Caratteristiche generali delle frane

Introduzione

Nell’ambito dell’evoluzione morfologica dei rilievi, le frane costituiscono i più appariscenti fenomeni di trasporto in massa nonché quelli che provocano le conseguenze più importanti sull’attività dell’uomo. Una idea della loro importanza nell’evoluzione dei versanti, si può ottenere osservando direttamente sul territorio quanto sia elevato il numero di frane che si attivano ogni anno, soprattutto nelle stagioni umide(autunno e primavera) che coinvolgono frequentemente strade, e a volte edifici. In apparenza tali fenomeni sembrano interessare spesso aree in precedenza mai coinvolte. Nella realtà gran parte dei corpi di frana, in particolar modo quelli di grandi dimensioni (> 1 Ha), possiedono caratteri di notevole persistenza nel tempo e la loro attuale distribuzione è il risultato di una evoluzione millenaria dei versanti, in cui a periodi di quiescenza di durata pluriennale o plurisecolare si alternano, in occasione di eventi climatici eccezionali (e forse in occasione di forti terremoti), rimobilizzazioni in massa più o meno estese accompagnate da ampliamenti parziali. Le datazioni effettuate con il metodo del radiocarbonio su resti vegetali intrappolati all’interno di corpi di frana, condotte dalla Regione Emilia - Romagna (Bertolini et al., 2005) e dall’Università di Parma (Tellini, 2004) dimostrano infatti che verosimilmente molti accumuli sono il risultato di successioni di eventi sviluppatisi fin dalla fine dell’ultima era glaciale (le datazioni più antiche risalgono a 13.500 anni fa circa).

La quasi totalità delle frane attualmente attive è pertanto costituita da riattivazioni, parziali o totali, ripetute nel tempo di corpi franosi preesistenti con ampliamenti di superficie e sovrapposizioni di accumuli. I fenomeni di neoformazione, ossia le mobilizzazioni di ammassi rocciosi precedentemente integri sono estremamente rari e prevalentemente di piccole dimensioni, come è deducibile dalla analisi comparata delle immagini aeree e satellitari, disponibili da oltre 60 anni e dai dati storici sugli insediamenti e sulle segnalazioni di dissesto, disponibili, con frequenza variabile fin dalla fine del medioevo.

Le caratteristiche peculiari delle frane dell’Appennino emiliano – romagnolo hanno due importanti implicazioni in termini di conoscenze e gestione territoriale:

1. La stabilità areale dei corpi di frana permette di realizzare una cartografia del dissesto affidabile nel tempo e quindi di effettiva utilità nella pianificazione;
2. Il comportamento intermittente in termini di stato di attività, specialmente degli accumuli di frana più estesi spesso caratterizzati da movimenti lenti, alternati a lunghi periodi di quiescenza, espone la popolazione al rischio di sottovalutare la pericolosità di siti il più delle volte poco acclivi, spesso coltivati e complessivamente "invitanti" per una espansione urbanistica, e al rischio di perdita della memoria storica di movimenti franosi spesso con tempi di ritorno superiori a una generazione.

Per tali ragioni il Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli, accanto alla attività di cartografia di dettaglio dei fenomeni franosi ha promosso e sta aggiornando un censimento sistematico delle informazioni documentali sulle riattivazioni delle frane nel passato allo scopo di non disperdere la memoria storica di tali eventi e delle loro conseguenze sulla vita delle comunità locali.

Dati generali

Riportiamo di seguito alcuni dati aggiornati al 2006 estratti dal rapporto interno “elaborazione statistica sulle frane dell’Emilia Romagna” sulla distribuzione delle frane in Emilia Romagna.

Dimensione e Stato di attività

In figure 2 e 3 sono illustrate le distribuzioni percentuale per stato di attività sia in numero che in superficie: la differenza tra i due diagrammi è imputabile al fatto che mediamente le frane attive sono più piccole delle quiescenti.

Figura 2. - Ripartizione dell'area delle frane per stato di attività ingrandisci immagine (14.23 KB)

Figura 3. - Ripartizione del numero delle frane per stato di attività. ingrandisci immagine (13.89 KB)

Le Figure 4, 5 e 6 illustrano i dati generali dimensionali delle frane. Per quanto riguarda le dimensioni, diverse frane della Regione Emilia-Romagna superano la lunghezza di 4 chilometri, oltre 4000 superano i 10 ettari e oltre 100 il Kmq .La dimensione media delle frane attive è 1,83 ha, circa tre volte inferiore alla dimensione media delle frane quiescenti (5,63 ha).

La maggiore dimensione media delle Frane quiescenti può avere due possibili spiegazioni, probabilmente concomitanti: la prima spiegazione può essere dovuta al fatto che una parte numerosa delle frane quiescienti, come già detto è costituita dalla sovrapposizione nel tempo e nello spazio di episodi di attivazione/riattivazione con associate retrogressioni, avanzamenti, allargamenti e coalescenza tra fenomeni diversi. La cartografia del deposito risultante, se tuttora quiescente, non è spesso in grado di distinguere la forma dei singoli episodi , spesso obliterata da vegetazione o lavorazioni agricole che per quanto riguarda le frane più piccole e superficiali, possono addirittura cancellare ogni traccia del fenomeno. Viceversa la cartografia dei fenomeni attivi descrive la distribuzione e la forma di un singolo episodio o al più di episodi verificatisi in intervalli di tempo ravvicinati. Ciò permette la mappatura di dettaglio di fenomeni di dimensioni piccole e piccolissime, spesso riattivazioni parziali di frane quiescenti.

