Il presente studio fa parte di un progetto pilota del Ministero della ricerca scientifica, Linee Guida per la Salvaguardia dei Beni Culturali dai Rischi Naturali, (UNESCO/IGCP sottoprogetto n° 23) indirizzato ad individuare e sperimentare nuove metodologie per l'analisi di rischio, l'individuazione delle cause e la mitigazione degli effetti di eventi naturali estremi in aree campione del patrimonio storico architettonico e archeologico nazionale.

Il sito archeologico della Collina di Varano è stato scelto per il particolare tessuto storico urbanistico in cui fenomeni naturali distruttivi, in questo caso di dissesto idrogeologico, si sviluppano mettendo in pericolo da una parte i residenti delle zone limitrofe e dall'altra le ville romane, la cui riqualificazione e costantemente minata dal verificarsi da eventi i questo tipo.

Nell'area in oggetto, sona già state sperimentate tecniche di conservazione e consolidamento che sebbene abbiano in parte messo in sicurezza alcune porzioni del versante, non hanno però ricucito lo strappo esistente con il centro abitato, sia dal punto di vista paesaggistico sia dal punto di vista della possibilità di fruizione dell'area archeologica.
Da qui l'esigenza di approcciarsi al problema con nuove metodologie in grado di superare i limiti dell'ingegneria classica.
Obiettivo del presente studio è quello di definire un piano di interventi con tecniche di ingegneria naturalistica volti a rinaturalizzare gli interventi pregressi e a dimensionare e progettare i nuovi, attraverso le più moderne metodologie di analisi ed elaborazione territoriale e ambientale quali i sistemi informativi geografici e le modellazioni di versante con codici di calcolo ad elementi finiti.

1.2. Introduzione

Il sito archeologico della collina di Varano presenta numerosi fenomeni di dissesto dovuti all'attività franosa che si sviluppa lungo la scarpata che unisce la collina con la piana costiera dove sorge il centro abitato di Castellammare di Stabia. La presenza di opere di sistemazione di età differente, a partire da quelle di epoca romana, testimonia la persistenza dell'attività dei movimenti franosi nel corso degli ultimi 2000 anni.

Lo studio è teso ad individuare, attraverso un approccio multidisciplinare, le condizioni di stabilità e le opportunità di intervento sia sulle aree attualmente carenti di opere di sistemazione sia su quelle dove le opere non valorizzano completamente le peculiarità paesaggistiche del sito.

1.3. Inquadramento geografico

L'area di Castellammare di Stabia (Tav. “Castellammare di Stabia” III SO, Foglio 185 della Carta d'Italia, scala 1:25.000) si trova in una vasta area nota come Piana Campana, compresa tra la dorsale del M.te Faito ( 1131 m . s.l.m.) a S, i rilievi del Vesuvio-Somma a N e il mare a W. La Collina di Varano, situata alle spalle dell'abitato di Castellammare di Stabia (Fig.1), fa parte dei primi rilievi che limitano il settore meridionale di tale pianura. Compresa tra il Rio della Calcarella e il Fosso di Gragnano, costituisce il pianoro di raccordo, debolmente inclinato verso N, tra i piedi del rilievo del M.te Pendolo (q. 100 m . circa s.l.m.) a S e la piana alluvionale del fiume Sarno a N.

Fig.1 - Stralcio della Tavoletta Topografica IGM 1:25.000 (Foglio N° 185 della carta d'Italia)

Il suddetto pianoro è costituito da un terrazzo posto ad una quota di circa 50 m s.l.m. e da una scarpata avente pendenze superiori ai 45° con un dislivello di 30- 40 m . che separa il sito archeologico dagli edifici moderni del centro urbano di Castellammare (la parte in giallo nella Tav.1).

Inizio

1.4. Inquadramento storico-archeologico

Sopra il pianoro di Varano sorge il complesso archeologico delle Ville romane (Foto 1).

Foto 1 – Veduta panoramica della scarpata sottostante gli scavi archeologici e della parte dell'abitato di Castellammare di Stabia prospiciente la Collina di Varano.

Stabile, il terzo centro abitato distrutto nel 79 d. C. dall'eruzione del Vesuvio, venne esplorata a partire dal 1749 dagli scavatori borbonici, che già stavano operando a Ercolano (1738) e a Pompei (1748). Gli scavi riportarono alla luce le strutture murarie di numerosi edifici, con diverse destinazioni d'uso, tra i quali alcune ville patrizie (Fig. 2) caratterizzate dalla notevole ricchezza delle decorazioni (Villa San Marco, Villa Arianna, Villa del Pastore).
Molti affreschi, pavimenti e reperti furono allora staccati e trasportati al Real Museo di Portici e costituiscono oggi parte della collezione vesuviana del Museo Archeologico Nazionale di Napoli. A differenza di quanto accadde nelle due città vicine, lo scavo a Stabiae fu abbandonato nel 1782 e venne ripreso soltanto nel 1950 grazie all'opera di Libero D'Orsi e dell'allora sovrintendente Amedeo Maiuri. Attualmente il sito archeologico espone solo una porzione dell'antico centro urbano:

Fig.2 – I siti archeologici e l'abitato di Castellammare di Stabia

infatti una parte probabilmente non è mai stata raggiunta dagli scavi, mentre di un'altra si hanno le planimetrie degli scavi borbonici, successivamente ricoperte per motivi di tutela e conservazione.

La Villa San Marco è un complesso a carattere residenziale, situato sul ciglio del pianoro di Varano, il cui primo impianto risale all'età augustea e che successivamente è stato ampliato con la realizzazione, tra l'altro, di una grande piscina delimitata a sud da un grande ninfeo. La villa è decorata con pitture murali, stucchi e mosaici parietali e pavimentali.
Anche Villa Arianna si estende in maniera articolata in posizione panoramica sul ciglio del pianoro di Varano a circa 500 m . ad ovest di Villa San Marco. Anch'essa, attualmente scavata solo in parte ma già esplorata in epoca borbonica, presenta numerosi ambienti sontuosamente affrescati ed un quartiere rustico collegato alla base della collina attraverso una serie di gallerie e di rampe a vari livelli (Foto 2).

Foto 2 – Interno di uno degli edifici della Villa Arianna

Il complesso della Villa del Pastore, il cui nome deriva dalla statua raffigurante un anziano pastore ritrovata nel corso degli scavi degli anni sessanta, è situata analogamente alle altre due sul bordo della collina e presenta un'estesa area scoperta a pianta rettangolare allungata est-ovest e con al centro un natatio.

Inizio

2. Progetto GIS

2.1. Sviluppo del Progetto su Piattaforma GIS ed elaborazione del modello digitale del terreno (DEM)

La scelta dell'utilizzo di un Sistema Informativo Geografico per lo studio del sito di Varano risiede innanzitutto, nella estrema versatilità della piattaforma GIS per gli studi ambientali a qualunque scala, e in secondo luogo alla possibilità di aggiornamento ed implementazione del database che si va costruendo nelle diverse fasi di sviluppo dell'attività di ricerca. La creazione di diversi shape files permette il continuo scambio e dialogo tra programmi di cartografia e grafica vettoriale (dxf files) e archiviazione dati (dbf file).

La georeferenziazione della base topografica rende il lavoro utilizzabile da tutti i soggetti del settore che adottano lo stesso sistema di riferimento (nel nostro caso si è scelto UTM 32)

La prima attività realizzata è stata la scelta della base topografica di riferimento. Vista la scala a cui lo studio deve essere condotto (dettaglio), si è deciso di georeferenziare le carte scala 1: 1000 del 1959. Il progetto è stato sviluppato con l'utilizzo di un GIS (Arcview 8.1 , ESRI ò ) seguendo la seguente procedura:

Scansione e georeferenziazione del topografico di base
Digitalizzazione e quotatura delle curve di livello passo 1 m
Creazione di una maglia di punti quotati da utilizzare come mass – point nella generazione del TIN (Triangulate Irregular Network)
Generazione dei primi layers informativi in formato GRID (cellsize 1m) quali il DEM , digital elevation model, lo Slope (Carta delle pendenze) e l'Aspect (Carta dell'esposizione)

Una volta ottenuta una base topografica in formato vettoriale (vedi tavola allegata 1), è possibile cominciare a costruire i vari tematismi digitali e archiviare le loro informazioni nel progetto.
L'output grafico di arcview permette di realizzare una volta generato il dem delle diverse viste tridimensionali della zona di studio che ne forniscono una visione di insieme molto realistica (vedi tavola allegata 4).
Una volta implementato il modello digitale del terreno è possibile grazie ad una estensione presente nel software (EasyProphile 2.0) tracciare ed estrapolare dal DEM tutti i profili topografici necessari alle analisi di stabilità. (vedi tavola allegata 6).

Inizio

3. Analisi geologica

3.1. Introduzione

L'analisi geologica, oltre a mirare ad una ricostruzione dell'evoluzione paleogeografia dell'area, è indirizzata principalmente alla realizzazione di una cartografia di dettaglio, estremamente necessaria alla fase di definizione degli interventi di mitigazione.
Lo studio è stato condotto, in primo luogo, consultando la letteratura e le relazioni relative ai sondaggi effettuati durante le indagini preliminari dei vari interventi di sistemazione presenti nell'area e, successivamente, attraverso una campagna di rilevamento mirata a dettagliare i dati di letteratura.

3.2. Inquadramento geologico

L'area in esame è localizzata ai piedi del M.te Faito, all'interno della depressione morfologico-strutturale nota come Piana Campana, individuatasi durante le fasi neotettoniche plio-quaternarie dell'orogenesi appenninica.
Il substrato profondo è costituito dal basamento carbonatico appartenente alla piattaforma Campano-Lucana, caratterizzato da numerose fratture profonde che hanno consentito la risalita di quei magmi che hanno ricoperto e colmato le antiche zolle ribassate. Al di sopra di tale substrato sono presenti i terreni delle successioni flysciodi mioceniche, i depositi piroclastici che, dalla fine del Terziario e per tutto il Quaternario, sono stati emessi dagli apparati vulcanici del Somma-Vesuvio e dei Campi Flegrei, e i depositi continentali derivanti principalmente dal disfacimento dei rilievi circostanti.

3.3 Analisi stratigrafica

I dati raccolti attraverso le relazioni dei sondaggi e la campagna di rilevamento hanno permesso di descrivere nel dettaglio i rapporti geometrici tra i diversi corpi litologici presenti al di sotto del pianoro della collina (vd. Tav. Allegate 2 e 3). In particolare i sondaggi hanno permesso di confermare i rilevamenti effettuati lungo la scarpata e di conoscere i terreni non affioranti al di sotto del piede della scarpata stessa. Nel complesso, la successione è costituita da un'alternanza di depositi sedimentari e vulcanici di vario genere separati da superfici con andamento suborizzontale leggermente inclinate verso nord.

