Studio di microzonazione sismica di livello 3 e della Condizione Limite per l'Emergenza (CLE) del Comune di Terre del Reno

Rapporto finale delle attività svolte nell'ambito dell'ACCORDO DI COLLABORAZIONE TRA REGIONE EMILIA-ROMAGNA, AMMINISTRAZIONE COMUNALE DI TERRE DEL RENO, CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE - ISTITUTO DI GEOLOGIA AMBIENTALE E GEOINGEGNERIA, UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E MECCANICA FINALIZZATO A DEFINIRE UNA STRATEGIA MULTILIVELLO PER VALUTARE IL RISCHIO DA LIQUEFAZIONE IN PRESENZA DI ARGINI E SITUAZIONI GEOLOGICHE E MORFOLOGICHE COMPLESSE (ATTUAZIONE DELL'ARTICOLO 11 DELLA LEGGE 24 GIUGNO 2099, N. 77. STUDIO REALIZZATO CON CONTRIBUTO OCPDC 675/2020 - DGR 1238/2020 (DD 21384/2020)).

Alluvial plains are highly sensitive to changes in sediment discharge and accommodation space and record a complex depositional history that reflects allogenic processes, including climate and base-level changes, and local autocyclic processes. This complexity is expressed by a high vertical and lateral facies variability and results in significant textural and compositional heterogeneity of the deposits. As a result, the development of reliable models to reconstruct the ancient stratigraphic architecture of alluvial plains is often difficult. In this regard, late Quaternary depositional systems offer well-preserved stratigraphic archives that allow for high-resolution stratigraphic reconstructions. In this study, we provide a detailed subsurface model from a selected sector of the southern Po Plain, along the single-channel low-sinuosity Reno River, which was affected by widespread liquefaction processes triggered by the 2012 Emilia-Romagna seismic crisis. We report a comprehensive sedimentological and CPT-based characterization of the subsoil, and investigate how the stratigraphy controls earthquake induced liquefaction phenomena. The facies associations composing the alluvial subsoil are represented by tabular-layered floodplain mud and peat, channelled coarse-grained sand, and wedge-shaped fine-grained sand and silt (levee), which constitute respectively the basic elements of the liquefaction system: host, source, and sedimentary cap. The subsurface distribution of facies associations suggests that vertical and lateral changes in stratigraphy control mode and location of liquefaction evidence at the surface. In particular, the relative thickness of fluvial channel bodies vs. channel levee deposits (source-seal couplet), and the discontinuities within source layers appear to control the severity of sand ejection.

Extensional basins in retro-arc and hinterland areas allow sediment accommodation and preservation of thick coverage in well organised depositional sequences. The Peri-Tyrrhenian area of the northern-central Apennines (Italy) is characterised by a widespread occurrence of syn-tectonic basins framed within a horst-and-graben structural setting produced in response to the SW-NE trending continental extension since the Miocene. Among these syn-tectonic basins, the Paglia-Tevere Graben represents a 60 km long, NNW-SSE-striking morpho-structural depression hosting marine-to-continental Plio-Pleistocene sediments up to 1 km-thick lying above substrate made of turbiditic sequences. The Plio-Pleistocene sedimentary succession is organised in two main syn-rift and high rank depositional sequences , from the open marine to coastal-transitional environments: the first one is Zanclean-early Gelasian in age, while the second spans from the late Gelasian to the early Calabrian. The continental succession ends with post-rift and syn-uplift fluvial terraces, travertines and volcanic deposits of the Vulsini Volcanic District, since the late Calabrian (1.3 Ma). Detailed surveys and geological mapping, combined with an intense bibliographic review of biostratigraphic, tephrostratigraphic and strontium isotopes data, were performed to improve the knowledge of the geological evolution of the graben in its northern part. Stratigraphic and sedimentological analyses have been devoted to detail the stratigraphic organisation of the Plio-Pleistocene sequences. We identified: i) minor transgressive-regressive cycles associated with recurrent stages of west-directed progradation and retrogradation of coarse-grained fan-deltas sourced from the western mountainsides of the Apennines; ii) transgressive marker beds of bioclastic calcarenite levels with Amphistegina (zone MPL5b), as indicators of climate warm phase. The structural analyses revealed the occurrence of multiple fault sets, variably dissecting both the Plio-Pleistocene sequences and the Miocene turbiditic substrate. A polygonal setting (in map view) of normal faults occurs in the eastern part of the graben, represented by decametre-to-hectometre-long fault segments striking NW-SE, N-S, and NE-SW, and accommodating a cumulative stratigraphic offset of tens of metres. Strike-slip faults , mostly striking NNE-SSW, locally cut the normal ones, contributing to the disarticulation of the morphostructural basin. Our preliminary data can be used to constrain the geometry, the opening rate and the sedimentary evolution of the Paglia-Tevere Graben during the Quaternary.

