Caratterizzazione geomorfologica della Val Piana (Massiccio dell'Adamello-Presanella, Alpi Retiche): dall'analisi multitemporale alla valutazione della suscettibilita per debris flow in ambiente di alta montagna.

RIASSUNTO Il contesto geografico nel quale si inserisce l’area oggetto della presente tesi è tipicamente quello dell’ambiente di alta montagna: situata nel cuore del massiccio dell’Adamello-Presanella, l’area esaminata ricade all’interno di un settore alpino che durante il Pleistocene superiore ha costituito l’area di alimentazione dei grandi icefield che alimentavano i ghiacciai vallivi che occupavano con le loro fronti le zone che oggi ospitano i grandi laghi prealpini. Attualmente, sul Massiccio dell’Adamello-Presanella sono presenti numerosi ghiacciai tra i quali il Ghiacciaio dell’Adamello che, con i suoi oltre 16 km2, rappresenta il più esteso ghiacciaio delle Alpi italiane. Lo scopo di questa tesi è stato quello di eseguire la caratterizzazione geomorfologica della Val Piana (Alpi Retiche), attraverso la definizione degli agenti morfogenetici che hanno operato nel passato e di quelli che oggi contribuiscono al suo modellamento. Il lavoro è stato eseguito attraverso l’impiego di tecniche di indagine indiretta basate principalmente sull’analisi di immagini aeree multitemporali, al quale ha fatto seguito un controllo e una integrazione attraverso indagini di terreno. L’analisi fotointerpretativa è stata svolta utilizzando diverse coperture aerofotografiche stereoscopiche e ortofotografie digitali, che ricoprono un intervallo di tempo compreso tra il 1983 ed il 2012, e di dati LIDAR del 2006. I dati acquisiti mediante la fotointrepretazione e le indagini dirette, sono stati informatizzati e gestiti in ambiente GIS, al fine di costruire un databasegeomorfologico, contenente dati sulla morfogenesi, sulla morfoevoluzione, sulla cronologia (quando possibile), sull’assetto geologico ed ulteriori dati derivati da altre fonti (e.g., fonti bibliografiche). La gestione dei dati in ambiente GIS permette l’aggiornamento in tempi relativamente brevi e l’integrazione con dati anche di altra tipologia. I risultati dell’analisi foto interpretativa e dei controlli di terreno sono riportati nella Carta Geomorfologica della Val Piana, alla scala di 1: 10.000. I criteri ed il simbolismo adottati per la rappresentazione delle forme di erosione e di accumulo individuate si ispirano alle linee guida proposte nel quaderno del Servizio Geologico Nazionale per il rilevamento della “Carta Geomorfologica d’Italia alla scala di 1:50.000” e alle carte geomorfologiche prodotte dai ricercatori italiani per l’arco alpino. La morfologia che si osserva è tipicamente alpina, con forme e depositi di origine glaciale ampiamente diffusi. La valle è caratterizzata da un profilo trasversale ad U, con versanti caratterizzati da creste aguzze e pareti rocciose ripide nelle zone di testata; relativamente estesi sono i depositi glaciali del Pleistocene Superiore (Tardoglaciale Auct.) tra i quali i principali si collocano allo sbocco della Val Piana nella Val di Sole, dove si riconoscono numerosi cordoni morenici. Non mancano evidenze di un glacialismo olocenico, molto ben preservato e dominante nelle zone di testata della valle, caratterizzato da cordoni morenici ascrivibili sia alla massima espansione olocenica (Piccola Età Glaciale) sia a fasi successive, manifeste sino agli anni ’80 del secolo scorso. L’assetto morfologico della Val Piana, sebbene strettamente legato al glacialismo pleistocenico e olocenico, mostra le evidenze di un rimodellamento nel periodo post-glaciale in cui sono cambiate le condizioni morfoclimatiche: si è entrati, infatti, a far parte di quello che in letteratura è indicato come ambiente “paraglaciale”. Termine coniato da Ryder nel 1971 e ridefinito in seguito da altri autori (BALLANTYNE, 2002), con il termine paraglaciale si intendono i processi superficiali non glaciali, ma anche le forme di accumulo e le forme del paesaggio che sono direttamente condizionati da una glaciazione o una deglaciazione (BALLANTYNE, 2002). L’ambiente paraglaciale è un ambiente morfodinamico in rapida