Il termine inferiore della successione affiorante lungo la scarpata è costituito dai tufi coerenti e semicoerenti dell'ignimbrite campana, Tufo Grigio Campano, risalente all'attività dell'apparato flegreo di 33.000 anni anni fa, avente uno spessore massimo di circa 20 m .( sondaggi 22 e 34/85).

Nell'area orientale della collina, i tufi poggiano al di sopra dei depositi piroclastici limo-sabbiosi, caratterizzati da scarsa coerenza ed elevata argillificazione, mentre nella porzione centrale il contatto è con depositi alluvionali costituiti da clasti prevalentemente calcarei, eterometrici, subarrotondati, contenuti all'interno di una matrice piroclastica bruno-rossastra. Anche nella porzione occidentale del rilievo i tufi poggiano sui depositi alluvionali, sia direttamente (sondaggio 3/85), sia indirettamente con l'interposizione di un modesto spessore (0.40- 3 m .) di depositi piroclastici (sondaggi 7, 10 e 14/85).

Al tetto delle ignimbriti, su tutta l'estensione della collina, è stata rilevata la presenza di una spessa coltre alluvionale (max. 32 m . nel sondaggio 2/85) al di sopra della quale poggia un pacco di piroclastiti di spessore variabile. Le caratteristiche di tali depositi alluvionali sono analoghe a quelle descritte per il corpo alluvionale posto al di sotto dell'ignimbrite.
Nella parte occidentale del rilievo, tra i tufi dell'ignimbrite e i soprastanti depositi alluvionali, è intercalato un corpo lenticolare di piroclastiti di spessore max. di circa 10 m .(sondaggi 15 e 18/85).
A chiudere la successione si trova un continuo livello di lapilli e pomici sciolte , di modesto spessore (max. 3.5 m . nel sondaggio 21/85) attribuibile all'attività eruttiva recente del complesso Somma-Vesuvio.

La coltre pedogenetica che copre la successione è diversamente distribuita sul pianoro, lungo la scarpata e alla base di essa. Sul pianoro, al di sopra delle pomici, si trova un continuo livello di suolo vegetale di circa 1- 2 m . di spessore, che si riduce a 0,5 m . lungo la scarpata. A valle della scarpata invece la presenza del suolo è condizionata dall'edificazione e dalla presenza preponderante del materiale di riporto che raggiunge in alcuni punti spessori notevoli (max. 16,8 m . sondaggio 17/85,)

Dato l'interesse per l'area posta al di sotto del settore della Villa del Pastore, è stato condotto un rilievo lungo la scarpata i cui risultati sono sintetizzati in una colonna stratigrafica di riferimento, della quale si riporta di seguito la descrizione:

⇒ tra q. 28 e q. 30,5 m . s.l.m.: piroclastite brunastra, con elementi decimetrici cineritici nero-violacei a spigoli vivi, scorie e rari elementi calcarei di dimensioni centimetriche e spigoli subarrotondati.

⇒ tra q. 30 e q. 31,5 m . s.l.m.: detrito alluvionale, clasto sostenuto, con elementi calcarei con spigoli ben arrotondati. Scarsa presenza di matrice piroclastica.

⇒ tra q. 31,5 e q. 37,5 m . s.l.m.: come tra q. 28 e q. 30,5 m . s.l.m.

⇒ tra q. 37,5 e q. 48 m . s.l.m.: depositi di conoide con scarsa matrice piroclastica ed elementi calcarei con spigoli ben arrotondati, con intercalazioni, nella porzione superiore, di depositi piroclastici bruno-rossastri, debolmente cementati dello spessore di circa 1,5 m .

⇒ tra q. 48 e q. 49,5 m . s.l.m.: livello di pomici e lapillo, di colore grigio chiaro e dimensioni inferiori ai 2 cm ., sciolte o debolmente cementate.

⇒ tra q. 49,5 e q. 51 m . s.l.m.: suolo vegetale.

Inizio

3.4. Evoluzione sedimentaria

Il deposito ignimbritico attribuito alla formazione del Tufo Grigio Campano, risalente a 33.000 anni fa, fornisce un valido riferimento con il quale collocare temporalmente la successione affiorante nella collina di Varano. Il contesto deposizionale dell'area non sembra mutare particolarmente nel lasso di tempo che va dalla deposizione della coltre alluvionale precedente i tufi fino al recente. Si tratta di una area all'interno della quale si sovrappongono due processi geologici diversi: la deposizione di materiale proveniente dal disfacimento dei rilievi circostanti e la messa in posto di materiale vulcanico ignimbritico e piroclastico proveniente dal complesso Somma-Vesuvio.

Il continuo processo di erosione dei rilievi carbonatici della dorsale dei M.ti Lattari è testimoniato dai clasti calcarei, localmente preponderanti, all'interno dei depositi alluvionali: la forma e dimensioni di tali elementi indica il carattere pedemontano di tali depositi. La matrice piroclastica indica il coinvolgimento all'interno dei processi erosivo-deposizionali dei depositi sciolti o debolmente cementati di natura vulcanica, che ammantano i rilievi carbonatici. Successivamente alla messa in posto dell'Ignimbrite Campana e dei successivi depositi piroclastici, i rilievi carbonatici vengono coperti da una spessa coltre con caratteristiche coesive, fattore che determina due dirette conseguenze:

⇒ la protezione del substrato calcareo dall'attività degli agenti esogeni testimoniato dalla presenza limitatissima di clasti calcarei nei primi metri al di sopra dell'ignimbrite e delle piroclastiti;

⇒ un relativo aumento dell'energia del rilievo e il conseguente ringiovanimento dei corsi d'acqua, testimoniato dalla presenza degli elementi cineritici violacei, di forma prismatica e dimensioni decimetriche, scarsamente coesi, a spigoli vivi contenuti all'interno della piroclastite. La bassa coesione e la forma spigolosa di tali clasti indica un trasporto ridottissimo di tali elementi la cui presenza permette di inscrivere la facies deposizionale all'interno di un ambiente di piede di scarpata.

In seguito al rapido disfacimento della coltre ignimbritica e piroclastica scarsamente cementata e degli effimeri rilievi costituiti da essa, riprende l'azione di disfacimento del substrato carbonatico e il ripristino di condizioni deposizionali caratterizzate da minor energia e rappresentate dalle intercalazioni tra i depositi in cui prevalgono i clasti calcarei subarrotondati e i livelli prevalentemente piroclastici.
Il livello pomiceo soprastante corrisponde alla recente eruzione del complesso Somma-Vesuvio del 79 a .C. .

Inizio

4. Analisi geomorfologica

4.1. Introduzione

Questa parte dello studio consiste nella ricostruzione dell'evoluzione geomorfologica dell'area e in particolare della scarpata della collina e nell'individuazione della tipologia, delle caratteristiche geometriche dei fenomeni franosi passati e attivi allo stato attuale, dei parametri predisponenti e degli elementi precursori i fenomeni stessi. L'analisi è stata condotta attraverso una sintesi dei dati presenti in studi e relazioni preesistenti e attraverso una verifica dei dati attraverso una campagna di rilevamento nell'area interessata dai fenomeni franosi.
Il complesso dei dati raccolti fornisce indicazioni sulla distribuzione spaziale delle aree maggiormente suscettibili di nuovi fenomeni e costituisce una base di lavoro per la definizione della pericolosità dell'area.

4.2. Inquadramento geomorfologico

L'area di Castellammare di Stabia (Tav. Castellammare di Stabia III SO, Foglio 185 della Carta d'Italia, scala 1:25.000) si trova in una vasta area nota come Piana Campana, compresa tra la dorsale del M.te Faito ( 1131 m . s.l.m.) a S, i rilievi del Vesuvio-Somma a N e il mare a W. La Collina di Varano fa parte dei primi rilievi che limitano il settore meridionale di tale pianura e, compresa tra il Rio della Calcarella e il Fosso di Gragnano, costituisce il pianoro di raccordo, debolmente inclinato verso N, tra i piedi del rilievo del M.te Pendolo (q. 100 m . circa s.l.m.) a S e la piana alluvionale del fiume Sarno a N.
Il pianoro è bruscamente interrotto da una scarpata di circa 30- 40 m ., caratterizzata da pendenze superiori ai 45°, che collega il terrazzo posto a q. 50 m . circa s.l.m. e la piana sottostante.
Come evidenziato nell'analisi geologica, il pianoro è costituito dai depositi derivanti dal disfacimento dei rilievi posti ad E e a S che hanno formato una conoide alluvionale di carattere pedemontano, la cui propaggine inferiore è stata interessata nel passato dall'attività erosiva marina che è all'origine della formazione della scarpata. L'arretramento della linea di costa, in seguito alla concomitanza di processi tettonici, eustatici e deposizionali, ha interrotto l'azione erosiva del mare sul piede della scarpata che, comunque, continua a subire l'azione modellatrice degli agenti esogeni atmosferici.

4.3 Analisi storica ed inventario dei fenomeni franosi

La fase di analisi dei movimenti avvenuti nel passato è di fondamentale importanza per l'individuazione delle tipologie di frana presenti nel territorio e della distribuzione spaziale dei fenomeni avvenuti in passato.Caratterizzata da elevata energia di rilievo, la scarpata è stata interessata da fenomeni erosivi e gravitazionali fin dall'epoca degli insediamenti romani, al cui periodo appartengono i resti delle prime opere di sistemazione che si trovano ancora adesso lungo la scarpata. Tali opere (vd. Uso suolo e interventi di sistemazione) insieme a quelle che sono seguite fino al recente passato, contribuiscono a fornire un'indicazione della tipologia di fenomeni di dissesto a cui si è cercato di porre rimedio. La presenza di contrafforti e muri di sostegno di notevoli dimensioni fa supporre la presenza di movimenti coinvolgenti il substrato con superfici di scivolamento profonde qualche metro. I recenti eventi dell'inverno '97 sembrano essere invece inquadrabili più facilmente in dinamiche di asportazione della coltre alterata superficiale attraverso fenomeni di colate di terra.

Al fine di ottenere un quadro dell'evoluzione passata della scarpata, verranno condotte parallelamente sia una ricerca da fonti storiche ed archivistiche sia un'analisi da fotoarea di alcune annate scelte tra quelle disponibili presso le autorità locali, l'IGM o altri enti pubblici o privati.
Il prodotto di tale fase consisterà in una archiviazione su base GIS dei dati reperiti che fornirà sia una carta-inventario di tutti i fenomeni censiti distinti per tipologia sia un data-base di archiviazione dei dati relativi a ciascun fenomeno (data, intensità, effetti, …).

Inizio

4.4. Analisi dei processi attivi

La campagna di rilevamento effettuata tra giugno 2001 e gennaio 2002 è stata mirata all'individuazione delle caratteristiche dei processi attivi lungo la scarpata e alla definizione dei fattori predisponenti e degli elementi precursori dei fenomeni franosi presenti.