In 2012, the Emilia-Romagna region (Italy) was struck by a seismic crisis characterized by two main shocks (M-L 5.9 and 5.8) which triggered relevant liquefaction events. Terre del Reno is one of the municipalities that experienced the most extensive liquefaction effects due to its complex geostratigraphic and geomorphological setting. This area is indeed located in a floodplain characterized by lenticular fluvial channel bodies associated with crevasse and levee clay-sand alternations, related to the paleo-Reno River. Therefore, it was chosen as a case study for the PERL project, which aims to define a new integrated methodology to assess the liquefaction susceptibility in complex stratigraphic conditions through a multi-level approach. To this aim, about 1800 geotechnical, geophysical, and hydrogeological investigations from previous studies and new realization surveys were collected and stored in the PERL dataset. This dataset is here publicly disclosed, and some possible applications are reported to highlight its potential.

Over the last 2 decades, the topic of earthquaketriggered landslides (EQTLs) has shown increasing relevance in the scientific community. This interest is confirmed by the numerous articles published in international, peer-reviewed journals. In this work we present a database containing a selection of articles published on this topic from 1984 to 2021. The articles were selected through a systematic search on the Clarivate(TM) Web of Science(TM) Core Collection online platform and were catalogued into a web-based GIS (web-GIS), which was specifically designed to show different types of information. After a general analysis of the database, for each article the following aspects were identified: the bibliometric information (e.g. author(s), title, publication year), the relevant topic and sub-topic category (or categories), and the earthquake(s) addressed. The analysis allowed us to infer general information and statistics on EQTLs (e.g. relevant methodological approaches over time and in relation to the scale of investigation, most studied events), which can be useful to obtain a spatial distribution of the articles and a general overview of the topic.

Dopo il terremoto aquilano del 2009, attraverso l'articolo 11 della legge n. 77 del 24 giugno 2009 per la ricostruzione in Abruzzo, lo Stato ha deciso di investire nella prevenzione del rischio sismico finanziando interventi su tutto il territorio nazionale, grazie ad un fondo istituito nello stato di previsione del Ministero dell'economia e delle finanze. L'utilizzo di tali fondi è regolamentato da ordinanze del Presidente del Consiglio dei Ministri e, a partire dall'annualità 2012, dopo l'approvazione della legge 100/2012 di riforma della protezione civile, da ordinanze del Capo del Dipartimento della Protezione Civile. Tra gli interventi finanziati dal Piano Nazionale di Prevenzione del Rischio Sismico abbiamo la microzonazione sismica (MS), che ha visto significativi sviluppi e diffusione negli ultimi trent'anni, e dal 2012 l'analisi della Condizione Limite per l'Emergenza (CLE), che ha l'obiettivo di verificare l'esistenza e la funzionalità del sistema di gestione dell'emergenza. L'analisi della CLE è uno strumento finalizzato all'integrazione degli interventi sul territorio per la mitigazione del rischio sismico a scala comunale e riguarda l'attività di verifica dei sistemi di gestione dell'emergenza, intesi come insiemi di elementi fisici (edifici strategici, aree di emergenza, infrastrutture di connessione e accessibilità). Indica la condizione per cui un insediamento urbano, dopo un terremoto, nonostante i danni subiti interrompano la quasi totalità delle funzioni urbane presenti, compresa la residenza, conserva comunque l'operatività della maggior parte delle funzioni strategiche per l'emergenza, la loro accessibilità e connessione con il contesto territoriale. L'analisi della CLE viene realizzata congiuntamente o a seguito degli studi di MS e, come per questi ultimi, devono essere seguite modalità di rilevamento e archiviazione secondo specifici Standard (Commissione tecnica per la microzonazione sismica, Standard di rappresentazione e archiviazione informatica, analisi della Condizione Limite per l'Emergenza, versione 3.1, Roma, novembre 2018). Tutte le Regioni finanziate hanno adottato tali standard, garantendo l'omogeneità e la confrontabilità dei risultati sul territorio nazionale. L'OPCM 4007, ordinanza che introduce l'analisi della CLE, prevede che le Regioni recepiscano nella pianificazione quanto ottenuto attraverso l'analisi della CLE, così come sono stati recepiti gli studi di MS in attuazione di quanto previsto nella precedente OPCM 3907. Con il presente report vengono presentati alcuni risultati sulla stato di attuazione e sui dati fino ad oggi raccolti attraverso il Data Base a supporto del "Portale informativo e cartografico della Microzonazione Sismica e della Condizione Limite per l'Emergenza"1. Le informazioni riportate possono manifestare delle incongruenze con quelle riportate sul sito del portale informativo o con quelle presentate ufficialmente dalla Segreteria Tecnica, a causa di: - variazioni territoriali e amministrative - modifica delle circoscrizioni territoriali, istituzione di nuove unità territoriali, cambi di denominazione - che si verificano sul territorio nazionale e che vengono acquisite da ISTAT; - articolazione degli studi nelle varie circoscrizioni previste per i Comuni a grande dimensione demografica; consegna di aggiornamenti delle analisi della CLE, effettuate ad esempio nella Regione Emilia Romagna, Toscana, ecc. Si procederà nella prossima annualità a risolvere tali problematiche.

