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PROGRAMMA DI RICERCA
italiano - english
Unità di Ricerca
- Università degli Studi di FIRENZE
SCIENZE DELLA TERRA
FIRENZE(FI) - Politecnico di MILANO
ELETTRONICA E INFORMAZIONE
MILANO(MI) - Università degli Studi di BOLOGNA
SCIENZE DELLA TERRA E GEOLOGICO-AMBIENTALI
BOLOGNA(BO) - Università degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIA
SCIENZE DELLA TERRA
MODENA(MO) - Università degli Studi di FERRARA
SCIENZE DELLA TERRA
FERRARA(FE)
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- 10 - Sintesi automatica di modelli astratti a partire da dati temporali o spaziali
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze della terra
Classificazione brevettuale
- FIXED CONSTRUCTIONS
- WATER SUPPLY; SEWERAGE
- INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER (drilling wells, obtaining fluids in general from wells E21B; pipe-line systems in general F17D)
- WATER SUPPLY; SEWERAGE
- PHYSICS
- MEASURING (counting G06M); TESTING
- GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS (detecting or locating foreign bodies for diagnostic, surgical or person-identification purposes A61B; means for indicating the location of accidentally buried, e.g. snow-buried persons A63B29/02; investigating or analysing earth materials by determining their chemical or physical properties G01N; measuring electric or magnetic variables in general, other than direction or magnitude of the earth\'s field G01R; electronic or nuclear magnetic resonance arrangements G01R33/20; radar, sonar or analogous methods in general, detecting masses or objects involving these methods G01S)
- RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES [N: (for special applications, see the relevant subclasses, e.g. A61B, G01F, G01N, G02B; measuring dimensions or angles of objects G01B; navigation in general G01C; measuring infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations in general G01H; measuring infra-red, visible, or ultra-violet radiation in general G01J; transducers per se, see the relevant subclasses, e.g. G01L, H01L, H04R; measuring direction or velocity of flowing fluids by reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects caused in the fluid itself G01P; measuring electric or magnetic variables in general G01R]; (detecting masses or objects by methods not involving reflection or radiation of radio, acoustic or other waves G01V; [N: time-interval measuring G04F]; aerials H01Q) [C9504]
- MEASURING (counting G06M); TESTING
Classificazione geografica
- Regione: Toscana
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Parole Chiave
FRANE COMPLESSE; FATTORI IDROGEOLOGICI; MONITORAGGIO; TELERILEVAMENTO; INTERFEROMETRIA SAR; PERMANENT SCATTERERS; MODELLAZIONE NUMERICA; APPENNINO EMILIANOUso integrato di sistemi di monitoraggio per l'analisi di grandi frane a cinematica lenta.
Università degli Studi di FirenzeAbstract
Le caratteristiche litologico-strutturali e l'evoluzione geomorfologica tardiglaciale ed olocenica dell'Appennino settentrionale hanno portato alla formazione di grandi frane dallo stile d'attività complesso e dalla cinematica lenta che, in molti casi, associano scivolamenti roto-traslativi multipli di roccia al coronamento, a scivolamenti o colate di terra nella parte inferiore del versante.Molte delle emergenze per frana che si sono verificate negli ultimi decenni in questo settore della catena sono state causate da riattivazioni totali o parziali di queste frane, anche a seguito di periodi decennali o secolari di quiescenza. In relazione all'intermittenza a lungo termine degli eventi, i corpi di queste frane sono sovente occupati da infrastrutture antropiche, con notevoli conseguenze in termini socio-economici in caso di riattivazione.