evoluzione con forme del paesaggio che evolvono verso nuove situazioni di equilibrio con le mutate condizioni climatiche. Nella Val Piana questo nuovo contesto morfodinamico e climatico vede come attuali principali agenti morfogenetici la gravità, le acque di scorrimento superficiale, fluviali e fluvioglaciali e i processicrionivali. I depositi che ne derivano, principalmente costituiti da coni e falde di detrito e coni di debris flow, unitamente ai depositi glaciali olocenici, spesso risultano non vegetati e non consolidati. Ciò comporta una frequente rimobilizzazione di questi materiali, in particolar modo dalle acque di scorrimento superficiale, ma anche dalla gravità e dalle valanghe, inducendo situazioni di elevata suscettibilità geomorfologica. La possibilità di disporre di coperture aerofotografiche riprese in epoche differenti ha consentito anche una analisi multitemporale dalla quale emerge una forte dinamicità dei debris flow. Questi ultimi rivestono un ruolo molto importante nelle aree alpine in quanto questi fenomeni hanno rappresentato, e rappresentano tuttora, per queste valli una delle principali cause di dissesto idrogeologico portando a situazioni di rischio sia per le infrastrutture sia per la popolazione, come avvenuto, solo per citare il principale evento, con la grande alluvione del 1987. La cartografia geomorfologica, come è noto, consente di ricostruire l’evoluzione del territorio attraverso lo studio della morfogenesi e della morfoevoluzione e ha una importante ricaduta ai fini applicativi poiché costituisce uno strumento dal quale poter estrarre dati necessari per ottenere informazioni rilevanti per la corretta gestione del territorio. In quest’ottica, disponendo di tutti i dati organizzati all’interno di un Sistema Informativo Geografico, vista la dinamicità dei debris flow in quest’area, si è ritenuto opportuno utilizzare la cartografia geomorfologica realizzata per valutare la suscettibilità da debris flow della Val Piana. Il metodo utilizzato è un metodo messo a punto da Vergari et al (2011) per le aree in frana della Toscana: tra i molti metodi esistenti, questo si caratterizza per la relativa facilità di applicazione, non richiedendo l’utilizzo di particolari software e si basa essenzialmente su di un approccio di tipo statistico per la scelta dei fattori predisponenti più influenti, selezionati da una rosa di fattori individuati sulla base di criteri geomorfologici. Il criterio di selezione dei fattori si basa, infatti, sull’analisi statistica bivariata tra ogni singolo fattore e la distribuzione dei dissesti cartografati (tramite la ricostruzione della curva di Lorenz per ogni fattore e il relativo indice di Gini). A tale scopo sono stati utilizzati i dati della carta geomorfologica della Val Piana, contenuti nel database realizzato nell’ambito di questa tesi, e un DEM, derivato dalle Carte Tecniche Regionali fornite dalla Provincia Autonoma Trento, al fine di costruire, utilizzando il software ArcGIS,delle carte tematiche relative ai potenziali fattori predisponenti per l’innesco di debris flow. Ricavati i fattori predisponenti più influenti sull’innesco dei debris flow, le rispettive carte sono state intersecate al fine di ottenere una carta delle vUCU (vector Unique Condition Unit), dalla quale è stato possibile ricavare una Carta della Suscettibilità da debris flow, nella quale la valle viene suddivisa in aree in base a diverse classi di suscettibilità. L’attendibilità del modello è stata verificata validando gli scenari di suscettibilità nel tempo, sulla base dell’effettiva situazione che si è venuta a creare tra diversi step temporali considerati. La carta della suscettibilità risultante ben rappresenta la realtà, in quanto nelle aree risultate ad elevato indice di suscettibilità si sono effettivamente verificati eventi recenti di debris flow. ABSTRACT The Adamello-Presanella Group is the southern-most massif of the Central Italian Alps. The summit of the Adamello-Presanella massif hosts lots of glaciers, including the largest Italian glacier: the Adamello Glacier. During the Late Pleistocene, the massif hosted huge ice field feeding several