"ANALISI E ATTIVITÀ DI MITIGAZIONE DEL DISSESTO IDROGEOLOGICO " Foggia, 6 Giugno 2017 IL CONTRIBUTO DELLA RICERCA PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO DA FRANA Luca Schilirò, PhD
"ANALISI E ATTIVITÀ DI MITIGAZIONE DEL DISSESTO IDROGEOLOGICO "
Foggia, 6 Giugno 2017
IL CONTRIBUTO DELLA RICERCA PER LA MITIGAZIONE
DEL RISCHIO DA FRANA
Luca Schilirò, PhD
• La configurazione geologica e geografica dell’Italia
rende il nostro Paese particolarmente soggetto a
fenomeni di frana
• Circa un terzo del totale delle frane è costituito da
fenomeni a cinematismo rapido (soil slip, debris-slide,
debris-flow)
07/06/2017Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Premessa
Luca Schilirò
• Negli ultimi anni aumento notevole dell’impatto socio-economico legato
all’occorrenza di frane superficiali indotte da pioggia
• Le cause: maggiore diffusione delle attività antropiche, maggiore frequenza
nella formazione di sistemi convettivi perduranti (Medicanes)
• Questo tipo di frane possono causare ingenti perdite in termini di vite umane
(elevate velocità, volumi mobilizzati e runout)
07/06/2017
Premessa
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
Sarno e Quindici (1998) 160 morti
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frana
Luca Schilirò
Messina (2009) 37 morti
Cinque Terre (2011) 13 morti
• Strumenti utili alla prevenzione e alla gestione dell’emergenza (Piani di
Protezione Civile)
• Analisi di suscettibilità
(carte inventario)
07/06/2017
Premessa
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
Damen et al., 2014
• Obiettivo a lungo termine: da suscettibilità a
pericolosità (probabilità di occorrenza)
• Approccio perseguibile a breve-medio termine: analisi
di suscettibilità finalizzate alla definizione di scenari
d’innesco futuri
• Tecniche utilizzate: caratterizzazione geologico-
geomorfologica, modelli numerici fisicamente basati,
prove sperimentali di laboratorio ecc….07/06/2017
Premessa
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali (Soil slip triggering scenarios)
Giampilieri (ME)01/10/2009
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
franaLuca Schilirò
07/06/2017
Un possibile approccio
Schilirò et al., 2015a
• Modello numerico TRIGRS (Transient Rainfall Infiltration and Grid-based Slope stability) (Baum et al., 2008)
• Calibrazione del modello tramite ricostruzione in back-analysis di un evento franoso di riferimento
• Definizione di differenti scenari di innesco variando l’input di pioggia in funzione delle curve di probabilità
pluviometrica riferite all’area di studio
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
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Back-analysisdell’evento 2009
• Predizione spaziale
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Schilirò et al., 2015a
Luca Schilirò
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Ricostruzione scenari di innesco 1 di 2
Schilirò et al., 2015a
Curve di probabilitàpluviometrica(distribuzione GEV)
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
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Ricostruzione scenari di innesco 2 di 2
Confronto tra scenari di innesco ipotizzati ed evento del 2009
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
• Back-analysis dell’evento del 25 Ottobre 2011
• Uso del suolo
07/06/2017
Un altro caso di studio: Cinque Terre
Luca SchiliròIl contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
07/06/2017
Un altro caso di studio: Cinque Terre
Luca Schilirò
• Terrazzi
agricoli
(coltivati e
abbandonati)
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Spessore del suolo: Topographic Position Index (TPI)
Luca Schilirò
• Topographic position index: zonazione delle
aree terrazzate attraverso il confronto delle
quote delle celle
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Topographic Position Index (TPI) vs. Saulnier’s method
Luca SchiliròIl contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
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Scenari d’innesco per frane superficiali
• L’affidabilità dei risultati derivanti dall’applicazione dei modelli numerici è
strettamente legata all’attendibilità dei valori dei parametri caratteristici delle
coltri di copertura su larga scala
• Analisi di dettaglio dei meccanismi d’innesco delle frane superficiali, con
