Il monitoraggio in Valsassina e le attività del Progetto MORFEO G.B. Crosta, F. Agliardi, P. Frattini Dipartimento di Scienze Geologiche e Geotecnologie Università degli Studi di Milano Bicocca Ufficio Geologico Comunità Montana delle Valsassina, Valvarrone, d Esino e Riviera Introduzione Attività di: - Ufficio Geologico e di Monitoraggio della CMV - Progetto MORFEO (ASI) sul territorio lombardo Convenzione con la Protezione Civile - Gestione dei siti di monitoraggio - durata 3 anni - copertura delle spese di funzionamento ordinario e straordinario della rete di monitoraggio 1
Attività: Bindo Cortenova - ripristino di strumentazione (GPS, estensimetri a filo) a seguito dell interruzione dal 6/2008 - verifica delle condizioni dei piezometri e inclinometri: piezometri interrotti sotto i 38-40 m - sostituzione trasduttori di pressione con sistemi di acquisizione e trasmissione in continuo GPRS posizionati sopra il tratto danneggiato - manutenzione straordinaria della stazione totale di Bindo Problemi Vegetazione e copertura delle mire Rottura piezometri in profondità Piezometri Bindo Piezometro P1 - Corpo franoso di Bindo Piezometro P28 - Corpo franoso di Rossiga 31.0 42.0 31.5 43.0 32.0 [m] di Acqua da T.T. 32.5 33.0 33.5 [m] di Acqua da T.T. 44.0 45.0 34.0 46.0 34.5 35.0 28/05/04 24/08/04 20/11/04 16/02/05 15/05/05 11/08/05 07/11/05 03/02/06 02/05/06 29/07/06 25/10/06 21/01/07 19/04/07 16/07/07 47.0 28/05/04 24/08/04 20/11/04 16/02/05 15/05/05 11/08/05 07/11/05 03/02/06 02/05/06 29/07/06 25/10/06 21/01/07 19/04/07 16/07/07 [data] [data] P1 P28 Piezometro P32 - Corpo franoso di Rossiga [m] di Acqua da T.T. 28.0 29.0 30.0 31.0 Misure piezometriche 2004-2008 32.0 33.0 28/05/04 24/08/04 20/11/04 16/02/05 15/05/05 11/08/05 07/11/05 03/02/06 02/05/06 29/07/06 25/10/06 21/01/07 19/04/07 16/07/07 [data] P32 2
Spostamenti Bindo Spostamenti 2008 liv. piezometrico 30.0 30.5 31.0 Livello di Falda da T.T. [m] 31.5 32.0 32.5 33.0 33.5 34.0 34.5 35.0 22/02/08 23/03/08 22/04/08 22/05/08 21/06/08 21/07/08 20/08/08 19/09/08 19/10/08 18/11/08 18/12/08 17/01/09 16/02/09 18/03/09 Spostamenti 2007 Anno 2008 Elevata frequenza di riattivazioni Attività: Bedolesso - progettazione di opere di stabilizzazione e inserimento di strumentazione per il monitoraggio - evento luglio 2008: - danneggiamento idrometro e pluviometro - distruzione di parte della pista e riempimento vasche di sedimentazione 3
Attività: Bedolesso Luglio 2008 Interruzione pista Erosione Attività: Bedolesso Luglio 2008 Riempimento vasche di sedimentazione Ca. 15.000 m 3 4
Attività: Bedolesso idrometro Attività: Bedolesso Luglio 2008 Riempimento vasche di sedimentazione Ca. 15.000 m 3 5
Attività: altri siti GIUMELLO - Malfunzionamento rete elettrica - Manutenzione straordinaria - Rallentamento pubblicazione dati 2009 liv. piezometrico PREMANA PRATI DI RONCO - Pianificazione esecuzione di misure inclinometriche (2009) - Riduzione sistema monitoraggio su ponte S.P. - Strumentazione piezometro con sistema acquisizione automatico (2009) inclinometri Attività: altri siti L = 180 m H = 4 m L TOT = 500 m H = 6-8 m Supporto al dimensionamento di opere paramassi a Varenna in collaborazione con dott. C. Adamoli 100m Scenario S0, unprotected Scenario S1, cost 450.000 Scenario S2, cost 2.500.000 6
Attività: altri siti Località Tipo di dissesto Monitoraggio attuale Frequenza Previsto Data Inizio Data Fine Ente Bindo - Cortenova Staz. Totale con 17 prismi, 2 GPS+ 1 staz rif., 1 Valanga di detrito piezometro, 1 TDR, 1 inclinometro, pluviometro, Staz.totali: 2 h GPS continuo (sess. 12 h) GPS mobile,distometri (ritiro 1 staz. GPS in visione da sett. 2004) 06/06/2003 Comune, CMV Rossiga - Cortenova Staz. Totale con 32 prismi, Scorrimento/colata 1 GPS+ 1 staz rif., 2 di detrito piezometrio, 2 TDR, 2 inclinometri, pluviometro, Staz.totali: 2 h GPS continuo (sess. 12 h) GPS mobile, distometri, estensimetri 06/06/2003 Comune, CMV Casargo Taceno - Scorrimento 17 basi distometriche, settimanalmente o Giumello rotazionale inclinometri, 5 piezometri ogni 2-3 gg Colico Dorio - Bedolesso Colico