“Quantitative hazard and risk assessment for slow-moving landslides from Persistent Scatterer

Interferometry”

Analisi del caso studio descritto in Ping Lu, Filippo Catani, Veronica Tofani e Nicola Casagli

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SALERNO

Facoltà di IngegneriaLaurea magistrale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

Corso di frane

Docente: Michele Calvello Studentessa: Clara CapuanoMatricola: 0622500167

Presentazione del caso studio

Obiettivo del caso studio:aggiornare le mappe della pericolosità e del

rischio da franaattraverso l’acquisizione di nuovi dati

utilizzando una tecnica all’avanguardia:La Persistent Scatterer Interferometry (PSI)

Descrizione dell’area di studio

Bacino del fiume Arno (Toscana):-9.130 km2 (78% di natura collinare e montuosa);- 27.000 frane mappate in scala 1:10.000 (800 km2, di cui 74% sono movimenti rotazionali lenti.

Localizzazione geografica del bacino del fiume Arno.

Tecnologia usata: PSI

Nel caso studio il set di dati PS è stato elaborato con tele-rilevamento Europa. Un apparecchio trasmittente (radar) irraggia lo spazio circostante con un’onda elettromagnetica che incide sugli oggetti che incontra subendo un fenomeno di riflessione. Una parte dell’onda diffusa torna verso l’antenna. Misurando il ritardo temporale fra l’istante di trasmissione e quello di ricezione è possibile misurare la distanza di tali oggetti.

Immagine del satellite Europa (http://www.dlr.de/eo/en/Portaldata/1/Resources/portal

_news/newsarchiv2007/tsx_ueber_europa.jpg)

Il periodo di analisi va da marzo 2003 a gennaio 2007.102 immagini SAR elaborate (54 ascendenti e 48 discendenti).Le due orbite coprono il 70% dell’area del bacino.31 PS/km2 per l’orbita ascendente e 32 PS/km2 per l’orbita discendente.

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

In blu sono indicati i punti in avvicinamento al sensore e in rosso quelli in allontanamento.Essi indicano dove possono avvenire i movimenti franosi lenti.Le zone più scure indicano una densità di PS maggiore, quindi velocità di movimento maggiore.

Mappa degli Hotspot

Mappa degli hotspot per orbita ascendente a) e discendente b) nella zona compresa fra Poggibonsi e Volterra.

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

In ogni unità omogenea di riferimento è stata valutata la percentuale di area in frana, assegnando quindi una suscettibilità che va da 0 a 100. Sono state definite 4 classi di suscettibilità S0, S1, S2 ed S3, con suscettibilità crescente.

Mappa della suscettibilità

Mappa della suscettibilità per il bacino del fiume Arno.

Basata sulla probabilità spaziale di occorrenza della frana.Sono stati usati 5 fattori:- pendenza;- curvatura del pendio;- uso del suolo;- copertura del suolo;- litologia.

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

- Sono state definite 5 classi di pericolosità H0, H1, H2 H3 ed H4, con pericolosità crescente;

Mappa della pericolosità

- Basata sulla densità dei PS, sono state analizzate separatamente le orbite ascendenti e discendenti;

- La scelta di ogni livello di pericolosità è stato successivamente avvalorato analizzando foto aeree e facendo sondaggi in sito;

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

Mappa della pericolosità

Mappa della pericolosità per il bacino del fiume Arno.

Confrontando per ogni zona omogenea la classe di suscettibilità con quella di pericolosità, si ha che:-Se Hi > Si, la nuova classe di pericolosità è Hi;-Se Hi < Si, la nuova classe di pericolosità è Si.

Ogni classe Hi ha un suo periodo di ritorno T:(H0:10mila anni, H1 : 1000 anni, H2 :100 anni, H3: 10 anni, H4 :1anno)

Per ogni classe Hi viene stimata la probabilità di accadimento attraverso la formula:

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

Mappa dell’intensità delle frane

Nelle vecchie mappe l’intensità della frana era valutata a posteriori misurando il volume di terreno coinvolto dalla frana.In questo caso studio l’intensità della frana è valutata a priori, conoscendo la velocità delle frane, che viene stimata grazie alle potenzialità della tecnologia PSI.

Il campo di velocità scelto dagli autori, seguendo la classifica di Cruden e Varnes (1994).

Classe Descrizione /velocità tipiche

I V1 < 2 mm/24giorni

II 2mm/24giorni < v2 < 4mm/24giorni

III 4mm/24giorni < v3 < 10m/24giorni

IV V4 > 10 mm/24giorni

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

Mappa dell’intensità delle frane

Confrontando le vecchie classi di intensità I4, e le nuove classi di velocità, si ottiene la nuova classe di intensità.

Matrice utilizzata per determinare la nuova classe di intensità.

Mappa derivata dell’intensità dei fenomeni franosi relativi al bacino del fiume Arno.

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

Vulnerabilità ed esposizione

Vulnerabilità: grado di perdita atteso per un elemento a rischio a causa dell’accadimento della frana, compreso fra 0 (senza danni) e 1 (perdita totale);Esposizione: numero di vittime o il valore dei beni esposti a rischio.

In questo caso studio gli elementi a rischio sono stati raggruppati in 5 classi:- costruzioni;- complessi;- strade;- ferrovie;-Copertura del suolo.

Ogni categoria contiene delle sottocategorie, in base all’uso.È stato redatto un geo-database degli elementi a rischio.

Presentazione del lavoro scientifico svolto dagli autori

Valutazione quantitativa del rischio da frana

Rischio = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità

Mappa del rischio da frana stimato a partire dai dati PSI relativo ad un periodo di analisi di 30 anni.

Periodo di riferimento

Perdita stimata in €

2 540.000.000

5 1.140.000.000

10 1.860.000.000

20 2.720.000.000

30 3.220.000.000

Mappa del rischio da frana (perdita stimata in €) nel bacino del fiume Arno

calcolati per 5 anni.

Analisi critica del caso studio

La redazione dei PAI fu affidata alle Autorità di Bacino a seguito del tragico evento del maggio 1998.L’operato delle Autorità di Bacino nell’ individuazione delle aree a rischio è stato guidato dalle disposizioni legislative: il D.P.C.M. 29/9/98 è stato emanato proprio per assicurare la realizzazione di prodotti di Piano omogenei e confrontabili, ma malgrado questo è possibile riconoscere alcune specificità nell’operato delle singole Autorità.

Inoltre una volta redatti, questi piani sono stati raramente aggiornati, a causa delle comprensibili difficoltà nel reperire dati nuovi.

Analisi critica del caso studio

Gli autori dell’articolo non hanno seguito le medesime linee guide utilizzate da Catani et al. nel 2002.

Tale scelta ha modificato i valori dell’intensità del fenomeno, e quindi anche del rischio.

La tecnica PSI è certamente più precisa, con una percentuale di errore < 2 mm/anno, tuttavia, almeno all’interno della stessa Autorità di Bacino, sarebbe opportuno utilizzare le stesse scelte dell’inizio, al fine di avere delle mappe sì aggiornate, ma che non stravolgano completamente quelle ottenute in precedenza.

Matrice utilizzata per determinare la nuova classe di intensità.