I rischi di origine esterna

Che cos'è una frana di versante e quali due fattori di solito la innescano?

Gli schemi a, b e c rappresentano tre movimenti di versante. Assegna a ogni schema il suo tipo (crollo di blocchi, scivolamento o colata di fango) e spiega in che cosa si distingue il movimento del materiale in ciascun caso.

Nelle Alpi, i versanti di flysch subiscono frane dopo episodi di piogge intense. Spiega il ruolo dell'acqua come fattore innescante: peso aggiuntivo, pressione dei pori e perdita di coesione del materiale.

Cita tre misure di correzione dei versanti instabili (drenaggio, strutture di contenimento, sbancamento della testata) e spiega in che modo ciascuna migliora la stabilità.

Su una scarpata stradale vengono installate reti, ancoraggi e spritz-beton. Spiega quale rischio corregge ciascun elemento e che ruolo svolge il drenaggio del versante come complemento indispensabile.

Cita quattro segni precursori di instabilità in un versante abitato (crepe nel terreno e negli edifici, alberi e pali inclinati, nuove sorgenti) e spiega che cosa indica ciascuno sul movimento incipiente.

Un versante argillo-sabbioso con inclinazione di 32° si è mantenuto stabile per decenni sotto bosco misto. Dopo il taglio a raso per lo sfruttamento del legname, si sono cominciati a registrare scivolamenti superficiali e rotture rotazionali dopo episodi di pioggia di intensità media.

1. a) Giustifica l'instabilità del versante impiegando il concetto di fattore di sicurezza ($Fs = \text{forze resistenti} / \text{forze destabilizzanti}$): descrivi il ruolo meccanico della perdita di coesione apparente dovuta alle radici ($\Delta c$) e dell'aumento della pressione interstiziale dei pori ($u$) per la cessazione dell'evapotraspirazione.
2. b) Una proposta tecnica suggerisce di rimboschire subito con specie arboree di grande taglia e rapida crescita, irrigando intensamente la scarpata durante il primo anno. Confuta questa proposta indicando due effetti negativi sulla stabilità meccanica e sul bilancio idrico a breve termine.
3. c) Progetta un piano di ingegneria naturalistica per le scarpate in tre fasi che combini tecniche di drenaggio superficiale e sostegno meccanico transitorio con la rivegetazione progressiva mediante specie autoctone con apparati radicali complementari.

Una strada di montagna attraversa una formazione calcarea ben stratificata mediante una trincea con due scarpate artificiali di 65° di inclinazione: la scarpata A (orientata a nord) e la scarpata B (orientata a sud). Gli strati della roccia immergono di 40° verso nord e presentano una famiglia principale di diaclasi verticali ortogonali al tracciato della strada.

1. a) Determina in modo motivato in quale delle due scarpate esiste un rischio prevalente di scivolamento planare a favore della stratificazione e in quale prevale il rischio di ribaltamento di blocchi (toppling) o caduta libera.
2. b) I registri mostrano che l'85 % dei distacchi avviene all'inizio della primavera, in giornate con gelate notturne seguite da temperature diurne superiori a 10 °C. Spiega il meccanismo geomeccanico che innesca la rottura durante il disgelo diurno e non in pieno inverno con temperature costantemente sotto zero.
3. c) Per la scarpata con rischio di caduta di singoli blocchi sulla carreggiata, scegli e giustifica due misure di stabilizzazione o protezione: una di tipo attivo (preventiva) e una di tipo passivo (correttiva).

Che cos'è il tempo di ritorno di un'inondazione? Spiega che cosa significa che una piena abbia un tempo di ritorno di $100$ anni.

Un torrente esonda, in media, una volta ogni $25$ anni (probabilità annua di $\frac{1}{25}$). Calcola la probabilità che esondi almeno una volta in $50$ anni, esprimi il risultato in percentuale e commenta se è opportuno urbanizzare il suo alveo.

Una pianura alluvionale ha un tempo di ritorno di inondazione di $500$ anni.

1. a) Calcola la sua probabilità annua di inondazione;
2. b) spiega perché quel valore non garantisce che «non si allagherà fino a tra 500 anni»;
3. c) ragiona su quali usi del suolo sarebbero ammissibili in quella fascia.

Il piano regolatore di un comune rivierasco deve esprimersi su quattro richieste di utilizzo nella pianura alluvionale fluviale: (1) una residenza per anziani nella zona di $T = 500$ anni; (2) un capannone per lo stoccaggio di prodotti chimici nella zona di deflusso preferenziale ($T = 100$ anni); (3) orti periurbani con casette smontabili nella zona di $T = 10$ anni; (4) un impianto di depurazione delle acque reflue nella zona allagabile di $T = 100$ anni protetta da un argine perimetrale in terra di 2 metri.

1. a) Esprimi in modo motivato la compatibilità o incompatibilità di ciascuna delle quattro richieste valutando il rischio geologico (pericolosità, vulnerabilità ed esposizione) e i vincoli normativi di pianificazione.
2. b) Spiega il fenomeno del «rischio residuo» e l'«effetto trappola» che introduce l'argine di difesa dell'impianto di depurazione se si verifica una piena straordinaria con un tirante idrico che supera la quota di sommità.

Due appezzamenti di uno stesso comune si trovano, rispettivamente, nella fascia con tempo di ritorno $10$ anni e in quella di $100$ anni.

1. a) Calcola la probabilità annua di inondazione di ciascun appezzamento;
2. b) calcola la probabilità che ciascuno si allaghi almeno una volta in $40$ anni;
3. c) decidi quale uso del suolo assegneresti a ciascun appezzamento e giustificalo.

Che differenza c'è tra una piena fluviale lenta e un'alluvione improvvisa? In quale tipo di bacini, per dimensione e pendenza, si verifica di solito ciascuna?

Cita tre fattori che aumentano il rischio di inondazione in una città, come l'impermeabilizzazione del suolo, l'occupazione dell'alveo o l'intasamento dei drenaggi, e spiega brevemente ciascuno.

Che cos'è un'alluvione torrentizia e perché sono particolarmente frequenti nei torrenti del litorale mediterraneo italiano?

Dopo un incendio che ha distrutto il 70 % di un bacino mediterraneo, si analizzano due idrogrammi relativi a due temporali identici (50 mm in 1 ora): uno registrato prima dell'incendio e l'altro sei mesi dopo.

1. a) Disegna qualitativamente i due idrogrammi sovrapposti (tempo in funzione della portata), giustificando come variano il tempo di corrivazione ($t_c$), la portata al picco ($Q_p$) e il volume totale di deflusso superficiale.
2. b) Spiega i due meccanismi del suolo responsabili di questa alterazione idrologica: la formazione di uno strato idrofobo per pirolisi della materia organica e la sigillatura superficiale per l'impatto delle gocce di pioggia.
3. c) Un comune progetta di dragare e allargare l'alveo inferiore per mitigare le inondazioni post-incendio. Argomenta tecnicamente perché questa misura sposta e aggrava il problema a valle, e sostieni un intervento alternativo di correzione idrologico-forestale nella parte alta del bacino.

Durante un'alluvione lampo (flash flood) in un bacino mediterraneo, l'idrogramma registrato alla foce di un torrente ha mostrato un tempo di corrivazione di appena 45 minuti e una portata al picco reale molto superiore a quella stimata dai modelli idrologici basati esclusivamente sulla precipitazione liquida.

1. a) Analizza l'interazione sinergica tra meteorologia (saccatura isolata e flusso marittimo umido da est), morfologia del bacino (forma, pendenza e litologia) e forzante orografico nella genesi di idrogrammi «ad ago».
2. b) Spiega come il trasporto massiccio di carico solido (blocchi, ghiaie) e di materiale flottante (vegetazione, veicoli) modifica il comportamento reologico del flusso (flussi iperconcentrati) e supera le previsioni idrauliche basate su acqua pulita.
3. c) Un ponte è crollato non per tracimazione idrostatica dell'impalcato, ma per interrimento e ostruzione delle sue luci. Giustifica quali carenze di progettazione ingegneristica e di pianificazione territoriale ha evidenziato questo fatto e quale cambiamento di criterio costruttivo richiede.

Una zona industriale è stata costruita sul conoide di un torrente, incanalando il suo alveo sotto un'avenida mediante un collettore sotterraneo in calcestruzzo. Durante una piena straordinaria, l'acqua non è entrata nel collettore e ha devastato gli impianti della zona industriale.

1. a) Spiega dal punto di vista geomorfologico e idraulico perché è collassato l'imbocco del collettore, considerando la dinamica deposizionale propria di un conoide alluvionale e il trasporto di sedimenti e detriti flottanti.
2. b) Giustifica come l'impermeabilizzazione di 40 ettari di coperture e strade della zona industriale ha alterato il coefficiente di deflusso ($C$) e il tempo di corrivazione ($t_c$), aggravando il picco di piena.
3. c) Progetta una soluzione tecnica alternativa all'interramento che combini la laminazione delle portate a monte o mediante parchi allagabili con sistemi di drenaggio sostenibile (SUDS), ragionando sul suo effetto sull'idrogramma in uscita.

La relazione di Clausius-Clapeyron stabilisce che la capacità di saturazione del vapore acqueo nell'atmosfera aumenta di circa il 7 % per ogni 1 °C di incremento termico. Nel Mediterraneo occidentale, la temperatura superficiale del mare è aumentata di 1,5 °C negli ultimi decenni.

1. a) Giustifica dal punto di vista fisico e termodinamico come il riscaldamento dell'acqua marina superficiale intensifica l'energia potenziale convettiva disponibile (CAPE) e la torrenzialità degli episodi di pioggia nei bacini costieri.
2. b) I calcoli idrologici tradizionali delle opere pubbliche assumono l'ipotesi di «stazionarietà» delle serie climatiche. Ragiona su come il venir meno di questo principio influisce sul calcolo del tempo di ritorno ($T$) e sul rischio reale di cedimento di uno sfioratore di diga o di un'arginatura progettati con dati del XX secolo.
3. c) Un'amministrazione locale propone di cementare e approfondire l'alveo di un fiume urbano per accelerare il deflusso verso il mare. Confuta tecnicamente questo intervento valutandone l'impatto a valle e sostieni un'alternativa basata sulla natura (NbS) per la gestione del rischio di inondazione.

Che cos'è la cartografia dei rischi geologici e che utilità ha per la pianificazione del territorio? Quale ente pubblico la elabora in Italia?

Scrivi quattro norme di autoprotezione dei cittadini di fronte alla previsione di un'inondazione, come non attraversare corsi d'acqua, non rifugiarsi nei seminterrati, staccare le utenze e seguire le allerte ufficiali.

Le dighe di laminazione trattengono il picco di una piena e lo rilasciano in modo controllato. Spiega come riducono il rischio di inondazione a valle e quali limiti hanno (interrimento, piene eccezionali, falsa sensazione di sicurezza).

Che cosa sono le zone di deflusso preferenziale e le aree di espansione delle piene in una pianura alluvionale? Perché la normativa impone di mantenerle libere da edifici?

Sfida del tema. Agisci come consulente ambientale per valutare il rischio geomorfologico del tuo comune (o di uno vicino). Elabora una breve relazione tecnica con proposta di mitigazione seguendo queste fasi:

1. Diagnosi del modellamento: Entra nel visualizzatore geografico dell'ISPRA o del Geoportale Nazionale. Identifica il sistema morfoclimatico e due forme del rilievo dominanti, deducendo i processi geologici esterni (alterazione, erosione, trasporto o sedimentazione) che le hanno modellate.

2. Valutazione del rischio con dati reali: Accedi alla cartografia ufficiale dell'ISPRA (IFFI e piani di assetto idrogeologico) o ai registri di precipitazione torrenziale. Individua zone urbanizzate o infrastrutture esposte a inondazioni (tempo di ritorno $T = 100$ anni) o a movimenti di versante su pendenze superiori al $20,5\,\%$.

3. Proposta di intervento: Progetta una tabella che sintetizzi la relazione tra modellamento, processo dinamico e rischio potenziale. Aggiungi una proposta motivata con due misure preventive praticabili: una strutturale (come l'ingegneria naturalistica per le scarpate) e una non strutturale (come la pianificazione territoriale).

Verrà valutato:

• Identificazione precisa e coerente dei processi geologici e delle forme del modellamento a partire dalla cartografia ufficiale.

• Integrazione rigorosa di dati reali di pericolosità esterna (ISPRA o servizi meteorologici) nella diagnosi territoriale.

• Fattibilità tecnica e ambientale delle misure di mitigazione proposte.