Nel presente documento viene descritta l'attività di supporto alla Commissione tecnica per gli studi di microzonazione sismica (OPCM 3907) prevista dall'accordo di collaborazione stipulato tra il CNR IGAG e il Dipartimento della Protezione Civile Nazionale per la realizzazione delle attività di cui all'ordinanza 780/2021 della Legge 77/2009. Il documento riporta un resoconto delle istruttorie sui prodotti consegnati dalle Regioni per gli studi della Condizione Limite per l'Emergenza (CLE) e illustra i risultati dell'inserimento degli studi CLE nel sistema di archiviazione e consultazione "Web MS_CLE" nonché lo stato di aggiornamento degli standard di rappresentazione e archiviazione. Le tabelle articolate nelle diverse ordinanze dettagliano, per ciascuna Regione, il numero degli studi previsti, consegnati, chiusi e validati. E' inoltre presente una tabella di sintesi degli studi non contemplati nell'ambito delle ordinanze relative all'Articolo 11.

Nel presente documento viene descritta l'attività di supporto alla Commissione tecnica per gli studi di microzonazione sismica (OPCM 3907) prevista dall'accordo di collaborazione stipulato tra il CNR IGAG e il Dipartimento della Protezione Civile Nazionale per la realizzazione delle attività di cui all'ordinanza 780/2021 della Legge 77/2009. Il documento riporta un resoconto delle istruttorie sui prodotti consegnati dalle Regioni per gli studi di microzonazione sismica (MS) e illustra i risultati dell'inserimento degli studi MS nel sistema di archiviazione e consultazione "Web MS_CLE" nonché lo stato di aggiornamento degli standard di rappresentazione e archiviazione. Le tabelle articolate nelle diverse ordinanze dettagliano, per ciascuna Regione, il numero degli studi previsti, consegnati, in attesa di consegna, in attesa di validazione e validati. E' inoltre presente una tabella di sintesi degli studi non contemplati nell'ambito delle ordinanze relative all'Articolo 11. Nella seconda parte, invece, è presente una bozza della pubblicazione delle "Linee guida per la gestione del territorio in aree interessate da liquefazioni (LQ)".