Fratture di tensione

Nel settore prospiciente l'orlo della scarpata degli scavi della Villa di Arianna sono molto evidenti numerose fratture nella pavimentazione e negli elementi verticali degli edifici in muratura. Tali fratture, caratterizzate dalla tipica convessità verso valle, sono connesse con il ribassamento delle porzioni più vicine alla scarpata e in alcuni punti circondano vere e proprie nicchie di distacco di movimenti rotazionali del recente passato.

L'area di individuazione di tali elementi è circoscritta agli scavi di Villa Arianna e non coinvolge l'area della Villa di San Marco. L'attività di tali fratture non è stata definita e potrebbe essere posteriore agli interventi di sistemazione effettuati nell'anno 1985. Per un maggiore dettaglio potrebbero rendersi necessari un monitoraggio delle fratture individuate ed un ulteriore rilevamento lungo l'orlo della scarpata, anche nei settori non raggiunti dalla campagna effettuata a causa di divieti di accesso o impenetrabilità della vegetazione.

Presenza di suolo

Sul pianoro è presente una coltre pedogenetica di circa 1- 2 m . mentre lungo la scarpata, a causa dell'elevata pendenza, si raggiungono spessori modesti ( 0,5 m .) con incrementi in corrispondenza della vegetazione di alto fusto. Dove la vegetazione ha subìto riduzioni per incendi o eccessivo taglio, il suolo viene a trovarsi privo della protezione e del sostegno vegetale e in condizioni di facile mobilizzazione a causa delle acque dilavanti o di processi gravitativi, dando così origine a colate di fango di modeste dimensioni (sotto la Villa di San Marco).

Erosione differenziale

Nei casi di affioramenti di diversi litotipi su scarpate, naturali o antropiche, l'azione dilavante delle acque determina una erosione maggiore a scapito di quelli con minore coesione.

Tale fenomeno è molto comune lungo tutta la scarpata nelle aree con vegetazione spontanea e in particolar modo nei pressi della Villa di S.Marco. I litotipi affioranti lungo la scarpata sono caratterizzati da scarsa coesione e cementazione in generale. In particolare sono presenti localmente livelli di lapilli e pomici o di detrito alluvionale che subiscono un'erosione e asportazione da parte delle acque dilavanti molto maggiore dei terreni che li circondano. Sono stati osservati numerosi casi di erosione differenziale tra il suolo e i sottostanti livelli, pomicei o detritici, in cui gli apparati radicali di alberi d'alto fusto sono rimasti privi del substrato. In mancanza del supporto gli alberi tendono ad inclinarsi fino a perdere le condizioni di equilibrio e, una volta a terra, lasciano alle spalle una nicchia di suolo scoperto. Questi punti della scarpata sono caratterizzati da un'elevatissima propensione al dissesto a causa dell'instabilità del volume di terreno a monte della nicchia, della maggiore infiltrazione e della minore protezione del suolo dall'erosione nell'area scoperta.

Ruscellamento diffuso

Il pianoro soprastante la scarpata e la scarpata stessa presentano poche incisioni di particolare rilievo che costituiscono fossi capaci di drenare le acque dilavanti. La porzione maggiore delle acque superficiali scorre al di sopra della scarpata determinando fenomeni di erosione elevata e trasporto di notevoli quantità di terra in una miscela fangosa che trova la sua area di deposito ai piedi della scarpata. Tali fenomeni sono ricorrenti tanto che l'ultimo è stato osservato nel settembre 2001 a seguito di un evento di precipitazioni molto intenso.

Depositi ai piedi della scarpata

Le colonne stratigrafiche relative ai sondaggi effettuati alla base della scarpata, indicano la presenza di materiale detritico con spessori piuttosto variabili da 0,5 m . fino a qualche metro. Un'analisi della corrispondenza tra tali depositi e i fenomeni franosi censiti nell'analisi storica può fornire indicazioni sulle aree di maggiore occorenza, sulle aree di run-out e sui volumi di materiale mobilizzato.

Inizio

5. Analisi Litotecnica

5.1. Caratteristiche litotecniche delle formazioni

Verranno di seguito descritte le caratteristiche meccaniche dei terreni. Tutti i parametri geomeccanici delle coltri verranno archiviati nel progetto GIS e verrà elaborata una carta litotecnica del costone. Tale analisi è propedeutica ad una successiva fase del progetto, che prevede una modellazione ed una analisi di stabilità del costone attraverso programmi di calcolo ad elementi finiti.
I parametri di seguito riportati sono la sintesi e la elaborazione di tutti i campionamenti, i sondaggi e le prove di laboratorio eseguite nell'area di studio per conto del comune di Castellammare di Stabia e della soprintendenza Archeologica di Ercolano e Pompei.

Le campagne di indagini geognostiche prese come riferimento sono in particolare quella del 1985 della Infrasud e quella del 1997 a seguito dei dissesti causati dagli eventi pluviometrici verificatesi nel mese di gennaio dello stesso anno.
Tramite la sintesi e l'elaborazione delle prove SPT (Standard Penetration Test) è stato possibili caratterizzare le formazioni del Tufo grigio campano (Ignimbrite) delle Piroclastici e del detrito di falda calcareo.
Sono state utilizzate le correlazioni empiriche di Terzaghi e Peck (1948) relative al grado di addensamento, al numero di colpi Nspt e all'angolo d'attrito interno del materiale e quelle di alcuni ricercatori giapponesi per correlare angolo d'attrito e Nspt (vedi tabelle successive)

Nspt COLPI/30 cm	TERZAGHI – PECK (1948)	GIBBS – HOLTZ (1957)
0 - 4	MOLTO SCIOLTA	0 – 15 %
4 - 10	SCIOLTA	15 – 35 %
10 – 30	MEDIA	35 – 65 %
30 – 50	DENSA	65 – 85 %
OLTRE - 50	MOLTO DENSA	85 – 100 %

YUKITAKE SHIOI & JIRO FUKUNI, 1982

Φ = √ 15 * N_spt + 15 (°)

Φ = 0.3 * N_spt + 27 (°)

Sono stati quindi sintetizzati i dati relativi alle prove di laboratorio eseguite nella campagna di indagine del 1997 in cui su campioni indisturbati appartenenti a diverse litologie a diverse profondità sono state eseguite le seguenti caratterizzazioni:

Classificazione del litotipo (curve granulometriche)
Peso specifico dei Granuli (Gs)
Peso dell'unità di volume (γ)
Densità secca (Dr)
Umidità naturale (w)
Porosità (n)
Indice dei vuoti (e)
Grado di saturazione (S)
Angolo d'attrito interno (prove di taglio diretto CD) (Φ)
Coesione (prove di taglio diretto CD) (c)
Coefficiente di permeabilità (K)

Riportiamo le tabelle con i dati delle analisi e le correlazioni in allegato (allegati 9a e 9b).

Inizio

6. Analisi Idrogeologica

I fenomeni rilevati nell'area della Collina di Varano sono strettamente dipendenti dal regime pluviometrico, dalle caratteristiche della circolazione idrica superficiale e profonda e dalle caratteristiche di permeabilità dei litotipi presenti. Al fine della redazione di una carta idrogeologica sono stati raccolti i dati disponibili in letteratura, negli studi e nelle relazioni preesistenti, presso il Servizio Idrografico Nazionale, il Comune di Castellammare (Piano Regolatore Generale) e l'Autorità di Bacino del Sarno.

6.1. Inquadramento generale

I bacini che insistono sull'area della Collina di Varano sono il Bacino di Rivo di Fosso di Gragnano o San Marco e il Bacino di Rivo Calcarelli. Sono di seguito riportati i dati idrografici relativi ai due bacini di riferimento, come desunti dagli elaborati del Piano Regolatore Generale del Comune di Castellammare di Stabia. Il tempo di corrivazione è stato valutato utilizzando la formula di Giandotti rispetto alla sezione:

a*A-2 + b*L

Tc = ----------------------

c*Hm-2

dove :

a= 4

b= 1.5

c= 0.8

A= superficie del bacino imbrifero (Km2)

L= lungezza dell'asta fluviale (Km)

Hm= quota media del bacino (m. s.l.m.)

Il bacino imbrifero di Rivo di Fosso di Gragnano o San Marco è compreso quasi completamente nel Comune di Gragnano e solo il collettore di scarico a mare attraversa il territorio di Castellammare per circa 2.6 Km .

La porzione superiore a quota 200 m . s.l.m. del bacino di Rivo Calcarelli è compresa nei territori di Pimonte e Gragnano, mentre il resto è all'interno del Comune di Castellammare.

Le precipitazioni che si verificano nell'ambito dei bacini in esame sono prevalentemente di carattere pluviale e distribuite in tutto l'arco dell'anno (Pmedia/annua= mm. 1107; vd,. Task 3)) con un minimo in corrispondenza del periodo estivo. Le dinamiche metereologiche sono strettamente relazionate alle caratteristiche orografiche dell'area ed in particolare alla presenza e disposizione della dorsale dei Monti Lattari, allungata in direzione Est-Ovest tra i golfi di Napoli e di Salerno. I bacini afferenti all'area di Castellammare costituiscono degli imbuti orografici in grado di convogliare le correnti d'aria provenienti dal Golfo di Napoli a causa di depressioni presenti su quello di Salerno e viceversa. Il raffreddamento di tali masse d'aria umida avviene per fenomeni di ascensione e/o espansione dovuti a deviazione verso l'alto delle correnti aeree provocate dai rilievi dell'entroterra e determina precipitazioni piovose anche disastrose per i corsi d'acqua a carattere torrentizio che attraversano l'area di Castellammare di Stabia prima di sfociare al mare.

La circolazione di tipo convettivo dovuta alle correnti ascendenti regolari del Golfo di Napoli e la circolazione di tipo ciclonico di provenienza meridionale, determinano dinamiche metereologiche differenti dalla precedente e fenomeni pluviometrici ridotti e più facilmente smaltiti dai relativi corsi d'acqua (Dati del Servizio Idrografico Nazionale).
La struttura dei Monti Lattari è attraversata da una serie di lineamenti (C.N.R., 1975; D'Argenio et alii, 1972; Celico & Corniello, 1979) che la dividono in diversi settori separati da superfici tettoniche importanti anche ai fini della definizione della circolazione idrica sotterranea. Le fasce cataclastiche individuate in corrispondenza dei lineamenti tettonici principali agiscono da superfici a bassa o bassissima permeabilità separando la dorsale in diversi settori idrogeologicamente indipendenti, o quasi, l'uno dall'altro (Celico, 1978). Il lineamento Pagani-Ravello separa i rilievi della Penisola Sorrentina dalla porzione più interna ed orientale della struttura ed insieme alla faglia che congiunge Castellammare con Settica Minore, posta verso SW, individua il settore di M. Cervigliano la cui circolazione profonda è diretta verso l'area di Castellammare. La direzione di flusso verso N è dovuta alla presenza, a quote piuttosto elevate, dei calcari dolomitici triassici affioranti lungo la costa meridionale che essendo caratterizzati da permeabilità piuttosto bassa, sostengono la falda e la tamponano verso S. Analogamente il settore di M. Faito, posto più ad W, e delimitato a SW dalla faglia Postano-Vico Equense, sebbene sviluppi qualche emergenza lungo la costa meridionale (sorgenti sottomarine e gruppo di Fontanagrande), è caratterizzato da un flusso preferenziale verso N ed ha come recapito principale l'area di Castellammare.

