Tesi di laurea: colate detritiche, back analysis, simulazione e studio delle condizioni di innesco

debris flow dissesto idrogeologico analisi di stabilità stabilità dei pendii stabilità versanti

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Studente Lorenzo Viale
Relatori Monica Barbero, Marta Castelli, Giovanni Cavagnino
Facoltà Politecnico di Torino
Corso di studio Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile
Anno Accademico  2021/2022
Titolo originale Colate detritiche in Valsesia: back analysis, simulazione e studio delle condizioni di innesco
Abstract La tesi è dedicata allo studio di una colata detritica, avvenuta a Camasco, frazione del comune di Varallo in provincia di Vercelli, nella notte tra il 2 e il 3 Ottobre 2020. Le colate detritiche, note in letteratura come debris flow, sono particolari eventi idrogeologici definiti come rapide o estremamente rapide ondate di materiale detritico saturo all'interno di un ripido canale, con un rilevante accrescimento della massa di acqua e materiale lungo il percorso, (Varnes, 2014). Vengono innescate grazie ad un ingente apporto idrico che, saturando una massa detritica in precarie condizioni di stabilità, induce una riduzione delle tensioni efficaci e il superamento delle condizioni di equilibrio provocando così la mobilitazione del flusso. A causa di volume, velocità e forze di impatto molto elevati, i debris flow sono caratterizzati da un elevato potenziale distruttivo, specie se localizzati in corrispondenza di infrastrutture o aree urbanizzate; ci li rende fenomeni a cui dedicare la dovuta attenzione in termini di rischio e dissesto idrogeologico. Per gli stessi motivi, uniti all'imprevedibilità, legata principalmente alle condizioni di equilibrio del terreno e agli scarsi segnali premonitori, oltre che alla notevole rapidità del collasso, l'attuazione di piani di monitoraggio e, allo stesso modo, l'ottenimento di dati affidabili circa i parametri del flusso, rendono lo studio e la modellazione di simili dissesti decisamente complicati. Uno dei principali aspetti di questo lavoro, quindi, ha riguardato lo svolgimento di un'analisi a ritroso, anche detta back-analysis, ovvero una procedura iterativa di calibrazione volta all'ottenimento dei parametri che meglio consentono la ricostruzione dell'evento e basata su testimonianze e materiale raccolti a posteriori. Tramite i rilievi svolti nei giorni seguenti alla colata e i successivi sopralluoghi (in particolare volti all'identificazione del volume di distacco, della zona di arresto e della superficie di erosione oltre che alla valutazione dei danni e delle altezze raggiunte dal flusso), stato possibile definire i parametri reologici della colata che, tramite l'applicazione del modello di Voellmy, ne caratterizzano il comportamento, descrivendo la deformazione del materiale in relazione alle sue caratteristiche fisiche. Tutto ciò è stato effettuato tramite l'utilizzo del software RAMMS::Debrisflow, programma specializzato nella simulazione di masse in rapido movimento in ambiente alpino, che ha inoltre restituito valori massimi di altezza, velocità e pressione raggiunti dal flusso durante la propagazione, utili per l'eventuale progettazione di futuri interventi di mitigazione e di protezione delle opere a valle, così come di eventuali piani di protezione civile da mettere in atto. A tale scopo, i parametri così ottenuti sono stati impiegati per simulare ulteriori scenari di possibili zone di distacco adiacenti a quella oggetto di studio. Il lavoro si, concluso con uno studio in ambiente GIS sulle condizioni di innesco in relazione alla pioggia infiltrata: attraverso l'applicazione del modello di Montgomery & Dietrich e il criterio dell'equilibrio limite, stato possibile determinare la quantità di pioggia critica per la stabilità del pendio, calcolare il fattore di sicurezza per eventi con vari livelli di intensità associati a diversi tempi di ritorno e, infine, realizzare una rappresentazione cartografica della pericolosità per instabilità dei versanti.
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