Il programma di ricerca ha l'obiettivo principale di analizzare, con riferimento a casi di studio nell'Appennino emiliano, i meccanismi di riattivazione di tali fenomeni nell'attuale contesto morfoclimatico, e il loro stile d'evoluzione in corso d'evento. Entrambi questi aspetti non sono ancora stati analizzati in modo esauriente dagli studi condotti finora in Appennino od in altre aree interessate da fenomeni simili. Si tratta d'altronde di fenomeni molto complessi, nei quali la riattivazione è legata alla circolazione idrica in profondità ed alla propagazione delle pressioni dei pori nel lungo periodo, ovvero di fenomeni che mostrano una correlazione precipitazioni-rottura molto meno diretta rispetto alle frane superficiali. Nell'Appennino settentrionale, i versanti interessati da tali fenomeni presentano spesso soglie di permeabilità multiple, poste tra flysch calcarei e arenacei, permeabili per fratturazione, ed ammassi argillosi e marnosi caotici, poco permeabili. Tale assetto concorre a determinare una ricarica idrica indiretta dei corpi di frana per flusso proveniente dagli ammassi rocciosi al contorno, che si somma alla ricarica per infiltrazione diretta. Nel lungo periodo (dell'ordine dei mesi o degli anni prima della riattivazione), il flusso da monte contribuisce a mantenere relativamente alti i livelli piezometrici nei versanti argillosi, mentre nel breve periodo potrebbe giocare il ruolo di fattore innescante.
Il programma di ricerca sarà condotto in tre fasi principali: una di monitoraggio e raccolta dati, una di elaborazione e analisi, una di sintesi e trasferimento operativo dei risultati. Nella prima fase, unitamente a rilievi di terreno, si condurranno indagini con tecniche di telerilevamento (sensori ottici, radar per interferometria e Permanent Scatterer) e saranno monitorati spostamenti (GPS, inclinometri automatici, catene di clinometri) e condizioni idrauliche (piezometri elettrici, sensori di umidità, misuratori di portata a bolla) di alcuni fenomeni franosi rappresentativi. Nella seconda fase, saranno sviluppati modelli concettuali e numerici dei fenomeni monitorati, volti alla definizione del bilancio idrologico locale e della circolazione idrica nei corpi di frana e negli ammassi rocciosi posti in nicchia. L'ultima fase del programma prevede un'analisi critica dei risultati e la definizione di un modello di sintesi che descriva la risposta idrologica delle frane studiate alle precipitazioni. Le ricadute pratiche del progetto saranno adeguatamente promosse presso gli enti territoriali interessati. La ricerca sarà svolta in stretto contatto con le Province e le Comunità Montane, soprattutto per quanto riguarda l'integrazione delle reti di monitoraggio e la raccolta di dati sullo stile di riattivazione dei fenomeni. Tale collaborazione permetterà di predisporre, in caso di risultati scientificamente validi, di linee guida operative di prospezione e monitoraggio applicabili a frane complesse con stile d'attività simile a quelle studiate. <<<
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Paolo CANUTI Università degli Studi di FIRENZEObiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo generale del programma di ricerca è contribuire alla comprensione dei meccanismi d'innesco, riattivazione ed evoluzione spazio-temporale di grandi frane profonde a cinematismo lento. Tale obiettivo sarà perseguito con riferimento a due aree ristrette dell'Appennino emiliano, dove si rinvengono frane complesse che coinvolgono argilliti caotiche e ammassi flyschoidi strutturalmente complessi. Si tratta di fenomeni franosi di ampie proporzioni (qualche km2 d'estensione e fino ad oltre 100 m di profondità), classificati come scivolamenti rototraslativi multipli di roccia (o di terra) che evolvono in colate di terra, caratterizzati da uno stile d'attività composito e tempo di ritorno variabile da alcuni decenni a qualche secolo. Alcune di queste frane sono monitorate già da qualche anno con strumentazioni a terra (inclinometri, estensimetri, sensori di pressione) ed i dati attualmente disponibili sono di notevole interesse.L'evoluzione di tali frane può essere definita quale l'alternanza tra diverse fasi d'attività:
- Fase di Quiescenza, che si determina effettivamente solo nei casi in cui il tempo trascorso dall'ultima riattivazione è nell'ordine di più anni, e durante la quale, ad oggi, non è noto quale sia l'effettivo tasso di deformazione del corpo di frana, e se questo sia dovuto a ragioni essenzialmente geotecniche (terreni argillosi sottoconsolidati) o a dinamica gravitativa.
