3.Geomorfologia
3.1 Forme processi e depositi gravitativi di versante.
3.1.1 La classificazione di Cruden & Varnes (1996)
Il rilevamento geomorfologico è stato eseguito utilizzando la legenda redatta nell’ambito di una precedente convenzione tra l’amministrazione di La Spezia e il Dipartimento di Scienze della terra dell’Università di Pisa.
La Legenda è in accordo con quella accettata dalla comunità scientifica in accordo con GNDCI (1994), Cruden & Varnes (1996).
La classificazione di Cruden & Varnes (1996) non è altro che la revisione di quella iniziale di Varnes (1978) nella quale ogni frana può essere definita tramite 2 nomi:
il primo descrive il movimento mentre il secondo descrive il materiale. Il tipo di movimento è stati suddiviso in sei classi: crollo, ribaltamento, espansione, scivolamento scorrimento e frane complesse.
Per il tipo di materiale sono stati usati gli stessi nomi presenti nella precedente classificazione di Varnes (1978): roccia, detrito, terra. Prima di descrivere i tipi di frane bisogna stabilire una nomenclatura per le caratteristiche macroscopiche di queste e discutere i metodi per esprimere le dimensioni e le geometrie delle frane stesse. Per le caratteristiche e geometrie delle frane nel 1990 la IAEG Commission on landslides ha prodotto un diagramma teorico di rappresentazione delle frane, aggiornato alla versione di Varnes ( 1978), nel quale sono stati stabiliti precisi criteri descrittivi e classficativi.
Un corpo di frana può essere costituito da roccia quando, prima dell’inizio del primo movimento, è una massa integra e in posto o da terreno sciolto quando esso è un aggregato di particelle solide, trasportate o formate dalla disgregazione della roccia in posto. Sono considerati inclusi nel terreno sciolto i gas e i liquidi di riempimento dei pori. A sua volta il terreno sciolto si divide in terra e dettrito.
Le prime includono materiali in cui l’80% ha diametro < 2 mm, il detrito invece contiene una porzione superiore di materiale grossolano > 2 mm.
Da sottolineare che il termine usato nella classificazione di una frana è sempre riferito al materiale prima che venga movimentato; ad esempio, un crollo di roccia
è riferito ad una parete di roccia sana. Varnes ( 1978) ha definito dei termini per identificare lo stato, la distribuzione e lo stile di attività:
Stato di Attività:
esso descrive le informazioni sul tempo in cui si è verificato il movimento e che permette di prevedere il tipo di evoluzione, in senso temporale, del fenomeno ( Fig.3.1); in base allo stato di attività una frana si definisce:
• Attiva: se è attualmente in movimento;
• Sospesa: se si è mossa entro l’ultimo ciclo stagionale ma non è attiva attualmente;
• Riattivata: se è di nuovo attiva dopo essere stata inattiva;
• Inattiva: se si è mossa l’ultima volta prima dell’ultimo ciclo stagionale.
Le frane inattive si possono dividere ulteriormente nei seguenti stati:
• Quiescente: se può essere riattivata dalle sue cause originali;
• Naturalmente stabilizzata: se non è più infuenzata dalle sue cause originali;
• Artificialmente stabilizzata: se è stata protetta dalle sue cause originali da misure di stabilizzazione;
• Relitta: se si è sviluppata in condizioni geomorfologiche o climatiche considerevolmente diverse dalle attuali.
Figura 3.1: Stato di attività delle frane ( da Cruden & Varnes, 1994).
Stile attività:
esso indica come i diversi meccanismi di movimento contribuiscono alle modalità di sviluppo della frana ( Fig.3.2), in base allo stile di attività una frana si definisce:
• Complessa: se è caratterizzata dalla combinazione, in sequenza temporale, di due o più tipi di movimento ( crollo, ribaltamento, scivolamento, espansione, colamento);
• Composita: se è caratterizzata dalla combinazione di due o più tipi di movimento ( crollo, ribaltamento, scivolamento, colamento) simultaneamente in parti diverse della massa spostata;
• Successiva: se è caratterizzata da un movimento dello stesso tipo di quello di un fenomeno precedente e adiacente, e se le masse spostate e le superfici di rottura si mantengono ben distinte;
• Singola: se è caratterizzata da un singolo movimento del materiale spostato;
• Multipla: se si tratta di una molteplice ripetizione dello stesso tipo di movimento.