Dorio Merla e Alpe Fangaro Colico Sueglio Vestreno Valle di Vhoo Scorrimento complesso Scorrimento - colata Scorrimento rotazionale n. 15 Distometri, n. Mire ottiche pali AT, 4 GPS 4 GPS,n. 2 mobili, distometri. inclinometri,n. 2 esecuzione 01/02/2001 01/02/2002 ARPA, Com., CMV Fessurimetri, 1 idrometro, 1 piezometri, n. 1 misure, rinnovo pluviometro TDR distometri, GPS(?) GPS mensile GPS 10/01/2003 25/07/2003 riattivazione 5 Estensimetri a filo in continuo sistema e gestione 14/12/2002 CMV dati Vendrogno Bellano Noceno Camaggiore Scorrimento complesso 15 Distometri ( in fase di messa in opera) 21/1/2004 misure di zero CMV Introzzo - letture ogni 15 gg - Scorrimento 10 Distometri Lavadèe 1 mese ca. Scorrimento Fessurimetri, inclinometri settimanalmente, Premana superficiale fissi, pluviometro o ogni 2-3 gg estensimetro a filo acquisizione in Premana ENEL Scorrimento 4 fondo corsa 5 mm ENEL, continuo TDR, pluviometro estensimetro Scorr. Prof. In Fessurimetri, rilievi piano fessurimetri non Monte Piazzo roccia rotabile attivi Scorrimento in Piastrine, fessurimetri misure SP72 Garavina settimanale detrito (crepometro) topografiche Letture Scorrimento Fessurimetri, inclinometri, inclinometriche: 2 Monte Letèe Ribalt in roccia e estensimetri multibase, pluviometro volte anno; detrito piezometri estensimetri: 15 gg Pagnona - consolidamento terminato Brugone n. 2GPS, n. 5mire Primaluna Gero Complesso Crollo ottiche, n. Barcone valanga di detrito 5estensimetri a filo 08/03/2003 CMV comune, prov. Enel, Comune, CMV FFSS Prov. ARPA Comune genn. 2004 genn. 2006 Primaluna Alpe Sparesee Ribaltamento in consolidamento terminato n. 33 basi roccia distometriche, n. 5 20/06/2003 20/06/2005 termometri CMV Gestione Monitoraggi Esecuzione misure, installazione, supporto progettazione e messa in opera, sopralluoghi, analisi dati, piani di emergenza, relazioni di sopralluogo, relazione attività annuale, supporto alle amministrazioni comunali, etc. Progetto MORFEO Finanziamento: Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Utente finale: Protezione Civile (Dipartimento e Sedi territoriali) Scopi Sviluppare un prodotto applicativo di Protezione Civile dalle Frane che sfrutti dati e tecnologie EO, integrandole con quelle non-eo Sperimentare l utilizzo di dati di osservazione della Terra innovativi, es.: costellazione COSMO-Skymed Struttura Partner industriali e scientifici Attività di sistema e attività di ricerca Dimostrazione dei prodotti in Lombardia, Trentino, Umbria e Basilicata (+ Abruzzo a seguito del terremoto) 7
MORFEO: Attività in Regione Lombardia Attività: - monitoraggio localizzato in aree del territorio lombardo e in particolare di: - Valsassina, Valvarrone - Lario Orientale e Alto Lario - Medio Bassa Valtellina e Valli laterali - Val Chiavenna e Madesimo Utilizzo di diverse tecniche: - monitoraggio a terra - monitoraggio con teniche remote Sviluppo di tecniche di modellazione e procedure di applicazione - modellazione 1D, 2D e 3D - soglie di innesco frane da modellazione fisicamente basata MORFEO: Attività 1 Unimib Modellistica soglie IDRO-METEO Motivazioni individuare precipitazioni critiche per l innesco di frane superficiali associare alle soglie pluviometriche una probabilità di innesco sviluppare un sistema di allertamento real-time basato sulle soglie Strategia Implementazione di nuovi approcci statistici e fisicamente basati Integrazione di dati EO per modellazione distribuita e sviluppo di un sistema di allertamento real-time Metodi Analisi statistica multivariata delle precipitazioni (regressione logistica) Analisi fisicamente-basata dell innesco (metodi stazionari e transitori) Modellazione probabilistica bayesiana 8