- Fase di Innesco, durante la quale possono innescarsi movimenti precursori d'evento, che si sviluppano secondo modalità e tassi di deformazione ancora non ben ricostruiti, ed in risposta a condizioni idrogeologiche di forte ricarica idrica sotterranea non ben qualificata e quantificata.
- Fase di Riattivazione, che è caratterizzata tipicamente dallo sviluppo di scorrimenti rototraslativi in nicchia che coinvolgono, con velocità mediamente rapide, volumi relativamente modesti rispetto al volume totale. Non è ad oggi ben noto quanto tempo intercorra tra il manifestarsi di precursori d'evento e la riattivazione in nicchia, anche se in alcuni casi osservati direttamente si è trattato di settimane.
- Fase di Attività, che si esplica con il procedere della retrogressione della scarpata e la rimobilizzazione per colata o per scorrimento del deposito quiescente sottoposto a carico non drenato, che può assumere velocità variabili tra i cm ed i metri al giorno. Tra la riattivazione iniziale in nicchia e la completa mobilizzazione del corpo di frana possono passare giorni o settimane. Una volta mobilizzato il materiale permane in movimento con velocità generalmente mediamente rapida o moderata per periodi variabili tra qualche giorno e qualche settimana.
- Fase di Attività Sospesa, durante la quale le colate più rapide e superficiali rallentano sensibilmente fino a fermarsi, e si ha invece il perdurare di movimenti profondi che tendono a diventare progressivamente più lenti, fino a divenire rilevabili solo strumentalmente. Questa fase può durare da qualche mese fino a oltre un anno ed essere seguita da nuova riattivazione, o perdurando per diversi anni ricondurre progressivamente ad una fase di quiescenza effettiva.
Con riferimento a questo modello concettuale, il progetto riguarderà la ricostruzione dei meccanismi idrogeologici e geotecnici che governano tale successione di fasi.
Questo sarà realizzato adottando un approccio multiscala che prevede sia un’analisi su vasta area del tasso di deformazione di numerose frane considerate quiescenti, sia un'analisi di dettaglio di alcuni fenomeni rappresentativi che, negli ultimi anni, hanno effettivamente subito l'intera sequenza di fasi, e che sono stati osservati a partire dalla fase di riattivazione e monitorate perlomeno a partire dalla fase d'attività sospesa.
L'osservazione su vasta area, basata essenzialmente su metodi di monitoraggio-telerilevamento anche retrospettivi (Interferometria PS e analisi di coperture multitemporali di immagini satellitari nel campo del visibile) e di correlazioni col quadro meteo climatico concomitante, avrà l'obiettivo di definire la velocità di movimento durante la fase di quiescenza dei fenomeni e di stabilire se e come alcuni tassi di deformazione anomali possono essere effettivamente indicativi di incipiente innesco, e pertanto essere considerati precursori d'evento.
Lo studio a scala di fenomeno, basato su dati ed osservazioni ancillari, rilievi di terreno, monitoraggio sia telerilevato che di sito (inerente sia i movimenti che le condizioni idrogeologiche al contorno ed all'interno delle diverse componenti del corpo di frana, zona di nicchia, ammassi rocciosi dislocati, corpo argilloso di frana) e, infine, modellazione numerica, avrà l'obiettivo di meglio definire - e possibilmente quantificare - le condizioni idrogeologiche e geotecniche che portano alla riattivazione dei fenomeni e che, in seguito, governano le fasi di attività e di attività sospesa degli stessi.
Gli obiettivi specifici del progetto possono pertanto essere schematizzati come segue:
1) misura, nel lungo periodo, della velocità di movimento durante la fase di quiescenza dei fenomeni
2) creazione di un database digitale relativo alle informazioni su distribuzione spaziale e stato di attività dei fenomeni franosi delle due aree di studio
3) aggiornamento delle carte inventario dei fenomeni franosi delle due aree di studio mediante uso integrato di dati telerilevati
4) definizione dei rapporti tra precipitazioni e spostamenti di superficie per grandi frane quiescenti
5) creazione di un dataset di misure di monitoraggio relative a spostamenti superficiali, spostamenti profondi, pressioni dei pori e livelli idrici nella zona di nicchia e nei corpi di alcune frane campione
6) ricostruzione del bilancio ideologico locale e modellazione numerica della circolazione idrogeologica nelle zona di nicchia delle frane campione.
