Regional and local scale analysis of very slow rock slope deformations integrating InSAR and morpho-structural data

Le deformazioni lente di versante in roccia (DGPV e grandi frane) sono fenomeni diffusi che interessano interi versanti e mobilizzano volumi di roccia anche di miliardi di metri cubi. La loro evoluzione è legata a processi di rottura progressiva sotto forzanti esterne e di accoppiamento idromeccanico, rispecchiate da un complesso processo di creep. Sebbene caratterizzate da bassi tassi di spostamento (fino a pochi cm / anno), queste instabilità di versante danneggiano infrastrutture e ospitano settori potenzialmente soggetti a differenziazione e collasso catastrofico. È quindi necessaria una robusta caratterizzazione del loro stile di attività per determinare il potenziale impatto sugli elementi a rischio e anticipare un eventuale collasso. Tuttavia una metodologia di analisi finalizzata a questo scopo è ancora mancante. In questa prospettiva, abbiamo sviluppato un approccio multiscala che integra dati morfostrutturali, di terreno e tecniche DInSAR, applicandoli allo studio di un inventario di 208 deformazioni lente di versanti mappate in Lombardia. Su questo dataset abbiamo eseguito una mappatura geomorfologica e morfostrutturale di semi dettaglio tramite immagini aeree e DEM. Abbiamo quindi sviluppato un pacchetto di procedure oggettive per lo screening su scala di inventario delle deformazioni lente di versante integrando dati di velocità di spostamento, cinematica e di danneggiamento dell’ammasso roccioso per ogni frana. Utilizzando dataset PS-InSAR e SqueeSAR, abbiamo sviluppato una procedura mirata a identificare in maniera semiautomatica la velocità InSAR rappresentativa, il grado di segmentazione e l'eterogeneità interna di ogni frana mappata identificando la presenza di possibili fenomeni secondari. Utilizzando la tecnica 2DInSAR e tecniche di machine learning, abbiamo inoltre sviluppato un approccio automatico caratterizzare la cinematica di ciascuna frana. I dati così ottenuti sono stati integrati tramite analisi di PCA e K-medoid per identificare gruppi di frane caratterizzati da stili di attività simili. Partendo dai risultati della classificazione su scala regionale, ci siamo poi concentrati su 3 casi di studio emblematici, le DGPV di Corna Rossa, Mt. Mater e Saline, rappresentativi di problematiche tipiche delle grandi frane (segmentazione spaziale, attività eterogenea, sensibilità alle forzanti idrologiche). Applicando un approccio DInSAR mirato abbiamo indagato la risposta del versante a diverse baseline temporali per evidenziare le eterogeneità spaziali e, tramite un nuovo approccio di stacking su basline temporali lunghe abbiamo estrattoi segnali di spostamento permanenti ed evidenziato i settori e le strutture con evoluzione differenziale. Lo stesso approccio DInSAR è stato utilizzato per studiare la sensibilità delle deformazioni lente di versante alle forzanti idrologiche. Il confronto tra i tassi di spostamento stagionale e le serie temporali di precipitazioni e scioglimento neve per il monte. Mater e Saline hanno delineato complessi trend di spostamento stagionale. Queste tendenze, più evidenti per i settori più superficiali, evidenziano una risposta maggiore a periodi prolungati di precipitazione modulati dagli effetti dello scioglimento della neve. Ciò suggerisce che le DGPV, spesso considerate non influenzate dalla forzante climatica a breve termine (pluriennale), sono sensibili a input idrologici, con implicazioni chiave nell'interpretazione del loro fallimento progressivo. I nostri risultati hanno dimostrato l'efficacia della metodologia multi-scala proposta, che sfrutta i prodotti DInSAR e l'analisi mirata per identificare, classificare e caratterizzare l'attività delle deformazioni lente di versante includendo dati geologici in tutte le fasi dell'analisi. Il nostro approccio, è applicabile a diversi contesti e dataset e fornisce gli strumenti per indagare processi chiave in uno studio finalizzato alla definizione del rischio connesso alle deformazioni lente di versante.