MORFEO: Attività 2 Unimib Modellistica SFORZI E DEFORMAZIONI Motivazioni creare scenari di sviluppo di queste frane ai fini di PC e analisi del rischio integrare dati EO per migliorare la nostra capacità predittiva Strategia Sviluppo di nuovi approcci di modellazione numerica basati su modelli costitutivi geotecnici più aderenti alla realtà Integrazione di dati EO di spostamento Metodi Sviluppo e applicazione di modelli numerici agli elementi finiti con differenti leggi costitutive MORFEO: Attività 3 Unimib Modellistica di suscettibilità /pericolosità/vulnerabilità frane di crollo Motivazioni generare mappe di suscettibilità/pericolosità/vulnerabilità da crollo che siano utilizzabili nel contesto della PC Strategia Implementazione di una metodologia integrata e completa per l analisi del rischio da crollo Integrazione di dati EO per la modellazione spazialmente distribuita Metodi Modellazione 3D dell espandimento di blocchi lungo superfici complesse Modellazione dell impatto di blocchi sugli elementi a rischio Modellazione della vulnerabilità 9
MORFEO: aree di studio Soglie di pioggia MADESIMO MONTEMEZZO Problema: soglie di pioggia Dato EO: ottico ESINO Problema: soglie di pioggia Dato EO: ottico MONTEMEZZO PRUNA GARZENO BEDOLESSO Caduta massi BINDO VARENNA ESINO AREA ESTESA GRIGNA MEDALE LEGENDA COLORI Caduta massi Analisi deformazioni Soglie pluviometriche MEDALE Problema: caduta massi Dato EO: ottico VARENNA Problema: caduta massi Dato EO: ottico MORFEO: aree di studio MADESIMO Modellazione sforzi-deformazioni MONTEMEZZO PRUNA Problema: deformazioni grandi frane Dato EO: SAR GARZENO Problema: deformazioni grandi frane Dato EO: SAR PRUNA GARZENO BEDOLESSO VARENNA BIND O ESINO AREA ESTESA GRIGNA MEDALE LEGENDA COLORI Caduta massi Analisi deformazioni Soglie pluviometriche BEDOLESSO Problema: deformazioni grandi frane Dato EO: SAR MADESIMO Problema: deformazioni grandi frane Dato EO: SAR BINDO Problema: deformazioni grandi frane Dato EO: SAR 10
MORFEO: dati SPINUA Dati Envisat MORFEO: monitoraggio e raccolta dati Bindo Cortenova/Prati di Ronco/Bedolesso Indagini geofisiche Prove tracciamento - monitoraggio a terra - geofisica: tomografia sismica ed elettrica; - prove in pozzo: permeabilità, infiltrazione, tracciamento - GB_SAR Valtellina, e valli laterali, Val Chiavenna / Madesimo, Sponda orientale del Lago di Como e Alto Lario monitoraggio con tecniche remote: PS_InSAR ottico alta risoluzione 11
MORFEO: modellazione e procedure di applicazione - modellazione 1D, 2D e 3D in collaborazione con prof. di Prisco, prof. Calvetti, prof. M. Pastor (Univ. Madrid-CEDEX) Water depth [m] 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 P1C_BINDO 2008 Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 5 Evento 6 Evento 7 Evento 8 Evento 9 Evento 10 Evento 11 33.5 34 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 Time [d] azioni (kn) 380 378 376 374 372 370 falda stabil 36.5 36 35.5 35 34.5 Altezza di falda [m] v (m/s) 0.000002 0.0000018 0.0000016 0.0000014 0.0000012 0.000001 0.0000008 velocità velocità spostamento spost 2.E+00 2.E+00 2.E+00 1.E+00 1.E+00 1.E+00 8.E-01 Spostamento [m] 368 34 0.0000006 6.E-01 366 instabil 33.5 0.0000004 0.0000002 4.E-01 2.E-01 Tres[kN] Tsol[kN] Falda 364 33 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 tempo (s) 0 0.E+00 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 tempo (s) MORFEO: modellazione 3D caduta massi - Sviluppo di tecniche di modellazione 3D per fenomeni di caduta massi Transiti per cella Simulazione senza barriere con barriere -Simulazione presenza di opere di difesa - Valutazione di pericolosità e rischio 12
MORFEO: Modellazione Innesco Bacini Probabilità 0-0.25 0.25-0.45 0.45-0.55 0.55-0.75 0.75-1 Dissesti Uso suolo FS precipitazione 2.5 mm/h per 48 h MORFEO: Soglie stocastiche Soglie intensità/durata per diverse probabilità di rottura (Pf) per valori prefissati di area totale instabile (%) e inclusive dell incertezza di parametrizzazione dei materiali Soglie I/D per aree potenzialmente instabili per una Pf prefissata 13
Ringraziamenti MORFEO: Soglie stocastiche Comunità Montana Ufficio Tecnico arch. A. Nogara Amministrazioni comunali Regione Lombardia: Ufficio Rischi e Ufficio SIT Provincia di Lecco Studio Geologico DePoli Adamoli Dip. Scienze Geologiche e Geotecnologie, Univ. degli Studi di Milano Bicocca Dott.sa E. Valbuzzi, Dott.sa N. Fusi, Dott. D. Alpago Politecnico di Milano Prof. Claudio di Prisco, Prof. Francesco Calvetti 14