7) ricostruzione modellazione numerica dei meccanismi di riattivazione, di attività e di attività sospesa delle frane campione.
8) definizione di linee guida sulle tecniche di indagine a scala regionale e monitoraggio a scala locale più idonee da adottare per l'analisi di fenomeni di questo tipo
Va ribadito che nel corso del programma di ricerca sarà fatto un uso estensivo di sistemi di monitoraggio a terra e satellitari. Alcuni di questi sistemi (es. interferometria radar con Permanent Scatterer ad elaborazione avanzata) sono innovativi, e non sono mai stati utilizzati per gli scopi sopra enunciati su frane di questo tipo. I dati telerilevati permetteranno di effettuare sia un'analisi regionale, grazie alla copertura areale del dato, sia un'analisi a scala locale in virtù dell'elevata risoluzione spaziale dei sensori ottici attualmente operativi ed all'accuratezza nelle misure di deformazione derivanti dai dati radar. In particolare l'analisi interferometrica verrà realizzata, per la prima volta in Italia, facendo uso di immagini acquisite dal satellite RADARSAT sia in modalità ascendente che discendente. L'utilizzo di entrambe le orbite permetterà la scomposizione del moto nelle componenti verticale e orizzontale, permettendo un più efficace confronto con i dati in sito. È da notare, a questo proposito, che il progetto potrà avvalersi di un consistente data-set di immagini RADARSAT (del valore approssimativo di 80 kEuro) messe a disposizione quale parte di cofinanziamento, da una delle UURR.
Per quanto riguarda le tecniche di misura avanzate utilizzate in sito (per esempio: piezometri elettrici e stazioni GPS fisse), esse saranno affiancate da misure analoghe effettuate con tecniche tradizionali, allo scopo di garantire la raccolta del dato in caso di insuccesso della sperimentazione. <<<
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Nell'Appennino settentrionale le caratteristiche litologiche e strutturali e l'evoluzione geomorfologica hanno generato un'estesa e differenziata instabilità dei versanti. Molte delle emergenze di protezione civile che si sono verificate negli ultimi decenni in questo settore della catena appenninica sono state causate da riattivazioni totali o parziali, anche a seguito di periodi decennali o secolari di quiescenza, di grandi frane preistoriche (tardiglaciali e oloceniche, cf. Bertolini, 2003), dallo stile di attività complesso (sensu Cruden & Varnes, 1996) e che, nella maggioranza dei casi, associano scivolamenti rotazionali e roto-traslativi multipli di roccia al coronamento, a scivolamenti o colate di terra nella parte medio-inferiore del versante, con estensioni di qualche km2 e profondità anche superiori a 100 m. È stato stimato che questo tipo di frane, unitamente a colate vere e proprie, rappresenta almeno l'80% delle oltre 30.000 frane censite nell'Appennino emiliano (Bertolini et al., 2001). Di conseguenza è molto frequente l'interazione tra tali fenomeni e attività antropiche, con notevoli ricadute in termini economici ed umani. Da tempo, quindi, molte di queste frane sono studiate e monitorate da parte delle strutture pubbliche adibite alla difesa del suolo e su molte di esse si è già intervenuto, nel tentativo di mitigare il rischio geologico.Relativamente alle modalità con cui tali riattivazioni si sono sviluppate, gli studi sino ad ora condotti sui fenomeni complessi in litologie eterogenee hanno messo in evidenza una successione di movimenti che comprende: 1) scivolamento rotazionale, dal coronamento alla base della scarpata principale, di una porzione di ammasso roccioso che si sovrappone a corpi di frana più antichi e conseguente degradazione fisica e meccanica; 2) innesco di colamenti, a seguito del raggiungimento dello stato plastico o liquido del materiale franato, con spessori sino ad alcune decine di metri e traslazioni anche ettometriche; 3) scivolamento roto-traslativo in massa dell'intero litosoma, a causa del sovraccarico creato dal nuovo materiale sul precedente accumulo. Nel corso degli eventi recenti, sono state registrate velocità generalmente lente (sensu Cruden & Varnes, 1996) che sono aumentate sensibilmente in occasione di eventi di colate in senso stretto. I litosomi argillosi costituenti il corpo di tali frane sono infatti soggetti a fenomeni più frequenti, localizzati e superficiali, del tipo scivolamento di suolo e colate di detrito, i cui meccanismi di innesco sono da considerare indipendenti rispetto a quelli che provocano la riattivazione delle grandi frane su cui si impostano.