valley glaciers, whose fronts reached areas now occupied by pre alpine lakes. The aim of this thesis was the geomorphological characterization of a high mountain landscape, the Val Piana (Rhaetic Alps),defining the morphogenetic agents that modified and are modifying at present the landscape. Indirect investigations were applied to analyze multitemporal aerial photographs integrated with field geomorphological survey. Indirect investigations were performed using stereoscopic aerial photographs and digital ortophotographs, acquired between 1983 and 2012, as well as LIDAR data, acquired in 2006. Using Geographic Information Systems (GIS), all the collected data were computerized and organized into a geomorphological database, opportunely created. Database contains data related to morphogenesis, morphoevolution, morphochronology, geological structure and data coming from other sources (e.g., literature). The management of data in GIS environments allows fast updates and the addition of new data. Results from photointerpretation and direct investigation are shown in the “Geomorphological map of Val Piana” at the scale of 1:10.000. Criteria and symbolism used follow the guideline of the ServizioGeologicoNazionale for the survey of the “Geomorphological map of Italy at a scale of 1:50.000” and integrated with criteria adopted by other Italian researchers. The Val Piana shows a well-defined Alpine glacial morphology, with U trasversal profile, sharp crests and steep cliffs. Lateglacial deposits (late Pleistocene) are relatively diffuse; main deposits include moraine ridges placed at the mouth of the Val Piana. Holocenic glacial deposits are placed at the valley head: well preservedHolocene moraine ridges were attributed to the Little Ice Age (LIA); other smaller ridges, located behind the LIA moraines are related to the XX Century. Since the deglaciation following the Last Glacial Maximum, the morphoclimatic conditions changed to paraglacial condition, sensu Ballantyne (2002) which means fast evolution of both erosional and accumulation landforms to reach a new equilibrium state with the changed climatic conditions. Actually, the most incisive morphogenesis is due to gravity, water runoff, fluvial and fluvioglacial waters and cryonival processes. They mainly generate talus slope and debris cones. These deposits and Holocene glacial deposits are often not vegetated and unconsolidated, and are frequently are mobilized. Multitemporal analysis perfomed using aerial photographs suggests high dynamicity of debris flow of Val Piana. Debris flow represent one of the most hazardous processes in the alpine environment. Geomorphological mapping allows the reconstruction of landscape evolution, through the study of morphogenesis and morphoevolution, which represent an important key for preventhydrogeological hazard assessment. The collected geomorphological data were used for evaluating debris flow susceptibility in Val Piana. The method adopted, developed by Vergari et al. (2011) for investigating landslide susceptibility, is characterized by its relative easiness of application and for requiring the usage of common software. The method use statistical analysis for selecting the debris flow causal factors choosen among factors selected on the basis of geomorphological criteria. The most important causal factors are obtained from bivariate statistical analysis between each causal factor and the distribution of debris flow, using Lorenz curve and Gini coefficient. Geomorphological data of Val Piana, contained into the database, were used for this aim. Geomorphological data and DEM, obtained by Carte Tecniche Regionali (given by ProvinciaAutonoma di Trento) were used to build thematic maps about debris flow causal factors. Thematic maps about the most important causal factor were intersected to obtain vUCU (vectorUniqueConditionUnits) required to get the debris flows susceptibility map. The susceptibility map shows the valley divided into areas according to different classes of susceptibility index. The applied susceptibility assessment method provide a satisfactory prediction for the Val Piana