Stand espositivo allestito dal CNR IGAG nell'ambito delle inziative per la Notte Europea dei Ricercatori e delle Ricercatrici 2022, Progetto "NET - SCIENCE TOGETHER", avente per oggetto la rappresentazione della struttura del sottosuolo e rischi geologici nell'Area Archeologica Centrale di Roma. Visualizzazione della morfologia esterna e della struttura del sottosuolo dell'area del Colosseo, Foro Romano e Palatino in Roma, per mezzo di plastici 3D realizzati nel laboratorio GIS del CNR-IGAG. A corredo verranno mostrati spezzoni di carote del substrato geologico, prelevati da campagne di perforazioni seguite da IGAG, e pannelli espositivi che mettono in relazione il locale assetto geologico con rischi naturali associati, quali sismi, inondazioni e frane, e i danneggiamenti subiti dagli edifici di interesse archeologico.

Nel presente rapporto tecnico-scientifico vengono presentati gli elaborati e i prodotti informatici relativi all'Accordo di collaborazione scientifica tra CNR IGG e CNR IGAG nell'ambito della Convenzione tra L'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di e l'Istituto di Geologia Ambientale e Geo-ingegneria del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IGAG-CNR) dal titolo "gli studi paleosismologici sulle zone di attenzione delle faglie attive e capaci del territorio comunale di Norcia (PG) e l'aggiornamento degli studi di microzonazione sismica a seguito degli approfondimenti dedicati alle zone di attenzione delle faglie attive e capaci (FAC) nei Comuni di Norcia e Preci (PG), Capitignano, Montereale, Campotosto, Barete e Pizzoli (AQ), Leonessa, Rieti, Cittaducale, Cantalice e Rivodutri (RI), Ussita e Macerata (MC)".

Terre del Reno is a municipality in the Emilia-Romagna Region (Italy) that experienced relevant liquefaction events during the 2012 seismic crisis, which was characterised by two main shocks (ML 5.9 and 5.8). Such events are mainly related to the complex geo-stratigraphic setting of the area. In this background, the present work is devoted to achieving two main objectives: i) define a new integrated methodology to assess liquefaction susceptibility in complex stratigraphic conditions through a multi-level approach; ii) perform a level 3 seismic microzonation study of Terre del Reno. To this purpose, more than one thousand geophysical and geotechnical measurements vailable from three different databases and some hundreds of new collected investigations were stored in a dedicated geodatabase. Data and metadata, that were spatially and statistically manipulated to guarantee their harmonization, standardization, and uniqueness, were explored to reconstruct a model for the Terre del Reno subsoil. Specifically, a geological model of the studied area (~ several hundreds of meters) was first reconstructed as well as the seismic bedrock geometry (the latter defines as the layer characterized by the stiffness requirement: Vs > 800 m/s). This model was obtained by integrating deep bore-hole data available from previous studies and geophysical and geotechnical investigations. Furthermore, a high-resolution geological reconstruction of the upper 30 m has also been performed through sedimentological and paleo morphological analysis to characterize the sedimentary units affected by liquefaction. This analysis may be used to compare both well-known and innovative geotechnical indicators for liquefaction susceptibility assessment. Thus, a set of acceleration time histories, that are spectrum-compatibles with the spectrum of reference input motion at outcropping bedrock of the site, were used as input in 1D and 2D site effect numerical modelling. The obtained results were synthetized and represented in a level 3 seismic microzonation study with the aim of providing operational indicators devoted to urban planning and for challenging problem related to liquefaction.

Con questo volume, che fa parte della collana BookMS Manuali (download dal sito www. centromicrozonazionesismica.it), intendiamo raccogliere, organizzare e mettere in condivisione i principali elementi e insegnamentitratti dall'intensa attività svolta in questi ultimi due anni. In particolare, sono riportate indicazioni utili alle attività di raccolta dati e relativa elaborazione per la realizzazione di carte di microzonazione sismica di livello3; si tratta di veri e propri protocolli per delineare procedure operative per la caratterizzazione delle Microzone Omogenee in Prospettiva Sismica (MOPS), la delimitazione delle Zone di Attenzione e la valutazione della Risposta Sismica Locale all'interno delle MOPS. In tal senso, si vuole sottolineare una volta di più il decisivo ruolo svolto dagli studi di microzonazione sismica quale strumento di mitigazione del rischio sismico, non solo nelle fasi post-evento, ma soprattutto nell'ambito di una lungimirante strategia di prevenzione che privilegi l'adozione di corrette scelte in sede di pianificazione e progettazione.