L'evoluzione nello spazio e nel tempo di fenomeni franosi profondi e complessi è legata a fattori ereditati, tanto geologici quanto climatici. Le litologie coinvolte sono prevalentemente ammassi rocciosi flyschoidi e caotici, definibili come rocce deboli (Barla et al, 1987; Bieniawski, 1989), litologicamente e/o strutturalmente complesse (Esu, 1977). Vista l'eterogeneità intrinseca di queste formazioni, lo studio di tali terreni pone problemi sia dal punto di rilevamento sul terreno che di caratterizzazione in laboratorio e, di conseguenza, di classificazione e previsione del comportamento dal punto di vista geomeccanico e della circolazione idrica (Marinos & Hoek, 2001). A parità di condizioni geologico-strutturali, si ritiene che nel presente contesto morfo-climatico, la riattivazione di tali frane sia connessa prevalentemente a fattori idrogeologici, mentre altre cause scatenanti, come ad esempio i terremoti, sembrano avere un ruolo secondario (Bertolini & Pellegrini, 2001).
L'analisi delle loro modalità e dei loro tempi di riattivazione deve quindi necessariamente prendere in esame le singole variabili in gioco, (geologico-strutturali, geomeccaniche e geotecniche, meteo-climatiche, idrologiche e idrogeologiche) sia nelle tre dimensioni spaziali, che nella componente di variabilità temporale a scala almeno decennale. Studi precedenti sull'evoluzione a medio termine di frane profonde hanno evidenziato che il regime delle precipitazioni, di per se stesso, non è sufficiente per spiegare completamente il comportamento dei fenomeni (Noverraz et al., 1998). L'individuazione di soglie pluviometriche per l'innesco di fenomeni franosi è stata perseguita da vari autori (Caine, 1980; Govi et al, 1985; Canuti et al., 1985; Cascini & Versace, 1988; Van Asch et al., 1999). In tali studi sono stati utilizzati vari metodi di trattamento statistico dei dati di precipitazione, come ad esempio le piogge giornaliere cumulate (Glade, 1998), gli indici di precipitazione antecedente (Capecchi & Focardi, 1988), le precipitazioni cumulate a finestra d'ampiezza variabile (Fiorillo & Guadagno, 2000). I risultati derivanti da tali approcci sono stati soddisfacenti solo per talune tipologie di frane (colate di detrito, scollamenti di suolo, scivolamenti traslativi superficiali), che generalmente interessano terreni granulari con una rapida risposta in termini variazione dei livelli piezometrici (Polloni et al., 1991; Wilson & Wieczorek, 1995). La maggior parte di queste correlazioni concordano riguardo il tipo di risposta, ma i risultati possono essere ritenuti validi solo a livello locale e difficilmente possono essere generalizzati in contesti climatici e geologici differenti. Va sottolineato che invece per le frane profonde entrano in gioco fattori morfologici e geotecnici, ma soprattutto idrogeologici, legati all'infiltrazione efficace, che rendono più complessa la comprensione e la previsione dei rapporti tra riattivazione e fattori climatici (Crozier, 1999; Perego & Vescovi, 2000; Corominas, 2001). Nel caso di riattivazioni di frane complesse il cui corpo sia costituito da abbondante frazione argillosa, quali quelle che s'intende analizzare, le cause sono quindi da ricercare soprattutto nei fattori idrogeologici, legati all'aumento dei livelli idrostatici e/o delle pressioni interstiziali conseguentemente a infiltrazione efficace di tipo cumulato su periodi lunghi, anche fino a mesi, precedenti la riattivazione (Mandrone & Torta, 2000; Lollino et al., 2001). Queste frane possono difatti essere assimilate a complessi idrogeologici, più o meno articolati, poggianti su di un substrato impermeabile. Per tali ragioni, al fine di comprendere i meccanismi idrogeologici d'innesco, è importante analizzare i tempi di risposta caratteristici a variazioni dello stato di ricarica della falda sotterranea, all'intorno e all'interno delle frane stesse, indotte da aliquote d'infiltrazione efficace cumulate su diversi intervalli temporali.
