Modellazione spazio-temporale dei fenomeni di soil slip: dalla scala di pendio alla scala territoriale

Abstract

I soil slip, generalmente, si sviluppano in ambiente prealpino o in zone collinari, coinvolgendo per lo più limitate porzioni di terreno superficiale. Questi fenomeni sono stati ampiamente descritti in letteratura scientifica da diversi autori in relazione a differenti aree geografiche: California (Campbell, 1975; Ellen & Fleming, 1987; Wieczorek, 1987); Nuova Zelanda (Claessens et al., 2007; Schmidt et al., 2008); Portogallo (Zezere et al., 2008); Italia (Luino, 1997; Crosta & Dal Negro, 2003; Crosta et al., 2003; Crosta & Frattini, 2003; Guzzetti et al., 2004; Cascini et al., 2005; Giannecchini, 2006); Svizzera (Meusburger & Alewell, 2008); Austria (Moser & Hohensinn, 1983). Come notato dalla maggior parte degli autori sopra citati, questi fenomeni accadono principalmente dopo lunghi periodi piovosi o a seguito di un repentino scioglimento delle nevi. In altre parole, l’innesco di questi fenomeni è strettamente correlato alla saturazione del terreno superficiale. La relativa pericolosità è legata alla rapidità d’innesco, alla mancanza di indizi premonitori sul territorio in cui accadono ed all’elevata intensità di distribuzione dei singoli fenomeni. Quindi, in occasione di particolari condizioni meteorologiche, porzioni di terreno superficiale si staccano dagli strati più addensati sottostanti, o dal tetto del substrato roccioso sul quale soggiacciono e, muovendosi su una superficie in genere sub-planare, traslano verso valle evolvendo a volte in colata. A fronte di una manifesta pericolosità, soprattutto per le infrastrutture, le coltivazioni e talvolta anche per le aree antropizzate, è singolare che a questa tipologia di frana non sia stata quasi mai associata una memoria storica. Rare sono le descrizioni, e tanto più le descrizioni cartografiche, di eventi alluvionali che hanno tenuto nella dovuta considerazione tali movimenti franosi, ma dall’esperienza degli eventi passati, è certo che l’innesco dei soil slip è strettamente correlato all’andamento degli eventi meteorologici. Quindi, per prevederne l’accadimento, risulta imprescindibile la valutazione delle intensità di pioggia; nonché le caratteristiche geotecniche del terreno, la pendenza dei versanti e l’uso del suolo. Per la previsione dell’innesco dei soil slip su scala territoriale si rende utile, quindi, un modello d’innesco fisicamente basato che permetta una correlazione diretta tra proprietà del terreno ed andamento delle piogge e che sia allo stesso tempo sufficientemente semplificato da poter essere implementato in un dispositivo di monitoraggio in tempo reale. Lo scopo è quello di sviluppare un sistema di previsione real-time che permetta di correlare direttamente l’andamento delle piogge con la probabilità d’innesco di uno scivolamento superficiale su un pendio. Per raggiungere tale scopo, è stato messo a punto un modello semplificato atto alla valutazione del fattore di sicurezza di pendii potenzialmente instabili, direttamente correlabile con l’andamento delle precipitazioni piovose. Nell’ambito della presente tesi saranno mostrati i risultati di un’attività di ricerca finalizzata alla convalida del modello sviluppato e alla sua implementazione in una piattaforma integrata per la gestione ed il trattamento dei dati ambientali. In particolare, il modello è stato reso direttamente operativo in vista della previsione dei fenomeni a scala regionale e nazionale mediante la sua implementazione, attuata in via sperimentale, in uno strumento che permette la diretta correlazione tra parametri geotecnici del territorio ed andamento delle piogge. L’attività ha previsto l’ingegnerizzazione di un sistema che, prendendo in considerazione sia le piogge osservate sia quelle previste, in relazione al modello d’innesco proposto, è in grado di trattare dati ambientali sia storici sia in tempo reale. Tale sistema permette di confrontare in continuo le precipitazioni previste ed osservate sul territorio con il rischio di movimentazione in termini di fattore di sicurezza. A margine di tale attività si sono sviluppate ulteriori tematiche, quali: un modello empirico per la determinazione del grado di saturazione del terreno superficiale (uno dei pochi parametri del modello d’innesco), una campagna d’indagine sull’Appennino Reggiano per la valutazione delle caratteristiche geotecniche e di resistenza dei terreni coinvolti in scivolamenti superficiali (innescatisi il 10 aprile 2005) mediante prove di laboratorio ed un’analisi numerica del processo d’infiltrazione piovosa nella coltre di terreno superficiale sede di soil slip.