Fig.3.2: Stile di attività (da Cruden & Varnes, 1994).
Distribuzione di attività:
essa descrive dove la frana si sta muovendo e che permette di prevedere il tipo di evoluzione, in senso spaziale, del dissesto ( Fig.3.3); in base alla distribuzione di attività una frana si definisce:
• In avanzamento: se la superficie di rottura si estende nella direzione del movimento,
• Retrogressiva: se la superficie di rottura si estende in senso opposto a quello del movimento del materiale spostato;
• Multi-direzionale: se la superficie di rottura si estende in due o più direzioni;
• In diminuzione: se il volume del materiale spostato decresce nel tempo;
• Confinata: se è presente una scarpata ma non è visibile la superficie di scorrimento al piede della massa spostata;
• Costante: se il materiale spostato continua a muoversi senza variazioni apprezzabili della superficie di rottura e del volume del materiale spostato;
• In allargamento: se la superficie di rottura si estende su uno o entrambi i margini laterali.
Fig.3.3: La distribuzione di attività ( da Cruden & Varnes, 1994).
Per quanto riguarda la velocità di movimento Hungr ( 1981) ha proposto una scala d’intensità dei fenomeni franosi basata sulla velocità del movimento ed associata ad una scala dei danni analoga alla scala Mercalli per i terremoti.
Anche se la definizione dell’intensità è basata su ipotesi circa le conseguenze, tuttavia vengono fornite precise soglie di velocità che delimitano le diverse classi.
Cruden & Varnes hanno unificato nella loro classificazione velocità e danni ipotizzabili.
Tabella 3.1: scala di intensità delle frane basata sulla velocità e sul danno prodotto ( da Cruden & Varnes, 1994).
Per quanto riguarda il contenuto d’acqua si fa riferimento alle condizioni di umidità del materiale immediatamente prima del movimento, tale dato può essere desunto dalle caratteristiche del materiale franato, dalla sua giacitura, e dalla sua composizione.
Esso può essere classificato come:
• Secco: assenza d’umidità;
• Umido: Presenza di una piccola quantità d’acqua non libera, il materiale si comporta come un solido plastico ma non dà luogo a flusso;
• Bagnato: Acqua sufficiente a conferire al materiale un comportamento simile, in parte, a quello di un fluido e a generare superfici di acqua libera stagnante;
• Molto bagnato: presenza di acqua sufficiente per determinare il flusso del materiale con bassi gradienti
TIPI DI MOVIMENTO
Lo studio del modo in cui avviene il movimento all’interno delle frane è uno dei criteri classificativi principali, utilizzato anche per definire gli interventi di ripristino più appropriati.
Cruden & Varnes ( 1996) definiscono cinque classi di movimento delle frane:
• Crollo;
• Ribaltamento;
• Espansione;
• Scorrimento;
• Colamento;
Vengono qui di seguito definiti uno per uno i suddetti tipi di movimento, per poi analizzarli più approfonditamente all’interno della zona in esame, nel caso siano presenti:
• Crollo:
movimento repentino di caduta libera da versanti ripidi, falesie, scarpate naturali o artificiali. Il distacco e la caduta sono seguiti dall’impatto con il versante sottostante cui possono seguire ulteriori movimenti di vario tipo. La velocità del movimento è da rapido a molto rapido. Le dimensioni sono molto variabili, da pochi m3 a vari milioni di m3, la dimensione dei crolli è inversamente proporzionale alla loro frequenza.
Fig.3.4: frana di crollo
• Ribaltamento:
consiste nella rotazione di una massa di roccia, detrito o terra intorno ad un perno o vincolo, situato al di sotto del centro di massa, può evolvere in crollo o in scorrimento, ma il tipo di movimento del ribaltamento in sensu strictu è un basculamento senza collasso. Il materiale coinvolto in genere si inclina in blocco verso l’esterno del versante; alla rottura ruota rapidamente sul versante sottostante, frammentandosi, rimbalzando scivolando o rotolando ulteriormente.