In relazione a ciò, emerge la necessità di considerare congiuntamente il bilancio idrico locale ed i dati di monitoraggio relativi ai livelli piezometrici e ai movimenti nelle diverse fasi di riattivazione e sviluppo dei fenomeni. Questo approccio integrato sarà applicato nel corso del programma di ricerca a casi di frane note, per le quali sono disponibili serie di registrazioni da monitoraggio tradizionale in foro (inclinometri e piezometri) e dati GPS e dove, in alcuni casi, sono presenti o saranno presto sperimentati, in collaborazione con enti territoriali, sistemi in foro innovativi a registrazione continua, tipo clinometri, piezometri, piezotensiometri.
Nell'ottica di un'integrazione di dati provenienti da fonti differenti, si utilizzeranno tecniche di rilevamento tradizionale di terreno e di telerilevamento, essenzialmente riconducibili all'uso di sensori ottici e radar. I primi supporteranno l'analisi dell'estensione complessiva dei dissesti, i secondi di quantificare, per mezzo di elaborazioni interferometriche del tipo Permanent Scatterer, l'occorrenza, l'entità e l'intensità dei movimenti in superficie dei fenomeni considerati nel corso dell'ultimo decennio. In particolare, va sottolineato che l'interferometria differenziale (DInSAR), nella sua configurazione da piattaforma satellitare, si è rivelata negli ultimi anni un valido strumento per l'osservazione di deformazioni della superficie terrestre dovute a fenomeni vulcanici, terremoti e subsidenze grazie a misure dello spostamento della superficie terrestre con accuratezza millimetrica su aree vaste decine di chilometri (Massonnet et al., 1994; Carnec et al., 1996). A causa delle caratteristiche dei fenomeni franosi, in termini di esposizione dei versanti rispetto al satellite, vegetazione, tassi di deformazione etc., applicazioni della tecnica non hanno dato risultati pienamente soddisfacenti, tranne in alcuni fortunati casi (Fruneau et al., 1996; Kimura & Yamaguchi, 2000; Rizzo & Tesauro, 2000). Diversi effetti riducono, o addirittura compromettono, la qualità dei risultati ottenuti con l'analisi DInSAR (Farina et al., 2002). In primo luogo i fenomeni di decorrelazione temporale, causati dalla variabilità delle proprietà elettromagnetiche dei bersagli radar tra i diversi giorni di acquisizione del dato. Per ovviare ai problemi di decorrelazione del segnale è stata sviluppata da parte del Politecnico di Milano, che partecipa al progetto come UR, la tecnica dei Diffusori Permanenti (Permanent Scatterer, PS o Punti di Misura Permanente, PMP, Colesanti et al., 2002; Ferretti et al., 2001). L'approccio PS è basato sull'osservazione che un sottoinsieme di bersagli radar (tipicamente parti di edifici, strutture metalliche, rocce esposte etc.) è praticamente immune agli effetti di decorrelazione. Essi mantengono la stessa 'firma elettromagnetica' in tutte le immagini al variare della geometria d'acquisizione e delle condizioni climatiche, preservano quindi l'informazione di fase nel tempo. L'applicazione della tecnica nel campo delle frane ha finora fornito risultati incoraggianti e si attendono miglioramenti delle conoscenze su tale tematica soprattutto grazie alle precedenti esperienze di applicazione condotte da partner del progetto, nonché alla possibilità di validazione con dati a terra, che saranno possibili in collaborazione anche con gli enti territoriali.
