SISTEMI INTEGRATI PER IL
MONITORAGGIO, L’EARLY WARNING E
LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO
IDROGEOLOGICO LUNGO LE GRANDI VIE
DI COMUNICAZIONE
PON Landslides Early Warning
5 Aprile 2013
Università della Calabria, Cosenza
AE 1.1.1
DEFINIZIONE DI FRANA
AE 1.1.2
METODOLOGIE DI INDAGINE
AE 1.1.3
ANALISI DELLA PERICOLOSITA’ E DEGLI SCENARI
DEL RISCHIO
Diagramma di flusso per la valutazione della pericolosità e del rischio da frana
Carta Inventario
fenomeni franosi
Tipologia
Fattori
predisponenti
Stato di attività
Intensità
Analisi statistica
Frequenza
Suscettibilità o
pericolosità
potenziale da frana
Pericolosità reale da
frana
Danno
potenziale
Scenari di rischio
da frana
Scenari di rischio
potenziale da frana
FASI DEL LAVORO
Acquisizione Dati
Implemtazione e
gestione di un geodatabase
Analisi
Statistica
Carte
topografiche
Carte tematiche
presenti in
letteratura
Analisi di Pericolosità
Caratteristiche geoambientali
Inventario Frane
Valutazione della
suscettibilità da
frana
Analisi
Geomorfologica
Foto aeree
Indagini di
campagna
Valutazione della
pericolosità reale
da frana
Metodo di analisi statistica per la valutazione della suscettibilità
Fattori predisponenti
Per la valutazione della suscettibilità da frana è stato utilizzato un metodo di
statistica multivariata denominato “Analisi Condizionale”, implementato in
ambiente GIS .
Il metodo si basa sulle Unità di Condizioni Uniche (UCU) e rientra nella categoria
dei metodi di analisi probabilistica condizionale.
UCUs
Intersezione dei
fattori
predisponenti
Frane
Carta
Suscettibilità
CARTA INVENTARIO DELLE FRANE
Frane
Tipologia di
movimento
Scorrimento
Col/complessa
Distribuzione (%)
80
20
FATTORI PREDISPONENTI
Litologia
Uso del suolo
Esposizione
Faglie
Pendenze
Curvature
FATTORI PREDISPONENTI
Litologia
Uso del suolo
Esposizione
Faglie
Pendenze
Curvature
CALCOLO DELLE UCUs
Combinazione
dei fattori
predisponenti
Nmax UCUs= 10(Lito) × 3(Faglie )
× 4(US) × 4(slope) × 4(Esp) ×
5(SPI) × 3(Cur) = 28800
CALCOLO DELLE UCUs
UCU
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
COUNT
4
111
66
77
69
57
79
122
161
39
Litologia
Argille
Argille
Argille
Argille
Argille
Argille
Argille
Sabbie
Sabbie
Sabbie
Uso del suolo
Vegetazione
erbacea/arubustiva
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Zone agricole
Distanza dalle
faglie (m)
SPI
Curvature
Esposizione
Pendenze
> 200
1
Flat
W
< 10°
> 200
100 - 200
100 - 200
< 100
> 200
> 200
> 200
> 200
> 200
1
3
1
2
1
1
5
1
1
Convex
Convex
Convex
Convex
Flat
Convex
Convex
Convex
Flat
S
S
W
W
W
W
S
W
W
< 10°
< 10°
10 - 20°
10 - 20°
10 - 20°
10 - 20°
< 10°
< 10°
20 - 30°
VALUTAZIONE DELLA SUSCETTIBILITÀ
Dalla sovrapposizione del layer
delle UCU con quello delle frane si
ottiene la densità di frana in
ciascuna
UCU
(rapporto
percentuale tra l’area in frana in
ciascuna UCU e l’area della UCU)
che rappresenta il grado di
propensione a franare. Espressa in
formula è data da:
P(f|UCU) = area in frana/area UCU
dove P(f|UCU) rappresenta la
probabilità (P) di frana (f) data una
certa combinazione dei fattori
predisponenti (UCU).
VALUTAZIONE DELLA SUSCETTIBILITÀ
Carta della
suscettibilità da
frana- tipo
scorrimento
Carta della
suscettibilità da
frana- tipo
col/complesso
Carta della
suscettibilità da
frana - totale
VALIDAZIONE DEI RISULTATI
Suscettibilità
Tutte
%
33
47
17
3
%
9
29
23
38
Molto alta
Alta
Moderata
Bassa
Col/complessa
%
28
47
21
4
La validazione del metodo, utilizzato per la
stima della suscettibilità da frana, è stata
effettuata tramite la realizzazione e l’analisi
della curva succes-rate (Remondo et al.,
2003).