Fig.3.5: frana di ribaltamento
• Espansione:
Si può definire come l’estensione di un materiale coerente, ( ammasso roccioso, ma anche argilla), combinata con lo sprofondamento o subsidenza generalizzata del materiale in quello sottostante, meno competente; l’estensione avviene lungo zone di fratture di tensione nel materiale sovrastante.
Fig.3.6: espansione laterale
• Scorrimento:
è un movimento di terreno sciolto o roccia lungo una o più superfici; oppure entro un livello relativamente sottile di intensa deformazione di taglio. Il movimento, inizialmente, non avviene simultaneamente in tutta la zona che presumibilmente corrisponderà alla superficie di rottura, spesso i primi segni di movimento del terreno consistono in fratture localizzate sulla superficie lungo la scarpata principale dello scorrimento che andrà formandosi.
Fig.3.7: frana di scorrimento rotazionale
• Colamento:
il colamento è un movimento continuo, in cui le superfici di taglio hanno breve durata, sono fittamente spaziate e generalmente non si preservano durante il movimento. La distribuzione delle velocità entro la massa in movimento è assimilabile a quella di un fluido viscoso. Il movimento genera quindi in generale un’intensa deformazione interna del materiale. La velocità è estremamente variabile, da movimenti pressochè impercettibili a velocità superiori a 10 – 15 m/s fino a 100 m/s.
Fig.3.8: frana di colamento
• Complesse:
il movimento risulta dalla combinazione di due o più dei cinque tipi principali sopra descritti. Molte frane sono complesse, ma generalmente un tipo di movimento predomina, spazialmente o temporalmente, sugli altri.
Fig.3.9: complessa
3.2 Le Frane della Val di Magra
Fattori predisponesti e cause innescanti i grandi movimenti di massa
¾ sollevamenti differenziali (Federici, 1980; Bartolini et alii, 1982)hanno originato un’alta energia di rilievo sia in corrispondenza dei versanti di faglia sia come conseguenza della ripresa dei fenomeni erosivi (Baldacci et alii, 1986);
¾ Le faglie listriche che superiormente si impostano su fasce di minore resistenza meccanica formatesi con le precedenti strutture compressivo – plicative favoriscono la fomazione di potenziali superfici di scorrimento
L’equilibrio delle masse rocciose sui versanti è influenzato da diversi parametri, schematizzabili come segue:
¾ alta energia del rilievo, creatasi sia per gli elevati dislivelli tettonici in corrispondenza di versanti di faglia, sia per la ripresa di fenomeni erosivi;
¾ fattori lito - stratigrafico - strutturali che comportano: alternanze di rocce duttili – impermeabili e fragili – permeabili; rapporti geometrici tra versanti e superfici di discontinuità sfavorevoli alla stabilità ( franapoggio); raggruppamento di discontinuità isoorientate o distribuite in modo casuale, che rappresentano potenziali superfici di movimento gravitativi o possono indirizzare le superfici di neoformazione;
¾ caratteristiche meteo - climatiche - vegetazionali presenti e passate;
¾ le cause innescanti si possono sommare e intrecciare con l’esaltazione degli effetti, che sono: variazione delle caratteristiche meccaniche delle rocce, a causa dell’incremento delle pressioni interstiziali, con di conseguenza la caduta degli attriti; spinte idrostatiche dovute alla acque meteoriche e/o di ruscellamento superficiale; effetti dinamici delle scosse sismiche; azioni antropiche.
3.3 Caratteristiche geografiche della Val di Magra
La zona di Ponzano Superiore ( Fig. 3.10) fa parte del versante sinistro ( a valle della confluenza con il F.Vara) della bassa Val di Magra; quest’ultima è compresa tra il promontorio orientale del Golfo della Spezia e la terminazione nord- occidentale delle Alpi Apuane.
Il tratto di spartiacque che delimita a nord il versante sinistro della Valle ha un orientamento generale circa est-ovest, discordante rispetto a quello generale che è impostato nel graben omonimo in direzione circa NW-SE; ciò è presumibilmente da mettere in relazione ad una torsione assiale della strutturazione plicativa.
Il tratto orientale del crinale si mantiene a quote superiori ai 500,00 mt, con culminazione ai 598,00 mt di M.Boscoleto, per poi scendere gradualmente verso ovest, fino intorno ai 200,00 mt s.l.m.; la pianura alluvionale di fondovalle si trova a quote comprese all’incirca tra 20,00 mt e 10,00 mt.