Per quanto riguarda la comprensione dei meccanismi di innesco di diverse tipologie di fenomeni franosi derivanti dai rapporti idrodinamici tra ammasso roccioso costituente il versante ed il corpo di frana (Elmi et al., 1993), saranno approfonditi gli aspetti idrogeologici, in particolare grazie all'esperienza maturata da parte di una delle UR a proposito dei fattori di condizionamento della circolazione idrica nelle unità flyschoidi, che derivano da caratteristiche di tipo litologico e strutturale dell'ammasso roccioso (Gargini et al., 2003). A lungo le unità torbiditiche sono state considerate di scarso interesse idrogeologico e solo negli ultimi anni è aumentata l'attenzione su tali complessi idrogeologici, generalmente definibili come acquitardi ma localmente denotanti un comportamento da acquiferi (Cambi & Cencetti, 2003). In assenza di una letteratura consolidata sull'analisi idrogeologica di tali ammassi rocciosi, una delle finalità del progetto è la messa a punto di una metodologia codificata di analisi e modellizzazione idrogeologica in unità fessurate a media permeabilità. Tale approccio sarà supportato da a rilevi, classificazioni geomeccaniche e modelizzazione GIS e numerica in 2 e 3D.
In tali terreni, le condizioni favorevoli all'attivazione di una circolazione idrica si determinano se vi è coincidenza fra fattori condizionanti alla megascala, alla macroscala ed alla mesoscala. La circolazione idrica sotterranea in unità flyschoidi è inoltre caratterizzata dalla coesistenza di due sistemi di flusso ben definiti (Canuti et al., 2002): il primo circolante nelle fratture ed alimentante sorgenti a controllo strutturale, eventualmente tamponate da limiti di permeabilità ed il secondo, circolante nella porzione più superficiale dell'ammasso, detensionata ed alterata. Quindi soprattutto il deflusso ipodermico e la ricarica di subalveo ai torrenti da sorgenti lineari costituiscono le componenti principali del deflusso. In tale situazione la portata registrata alla sezione terminale del torrente assomma tutti i contributi della parte sotterranea del deflusso, la cosiddetta infiltrazione efficace. Diviene essenziale, ai fini della scomposizione del deflusso, la necessità di un monitoraggio in continuo, sia delle portate dei torrenti su sezioni successive, sia delle sorgenti.
Per quanto riguarda l'analisi dei dati, si effettueranno analisi spaziali multivariate su base GIS, applicate allo studio di idrogrammi di sorgenti e torrenti (Halford & Mayer, 2000). Particolare cura sarà dedicata alla modellizzazione del flusso nei flysch, dove la letteratura di riferimento è assai scarsa (Colombani et al., 2002). Il confronto fra gli idrogrammi ottenuti sperimentalmente fra di loro e con l'altezza delle precipitazioni, permette di scomporre il deflusso e di comprendere il comportamento ricarica-scarica dell'intero sistema (Scanlon et al., 2002).
Per quanto riguarda la costruzione di modelli fisici e numerici dei fenomeni franosi studiati, saranno applicati codici di calcolo integrati in software commercialmente disponibili, che uniscono condizioni di flusso e verifica di stabilità o di stato tensio-deformativo su pendio finito suddiviso in conci o elementi unitari, e saranno adattati, in alcuni casi, codici di calcolo della stabilità di pendio infinito, ideati originalmente per frane di tipo diverso (tipo il codice Shalstab, Stability Model for Shallow Landsliding; Montgomery & Dietriech, 1994). Alcuni di questi codici sono implementabili o integrabili in piattaforme GIS, e permettono di determinare la variazione nel tempo della stabilità dei versanti in bacini anche molto estesi (Crosta & Frattini, 2003; Savage et al., 2003).
In conclusione, si può dire che il programma di ricerca parte da una robusta base di partenza scientifica, sia relativamente alle tecniche ed ai metodi che s'intende utilizzare, che sono patrimonio conoscitivo delle UR impegnate, sia relativamente ai siti di studio che saranno analizzati, per i quali esistono già numerosi dati di monitoraggio e cartografici, e nei quali vi è la realistica possibilità d'integrazione con dati derivati in corso di progetto e di elaborazione con metodi innovativi. <<<