Nel presente documento sono riportate le attività svolte dal Gruppo di Lavoro del CNR IGAG nell'ambito dell'Accordo del 18/03/2019 (registrazione repertorio n.4226 del 18/03/2019; Prot. CNR-IGAG 00813/2019 del 18/03/2019; Prot. CNR-IGAG 01268/2019 del 07/05/2019), tra la Regione Calabria - Dipartimento n. 6 "Infrastrutture, Lavori Pubblici e Mobilità" e il C.N.R. - Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG) per lo svolgimento delle attività di supporto alla Regione Calabria per la realizzazione di studi di Microzonazione Sismica (MS) e di Analisi della Condizione Limite per l'Emergenza (CLE) di cui al programma nazionale di prevenzione del rischio sismico (art. 11 Legge 77/2009). Le attività sono incentrate nel fornire consulenza tecnico-scientifica alla Regione Calabria per il supporto ai professionisti affidatari ed il coordinamento tecnico-scientifico delle fasi di realizzazione degli studi di MS livello 3 e CLE per come più dettagliatamente descritto nell'Allegato Tecnico del sopracitato Accordo. Questa relazione tecnico scientifica rappresenta il rapporto finale alle attività di progetto secondo quanto riportato nell'Art. 8 dell'Accordo e al punto 3 dell'Allegato Tecnico dello stesso, in conformità alle scadenze riportate nella nota del 01/06/2020 (01598/2020) con la quale la Regione Calabria accoglie la richiesta di proroga della scadenza dell'Accordo al 18/03/2021, avanzata dal CNR-IGAG il 06/03/2020 (00707/2020).

Nel presente documento sono riportate le attività svolte dal Gruppo di Lavoro del CNR IGAG nell'ambito dell'Accordo del 18/03/2019, tra la Regione Calabria - Dipartimento n. 6 "Infrastrutture, Lavori Pubblici e Mobilità" e il C.N.R. - Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG) per lo svolgimento delle attività di supporto alla Regione Calabria per la realizzazione di studi di Microzonazione Sismica (MS) e di Analisi della Condizione Limite per l'Emergenza (CLE) di cui al programma nazionale di prevenzione del rischio sismico (art. 11 Legge 77/2009). Le attività sono incentrate nel fornire consulenza tecnico-scientifica alla Regione Calabria per il supporto ai professionisti affidatari ed il coordinamento tecnico-scientifico delle fasi di realizzazione degli studi di MS livello 3 e CLE per come più dettagliatamente descritto nell'Allegato Tecnico del sopracitato Accordo. Questa relazione tecnico scientifica rappresenta il rapporto intermedio allo stato di avanzamento delle attività di progetto secondo quanto riportato nell'Art. 8 dell'Accordo, al punto 3 dell'Allegato Tecnico dello stesso e nella nota del 02/08/2019 (Prot. CNR IGAG 0002396) con cui è stato concordato il posticipo della scadenza dell'Accordo e relative consegne.

Il presente report descrive la metodologia utilizzata per produrre Carte di MS di area vasta. Tale procedura è stata applicata per realizzare le Carte di Livello 1 nei Contesti Territoriali (CT) delle due Regioni, previste nel secondo anno dell'Accordo tra la Presidenza del Consiglio dei Ministri - il Dipartimento della Protezione Civile e il CNR-IGAG (Prot. IGAG 280/2019), ossia: il CT di Lugo per la Regione Emilia Romagna e il CT di Sanremo per la Regione Liguria.

Questo report è suddiviso in due parti. Nella prima parte viene descritta la metodologia seguita per la selezione dell'input sismico adottato per le analisi numeriche di risposta sismica locale eseguite ai siti oggetto di studio, localizzati nei contesti territoriali di: Albenga (SV) e Sanremo (IM), nella Regione Liguria, Lugo (RA) e Terre del Reno (FE). Nella seconda parte, vengono invece descritti gli input selezionati per lo studio del fenomeno della liquefazione in un'area test localizzata in provincia di Ferrara