Fig.3.11: veduta del paese di Ponzano S.
Il centro abitato sorge ( Fig.3.11) sulla sommità di una dorsale montuosa: in corrispondenza dello spartiacque, orientato circa nord-sud, che separa il sottobacino del Rio Ghiarettolo da quello del Rio Bellaso-Variccio.
Il versante di cui si tratta è situato sulla terminazione sud-orientale di una grande morfo-struttura positiva, che delimita uno dei fianchi (l’altro è rappresentato dalla catena costiera e dal suo prolungamento nel promontorio orientale del Golfo della Spezia) dell’adiacente morfo-struttura negativa del “ Graben” del Vara-Magra.
Tale insieme morfo-strutturale, a direzione generale appenninica (circa NW-SE), è stato interessato da sollevamenti (assoluti e/o differenziali) plio-quaternari (Federici, 1980), che hanno determinato notevoli dislivelli morfologici e/o elevata energia del rilievo.
Anche nell’area in esame, sebbene in maniera meno accentuata rispetto ad altri settori della catena montuosa, i sollevamenti neotettonici, combinati con gli abbassamenti eustatici ( fasi anaglaciali) del livello del mare, hanno giocato un importante ruolo morfogenetico.
Essi si sono tradotti infatti in una ripresa dei fenomeni erosivi, che a loro volta hanno determinato, unitamente ai fattori lito-strutturali, intensi movimenti gravitativi di versante; questi ultimi, in particolare, sono legati a fasi paleo- climatiche caratterizzate da elevata piovosità, e sono stati probabilmente innescati anche da scosse sismiche.
I movimenti franosi sono generalmente originati da situazioni di sovrapposizione tra formazioni a differenti caratteristiche meccaniche ed idrauliche, e si sono sviluppati soprattutto in corrispondenza dei litotipi, o associazioni di litotipi, a comportamento visco-plastico; il carattere morfologico dominante è quello degli scorrimenti rotazionali e delle colate incanalate in ampi impluvi, questi ultimi a debole pendenza, sia come sezione trasversale che come profilo longitudinale e meno sviluppati sono i crolli di roccia.
Per ciò che concerne le condizioni generali di franosità dell’area in esame, è opportuno sottolineare che esse dipendono, come già accennato precedentemente, dalle caratteristiche meccaniche ed idrauliche della formazione presente e dai rapporti con la/e formazioni adiacenti.
Definita la franosità generale della zona oggetto di studio, vengono prese in esame, come già preannunciato precedentemente, le condizioni di stabilità del centro abitato di Ponzano Superiore.
Verranno descritte le tipologie, valutati lo stato di attività e la probabile evoluzione dei fenomeni gravitativi ed erosivi; saranno infine messe in evidenza le cause innescanti.
Lo studio è stato integrato con una sommaria indagine (ricerca dati storici) sulla distribuzione degli edifici che hanno subito lesioni strutturali ( senza entrare nel merito del significato cinematico), allo scopo di ottenere indicazioni sui loro rapporti di causa-effetto coi movimenti franosi e/o direttamente o indirettamente, con la sismicità della zona.
Fig.3.12: distribuzione lesioni edifici centro storico di Ponzano S. (Baldacci et Alii)
A questo proposito è importante sottolineare che gli edifici sono, in certi casi, fondati su una sottile copertura detritica (comprendente anche macerie e terreni di riporto) della roccia in posto, con possibili effetti di amplificazione delle onde sismiche.
La forma del crinale e l’aspetto morfologico generale della dorsale indicano chiaramente che essa è stata soggetta ad un’avanzata evoluzione retrogressiva dei fenomeni erosivi e gravitativi, fino a produrre accentuati restringimenti, soprattutto dove l’azione dei fenomeni stessi è convergente, a partire da opposti versanti.
L’impianto urbanistico del paese è del tutto conforme alle condizioni planoaltimetriche descritte precedentemente, con edifici che lambiscono anche i versanti più acclivi in vari tratti del suo perimetro.
