2.2.6 Metodi basati sull'analisi della distribuzione della franosità

In questi metodi si assume che all’interno di una zona omogenea per caratteristiche litotecniche e morfoevolutive, la franosità futura sia proporzionale all’area che all’interno della stessa zona è attualmente in frana. Il pericolo da frana quindi, risulta tanto maggiore quanto maggiore è la percentuale di area in frana all’interno della zona considerata. Questo principio è applicabile ad aree che non abbiano subito di recente radicali trasformazioni ambientali o morfologiche e che non siano state interessate da interventi antropici che ne abbiano alterato profondamente le condizioni di sollecitazione e di equilibrio.

Il metodo di Bosi (1978)

Il metodo proposto da Bosi (1978) prevede la realizzazione di tre elaborati tematici: una carta litotecnica, una carta delle tendenze morfoevolutive e una carta della franosità. La carta litotecnica deve fornire indicazioni sulle caratteristiche geotecniche dei terreni e sulle caratteristiche geomeccaniche delle rocce affioranti nell’area di studio. Inoltre deve riportare indicazioni sull’assetto strutturale dell’area e fornire indicazioni sulla degradabilità delle formazioni affioranti. La carta delle tendenze morfoevolutive deve fornire indicazioni sulla evoluzione della morfologia e deve mettere in risalto tutti quei processi che possono contribuire a modificare lo stato tensionale del terreno (principalmente i processi erosivi). La carta della franosità deve indicare l’ubicazione dei fenomeni franosi evidenziandone la tipologia ed il grado di attività. Nella carta litotecnica (Figura 12) i vari litotipi verranno contrassegnati con lettere maiuscole (A, B, C, ecc). Nella carta delle tendenze morfoevolutive le aree uniformi per caratteristiche dei processi andranno contrassegnate con lettere minuscole (a, b, c, ecc). Nella carta della franosità le aree uniformi per caratteristiche di franosità andranno contrassegnate con numeri arabi (1,2,3, ecc). Dalla sovrapposizione delle tre carte tematiche verranno individuate una serie di aree uniformi per caratteristiche litologiche, morfoevolutive e di franosità: queste aree risulteranno contrassegnate da una sigla del tipo Aa1, Ac3, Bc3, ecc. Individuate le zone omogenee si assume che “nell’ambito di una zona uniforme per caratteristiche litotecniche, morfoevolutive e di franosità, è lecito attendersi che la franosità futura sia proporzionale all’area che all’interno della stessa zona è attualmente in frana. Inoltre la tipologia dei dissesti sarà probabilmente simile a quella dei dissesti ora in atto” (Bosi, 1978). Utilizzando il principio definito dall’autore, all’interno di ogni area omogenea la pericolosità viene valutata proporzionale alla percentuale di area rilevata in frana15.

Metodo di Bosi (1978)

Il metodo di Bosi et al. (1985)

Il metodo elaborato da Bosi et al (1985) prevede inizialmente la realizzazione di una carta geomorfologica di dettaglio nella quale viene dato risalto alle forme e ai processi che possono avere una interazione con l’innesco di fenomeni franosi. Sulla base dei dati emersi dalla carta, vengono censiti tutti i fenomeni franosi presenti all’interno dell’area di studio distinguendoli sulla base della tipologia. Quindi si individuano aree con caratteristiche di franosità omogenee e, all’interno di ogni area, si calcola il valore di un indice denominato L, determinabile usando l’Equazione 6.

Equazione 6

Un elevato valore di L(I,n) indica una elevata probabilità di accadimento di un fenomeno franoso di tipologia I all’interno dell’area n-esima.

2.2.7 Metodi che sfruttano l'analisi deterministica

I metodi deterministici si basano sul calcolo del fattore di sicurezza sui versanti presenti nell’area di studio. Dopo aver individuato i versanti presenti nell’area, si ipotizza per ogni versante il cinematismo di franamento più probabile e si determina il fattore di sicurezza. Per i parametri che variano ciclicamente nel tempo (es. altezza della falda), usualmente si considerano le condizioni più sfavorevoli. In una carta realizzata in questo modo, il pericolo da frana è tanto maggiore quanto minore risulta essere il valore di F calcolato per il versante esaminato.

2.2.8 Metodi che sfruttano l'analisi probabilistica

L’applicazione di un metodo deterministico per la previsione della pericolosità da frana implica la conoscenza, su tutti i versanti presenti nell’area, del valore assunto dalle variabili coinvolte nella valutazione (coesione, angolo di attrito interno, altezza della falda, ecc). Operando su un area estesa non è possibile per ragioni economiche preventivare un numero di prove sufficienti per conoscere il valore esatto di tutte le variabili su tutti i versanti. In molti casi quindi nella formula per il calcolo del fattore di sicurezza si dovranno introdurre valori affetti da un notevole margine di approssimazione. Questo problema può essere risolto almeno in parte usando metodi basati sull’analisi probabilistica. Fra i metodi statistici utilizzabili, il più comune è il metodo di “Monte Carlo”. Questo metodo procede in modo iterativo calcolando per ogni versante una serie di valori del coefficiente di sicurezza ottenuti facendo variare in modo casuale le variabili coinvolte nella valutazione all’interno di intervalli prefissati (Figura 13): il risultato è un istogramma di frequenza del fattore di sicurezza. La pericolosità è calcolabile, per ogni versante presente nell’area di studio, esaminando la probabilità che F sia minore o uguale ad una soglia prefissata. Applicazioni di questa tecnica sono riportate in Hammond et al. (1992), Mickelson et al. (1992), Van Westen & Terlien (1996), Cotecchia et al. (1981).