L'obiettivo dell'attività è quello di affiancare le Regioni nello svolgimento delle attività e dei processi per il raggiungimento degli standard minimi di sicurezza del territorio ("Standard minimi per la programmazione degli interventi in materia di riduzione del rischio ai fini di protezione civile - e di resilienza socio-territoriale"). In particolare, il report riporta le attività di affiancamento svolte dalla struttura tecnica di supporto (STS), riguardanti aspetti di carattere sia generale che specifico, relativamente alle esigenze regionali. In particolare sono riportati: 1) La sintesi degli incontri di coordinamento svolti nelle Regioni per la definizione dei CT, e lo stato di avanzamento dell'attività; 2) Stato di avanzamento delle attività connesse alla sperimentazione nei CT pilota; 3) Sintesi delle attività connesse al reperimento della documentazione tecnica di supporto alla valutazione dell'operatività strutturale degli ES, e stato di avanzamento dell'attività. Le attività di tipo specifico svolte e descritte nei report hanno riguardato: 1) Affiancamento alle Regioni per la definizione di procedure, linee guida e supporto nella loro adozione. 2) Attività di formazione ai professionisti e di supporto alle strutture di coordinamento, relativamente ai piani di Microzonazione Sismica regionale avviati o in fase di avviamento. Tali attività hanno il fine di fornire ai professionisti incaricati le competenze necessarie alla redazione di studi di MS e CLE, al fine di ottimizzare il processo di validazione, da parte degli organi competenti.

I terreni di copertura rappresentano un'importante porzione superficiale della litosfera, soprattutto in aree caratterizzate da evoluzione geologica neogenico-quaternaria, come il bacino mediterraneo.Tali terreni sono localizzati prevalentemente ai margini di bedrock affioranti, ossia in conche intramontane, fasce pedemontane, piane alluvionali e costiere, aree deltizie. Data la loro origine, sono costituiti da sedimenti sciolti o poco consolidati e da rocce tenere, che spesso fungono da terreni di fondazione per l'edilizia residenziale e industriale. Per loro natura e distribuzione, sono particolarmente soggetti ad hazard naturali, quali frane, inondazioni e allagamenti, amplificazioni sismiche, cedimenti, liquefazioni. Il loro studio riveste quindi notevole importanza per la mitigazione dei rischi naturali.Da anni l'IGAG investiga queste tipologie di terreni (ad esempio, con i Progetti Urbisit), soprattutto per studi di Microzonazione Sismica (MS), con approcci integrati di tipo geologico, geofisico e geotecnico per la definizione dei modelli di sottosuolo. L'approccio geologico è importante non solo per definire la geometria esterna dei depositi in relazione al bedrock, ma anche per ricostruire la struttura interna dei terreni investigati in termini di organizzazione stratigrafica dei litotipi affioranti e sepolti. I metodi utilizzati sono quelli della stratigrafia fisica, in particolare l'analisi di facies e la stratigrafia sequenziale per particolari contesti fluvio-costieri. Tali metodi permettono di definire l'architettura stratigrafica e la dinamica paleo-ambientale delle aree investigate, tramite l'identificazione delle litofacies e delle loro associazioni, l'individuazione e la gerarchizzazione di superfici limite, l'interpretazione di meccanismi e ambienti deposizionali (Miall, 2016). A tali fini, dati di affioramento, cartografici e di perforazione sono correlati tra loro e integrati con dati di letteratura, per investigare aree estense generalmente alcune decine di km2 e per profondità fino a 100 m. I prodotti derivati, elaborati nel Laboratorio GIS dell'IGAG Montelibretti, costituiscono carte geologiche e sezioni a grande scala (>=1:10.000), pannelli di correlazione e schemi di dettaglio dei rapporti stratigrafici. Essi sono alla base di tutte le elaborazioni successive per lo studio dei geohazard, ad esempio per la produzione di carte geo-tematiche (Carte MOPS, Carte MS), per la parametrizzazione geotecnica e idrogeologica del sottosuolo tramite correlazione litofacies-unità geotecniche (Mancini et al., 2014), per il supporto alla modellazione degli effetti di sito, per la pianificazione di campagne di indagine geofisica, geotecnica e idrogeologica. Aree test di applicazione di questo approccio sono il bacino romano e aree recentemente soggette a sismi (L'Aquila, Amatrice, Ischia), con prospettiva di applicazione ad aree urbane di Georgia e Albania (Accordi Bilaterali CNR).