valutazione dei parametri che maggiormente influiscono sul processo di
rottura (spessore e condizioni idrauliche della coltre)
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
Meccanismi d’innesco per frane superficiali: prove sperimentali
Montrasio et al., 2016
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
• Test a condizioni inizialivariabili (n e w)
• Pioggia costante e variabile (pluviogrammaevento 2009 scalato)
• Presenza vie di infiltrazionepreferenziale
• Tempi e modalità di innesco
Meccanismi d’innesco per frane superficiali: prove sperimentali
Luca Schilirò
07/06/2017
Meccanismi d’innesco per frane superficiali: prove sperimentali
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
Meccanismi d’innesco per frane superficiali: prove sperimentali
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
• Ricostruzione della dinamica del debris-flow del Racinazzo (2009)
• BING model modificato (larghezza valliva)
Schilirò et al., 2015b
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
• Modello calibrato tramite analisi DEM pre-post evento ed evidenze di sito
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Schilirò et al., 2015b
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
• Modello calibrato tramite analisi DEM pre-post evento ed evidenze di sito
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
• Modello calibrato tramite analisi DEM pre-post evento ed evidenze di sito
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Elevate velocità…………..
Luca Schilirò
07/06/2017
Scenari d’innesco per frane superficiali: aree di invasione
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
………… ed ingenti volumi mobilizzati
Luca Schilirò
07/06/2017
La mano dell’uomo.…
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
La mano dell’uomo.…
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
… ma le condizioni per un disastro sicostruiscono lentamente
07/06/2017Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
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Luca Schilirò
• Un evento estremo non si traduce per forza in un estremo impatto…..
• A seconda del contesto, eventi innescanti estremipossono non causare impatti estremi
• Eventi non estremi possono causare impatti estremi
Evento estremo
Disastro: un evento che conduce ad un impatto estremo
07/06/2017Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
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Luca Schilirò
07/06/2017
Tempi di ritorno dell’evento del 2009 (Messina)
Schilirò et al., 2015a
Curve di probabilitàpluviometrica(distribuzione GEV)
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
Ore Pioggia01/10/2009 TR
1 85.6 783 115 266 142.5 40
12 153.1 3924 153.1 19
07/06/2017
Tempi di ritorno dell’evento del 2009 (Messina)
Giampilieri (ME)
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Luca Schilirò
07/06/2017
«Lessons learned»
Luca Schilirò
• Informazioni sulla propensione all’innesco in
risposta a differenti scenari di pioggia
• L’importanza delle condizioni locali (uso del suolo)
• Distinzione eventi-impatti estremi
• Prospettive future: miglioramento nella definizione
dei parametri di input (scenari in tempo reale)
Il contributo della ricerca per la mitigazione del rischio da
frana
Letture consigliate• Montrasio L., Schilirò L., Terrone A. (2016) - Physical and numerical modelling of shallow
landslides Landslides, 13: 873-883 doi: 10.1007/s10346-015-0642-x
• Schilirò L., Montrasio L., Scarascia Mugnozza G. (2016) – Prediction of shallow landslide occurrence: validation of a physically-based approach through a real case study Science of the Total Environment, 569-570: 134-144 doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.06.124
• Schilirò L., Esposito C., Scarascia Mugnozza G. (2015)a – Evaluation of shallow landslide-triggering scenarios through a physically based approach: an example of application in the southern Messina area (northeastern Sicily, Italy) Natural Hazards and Earth System Sciences, 15: 2091-2109 doi: 10.5194/nhess-15-2091-2015
• Schilirò L., De Blasio F.V., Esposito C., Scarascia Mugnozza G. (2015)b - Reconstruction of a destructive debris-flow event via numerical modelling: the role of valley geometry on flow dynamics Earth Surface Processes and Landforms, 40: 1847-1861 doi: 10.1002/esp.3762