La seconda spiegazione possibile può essere dovuta al fatto che le probabilità di riattivazioni di corpi franosi sono inversamente proporzionali alle dimensioni degli stessi. Tale considerazione è suffragata dalla osservazione che, negli ultimi 60 anni, le riattivazioni totali di frane di dimensioni consistenti sono state relativamente poche rispetto al totale delle riattivazioni.

(239.97 KB)Figura 4. - Frequenza percentuale delle frane per classe dimensionale distinte per stato di attività

(332.47 KB)Figura 5. - Frequenza numerica delle frane per classe dimensionale di 1 ha di ampiezza e relativa somma delle aree per ogni classe

(313.7 KB)Figura 6. - Frequenza cumulata delle frane per classe dimensionale di 1 ha di ampiezza e delle corrispondenti aree rispetto al l'area in frana complessiva della regione

Dalla figura 4 si nota inoltre che la dimensione media delle frane è spostata a destra rispetto alla moda: ciò significa che relativamente poche frane grandi equivalgono come superficie a molte frane piccole.

La Figura 5 illustra la frequenza numerica delle frane per classe dimensionale di 1 ha e la relativa somma delle aree per ogni classe. Si vede come la classe che occupa l’area maggiore è quella compresa fra 1 e 2 ha mentre tale area diminuisce rapidamente all’aumentare delle dimensioni dei corpi di frana.

La Figura 6 rappresenta la frequenza cumulativa delle frane per classe dimensionale di 1 ha e delle corrispondenti aree cumulate rispetto al totale delle frane regionali: si può vedere come circa il 50% delle frane è costituito da corpi di piccole dimensioni (inferiore ad 1 ha) che però ricoprono solo il 5.57% dell’area in frana totale. Il 90% delle frane ha dimensione <8 ha con un territorio interessato pari al 40%, il 95% del numero totale delle frane non supera i 12 ha , per una superficie pari a solo la metà del totale. E’ da notare che circa l’1% delle frane totali (quelle > 45 ha) rappresenta ben il 20% della superficie totale in frana, evidenziando la importanza di tali grandi fenomeni. Sull’intero territorio regionale sono oltre 100 le frane che superano il Kmq di superficie.

Tipologie di Frana

L’attribuzione della tipologia , secondo le classi di Cruden e Varnes (1996), è stata effettuata a posteriori e non in fase di rilevamento. Visto l’elevato numero di frane è stata adottata una metodologia, interamente in ambiente GIS, che ha comportato l'osservazione e interpretazione di foto aeree e satellitari accompagnata dal calcolo di parametri morfometrici (area, perimetro, rapporto area/perimetro, n° di coronamenti per singola frana, lunghezza, larghezza media, allungamento, inclinazione media del deposito e circolarità) e della litologia dominante. Il risultato, illustrato in Figura 7, va inteso come indicativo, tenendo conto che la tipologia di movimento può cambiare per eventi di riattivazione diversi anche sullo stesso accumulo.

Frane e litologia

Frane e Domini geologici strutturali

(56.83 KB)Figura 11 - Carta dei Domini Geologico-Strutturali

A parità di classe litotecnica sono osservabili differenze di franosità legate a domini strutturali diversi. Calcolando gli I.F. sui grandi domini strutturali appeninici (Fig.11) si osservano (Fig12). differenze notevoli solo in parte dovute alla diversità di litologia. Le ragioni sono in questo caso attribuibili alla diversa storia deformativa (stress path in termini geotecnica) degli ammassi rocciosi. In Figura 13 è rappresentato un esempio del differente I.F. tra domini diversi a parità di classe litotecnica gli I.F. sono direttamente proporzionali alla entità della deformazione subita e inversamente proporzionali al carico litostatico.

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Figura 12 - Indice di Franosità per Dominio Strutturale, suddiviso per stato di attività

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Figura 13 - Indice di franosità relativo alla classe litotecnica Blp - Alternanze con rapporto tra roccia lapidea e roccia pelitica tra 1/3 e 3 suddiviso tra i domini strutturali regionali

Frane e Uso del Suolo

(329.4 KB)Figura 15 - Indice di franosità (riferito al solo territorio collinare e montano della regione), per categoria di Uso del Suolo

I valori di I.F. per classi di uso del suolo sono rappresentati in figura 15 e i risultati dell’analisi non sono di immediata interpretazione. La categoria con più alto indice di franosità è quella dei “Prati Stabili”, pur avendo scarsa incidenza sul totale areale (fig. 10), mentre che le colture a seminativo, le zone arbustive e le zone agricole eterogenee risultano maggiormente interessate da frane rispetto alle zone boscate. Non è possibile altresì comprendere da questa prima approssimazione se le frane siano dipendenti dall’uso del suolo o se entrambi i tematismi siano dipendenti da altri fattori comuni quali la litologia o altro (ad esempio sia i seminativi che le frane sono più diffusi su litologie argillose, mentre i boschi sono più diffusi su arenarie, che complessivamente sono meno soggette a frane). Informazioni più precise sono ricavabili suddividendo il campione di frane in base al grado di attività: È interessante notare come, mentre per quasi tutte le categorie le frane quiescenti occupano aree da 2.7 a 7.4 volte superiori rispetto alle frane attive per tre categorie: “Zone caratterizzate da vegetazione arbustiva e/o erbacea”, “Zone aperte con vegetazione rada o assente” e “Zone estrattive, discariche e cantieri, il rapporto è opposto, con una prevalenza delle attive compresa fra 1.3 e 8.2 volte l’area delle quiescenti, evidenziando come lo stato di attività delle frane sembra influenzato per queste categorie da un uso a volte degradato.

Link

• L'Archivio storico dei movimenti franosi