100
90
80
% cumulata delle frane
Frane
Scorrimento
%
34
48
16
3
70
60
50
La curva success rate permette di stimare
la bontà (goodness of fit) del modello
predittivo;
Tutte le frane
40
Frane-scorrimento
30
Frane-col/compl
20
AUC (Area Under Curve)
%
76
Scorrimento
80
Col/complessa
Tutte
79
Frane
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Suscettibilità da frana comulata in %
90
100
VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITÀ REALE DA FRANA
METODOLOGIA
Il metodo si basa su osservazioni e considerazioni di tipo
geomorfologico.
•Delimitazione delle aree in frana;
•Definizione delle caratteristiche dei movimenti franosi (tipo,
velocità, volumi e/o spessori).
•Valutazione della frequenza probabile dei fenomeni franosi
(probabilità di accadimento).
•Valutazione dei livelli di pericolosità mediante l’applicazione di
matrici di incrocio dei dati (velocità/volume della frana e
intensità/frequenza probabile).
Dati da riportare nel geo-database delle frane
Campo
Codice
Tipologia
Attività
Area
Profondità
Volume
Intensità
Frequenza
Pericolosità
Contenuto
Progressivo numerico identificativo unico dell'evento
Indicazione del tipo di movimento
Indicazione dello stato di attività
Superficie interessata dal dissesto espressa in m2
Stima dello spessore dell'ammasso spostato
Stima del volume del materiale coinvolto nel movimento
Stima dell'intensità della frana
Stima della frequenza probabile della frana
Pericolosità del singolo fenomeno franoso
Delimitazione aree in frana, tipologia di movimento e stato di
attività.
Velocità di spostamento che si basa sul tipo di movimento
Intensità
(I)
Bassa
Media
Alta
Tipo di movimento
Scorrimenti, colate, e
espansioni laterali
Colate di terra e di detrito e
frane complesse
Crolli e ribaltamenti,
scivolamenti in roccia e
colate detritiche
Velocità
Sigla
<1m/anno
V1
1m/anno÷1m/or
a
V2
>1m/ora
V3
Stima degli spessori coinvolti nei movimenti stimati empiricamente sulla base del
tipo di movimento, della morfologia e della geometria dell'area di distacco e
della zona di accumulo.
Intensità delle frane basata sul volume del materiale spostato
Intensità (I)
Molto bassa
Bassa
Moderata
Alta
Molto alta
Volume
< 50.000 m3
50.000÷200.000 m3
200.000÷500.000 m3
500.000÷1.000.000 m3
> 1.000.000 m3
Sigla
SG1
SG2
SG3
SG4
SG5
Scala dell’intensità delle frane di tipo scorrimento
Intensità (I)
Molto bassa
Bassa
Moderata
Alta
Molto alta
Volume
< 5.000 m3
5.000-10.000 m3
10.000-50.000 m3
50.000÷200.000 m3
> 200.000m3
Sigla
SG1
SG2
SG3
SG4
SG5
Scala dell’intensità delle frane di tipo colate
Intensità (I)
Molto bassa
Bassa
Moderata
Alta
Molto alta
Diametro dei blocchi
<
0,5÷2 m
2÷5m
5÷10 m
> 10 m
Sigla
SG1
SG2
SG3
SG4
SG5
Scala dell’intensità delle frane di tipo crolli e ribaltamenti
Scala dell’intensità delle frane basata sul volume del materiale spostato
Frequenza dei movimenti franosi
Frequenza (F)
Episodiche a bassa
frequenza
Episodiche a media
frequenza
Episodiche ad alta
frequenza
Frequenza molto alta
(attive)
Tempo di
ritorno
> 100 anni
50÷100
anni
1÷50 anni
<1 anno
Stato
Sigla
attività
Frane
Tr1
quiescenti
Frane
Tr2
quiescenti
Frane
Tr3
quiescenti
Frane
Tr4
attive
Valutazione dei livelli di pericolosità reale
La pericolosità reale si calcola combinando i valori di intensità con quelli di
frequenza di occorrenza delle frane.
Intensità (I)
H=ƒ(F;I)
Molto Alta
Alta
Moderata
Bassa
Molto bassa
Prob/annua
Tr<1
P4
P4
P4
P4
P4
1
Frequenza (F)
Tr 1÷50
Tr 50÷100
P4
P4
P4
P3
P3
P2
P3
P2
P2
P1
0,03
0,01
Tr >100
P3
P2
P2
P1
P1
< 0,01
Matrice di interazione utilizzata per la valutazione della pericolosità da frana
(Heinimann, 1998, Cardinali et al., 2002 modificata). Prob/annua = probabilità annua
che si verifichi una frana.
Valutazione dei livelli di pericolosità