Uso di tecniche GIS nella valutazione della pericolosità di frana nella valle del Serchio (LU)

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Federici, P. R. Puccinelli, Alberto Cantarelli, E. Casarosa, N. Avanzi, Giacomo Alfredo D'amato Falaschi, Francesco Giannecchini, Roberto Pochini, Angelo Ribolini, Adriano Bottai, Marco Salvati, Nicola
Copyright Year	2005
Abstract	The Serchio River basin (Tuscany) presents a high landslide susceptibility, due to geological, geomorphological setting, meteo-climatic, and seismic conditions. Heavy rainfalls often cause many landslides, involving villages, infrastructures and crops. The proposed experimental method is aimed at evaluating the landslide hazard with a multidisciplinary approach. Geological, geomorphological and lithotechnical survey, multivariate statistical analysis and GIS technique were performed. This method falls in a research project promoted by Tuscany Region and APATItalian Geological Survey, aimed at defining the landslide hazard in the area of the map n. 250 Castelnuovo di Garfagnana (1:50,000 scale). Inquadramento geologico e geomorfologico Nella valle del Serchio affiorano molte unita tettoniche dell’Appennino Settentrionale: le unita metamorfiche delle Alpi Apuane, la Falda Toscana e le Unita Subliguri e Liguri (Unita Canetolo, Unita Ottone, Unita Gottero) (Puccinelli et al., in stampa). Strutturazione e deformazione tettonica di queste unita sono il prodotto di una complessa storia evolutiva polifasata, che schematicamente puo essere ricondotta a due periodi principali. Dal Cretaceo sup. al Miocene sup. si ha uno stile eminentemente compressivo, responsabile dell’impilamento e della messa in posto di unita tettoniche provenienti da domini paleogeografici diversi (da ovest verso est: Dominio Ligure, Dominio Subligure, Dominio Toscano). Dal Miocene sup. al Pliocene inf. la tettonica di tipo distensivo da luogo alla formazione di depressioni tettoniche, nelle quali sedimentano potenti successioni fluvio-lacustri villafranchiane. Nell’area di studio (Fig. 1), che ha un’estensione di circa 14 Km, affiora la Falda Toscana, rappresentata da alcuni dei termini superiori della successione: Maiolica (calcari stratificati), Scaglia toscana (in prevalenza argilliti con intercalazioni calcaree o marnose), Calcareniti di Montegrossi (calcareniti e calcari stratificati), Macigno (arenarie con interstrati pelitici). Su tali formazioni giacciono, in discordanza angolare e assetto sub-orizzontale i depositi fluvio-lacustri del bacino di Barga-Castelnuovo di Garfagnana (in prevalenza sabbie e sabbie argillose, ghiaie e conglomerati) e le alluvioni terrazzate del Serchio, costituite in genere da ghiaie e conglomerati a prevalenti elementi di Macigno; la struttura e intersecata da sistemi di faglie dirette con direzione NW-SE, che hanno formato la depressione in cui si e impostata la stessa valle del Serchio (Puccinelli et al., in stampa). Figura 1 Inquadramento geografico e geologico dell’area in esame La morfologia riflette molto le caratteristiche litostrutturali: aspra con versanti acclivi in corrispondenza delle rocce calcaree, maggiormente resistenti; piu dolce e arrotondata dove affiorano i litotipi argillitici o argillosi; caratteristiche intermedie dove affiora l’arenaria Macigno; ampie zone pianeggianti dove si trovano i depositi alluvionali terrazzati. Come accennato, sono molto diffuse le frane, soprattutto nelle formazioni pelitiche, come la Scaglia toscana, nelle coltri detritiche che ammantano molti versanti, nelle aree in cui il Macigno si presenta fortemente alterato, nelle zone piu fratturate presso le faglie. Riguardo alla tipologia di movimento, sono molto frequenti i fenomeni di scorrimento, colamento, le colate detritiche e i crolli (Cruden & Varnes, 1996; Nardi et al., 1987, 2000; D’Amato Avanzi et al., 2000; D’Amato Avanzi et al., 2002; Puccinelli et al., in stampa). Infine, l’area di studio si presenta in gran parte con vaste coperture boschive e sistemi colturali estesi, mentre le aree industriali o urbanizzate sono presenti in aree limitate. Metodologia di lavoro La zonazione dei versanti in base alla suscettibilita di frana e stata sviluppata in fasi successive: attraverso il rilevamento geomorfologico sono stati individuati e cartografati i dissesti, i principali processi morfogenetici e le forme connessi con l’instabilita ed e stata realizzata una carta inventario dei fenomeni franosi. Lo studio litologico-tecnico ha permesso di analizzare le principali caratteristiche delle rocce e delle coperture mediante indagini geomeccaniche e geotecniche di campagna, che hanno permesso di ottenere la carta litologico-tecnica. E