Gli studi individuati in letteratura distinguono una serie di complessi idrogeologici, principalmente, in base alle diverse caratteristiche di permeabilità e hanno permesso di accertare che la falda profonda, presente all'interno della collina di Varano, è alimentata direttamente dalle acque circolanti nel massiccio calcareo del Monte Faito.

Il complesso carbonatico, che costituisce l'acquifero profondo dell'area, è formato prevalentemente da rocce calcaree e dolomitiche caratterizzate da valori di infiltrazione e permeabilità elevata, a causa dell'intensa fratturazione dell'ammasso, ed è ricaricato dalle abbondanti precipitazioni che si concentrano sui rilievi della Penisola Sorrentina.

Il complesso dei depositi piroclastici è caratterizzato da elevata variabilità delle caratteristiche idrogeologiche a causa dell'eterogeneità dei litotipi che lo compongono. E' costituito sia da materiali a consistenza lapidea (tufi) e permeabilità media per fratturazione, sia da materiali sciolti, in situ, con permeabilità elevata (pomici) per porosità, sia da terreni, anch'essi sciolti, interessati da diffusi processi di argillificazione (cineriti) e conseguente bassissima permeabilità generale.

Anche il complesso delle coltri detritiche delle conoidi di deiezione, provenienti dal disfacimento dei rilievi carbonatici, e caratterizzate da granulometria medio-grossolana (limi, sabbie e ghiaie) e scarsa cementazione, è caratterizzato da permeabilità variabile da bassa a media in funzione delle caratteristiche granulometriche dei depositi.

In sintesi il sistema idrogeologico è descrivibile in un acquifero profondo all'interno delle formazioni carbonatiche la cui area di ricarica è costituita dai rilievi dei Monti Lattari e specificamente dal M.Faito. Ai piedi di questi rilievi, la coltre eterogenea, costituita dai depositi alluvionali e da quelli vulcanici, agisce da tampone rispetto alla circolazione principale all'interno del substrato carbonatico, determinando emergenze puntuali o innalzamenti della superficie piezometrica.

Inizio

6.2. Idrogeologia locale

Le caratteristiche generali dei litotipi presenti all'interno della collina sono state già precedentemente descritte; per un miglior dettaglio qui di seguito sono riportate le caratteristiche idrogeologiche:

Suolo: la coltre pedogenetica è caratterizzata da valori di permeabilità estremamente variabili a causa della presenza di abbondante materiale vegetale e delle caratteristiche granulometriche, data la presenza di livelli a prevalente composizione argillosa e di pomici risedimentate;

Lapilli e pomici: si tratta di pomici eterometriche frammiste a piroclastiti arenitiche (GETEC, 1997) le cui particelle sono dotate di notevole porosità primaria. Complessivamente sono assimilabili ad un deposito di ghiaia (max. 2- 3 cm .) piuttosto ben classato, data la scarsa presenza di matrice, e caratterizzato quindi da permeabilità elevata. Costituiscono quindi un livello di circolazione idrica preferenziale che, essendo presente esclusivamente nella porzione superficiale della collina, risulta attivo esclusivamente in corrispondenza di apporti meteorici;

Depositi alluvionali: sono i materiali costituenti le conoidi presenti nell'area pedemontana tra i Monti Lattari e la costa classificabili come detrito poligenico ed eterometrico in matrice piroclastica arenitica (GETEC, 1997). La variabilità granulometria, dovuta al diverso rapporto tra clasti (scheletro) e matrice nei vari settori e a varie altezze dell'ammasso, condiziona le caratteristiche idrogeologiche e fa variare la permeabilità da valori bassi a medi, favorendo la formazione di acquiferi sospesi alimentati dalle aree di ricarica poste verso monte;

Depositi piroclastici: sono costituiti da depositi vulcanici di granulometria da media a fine (piccole pomici, ceneri, lapilli etc.), quasi sempre sciolte o debolmente cementate. I diversi materiali sono spesso fra loro frammisti, anche se talora possono individuarsi livelli prevalentemente cineritici o pomicei. La diffusa presenza di materiali fini e le frequenti soluzioni di continuità nei livelli più grossolani fanno si che il complesso piroclastico sia caratterizzato nell'insieme da una permeabilità piuttosto bassa, costituendo un livello capace di sostenere locali acquiferi sospesi;

Sabbie vulcaniche: le caratteristiche granulometriche indicano dei valori di permeabilità medi o elevati. Tuttavia la trasmissività è modesta a causa delle ridotte dimensione di questi depositi;

Cineriti: i processi di argillificazione che hanno interessato i silicati hanno ridotto la permeabilità delle cineriti a valori bassissimi. Questi depositi, non continui e di spessori ridotti, possono favorire nelle porzioni soprastanti, a causa delle caratteristiche mineralogiche, la formazione di accumuli idrici effimeri estremamente pericolosi ai fini della stabilità dei pendi;

Tufo grigio campano: il complesso presenta una permeabilità media laddove è più lapideo (quindi nella porzione inferiore della formazione), che diminuisce verso il tetto diventando assimilabile a quella delle sovrastanti piroclastiti. Il ruolo idrogeologico del Tufo Grigio Campano è estremamente importante ancorché non univoco. Se nel complesso prevalgono le caratteristiche di minore permeabilità, esso costituisce il substrato per falde accolte nei materiali che lo sovrastano nonchè l'elemento di confinamento per acque sotterranee più profonde; flussi di drenanza sono invece possibili laddove il complesso si presenta con più ridotti spessori e poco diagenizzato.

La stratificazione suborizzontale all'interno della coltre e l'intercalazione di termini ad elevata permeabilità (ghiaie/sabbie e tufi) con altri a permeabilità ridotta (piroclastiti, livelli cineritici e livelli argillosi), comporta:

la riduzione della capacità della coltre superficiale (alluvionale e piroclastica) di agire da acquifero rispetto al volume potenziale dell'ammasso;
la formazione di percorsi preferenziale della circolazione sotterranea attraverso piani e direttrici sub-orizzontali;
una scarsa capacità di ricarica dell'ammasso stesso da parte degli apporti meteorici diretti, a causa dei livelli a bassa permeabilità che impediscono la circolazione verticale sia nei primi metri (livello cineritico) sia più in profondità;
la formazione di fenomeni di sovrappressione localizzati.

Inizio

7. Analisi Idrologica

7.1. Introduzione

L'obbiettivo dell'analisi idrologica nella area archeologica della collina di Varano è duplice:

1) definire gli scenari pluviometrici particolarmente severi per quest'area in termini di tempi di ritorno, altezze di pioggia critiche e definizione delle soglie idrologiche di innesco;

2) determinare parametri e coefficienti per il corretto dimensionamento delle opere di mitigazione del dissesto idrologico;

7.2. Analisi statistica applicata agli eventi idrologici estremi

La statistica tratta le osservazioni come indipendenti le une dalle altre, il valore di una osservazione risulta indipendente rispetto ad una osservazione precedente ( p. es. il valore di portata massima annuale osservata in un certo anno non dipende dal valore del massimo osservato durante l'anno precedente).
Questo di descrizione statistica è appropriata per eventi idrologici estremi (portate di piena, precipitazioni massime annuali, altezze massime del manto nevoso, portate minime).
I metodi statistici sono basati su principi matematici che descrivono la variazione casuale delle osservazione. Non sono intesi a rappresentare i fenomeni che hanno determinato le osservazioni. Quindi, per es. una stessa funzione di distribuzione di probabilità può essere utilizzata per descrivere il comportamento delle piogge intense come quello delle portate di piena.

La magnitudo di un evento estremo è inversamente proporzionale alla sua frequenza di accadimento: eventi molto severi accadono meno frequentemente di eventi di moderata intensità.
Obiettivo principale dell'analisi statistica è collegare la magnitudo degli eventi estremi alla loro frequenza di accadimento tramite l'impiego di distribuzioni di probabilità.

I dati idrologici utilizzati a tale scopo sono assunti essere indipendenti e identicamente distribuiti.

In pratica questo si consegue utilizzando per le analisi statistiche i valori massimi annuali della variabile di interesse. Si consideri una serie di valori di portata massima annuale: ogni valore è considerato indipendente rispetto agli altri, e ciascun valore può essere considerato come la realizzazione di un processo stocastico identico per tutti gli anni considerati (questo implica che il sistema idrologico che produce tali valori estremi – il bacino idrografico a monte della sezione dove sono stati osservati i valori massimi annuali non subisca variazioni nel periodo osservato. Variazioni tipiche sono quelle collegate all'uso del suolo, o alla costruzione di uno sbarramento).

Inizio

7.3. Trattamento probabilistico dei dati idrologici

L'insieme dei dati disponibile ( p. es. 60 valori di altezze di pioggia massime annuali osservate presso un pluviometro di una certa stazione) viene considerato come un campione estratto da una ipotetica popolazione di dimensione finita.
Le proprietà statistiche dei campioni (media, varianza,…) variano da campione a campione mentre quelle della popolazione sono uniche.
Tramite tecniche di inferenza statistica, le proprietà della popolazione vengono stimate da quelle del campione disponibile.

Stima dei parametri della distribuzione
Una funzione di distribuzione di probabilità rimane un'astrazione fino a quando non viene collegata alle osservazioni del fenomeno fisico. Questo si ottiene stimando i parametri della distribuzione sulla base dei dati del campione disponibile.

Tecniche disponibili

- metodo della massima verosimiglianza

- metodi grafici

- metodo dei momenti

Metodo dei momenti

□ I parametri delle distribuzioni sono esprimibili in funzione dei parametri statistici della popolazione (media, varianza,…..)

□ Si assume che i parametri statistici della popolazione coincidano con quelli del campione

□ I parametri della distribuzione prescelta vengono espressi in funzione dei parametri statistici del campione

7.4. Tempo di ritorno T_r

Il concetto di probabilità di non superamento (associato ad un certo evento idrologico) è spesso sostituito (per ragioni di comodità di rappresentazione) da quello di tempo di ritorno T .

DEFINIZIONE

dove x_T è la variabile caratterizzata da un tempo di ritorno T ⇒ se P=0.01, T=100 anni

Il tempo di ritorno di un evento di assegnata intensità è quindi:

□ Numero di anni che in media separa il verificarsi di due eventi di intensità uguale o superiore a quella assegnata.

□ Numero di anni in cui l'evento di intensità assegnata viene eguagliato o superato in media 1 volta.

In questa definizione, la parola chiave è “in media”. Infatti, il tempo di ritorno non è il numero di anni che separa due eventi di intensità eguale o superiore a quella assegnata. Secondo tale ultima definizione, dopo il verificarsi di un evento T – ennale (ovvero di probabilità di superamento 1/T), occorrerebbe attendere T anni affinché l'evento si ripeta (con certezza). Questo non è vero: infatti, la probabilità di un tale evento rimane pari a 1/T in ciascun anno, indipendentemente dal verificarsi di un simile evento nell'anno precedente o in anni recenti.

Inizio

7.5. Metodologia

La metodologia adottata nell'area oggetto di studio è quella dell'analisi delle serie storiche disponibili per le stazioni pluviometriche di Castellammare di Stabia, di Colli S. Pietro (Piano di Sorrento) e dell'intero bacino del Sarno.

Sono stati infatti recuperati i dati relativi alla serie storica completa dell'area per un arco temporale di settanta anni, questa serie storica è stata studiata attraverso il metodo dei massimi annuali e le altezze di pioggia critiche per diversi tempi di ritorno (soglie idrologiche di innesco) sono state stimate con il metodo dei momenti utilizzando la funzione di distribuzione di Gumbel.

7.6. Distribuzione di Gumbel

Funzione di densità di probabilità

Le funzioni possono essere espresse utilizzando la variabile ridotta

I parametri caratteristici per questa funzione sono: a e u

Si utilizza il metodo dei momenti per la stima di a e u

Determinazione del valore x (altezza di pioggia per un determinato intervallo orario) caratterizzato da un tempo di ritorno T.

poiché è:

Determinazione del valore T (tempo di ritorno) corrispondente ad una osservazione x

Noto il valore di x e dei parametri u ed a, si calcola il valore di w,(variabile ridotta), da cui si calcola F(X£x) e quindi il valore del tempo di ritorno T

Applicazione della distribuzione di Gumbel per la stima dei tempi di ritorno alla serie storica relativa alla stazione pluviografica di Castellammare di Stabia

Stazione pluviografica di Castellammare (Bacino del Sarno).

Principali statistici del campione e valori dei parametri della distribuzione di probabilità di GUMBEL

Stima dei parametri u ed a con il metodo dei momenti.

*Durata (ore)*	*N casi*	*minimo*	*massimo*	*media*	*Dev.Standard*	u	a
1	66	16.5	73.0	35.1	10.7	29.18646579	10.24520826
3	66	23.0	102.0	46.0	15.5	37.47577458	14.76823532
6	66	30.0	103.0	54.9	16.0	46.09366637	15.25698827
12	66	30.5	123.1	68.2	21.0	56.60239277	20.09287462
24	66	38.2	141.0	80.4	23.8	67.29362403	22.70681908

Valori dei quantici regolarizzati di precipitazione (mm) con la distribuzione di probabilità di GUMBEL

*Tempo di ritorno (T)*
T	w	Durata	2	5	20	50	100
2	0.36651	1	32.9	44.6	59.6	69.2	76.3
5	1.49994	3	42.9	59.6	81.3	95.1	105.4
20	2.97020	6	51.7	69.0	91.4	105.6	116.3
50	3.90194	12	64.0	86.7	116.3	135.0	149.0
100	4.60015	24	75.6	101.4	134.7	155.9	171.7

Inizio

7.7. Le carte probabilistiche

Le carte probabilistiche sono specifiche per ogni tipo di funzione di probabilità (log-normale, Gumbel,….) e vengono costruite in modo tale che le curve di probabilità della funzione corrispondente vi vengono rappresentate da rette.
Le carte probabilistiche possono essere utilizzate per verificare l'ammissibilità della funzione di probabilità prescelta per descrivere il campione, ancor prima di stimare i parametri:

se il tipo di funzione di distribuzione prescelto è adatto ad interpretare le osservazioni, i punti devono addensarsi attorno ad una retta.

Su queste carte, normalmente in ascissa viene riportata la variabile x, mentre in ordinata viene riportata la probabilità P(X ≥ x) o P(X ≤ x), il tempo di ritorno, o la variabile ridotta della distribuzione.

7.8. Plotting Position

Per riportare un punto sulla carta probabilistica, è necessario conoscere di esso il valore x e la probabilità P(X ≥ x) o P(X ≤ x). Se i parametri della distribuzione non sono stati ancora determinati, non è possibile calcolare la probabilità attraverso le formule consuete.
Nelle carte probabilistiche viene quindi utilizzata un'approssimazione della probabilità di superamento, detta plotting position.

L'approssimazione normalmente utilizzata:

m : posizione del dato nella serie ordinata in senso decrescente,

N : numerosità del campione

Dopo aver riportato i valori sulla carta probabilistica, ed avere accertato che si addensano attorno ad una retta, è possibile:

- utilizzare direttamente il diagramma per identificare la retta che meglio regolarizza i valori (p.es. tramite il metodo dei minimi quadrati)

oppure

- procedere in modo analitico alla determinazione dei parametri (p.es. tramite il metodo dei momenti) e quindi riportare la retta risultante sul grafico al fine di valutarne la capacità descrittiva (questo metodo è preferibile).

Applicazione alla serie storica relativa alla stazione pluviografica di Castellammare di Stabia

Il grafico riporta le carte probabilistiche di GUMBEL relative ai valori di precipitazione massima annuale di durata pari ad 1, 3, 6, 12 e 24 ore.
Le rette introdotte nei grafici sono quelle stimate tramite il metodo dei momenti. Infatti nelle carte viene riportata in ascissa la variabile ridotta ed in ordinata il dato.

Inizio

7.9. Linea segnalatrice di probabilità pluviometrica – 2

Stima dei parametri a ed n della linea segnalatrice di probabilità pluviometrica

□ Si determinano i quantici di precipitazione per le diverse durata (1, 3, 6, 12 e 24 ore, se l'interesse è per le durate orarie) per i diversi tempi di ritorno di interesse.

□ Si considerano i quantici relativi ad un assegnato tempo di ritorno e si regolarizzano mediante la relazione

(1)

In sintesi si può dire che la linea segnalatrice di probabilità pluviometrica fornisce una relazione fra

□ Altezze di pioggia

□ Durata di pioggia

Per un assegnato tempo di ritorno

La forma normalmente accettata in Italia è la (1) dove a ed n variano con il tempo di ritorno.

Inizio

8. Analisi dell'uso del suolo e degli interventi di sistemazione

Tra i diversi strati informativi, più propriamente detti layer, in una analisi di dettaglio (scala 1:1000) dei fenomeni di dissesto idrogeologico, non poteva mancare una carta tematica in formato digitale riguardante l'uso del suolo, le destinazioni prevalenti e le caratteristiche principali dei terreni che competono all'area di studio.

La carta dell'uso del suolo è stata realizzata su piattaforma GIS secondo la procedura seguente:

Digitalizzazione del raster comunale relativo al P.R.G.
Correzione della carta prodotta mediante fotointerpretazione
Codifica e parametrizzazione delle varie destinazioni d'uso e dei vari tipi di terreno
Analisi tramite GIS della variazione del carico antropico e dei suoi effetti negli ultimi 30 anni
Analisi delle diverse tipologie di intervento
Vulnerabilità dell' area di studio

8.1. Digitalizzazione del raster comunale

Il primo passo è stato quello di vettorializzare tramite arcviewGis la carta dell'uso del suolo allegata al PRG del comune di Castellammare di Stabia. Sono stati ridisegnati tutti i poligoni dei vari lotti esclusivamente per le zone interessate dallo studio. Quello da raster a vettoriale è un passaggio obbligato per qualunque tipo di analisi territoriale, infatti la nuova mappa così prodotta permette una sintesi dei dati cartografici per ciò che riguarda i dati di superfici, volumi e perimetri.

8.2. Correzione della carta mediante foto interpretazione

La carta tematica così prodotta è stata quindi corretta grazie all'utilizzo dei dati raccolti nelle due campagne di indagine eseguite direttamente lungo il costone della collina di Varano nei mesi di settembre 2001 e gennaio 2002.
Le foto e i sopralluoghi hanno permesso di arricchire e, in alcuni casi, correggere i dati riportati sul raster del Comune, passaggio questo che d'ora in poi potrà essere eseguito in maniera molto più rapida tramite l'utilizzo del Sistema informativo Geografico.
Sono stati aggiunti altri tematismi in funzione delle necessità e degli obbiettivi dello studio scorporando o accorpando la legenda precedente.

Le foto relative a due diversi periodi dell'anno hanno permesso una prima analisi delle dinamiche ambientali e sociali in atto nella zona di studio (tipi di colture, urbanizzazione, etc.,), procedura fondamentale per qualunque ipotesi di intervento con tecniche innovative e a basso impatto.

8.3. Codifica e parametrizzazione delle varie destinazioni d'uso e dei tipi di terreno

All'interno dell'area di studio è stato possibile individuare i seguenti tipi di uso del suolo con le seguenti destinazioni (vedi tav.5 allegata):

- Aree asfaltate in questa categoria sono rappresentate tutti i parcheggi e le strade asfaltate.

- Strade sterrate sono state considerate le strade non asfaltate e i sentieri tra una proprietà e l'altra.

- Campi coltivati rientrano in questa categoria tutte le colture stagionali non coperte.

- Interventi di sistemazione sono stati evidenziati tutti gli interventi di sistemazioni lungo il costone della Collina di Varano indipendentemente dalla tipologia e dall'anno di messa in opera.

- Edificato tutte le aree edificate indistintamente dalla tipologia edilizia.

- Alberi da frutta la grande quantità di frutteti presenti nella zona ha giustificato la presenza di questa categoria indipendente dalle altre.

- Giardini si fa riferimento soprattutto a giardini privati

- Terreno incolto sono piccoli appezzamenti attualmente non utilizzati

- Prato sono aree caratterizzate da manto erboso coltivato e mantenuto.

- Serre in questa categoria si fa riferimento a colture coperte di qualsiasi tipo.

- Vegetazione spontanea vegetazione d'alto fusto che cresce in particolar modo lungo le pendici del costone e a valle della scarpata (vedi foto in tavola 5).

Ognuna di queste tipologie è stata codificata e importata con i suoi dati spaziali all'interno del database di arcviewGis, è stato così possibile suddividere l'area in diversi settori ed eseguire su di essi le prime analisi spaziali.

Inizio

8.4. Analisi tramite GIS della variazione del carico antropico e dei suoi effetti negli ultimi 40 anni

In particolare è stata scelta un area campione racchiusa tra il ciglio della scarpata su cui si affacciano le ville romane e la strada della passeggiata archeologica. Quest'area è stata presa come unità di riferimento e misura sia dal punto di vista dello sviluppo urbano che della variazione delle tipologie di colture e destinazioni d'uso negli ultimi decenni. Partendo quindi da un'area iniziale di 361191 mq riportiamo nella tabella sottostante le varie percentuali di uso del suolo:

Superfici e percentuali di uso del suolo nell'area test

Uso del suolo	*Superficie mq*	*% su Area totale*
Aree Asfaltate	31445	8.71
Aree Sterrate	16258	4.5
Campi coltivati	65758	18.21
Edificato	23136	6.41
Alberi da frutta	134950	37.36
Giardini	4319	1.2
Terreno Incolto	24192	6.70
Prato	7766	2.15
Serre	53367	14.78

Da questa prima analisi spaziale si possono già trarre le prime considerazioni che ci guideranno nella scelta degli interventi di mitigazione da fenomeni di dissesto idrogeologico. Infatti accorpando le tipologie di suolo rese impermeabili dalle attività antropiche (zone asfaltate, edificate e serre coperte) e quelle invece rimaste permeabili abbiamo il seguente scenario:

Superfici e percentuali delle aree rese impermeabili

Uso del suolo	*Superficie mq*	*% su Area totale*
Aree Asfaltate	31445	8.71
Edificato	23136	6.41
Serre	53367	14.78
TOTALE	107949	29.9

Superfici e percentuali delle aree permeabili

Uso del suolo	*Superficie mq*	*% su Area totale*
Aree Sterrate	16258	4.5
Campi coltivati	65758	18.21
Alberi da frutta	134950	37.36
Giardini	4319	1.2
Prato	7766	2.15
Terreno Incolto	24192	6.70
TOTALE	253242	70.1

Dai dati sopra elencati si evince subito che in concomitanza di eventi pluviometrici particolarmente severi nella zona oggetto di studio è gia stata sottratta una area di infiltrazione pari al 30% del totale. Questa superficie che un tempo tratteneva l'acqua di precipitazione grazie all'infiltrazione naturale del terreno e alla sua capacità di campo, favorisce oggi il ruscellamento superficiale canalizzando e convogliando l'acqua direttamente lungo la scarpata, aumentando i processi erosivi e i fenomeni di dilavamento corticale, fattori di innesco di alcuni processi in atto attualmente lungo la scarpata.

Quello del bilancio idrologico del pianoro soprastante il Comune di Castellammare di Stabia, su cui si trovano i resti delle ville romane, diviene quindi un aspetto fondamentale di qualunque opera di sistemazione, mitigazione e pianificazione territoriale.

Inizio

8.5. Analisi delle diverse tipologie di intervento

L'analisi dell'uso del suolo ha permesso di sottolineare altri due aspetti fondamentali nella procedura della valutazione del rischio naturale nell'area archeologica oggetto del nostro studio.
Il primo riguarda le varie tipologie di intervento presenti in modo discontinuo lungo tutto il costone, risalenti ad epoche e a tipologie edilizie differenti. La loro presenza negli ultimi duemila anni è però indice dell'interazione continua dell'uomo e dell'evoluzione ambientale di questa porzione di territorio. Si possono infatti notare diverse tipologie di intervento di consolidamento appartenenti a periodi differenti a partire dai muri a contrafforti romani sottostanti le ville, ai terrazzi contenuti da murature ad archi in tufo nel limite inferiore della scarpata, sino ai più recenti interventi di consolidamento, quello in cemento armato sotto villa S. Marco, quello del 1985 con una gettata di spritz-beton al di sotto di villa Arianna sino agli ultimi quelli del 1997 vicino la Villa del Pastore e in Via delle Puglie con rete, micropali, tiranti, geotessili e fossi di guardia.

La riuscita o meno di interventi di mitigazione di questo tipo è strettamente connessa alle destinazioni d'uso del territorio a monte e a valle del costone da stabilizzare e non a caso le differenti tipologie di intervento ci raccontano anche l'evoluzione sociale ed urbanistica dell'area.
La fase di studio preliminare effettuata fino ad ora ha fornito una base di dati utili all'individuazione delle problematiche presenti sul territorio e alla definizione di massima di quelle che dovrebbero essere gli interventi da effettuare per la sistemazione del dissesto idrogeologico della Collina di Varano.
E' stata posta l'attenzione sull'assetto idrogeologico dell'area e in particolare sulle opere di regimazione delle acque relative alla circolazione superficiale e profonda. La canalizzazione e lo smaltimento delle acque meteoriche attraverso opere sia superficiali che profonde come le trincee drenanti e i fossi di guardia, avrebbe un duplice e benefico effetto sulla stabilità dell'intero costone. Le opere di drenaggio profonde eviterebbero l'eccessiva ricarica del livello di falda, che avrebbe conseguenze dannose sulla stabilità del versante (fenomeni gravitativi profondi), mentre le opere di regimazione superficiale favorirebbero l'allontanamento di quel surplus di acque di ruscellamento cui sembrano imputabili fenomeni erosivi intensi e il dilavamento della coltre superficiale (fenomeni gravitativi superficiali a rapida evoluzione).

Qualunque opera di regimazione delle acque superficiali e profonde ha naturalmente un vincolo imposto dal corpo recettore, bisogna individuare, ridimensionare o realizzare ex novo collettori capaci di smaltire, in caso di necessità, grandi quantitativi d'acqua evitando fastidiosi e pericolosi allagamenti nei quartieri e nei rioni sottostanti il costone.
Ad una efficace politica di mitigazione va accoppiata una efficace politica di pianificazione limitando il più possibile lo sviluppo urbanistico in un'area così delicata e fragile dal punto di vista idrogeologico.

Inizio

9. Implementazione di modelli di stabilità

9.1. Obiettivo

Al fine di valutare le condizioni di stabilità del costone della collina di Varano sono state eseguite delle analisi di stabilità su due sezioni tipo, rappresentative per stratigrafia e morfologia (pendenza e topografia) dell'area su cui sorgono le ville romane.
L'utilizzo del calcolatore per analizzare le caratteristiche meccaniche delle formazioni presenti ha un duplice obbiettivo:

1 In primo luogo le analisi di stabilità servono a verificare la correttezza dei parametri geomeccanici assegnati in precedenza alle diverse formazioni, una sorta di calibratura della caratterizzazione geotecnica dei litotipi coinvolti tramite il metodo delle analisi a ritroso (back analysis)

2 Come secondo risultato si possono verificare anche se con un certo margine di approssimazione, le condizioni di sicurezza cui verte il costone in termini di resistenza residua mobilizzabile su di una o più superfici potenziali di scivolamento.

3 In fine si possono individuare attraverso il valore del coefficiente di sicurezza i profili e quindi le aree più instabili, cui vanno indirizzati gli interventi di messa in sicurezza con priorità elevata.

9.2. Metodo di calcolo adottato

Per le analisi di stabilità, si è deciso di utilizzare una tool di FLAC ed in particolare Flac/Slope, un software per il calcolo del fattore di sicurezza e per l'analisi di stabilità dei pendii naturali e artificiali.

Utilizzo di FLAC/Slope©Itasca

FLAC/Slope è un programma di calcolo, derivato da FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) e progettato in modo specifico per il calcolo del fattore di sicurezza nell'analisi di stabilità dei pendii. Questo programma differisce dai programmi tradizionali che utilizzano “l'equilibrio limite” per determinare il fattore di sicurezza.
I codici per l'equilibrio limite utilizzano uno schema approssimativo basato tipicamente sul metodo dei conci e su determinate ipotesi, quali ad esempio la posizione e l'angolo delle forze all'interno dei conci. L'analisi si basa sul rapporto tra forze agenti e forze resistenti lungo superfici ipotetiche di potenziale rottura scegliendo tra queste la superficie in cui si sviluppa il valore più basso del fattore di sicurezza. L'equilibrio è soddisfatto soltanto per una serie ideale di superfici.

FLAC/Slope fornisce, invece, una soluzione completa sull'analisi sforzi/deformazioni, dell'equilibrio e delle equazioni costitutive. Sulla base di una serie di proprietà geometriche del pendio e geotecniche dei materiali il sistema calcola la stabilità o l'instabilità. Il programma calcola la superficie potenziale di scivolamento attraverso il cambiamento delle proprietà di resistenza dei materiali (tecnica della riduzione della resistenza al taglio), in corrispondenza del punto di stabilità.
Rispetto all'analisi dell'equilibrio limite, il metodo a differenze finite consente i seguenti vantaggi (Dawson and Roth, 1999; Cala and Flisiak, 2001):

Ciascuna superficie di scivolamento potenziale si sviluppa in modo naturale, senza il bisogno di specificare in anticipo un insieme di superfici di prova.
Non c'è necessità di fornire in ingresso alcun parametro artificiale (es. funzioni per angoli di forza inter-concio).
Le superfici multiple di scivolamento si evolvono naturalmente se le condizioni ne favoriscono l'insorgenza.
Esiste la possibilità di modellare realisticamente l'interazione tra il terreno ed elementi strutturali (es. chiodature, tiranti, geotessili).
La soluzione consiste in meccanismi di tipo cinematico, mentre il metodo dell'equilibrio limite considera solo le forze).

Nel caso di FLAC, il programma utilizza un metodo time-marching esplicito (fig. 1) per risolvere le equazioni algebriche, ma schemi di soluzione impliciti di tipo matriciale sono più comuni negli elementi finiti.

Figura 1. Ciclo di calcolo di base esplicito

Inizio

9.3. Procedura adottata per le analisi

La metodologia adottata prevede i seguenti step operativi:

scelta di sezioni tipo su cui eseguire le analisi
definizione della topografia di dettaglio delle sezioni (utilizzo di un GIS o di un CAD)
definizione e rilievo della stratigrafia di dettaglio della sezione in oggetto
assegnazione dei parametri geotecnici a tutti i litotipi presenti
elaborazione di una sezione geologica/geotecnica (utilizzo di un CAD)
implementazione del modello di stabilità con Flac/slope
analisi dei risultati

1. Per la scelta delle sezioni tipo su cui eseguire le analisi di stabilità si sono seguite due diverse priorità, sono state infatti in primo luogo selezionate le zone dove non sono mai state realizzate opere di difesa e mitigazione e quindi fra queste quelle di pregio rispetto all'ubicazione dei siti archeologici (vedi allegato 1 e 2 )

2. Per quanto riguarda la topografia di dettaglio una volta realizzato un modello digitale del terreno, tramite una extension del programma arcview® (easyprofile 2.0) è possibile derivare profili in formato vettoriale in modo automatico. Sono state quindi realizzate due sezioni topografiche di dettaglio, la prima si trova in prossimità della Villa del Pastore, in un area del costone dove non sono presenti interventi di sistemazione o protezione e particolarmente esposta in passato e nel presente a fenomeni di dissesto; la seconda si trova in una porzione non protetta di villa Arianna interessata di recente da fenomeni franosi (vedi allegato 3 e 4 , profili A-A e B-B)

3. Una volta scelte le due sezioni, sono stati effettuati dei rilievi geologici di dettaglio al fine di definire con esattezza la successione stratigrafica, gli spessori delle varie formazioni, la giacitura ed eventuali discontinuità.

4. Sono stati elaborati tutti i dati delle passate campagne di indagini e tutte le prove di laboratorio per giungere a definire e a caratterizzare le proprietà meccaniche necessarie per il modello, delle formazioni presenti sono di seguito riportate, come esempio le tabelle di sintesi relative alla classificazione geotecniche delle piroclastiti e visualizzate nei grafici a seguire.

Campione	Profondità	Peso granuli	unità volume	Densità	Umidità naturale	Porosità	Saturaz.	Indice dei vuoti	Angolo d'attrito	Coesione	Permeab.
	m dal p.c.	Gs (gr/cmc)	g (gr/cmc)	D (gr/cmc)	w (%)	n (%)	S	e	f (°)	c (Kg/cmq)	K (cm/sec)
det 1	-6,50	2,671	1,803	1,491	20,93	44,17	0,706	0,791	33	0,139	5,5*10e-2
det 3	-6,50	2,647	1,806	1,495	20,8	43,5	0,715	0,77	38	0,069	-
det 2	-11,50	2,677	1,811	1,395	29,82	47,86	0,869	0,918	39	0,099	4,4*10e-2
	media	2,665	1,807	1,460	23,850	45,177	0,763	0,826	36,667	0,102

Campione	Profondità	Peso granuli	unità volume	Densità	Umidità naturale	Porosità	Saturaz.	Indice dei vuoti	Angolo d'attrito	Coesione	Permeab.
	m dal p.c.	Gs (gr/cmc)	g (gr/cmc)	D (gr/cmc)	w (%)	n (%)	S	e	f (°)	c (Kg/cmq)	K (cm/sec)
Pir 3	-1,50	2,56	1,669	1,327	25,77	48,16	0,71	0,929	29	0,209	7,8*10e-3
Pir 14	-1,50	2,612	1,659	1,307	26,93	49,95	0,704	0,998	30	0,16	8,3*10e-3
Pir 9	-3,00	2,539	1,564	1,228	27,36	51,62	0,651	1,067	33	0,07	6,5*10e-3
Pir 11	-3,00	2,407	1,461	1,003	45,66	58,323	0,785	1,399	30	0	2,4*10e-1
Pir 15	-3,00	2,599	1,681	1,357	23,88	47,78	0,678	0,915	29	0,19	-
Pir 1	-4,00	2,531	1,618	1,291	25,33	48,98	0,667	0,96	27	0,14	5,7*10e-3
Pir 5	-4,50	2,569	1,577	1,229	28,32	52,15	0,667	1,09	31	0,12	4,7*10e-3
Pir 8	-5,50	2,529	1,583	1,305	21,3	48,37	0,574	0,937	30	0,14	2,7*10e-3
	medie	2,543	1,602	1,256	28,069	50,667	0,680	1,037	29,875	0,129
Pir 12	-6,00	2,686	1,791	1,407	27,29	47,62	0,806	0,909	39	0,119	8,9*10e-2
Pir 10	-7,00	2,544	1,591	1,263	25,97	50,35	0,651	1,014	28	0,129	6,9*10e-3
Pir 16	-7,00	2,554	1,619	1,298	24,73	49,16	0,653	0,967	31	0,24	3,5*10e-3
Pir 4	-8,00	2,549	1,585	1,29	22,87	49,37	0,597	0,975	30	0,179	4,8*10e-2
Pir 2	-8,50	2,547	1,691	1,301	29,98	48,9	0,797	0,957	28	0,169	5,2*10e-3
Pir 6	-8,50	2,593	1,588	1,251	26,94	51,74	0,651	1,072	31	0,089	4,9*10e-2
Pir 13	-13,50	2,536	1,639	1,201	36,47	52,63	0,832	1,111	28	0,219	4,9*10e-3
Pir 7	-17,50	2,561	1,613	1,266	27,41	50,93	0,681	1,038	28	0,21	5,7*10e-3
	medie	2,571	1,640	1,285	27,708	50,088	0,709	1,005	30,375	0,169

5. Una volta definiti i parametri la topografia e la geologia di dettaglio per le due sezioni tipo è stato possibile disegnare due sezioni geologiche geotecniche in formato vettoriale (vedi allegato 5 e 6 sezioni geotecniche)

6. Grazie alla realizzazione di una sezione geologica/geotecnica così dettagliata, l'implementazione del modello ad elementi finiti con flac/slope è particolarmente facile

I parametri utilizzati nel modello per le formazioni presenti sono le seguenti

	Densità (Kg/m^3)	Porosità	Ang. di attrito(°)	Ang.di dilatanza (°)	Coesione (MPa)	Tensione (KPa)
Ignimbrite campana	1850	0.10	35	4	1.3000	250.0
Piroclastite B	1640	0.50	29	2	0.0700	60.0
Detrito alluvionale B	1800	0.45	38	2	0.0150	300.0
Piroclastite A	1600	0.45	31	2	0.0130	60.0
Detrito alluvionale A	1800	0.44	33	2	0.0140	200.0
Pomici e lapilli	1300	0.60	33	2	0.0050	30.0
Suolo pedogenizzato	1500	0.50	26	2	0.0100	40.0
Cineriti	1300	0.50	35	2	0.0100	160.0

7. Analisi dei risultati e degli output per le due sezioni.

sez. A – A (allegato 7)
Sono state eseguite due simulazioni per il profilo di Villa del Pastore, una in condizioni drenate, e l'altra in condizioni sature ipotizzando la falda coincidente con il piano campagna.
La prima simulazione ha fornito un coefficiente di sicurezza pari a 1.19 in condizioni asciutte ed una superficie di scivolamento confrontabile per dimensione, estensione e posizione con quelle innescatesi per eventi simili in prossimità del profilo scelto per l'analisi.
La simulazione in condizioni sature ha fornito un valore per il coefficiente di sicurezza pari a 0.72, sottolineando la fragilità delle formazioni coinvolte nell'analisi in concomitanza di eventi pluviometrici particolarmente intensi che portano a saturazione il costone della collina di Varano.
Anche in questo caso la superficie potenziale di scivolamento è in perfetta analogia con quelle evidenziate nei sopralluoghi e sintetizzate nella carta dei fenomeni franosi.

sez. B – B (allegato 8)
Sono state eseguite due simulazioni per il profilo di Villa Arianna, una in condizioni drenate, e l'altra in condizioni sature ipotizzando la falda coincidente con il piano campagna.
La prima simulazione ha fornito un coefficiente di sicurezza pari a 1.49 in condizioni asciutte ed una superficie di scivolamento confrontabile per dimensione, estensione e posizione con quella innescatesi nell'evento che ha poi prodotto il fenomeno franoso.
La simulazione in condizioni sature ha fornito un valore per il coefficiente di sicurezza pari a 0.88, sottolineando la fragilità delle formazioni coinvolte nell'analisi in concomitanza di eventi pluviometrici particolarmente intensi che portano a saturazione il costone della collina di Varano.
Anche in questo caso la superficie potenziale di scivolamento è in perfetta analogia con quella sviluppatesi durante l'evento pluviometrico del settembre 2002, un piccolo scivolamento rotazionale in cima al costone che evolve in colata fin giù ai piedi del pendio.

Inizio

10. Esposizione degli elementi a rischio

10.1. Metodologia di analisi

Lo studio condotto sul sito di Varano è stato affrontato tenendo presenti più chiavi di lettura: strutturale, artistica, ambientale; ponendo quindi l'attenzione sia alle strutture vere e proprie dal punto di vista tipologico e statico, sia al valore artistico degli elementi decorativi archeologici sia al valore ambientale del sito e del territorio circostante per darne poi una valutazione complessiva.

· Dal punto di vista strutturale è stato effettuato un censimento di tutti gli ambienti delle ville romane registrandone dapprima informazioni in merito alla tipologia edilizia,la cronologia, lo stato di conservazione, si è poi entrati più nello specifico delle condizioni statico-strutturali vere e proprie rilevandone di tutte le lesioni il numero, l'orientamento, l'apertura massima, la corrispondenza tra il piano verticale e quello orizzontale e tra i vari ambienti limitrofi. Si sono valutate poi le condizioni delle strutture dal punto di vista del degrado, dovuto per lo più all'umidità ed allo sgretolamento delle malte, e registrati i consolidamenti effettuati.

· Per quanto riguarda l'aspetto artistico, si è fatta una valutazione della presenza dei beni tenendo conto della superficie affrescata, quella pavimentata a mosaico, il numero di colonne o la presenza di altri elementi decorativi. La fase successiva è stata la valutazione dello stato di conservazione, specie in quelle zone in cui c'è presenza di umidità sulle superfici verticali e l'attecchimento di piante spontanee invasive sulle superfici orizzontali ed infine la presenza o meno di un restauro superficiale.

· In merito al fattore ambientale va detto che quello di Varano è un sito dove l'attività prevalente è quella agricola ed in cui negli anni si è fatto largo ricorso all'abusivismo edilizio se non per nuove costruzioni, per ampliamenti trasformando quindi anche le tipologie edilizie di parecchi casolari rurali. In questo caso si sta procedendo ad una individuazione delle tipologie, delle aree di proprietà della Soprintendenza archeologica e del tipo di vegetazione e colture prevalenti, indicando anche la presenza delle numerose serre dei fioristi, in modo da poter ottenere un quadro esaustivo di quelle che è il contesto ambientale delle ville romane dell'antica Stabiae.

Un'altra sostanziale distinzione effettuata è stata quella tra i beni di competenza della Soprintendenza archeologica e quelli di competenza comunale.

· Per i beni di competenza della Soprintendenza, come già detto, si è fatta una classificazione di tutti gli ambienti delle strutture romane badando alle tipologie ed alle condizioni strutturali (anche per gli elementi di sostegno) restituite poi graficamente attraverso una tavola del quadro lesionativo e facendo riferimento ad una appropriata scala cromatica.

· Per le competenze comunali si è procedut in maniera analoga, considerando lo stato di conservazione degli edifici .

· Nell'area del pianoro di Varano, mediante queste informazioni raccolte sono state effettuate delle zonazioni con la distinzione di aree a diversa destinazione d'uso con l'aggiunta di una valutazione di tipo socioeconomica in termini di fruizione del contesto ambientale naturalistico e paesaggistico.

· Sono state poi individuate tutte le infrastrutture: viabilità primaria, viabilità secondaria, acquedotti, elettrodotti ad alta tensione, impianti sportivi ed infrastrutture turistiche, presenti nella zona in modo da avere un quadro degli elementi che interagiscono con le aree soggette a rischio.

· Si è creato, infine, una banca dati relativa alla popolazione presente nell'area che tiene conto anche della popolazione di lavoratori e di visitatori del sito archeologico.

Inizio

10.2 Esempio di scheda utilizzata per il censimento dei beni archeologici esposti e per la definizione di un indice di esposizione

Localizzazione

II COMPLESSO

codice

Operatore

data

05/05/2003

Carattetteristiche relative all'esposizione dei beni archeologici

TIPOLOGIA OGGETTO

RELIGIOSA

basilica

TC2

ambiente/aula/triclino/atrio

TC23

piazza

TI8

altare/ara

TR1

biblioteca/archivio

TC3

basamento

TC24

giardino/hortus

TI9

area/recinto sacro

TR2

capanna/palafitta

TC4

padiglione/esedra

TC25

latomie

TI10

menhir/dolmen

TR3

casa/domus/Insula

TC5

area

TC26

scala/scalinata

TI11

mitreo

TR4

circo/stadio/arena

TC6

edificio

TC27

statua/complesso scultoreo

TI12

sacello

TR5

colonna/obelisco/stele

TC7

DIFENSIVO

fornace

TI13

santuario

TR6

grotta

TC8

castrum/castelliere/caserma

TD1

COMPLESSI URBANISTICI

tempio

TR7

edicola

TC9

forte/arsenale

TD2

acropoli/arce

TU1

elemento naturale/sito

TR8

magazzino/horrea

TC10

fossato/recinto

TD3

parco

TU2

chiesa paleocristiana

TR9

mercato/macellum

TC11

mura/cinta muraria

TD4

verde storico

TU3

cripta

TR10

ninfeo

TC12

nuraghe

TD5

ambiente acquatico storico

TU4

FUNERARIA

palestra/ginnasio

TC13

porta

TD6

giochi d'acqua

TU5

catacomba/colombario

TF1

piscina/bagno/peschiera

TC14

torre

TD7

centro urbano/villaggio

TU6

ipogeo

TF2

portico/peristilio

TC15

INFRASTRUTTURE E SERVIZI

foro

TU7

mausoleo

TF3

taberna/esercizio

TC16

acquedotto

TI1

insediamento/sito

TU8

monumento

TF4

teatro/odeon

TC17

cisterna/pozzo

TI2

insulae

TU9

sepolcro/tomba

TF5

terme

TC18

cloaca/opera idraulica

TI3

necropoli/tombe

TU10

tumulo/dolmen

TF6

tribuna

TC19

fontana/peschiera

TI4

quartiere/regiones

TU11

CIVILE

villa rustica

TC20

ponte

TI5

arco

TC1

villa residenziale

TC21

porto

TI6

anfiteatro

TC2

palazzo

TC22

via/strada/cardo/decuman/pavim.

TI7

CRONOLOGIA

PRESENZA DI BENI

PRESENZA DI ELEMENTI DECORATIVI

preistorica

elementi metallici

PB1

ARCHEOLOGICI

AMBIENTALI

protostorica

sculture indipendenti

PB2

mosaici

PD1

giardino storico

PM1

arcaica (VII-V sec.a.c.)

arredo

PB3

altri elementi decorativi

PD2

orto botanico

PM2

classica (V-IV sec a.c.)

dipinti su tavola

PB4

dipinti murali

PD3

parco

PM3

ellenistica (V-I sec a.c.)

dipinti su altro materiale

PB5

materiali lapidei e fregi

PD4

verde storico

PM4

romana ( I - IV d.c.)

elementi decorativi esterni

PD5

ambiente acquatico storico

PM5

tardo antica (476 - 600 d.c.)

giochi d'acqua

PM6

medioevale (601 - 1400 d.c.)

ACCESSIBILITA'

USO ATTUALE

RAPPRESENTATIVITA'

STATO DI CONSERVAZIONE

non scavato

turistica/archeologica

alta

alto

SC1

parzialmente scavato

altro (culturale rappresentativa, culto, abitativa civile, terziaria, commerciale, …)

media

medio

SC2

non aperto al pubblico

bassa

basso

SC3

aperto al pubblico

ELEMENTI A RISCHIO DI TIPO ARCHEOLOGICO

STIMA DEL INDICE DI ESPOSIZIONE

STORICO/CULTURALE = INDICATORE A

RAPPRESENTATIVITA'

FREQUENZA

STATO DI CONSERVAZIONE

PRESENZA DI ELEMENTI DECORATIVI E BENI

1 (BASSA)

4 (0-25%)

1 (BASSA)

0-2

2 (MEDIA)

3 (25-50%)

2 (MEDIA)

3-5

3 (ALTA)

2 (50 - 75%)

3 (ALTA)

1 (75 - 100%)

INDICATORE A = RAPPRESENTATIVITA'+FREQUENZA+CONSERVAZIONE+PRESENZA

ECONOMICO TURISTICO = INDICATORE B

ACCESSIBILITA'

FUNZIONE

non scavato

1 (BASSA)

Archeo - turistica

valore normale

non aperto al pubblico

2 (MEDIA)

altro (culturale rappresentativa, culto,…)

valore addizionale

aperto al pubblico

3 (ALTA)

INDICATORE B: ACCESSIBILITA'+ FUNZIONE

INDICE PLANIMETRICO: da elaborazione GIS

INDICE DI ESPOSIZIONE = (INDICATORE A +INDICATORE B)*INDICE PLANIMETRICO

Inizio

11. Vulnerabilità degli elementi a rischio

11.1. Valutazione della Vulnerabilità per il sito di Varano

Nell'area oggetto di studio è stata svolta un'analisi sulle strutture in cui si è prestata attenzione alle condizioni statico-strutturali dei singoli ambienti delle ville romane dell'antica Stabiae.
Nello studio condotto sono state valutate le situazioni generali delle ville e le condizioni strutturali dei singoli ambienti, da cui sono emerse le aree più vulnerabili.
In particolare dall'analisi è emerso che le zone più lesionate e con maggiori danni alle strutture sono quelle più prossime al versante: per la Villa di San Marco le zone con maggiore vulnerabilità sono quelle degli ambienti 48,46 e 38; per la Villa di Arianna la parte che presenta la situazione più critica e grave si presenta nell'area della cosiddetta Grotta di Arianna, ambienti 76,71,74, 16 e 31, dove si notano nuovi dissesti in corso.

La situazione generale è abbastanza diversa tra le due ville dato che, mentre per la Villa di San Marco c'è una certa attenzione alla manutenzione ed un maggior controllo delle strutture (trovandosi lì gli uffici della soprintendenza archeologica), per la Villa di Arianna vige uno stato di incuria quindi, mancando manutenzione e controllo, le strutture sono maggiormente danneggiate ed attaccate dall'umidità, oltretutto in parecchie zone sono presenti delle coperture molto labili, al punto che su alcuni ambienti queste sono crollate sulle murature danneggiandole ulteriormente.

Anche nelle zone più interne ci sono delle situazioni critiche causate però da una scarsa attenzione al contenimento del terreno lungo i margini di scavo causando così smottamenti dannosi per le strutture.
Nella zona della Grotta di Arianna si notano lesioni corrispondenti e parallele lungo le murature della grotta stessa e degli ambienti adiacenti.

In altri casi, come l'ambiente 71 (sempre adiacente alla grotta), si vede un'inclinazione delle murature verso l'esterno ed un crollo nella parte di fondo. Ulteriori danni sono provocati dalle capinere che in più punti hanno utilizzato le piccole cavità delle murature per costruirvi il nido, facilitandovi poi l'attecchimento e la crescita di piante infestanti.

Per quanto riguarda la Villa di San Marco, le condizioni generali sono buone e non si notano dissesti in corso. Da strumenti di monitoraggio (vetrini) non sono emersi spostamenti. Anche per quanto riguarda i danni alle strutture dovuti ad umidità e vegetazione spontanea, c'è un certo contenimento.
Le condizioni generali, quindi, sono abbastanza buone per entrambi i complessi, salvo la zona centrale della Villa di Arianna dove vige uno stato di precarietà.

Inizio

11.2. Esempio di schede utilizzata per la definizione delle condizioni statico strutturali e per la stima della vulnerabilità


Carattetteristiche relative alla stima delle condizioni statico-strutturali dei beni archeologici
ALTEZZA						INTERVENTI
sopra il p.c.			sotto il p.c.			catene	I1		cordoli	I4
numero piani	AP1	1	numero piani	AP2	\	contrafforti	I2		restauro superficiale	I5	X
altezza totale in m.	AM2	1,8	altezza totale in m.	AM2		speroni	I3
						COPERTURA
						presente	C1	X	assente	C2
Elementi verticali						Elementi orizzontali
LESIONI						LESIONI
chiuse	LV1	5	classe			chiuse	LO1		classe
aperte	LV2	4	< 0,5 cm .	LV31		aperte	LO2		< 0,5 cm .	LO31	1
valore in cm.	LV3		0,5cm.<x< 3 cm .	LV32		valore in cm.	LO3		0,5cm.<x< 3 cm .	LO32	2
			> 3 cm .	LV33					> 3 cm .	LO33	3
INCLINAZIONE						DENSITA' DELLE LESIONI (orizzontali e verticali) RIFERITA AL VOLUME , Dv
non inclinato	INV1	X	classe
inclinato	INV2		< 5°	INV31		Dv<0,01	DV1		x>1	DV4
valore in gradi (°)	INV3		5°<x<10°	INV32		0,01<x<0,1	DV2
			>10°	INV33		0,1<x<1	DV3
RIGONFIAMENTI						CEDIMENTI
assenti	RG1		localizzati	RG21	X	assenti	CE1		localizzati	CE21
presenti	RG2	X	diffusi	RG22		presenti	CE2	X	diffusi	CE22	X
TIPOLOGIA COSTRUTTIVA						TIPOLOGIA COSTRUTTIVA
mura ciclopiche	TCO1		opus latericium	TCO6		non identificabile	TCV1		NOTE
blocchi poligonali	TCO2		opus reticulatum	TCO7	X	volta senza catene	TCV2		copertura in lamiera grecata poggiante su piedritti in legno (ormai inutili) ed elementi tubolari metallici ossidati
muratura a blocchi squadrati	TCO3		pilastri isolati	TCO8		volta con catene	TCV3
opus squadratum	TCO4		muratura parzialmente ricostruita	TCO9	X	travi	TCV4
opus cementicium	TCO5		altro	TCO10		altro	TCV5	X
*SPESSORE MURA*			UMIDITA'			*NOTE*
< 50 cm .	SM1		assente	U1
50cm.<x< 100 cm .	SM2	X	presente	U2	X
> 100 cm .	SM3

STIMA DELLE CONDIZIONI STATICO-STRUTTURALI

TIPO DI DANNO		% valore bene
Assenza di danno	0	nessuna
Danni leggeri non strutturali. La stabilità non è pregiudicata	1	qualche%
Fessurazione dei muri. