Analisi multiparametrica per lo studio delle relazioni tra cause innescanti ed attivazione di frane profonde: applicazione al caso studio della frana di Champlas du Col, in alta Val di Susa

The Italian territory is strongly affected by landslide phenomena, often triggered by intense rainfall events or events of long time duration. In this context, the Piedmont region has over 40% mountainous territory and 30% hilly, contexts that are particularly prone to the triggering of slope instability phenomena. This thesis analyses the landslide movement of Champlas du Col using an advanced multi-parametric statistical approach and relating the environmental factors that potentially influence its evolution. The case study considered concerns a complex landslide phenomenon, predominantly with deep rotational sliding, characterized by the formation of more superficial accessory landslides. Over the years, the activation of these shallower landslides has caused significant structural damage to roads and buildings in the area. In order to monitor the active surface movements and study their evolution, Arpa Piemonte equipped the Champlas du Col slope with a series of monitoring instruments such as capillaries, inclinometers (fixed and mobile) and piezometers. The data collected through these instruments were retrieved and, together with the data recorded by the meteorological stations in neighboring areas, were analyzed to understand the mechanisms of landslide activation and development. The main objective of this study is to analyze how much and how environmental variables (such as rainfall, snowmelt, temperature, etc.) influence landslide movement, taking into consideration both deep and more superficial phenomena. The analysis of previous geological data has highlighted, in the study area, the presence of highly fractured rocks, mainly schists, with a particular abundance of calcareous schists, which gives the rock mass high fracturing and alteration at depths of several tens of meters. Based on the available meteorological data, a specific model was developed for the study area to assess the contributions to the water balance of both precipitation and snowmelt, which is fundamental in terms of flow rates for the analysis of the triggering factors of the analyzed landslide. The use of a cluster analysis with the K-Means method and a Principal Component Analysis (PCA) revealed a strong relationship between rainfall, snowmelt and landslide movement (recorded by monitoring instruments), showing that the latter is strongly influenced by significant infiltration contributions caused by the seasonality of rainfall. Finally, careful modelling of the nival input proved to be a determining factor in correctly assessing the infiltration-displacement relationships.

Il territorio italiano è fortemente interessato da fenomeni franosi, spesso innescati da eventi pluviometrici intensi o di lunga durata temporale. In questo contesto, la regione Piemonte si presenta con oltre il 40% di territorio montuoso e il 30% collinare, contesti particolarmente propensi all’innesco di fenomeni di instabilità di versante. La presente tesi analizza il movimento franoso di Champlas du Col utilizzando un approccio statistico avanzato multiparametrico e mettendo in relazione i fattori ambientali che ne influenzano potenzialmente l’evoluzione. Il caso di studio preso in considerazione riguarda un fenomeno franoso complesso, prevalentemente a scorrimento rotazionale profondo, caratterizzato dalla formazione di frane accessorie più superficiali. Nel corso degli anni, l’attivazione di queste frane più superficiali ha causato danni strutturali significativi alla viabilità e agli edifici presenti nella zona. Per monitorare i movimenti superficiali attivi e studiarne l’evoluzione, Arpa Piemonte ha attrezzato il versante di Champlas du col con una serie di strumenti di monitoraggio quali capisaldi, inclinometri (fissi e mobili) e piezometri. I dati raccolti attraverso questi strumenti sono stati recuperati e, insieme ai dati registrati dalle stazioni meteorologiche delle zone limitrofe, sono stati analizzati per comprendere i meccanismi di attivazione e sviluppo della frana. L’obiettivo principale di questo studio è quello di analizzare quanto e come le variabili ambientali (quali precipitazioni, fusione nivale, temperatura, etc…) influenzino il movimento della frana prendendo in considerazione sia i fenomeni profondi sia quelli più superficiali. L'analisi dei dati geologici pregressi ha evidenziato, nell'area di studio, la presenza di rocce fortemente fratturate, principalmente scisti, con una particolare abbondanza di calcescisti, che conferisce alla massa rocciosa elevata fratturazione ed alterazione a profondità di alcune decine di metri. Sulla base dei dati meteorologici disponibili è stato sviluppato un modello specifico per l’area di studio per valutare i contributi nel bilancio idrico sia delle precipitazioni che della fusione nivale, fondamentale in termini di portate per l’analisi dei fattori scatenanti della frana analizzata. L’utilizzo di una cluster analysis con metodo K-Means e di una Principal Component Analysis (PCA) ha messo in luce una forte relazione tra le precipitazioni, la fusione nivale e il movimento della frana (registrato dagli strumenti di monitoraggio), dimostrando che quest’ultimo è fortemente influenzato da apporti infiltrativi significativi causati dalla stagionalità delle precipitazioni. Infine, una attenta modellazione dell’apporto nivale si è rivelato un fattore determinante nel valutare correttamente le relazioni infiltrazione-spostamenti.