Da ciò si può presupporre che la forma della dorsale sia preesistente all’edificazione e che quindi i relativi processi genetici siano rimasti in seguito per lo più inattivi, in accordo con il quadro morfoevolutivo delineato precedentemente.
Comunque non si deve sottovalutare la stabilità di molti edifici, privi di qualsiasi fascia di rispetto ( verso le sottostanti “scarpate”) e pertanto immediatamente soggetti ad essere coinvolti in fenomeni gravitativi soprattutto in caso di piogge eccezionali o di terremoti.
In questi casi dovrebbero essere valutate le condizioni di stabilità di singoli o gruppi di edifici, in relazione alla loro tipologia e alle loro fondazioni.
3.4 Caratteristiche geomorfologiche di Ponzano S.
Il versante su cui sorge il paese di Ponzano Superiore risulta piuttosto complesso dal punto di vista geomorfologico: la variabilità litologica, il fattore climatico e l’assetto strutturale hanno un peso decisivo sulla formazione dei principali lineamenti. L’interpretazione dei dati raccolti in campagna, unitamente allo studio delle foto aeree e alla bibliografia disponibile, ha portato alla realizzazione di una carta geomorfologica di dettaglio scala 1:5000.
Tale carta, unitamente a quella geologica e litotecnica, costituisce uno degli elaborati di base per lo scopo di questo studio, in quanto la carta di sintesi sulla valutazione degli effetti locali non può prescindere dal dato geomorfologico.
3.4.2 Area di Ponzano Superiore
Il nucleo storico del paese, a pianta ellissoidale, sorge appunto sulla culminazione del rilievo montuoso, in una fascia altimetrica compresa tra i 270,00 m ed i 303,00 m S.l.m., compreso tra due selle morfologiche.
Fig. 3.13: veduta area del paese di Ponzano Superiore
Tale dorsale , allungata in direzione Nord-Sud è compresa tra le valli del Rio Variccio ad Est e quella del Rio Ghiaretolo ad Ovest, a loro volta affluenti di sinistra del F.Magra.
L’acclività del versante orientale della dorsale ( versante destro della valle del Rio Variccio) è mediamente superiore ( 50-80%) a quella del versante occidentale ( 25-50 %), che risulta più sviluppato e con idrografia più gerarchizzata, condizionata dai fenomeni franosi, configurando così un rilievo asimmetrico.
Ciò è da imputare alle condizioni strutturali, e cioè alla disposizione rispettivamente a reggipoggio e a franapoggio della stratificazione sui due versanti.
Il modellamento dei due versanti è dovuto principalmente a movimenti gravitativi verificatesi in un periodo del passato caratterizzato da condizioni climatiche ( piovosità più elevata) che hanno favorito fenomeni franosi di più ingenti dimensioni rispetto a quelle delle frane attuali: queste ultime, in molti casi, riattivano parzialmente le frane più antiche.
Dal punto di vista litologico, la suddetta dorsale è costituita, in particolare nel tratto del centro storico, da sequenze torbiditiche arenacee con siltiti ed argilliti, appartenenti alla formazione delle Arenarie di Casanova (CCV5), la cui giacitura
monoclinale, immergente verso i quadranti occidentali, conferisce una notevole dissimetria, con il versante orientale (50-80 %) più inclinato di quello occidentale ( acclività 25-50%).
Il primo, a reggipoggio, è più stabile e ha subito un modellamento prevalentemente ad opera di processi erosivi, con formazione di ripidi canaloni non gerarchizzati, che scendono lungo le direzioni di massima pendenza.
Non vi si possono tuttavia escludere limitati fenomeni franosi, tipo “Crollo”, determinati dalla fratturazione, che svincola singoli blocchi o porzioni dell’ammasso roccioso, altrimenti stabile; il carattere di movimento improvviso, rende inoltre particolarmente temibile questa tipologia franosa.
Nel secondo, a franapoggio, le condizioni di instabilità hanno dato origine ad un quadro geomorfologico caratteristico del modellamento, espresso da forme
“circoidi” più o meno complesse ( corrispondenti alle nicchie di distacco) e da superfici a blande ondulazioni, tipiche degli scorrimenti e delle “colate”; il reticolo idrografico, più organizzato, è controllato prevalentemente dai movimenti franosi, che non sempre consentono lo sviluppo di profonde incisioni.