schema di analisi parametrica

2.2.9 Metodi empirici

Possono essere considerati metodi empirici tutti i metodi nei quali la pericolosità da frana non viene ricavata applicando una formula, ma viene desunta da considerazioni basate unicamente sulle osservazioni di campagna e sull’esperienza diretta dell’operatore. Metodi di questo tipo sono stati applicati da Humbert (1976; 1977) e Antoine (1977) nell’ambito del progetto ZERMOS, Nardi et al. (1985), Dallan et al. (1991), Nardi et al. (1987) e Provincia di Modena & GNDCI U.O. 29 (1994). A titolo di esempio si riporta il metodo sviluppato da Nardi et al (1985) ed applicato per la realizzazione di una serie di carte della pericolosità da frana in Toscana.
Da un punto di vista operativo il metodo prevede le seguenti fasi:

  1. realizzazione della carta geologica dell’area di studio;
  2. realizzazione della carta geomorfologica dell’area di studio;
  3. eseguendo un confronto fra i due elaborati individuazione di aree con caratteristiche omogenee per quello che riguarda la franosità;
  4. individuazione di classi di pericolosità e realizzazione della carta della pericolosità da frana dell’area.

L’attribuzione delle classi di pericolosità alle varie aree omogenee individuate avviene basandosi sull’esperienza e sui dati emersi dai rilevamenti. In Nardi et al. (1985) ad esempio vengono individuate 5 classi di pericolosità e precisamente: aree instabili ad alta pericolosità (caratterizzate da frane attive e quiescenti); aree con instabilità potenziale elevata per caratteristiche morfologiche (prevalentemente per causa di acclività del terreno o per cause di erosione di terrazzo); aree potenzialmente franose per caratteristiche litologiche16; aree di media stabilità; aree stabili e di fondovalle.

2.2.10 Calcolo della pericolosità in funzione di un agente destabilizzante

Spesso l’innesco o la riattivazione di fenomeni franosi avviene in seguito al verificarsi di un impulso destabilizzante (evento piovoso eccezionale o scossa sismica). Alcuni autori hanno quindi sviluppato dei metodi che simulano il verificarsi dell’evento destabilizzante e calcolano come varia il pericolo da frana prima e durante l’evento.

Calcolo della pericolosità in funzione della piovosità

Diversi autori hanno notato che esiste una correlazione fra eventi piovosi particolarmente intensi e riattivazione di fenomeni franosi. A seguito di questa constatazione sono stati elaborati metodi che determinano il pericolo da frana in funzione della intensità delle precipitazioni. Omura & Hicks (1992) hanno effettuato calcoli statistici ed hanno trovato, per una serie di litotipi presenti in Giappone, la relazione fra quantità di acqua piovuta e percentuale di area franata. Determinate le correlazioni fra piovosità e area in frana per i vari litotipi, è possibile realizzare una carta che indichi la pericolosità da frana in seguito ad eventi piovosi semplicemente disponendo di una carta litologica e di una carta dei picchi di piovosità. Concettualmente analogo è il metodo usato da Nianxue & Zhuping (1992).

Calcolo della pericolosità in funzione dell'accelerazione sismica

Leroi et al. (1992) propongono un metodo per valutare come i versanti di una determinata area modifichino le condizioni di stabilità in funzione dell’accelerazione sismica alla quale possono essere sottoposti. Nell’area studiata dagli autori, i risultati del rilevamento geomorfologico hanno premesso di supporre che tutti i fenomeni franosi presenti fossero catalogabili come scivolamenti piani: sfruttando questa assunzione sono stati esaminati tutti i fenomeni franosi presenti nell’area specificando per ogni fenomeno lo spessore dello scivolamento, l’altezza della falda dalla superficie di scivolamento e le caratteristiche del materiale (coesione, angolo di attrito interno e densità). Quindi è stata esaminata la variazione spaziale del coefficiente di sicurezza al variare dell’accelerazione sismica K. Per avere una stima dell’influenza dell’accelerazione sismica sulla pericolosità da frana è possibile per ogni versante simulare di aumentare K fino a che il fattore di sicurezza non diviene uguale all’unità. Tanto minore deve essere il valore di K per ottenere F=1, tanto maggiore sarà la suscettibilità del versante considerato nei confronti di un sisma. Al fine di simulare la concomitanza di più agenti destabilizzanti è possibile anche ripetere il calcolo aumentando il livello della falda.

2.2.11 Calcolo della pericolosità in zone soggette a recenti trasformazioni

Culshaw & Bell (1992), più che un vero e proprio metodo per realizzare carte della pericolosità da frana suggeriscono un tipo di approccio applicabile generalmente ad aree che hanno subito in tempi recenti trasformazioni tali da alterare in modo sensibile la dinamica evolutiva dei versanti. Gli autori hanno applicato questo metodo per la valutazione del pericolo da frana nell’isola di S. Elena. Sull’isola, negli ultimi 450 anni si è assistito ad una progressiva deforestazione: la denudazione ha portato allo sviluppo di forme erosive (solchi di erosione, asporto dei litotipi meno resistenti, ecc) che, non essendo in equilibrio, possono essere causa di innesco fenomeni franosi. Le zone nelle quali questi fenomeni agiscono in misura più rilevante possono essere quindi considerate più a rischio di frana.


15 L’individuazione delle aree omogenee può procede a diversi gradi di dettaglio. Nel caso in cui una zona omogenea individuata dalla sovrapposizione dei tre elaborati tematici di partenza sia suddivisibile in due sottoaree (es. area Bc3), si può decidere di individuare un limite interno, distinguendo così una sottoarea Bc3’ e una sottoarea Bc3’’. In fase di calcolo come aree omogenee verranno considerate le aree Bc3’ e Bc3’’.

16 Per valutare il grado di franosità dei vari litotipi presenti nell’area di studio, per ogni litotipo è stata valutata la percentuale di area in frana rispetto all’area affiorante.