetrica temporanea finalizzata alla registrazione di eventi weak motion nel centro storico di Rieti e in corrispondenza delle principali situazioni litologiche presenti nel territorio comunale (Scarascia Mugnozza et al., 2011). La rete (Fig. 2) era composta da quattro stazioni Kinemetrics, ciascuna equipaggiata con un acquisitore digitale K2, una terna di velocimetri SS1 con frequenza propria di circa 1Hz orientati in direzione NS, WE, UP e un antenna GPS per la temporizzazione assoluta. In Fig. 2 sono mostrati anche i rapporti spettrali medi alla stazione di riferimento, ottenuti dalla elaborazione di un centinaio di eventi registrati (magnitudo ). Un aspetto particolarmente significativo della interpretazione delle misure di rumore ambientale è emerso dall analisi delle singole componenti spettrali del moto, oltre che dei rapporti H/V (Fig. 3). Questa analisi ha permesso di evidenziare alcuni comportamenti ricorrenti, vale a dire: 1. un marcato picco dello spettro verticale intorno a 3 Hz e assenza di picchi a bassa frequenza negli spettri orizzontali (Fig. 3A) in corrispondenza delle aree di affioramento del travertino detritico; 2. uno spettro verticale che non mostra picchi significativi a bassa frequenza, ma presenta un ampiezza crescente con la frequenza e supera gli spettri orizzontali intorno a 7-8 Hz (Fig. 3B) nelle aree di affioramento del travertino litoide; 3. un marcato picco degli spettri orizzontali intorno a 2 Hz e dello spettro verticale intorno a 3 Hz (Fig. 3C) nelle aree con i depositi alluvionali. Questa osservazione ha contribuito alla definizione dei limiti delle MOPS individuate, in particolare nel settore settentrionale del centro storico di Rieti. Conclusioni. Attraverso il finanziamento congiunto del Dipartimento di Protezione Civile (OPCM 3907/10), della Regione Lazio (DGR 545/10) e del Comune di Rieti è stato realizzato lo studio di Livello 1 di Microzonazione Sismica del territorio comunale di Rieti. Dalla lettura e rielaborazione dei dati geognostici e geofisici pregressi e dall esecuzioni di indagini geofisiche ex-novo sì sono potuti identificare diversi assetti geologici del terreno rappresentativi della complessità del contesto geologico locale. Tra i risultati di questo studio si evidenzia l alta percentuale di microzone suscettibili di amplificazione sismica, circa il 66% del territorio, che rappresenta l estrema variabilità dei depositi presenti nella conca intra-montana reatina e le caratteristiche peculiari delle ampiezze spettrali del rumore ambientale, in particolare un elevato picco dello spettro verticale a circa 3 Hz in corrispondenza dei depositi alluvionali e un differente comportamento dello spettro verticale ottenuto rispettivamente su travertino litoide e travertino detritico. Tali particolarità hanno contribuito alla ricostruzione del modello di sottosuolo e alla distinzione delle microzone omogenee nell area di studio. Ringraziamenti. Si ringrazia l Amministrazione Comunale di Rieti e i Liberi Professionisti che messo mettendo cortesemente a disposizione le indagini e gli studi pregressi hanno permesso la predisposizione dello studio di Microzonazione Sismica di Livello

6 GNGTS 2013 SeSSione 2.2 Bibliografia Albarello D. & Castellaro S.; 2011: Tecniche sismiche passive: indagini a stazione singola. Supplemento a Ingegneria Sismica, anno XXVIII, 2, CTMS; 2012: Microzonazione sismica - Standard di rappresentazione e archiviazione informatica, Vers Sito Web Dipartimento Protezione Civile. DGR Lazio n. 387 del 18 Maggio 2009: Nuova riclassificazione sismica del territorio della Regione Lazio in applicazione dell OPCM n. 3519/2006. BUR Lazio n. 24 del 27 giugno 2009 Supplemento 106. DGR Lazio n. 545 del 26 Novembre2010: Approvazione delle Linee Guida per l utilizzo degli Indirizzi e Criteri generali per gli studi per gli studi di Microzonazione Sismica nel territorio della Regione Lazio di cui alla Deliberazione 387/09. Bollettino Ufficiale Regione Lazio n. 48 del 28 dicembre Supplemento 212. Gruppo di Lavoro MS; 2008: Indirizzi e criteri per la Microzonazione Sismica. Conferenza delle Regioni e delle Province autonome Dipartimento della Protezione Civile, Roma, 3 vol. e DVD. Meletti C.& Montaldo V.; 2007: Stime di pericolosità sismica per diverse probabilità di superamento in 50 anni: valori di ag. Progetto DPC-INGV S1, Deliverable D2, Montaldo V., Meletti C.; 2007: Valutazione del valore della ordinata spettrale a 1sec e ad altri periodi di interesse ingegneristico. Progetto DPC-INGV S1, Deliverable D3, Nakamura Y.; 1989: A method for dynamic characteristics estimates of subsurface using microtremor on the round surface. Quarterly Rept. of Railway Tech. Res. Inst., Jpn, 30, OPCM n del 13 novembre 2010: contributi per gli interventi di prevenzione del rischio sismico. Gazzetta Ufficiale n. 281 dell 1 dicembre Supplemento ordinario n Rovida A., Camassi R., P. Gasperini P. & Stucchi M. (a cura di); 2011: CPTI11, la versione 2011 del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani. Milano, Bologna, DOI: /INGV.IT-CPTI11. Scarascia Mugnozza G., Di Filippo M., Di Nezza M., Hailemikael S., Martino S., Morrone R., Martini G., Paciello A., Paolini S. & Verrubbi V.; 2011: Indagini di Microzonazione Sismica della Città di Rieti. Relazione finale. Documento tecnico. 220