L’evoluzione regressiva dei processi erosivi e gravitativi è molto avanzata, ma i medesimi ( in particolare i movimenti franosi) hanno probabilmente raggiunto, nell’attuale fase morfo-climatica, uno stato di sostanziale inattività o almeno di quiescenza; in altri termini, non sembra elevato il rischio di ulteriori, immediati ed accentuati, arretramenti del “ fronte di degradazione”.
Nelle Argille e Calcari (ACC), affioranti nella fascia immediatamente sottostante il crinale settentrionale, a nord del paese di Ponzano S., si sono originate numerose frane, anche di notevoli dimensioni, presumibilmente con prevalenti meccanismi di scoscendimento e ad evoluzione regressiva.
Questa tipologia è a sua volta evoluta in “colamenti”, che talvolta si sono sviluppati anche sulle formazioni topograficamente sottostanti.
A contatto con le Argille e Calcari troviamo a nord la formazione arenacea delle Arenarie di Ponte Bratica ( ARB); il contrasto tra le caratteristiche meccaniche ed idrauliche della prima più plastica e meno permeabile, e quelle della seconda più rigida e più permeabile, potrebbe determinare situazioni di instabilità, soprattutto se le Arenarie poggiassero sulle Argille con superfici di contatto e di stratificazione disposte a franapoggio; in questo caso il meccanismo primario potrebbe essere quello degli “scorrimenti rotazionali e planari” a cui seguirebbe un colamento.
Nel versante orientale e sud-orientale del Monte Chiapporo si sviluppano invece notevoli movimenti franosi, originati anche dalla sovrapposizione tettonica dell’Unità di Ottone sull’insieme argillitico – arenaceo dell’Unità di Canetolo.
Nella zona sud-occidentale è prevalente invece il complesso costituito dalle Argilliti di M.Veri, dal Flysch di Ottone e dalle Serpentiniti.
I movimenti franosi sono concentrati in corrispondenza dei contatti tra le varie formazioni sopradette e con le Arenarie di Casanova a conferma del ruolo destabilizzante svolto dalle sovrapposizioni tra terreni a diverso comportamento meccanico ed idraulico.
Per quanto riguarda lo stato di attività delle frane, è da rilevare la prevalenza delle frane quiescienti su quelle attive.
Pertanto è lecito aspettarsi che nelle normali condizioni climatiche e/o in assenza di terremoti, l’attività consista prevalentemente in una rimobilitazione delle frane esistenti.
Come già detto precedentemente, è stata effettuata una sommaria indagine sulle lesioni subite dagli edifici o da altre opere murarie, provocate da una fratturazione in estensione, in corrispondenza della testata delle frane. Dalla distribuzione degli edifici lesionati, indipendentemente da un’analisi del significato cinematico delle fratture riscontrate, non emergono chiare indicazioni di un sistematico rapporto causa-effetto con la franosità reale.
Gli edifici lesionati sono distribuiti uniformemente nell’area del paese o in qualche caso sono più numerosi nelle zone interne rispetto ai bordi dell’abitato. Nel settore nord-occidentale del centro storico vi sono numerose lesioni nelle strutture che mostrerebbero una disposizione arcuata e quindi una possibile “nicchia di distacco”; esse sono inoltre di maggiore entità nei muri orientati parallelamente alla linea di massima pendenza del versante, cioè ad un eventuale asse di frana.
Mancando, d’altra parte, indizi di movimento nella zona sottostante, dove sono presenti vari edifici, possiamo ipotizzare che le lesioni siano invece legate alla localizzazione delle loro fondazioni sulla scarpata di una vecchia frana, e che pertanto risentano anche di effetti localizzati di amplificazione sismica.
Si può confermare lo stato di quiescenza o di inattività delle frane rilevate, come era risultato dal loro studio diretto. Si è ipotizzato quindi che la causa principale dei danni agli edifici sia da ricercare nelle sollecitazioni sismiche, considerandone
anche le caratteristiche murarie e strutturali, nonchè la vetustà soprattutto nel centro storico.
Quindi la situazione di maggior rischio è legata alla precaria posizione di molti edifici, situati a ridosso delle scarpate di frana o di erosione fluvio-torrentizia (F.
Baldacci et alii, ).