stata riportata la distribuzione spaziale dei fattori dell’instabilita su carte tra loro sovrapponibili, in modo da poter valutare in ogni punto il concentrarsi dei diversi fattori predisponenti al dissesto. L’analisi spaziale delle carte tematiche relativamente alla distribuzione areale dei dissesti ha permesso di stabilire delle relazioni tra i vari fattori di instabilita ed il verificarsi dei dissesti. Infine, l’analisi statistica dei dati (analisi condizionale e multivariata) insieme all’utilizzo di tecniche GIS ha permesso di analizzare in modo approfondito tali relazioni, fornendo valutazioni quantitative e con un piu alto grado di oggettivita, nonche la suddivisione del territorio in domini con diverso grado di pericolosita (hazard zoning) (Carrara, Guzzetti, 1999). Dapprima e stato applicato il metodo dell’analisi condizionale, con cui i fattori dell’instabilita sono stati valutati in modo univariato, attraverso il confronto con la distribuzione dei dissesti (Reichenbach et al., 2002). Successivamente e stata applicata l’analisi multivariata (regressione logistica) ed e stato possibile valutare quantitativamente l’influenza di ciascun fattore confrontandolo con tutti gli altri, stabilendone le reciproche strutture di relazione e giungendo alla definizione di un modello. (Amanti et al., 1992; Carrara, 1983; Carrara et al., 1990, 1991, 1995; Clerici, Dall’Olio, 1995). Analisi statistica dei dati L’analisi condizionale si basa sul Teorema di Bayes, secondo cui la frequenza di frana per ogni unita di mappa e assimilabile alla probabilita del verificarsi della frana stessa (Morgan, 1968). Secondo quest’ultimo, ciascuna Frequenza o Densita di Dissesto mostra la probabilita di accadimento di un evento futuro. L’analisi condizionale e stata applicata unitamente alla classificazione dell’area in Unita di Condizioni Uniche (UCU), ovvero domini omogenei rappresentati da porzioni di territorio che contengono un set di parametri tale da poter differenziare tale area, attraverso confini ben definiti, dalle unita adiacenti (Hansen, 1984). In una prima fase sono stati considerati quei fattori che risultano maggiormente correlati con la distribuzione dei dissesti (acclivita ed esposizione dei versanti, caratteristiche litologico-tecniche, uso del suolo, lineamenti tettonici, reticolo idrografico). Successivamente, sono stati scelti quelli piu adatti alle caratteristiche del territorio in esame e si e proceduto con la realizzazione dei diversi livelli informativi relativi ai fattori considerati. Tutti i livelli informativi sono stati quindi analizzati attraverso l’analisi spaziale in ambiente GIS in funzione della carta inventario dei fenomeni franosi. A tale scopo e stato utilizzato un parametro fondamentale dell’analisi condizionale, la Densita di Dissesto: essa esprime la percentuale di pixel in frana rispetto al numero di pixel rappresentativi di una classe in cui il parametro considerato e stato suddiviso. Sulla base di quest’analisi ogni piano informativo e stato riclassificato, attraverso l’attribuzione di codici unici alle classi dei fattori di predisposizione (Fig. 2a). Successivamente, la sovrapposizione (overlay) dei livelli informativi codificati unitamente all’algebra di mappa (map algebra, somma attraverso le funzioni del map calculator) ha permesso di individuare le Unita di Condizioni Uniche (UCU), che esprimono tutte le possibili combinazioni esistenti tra le classi dei piani informativi codificati. La carta delle Unita di Condizioni Uniche e stata quindi confrontata attraverso l’analisi spaziale con la carta inventario dei fenomeni franosi, per il calcolo della Densita di Dissesto caratterizzante ciascuna UCU (Fig. 2b). Come accennato, questo valore rappresenta la Frequenza di frana di ogni UCU e, secondo il Teorema di Bayes, e assimilabile alla probabilita del verificarsi delle frane stesse (Morgan, 1968). Secondo quest’ultimo, ciascuna Frequenza o Densita di Dissesto mostra la probabilita di accadimento di un evento futuro a tempo “infinito”. Sulla base della Densita di Dissesto calcolata per ogni UCU, il territorio e stato suddiviso in 5 classi di pericolosita (molto bassa, bassa, media, alta, molto alta) (Figura 3), sia utilizzando metodi di classificazione automatici, mediante algoritmi definiti, sia intervenendo manualmente. Fattori Descrizione Codice Sedimenti alluvionali 1 Ciottoli a prevalenti elementi di arenaria Macigno 2 Argille, sabbie e conglomerati di Fornaci di Barga 3
Starting Page	1059
Ending Page	1064
Page Count	6
File Format	PDF HTM / HTML
Volume Number	2
Alternate Webpage(s)	http://atti.asita.it/Asita2005/Pdf/0162.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article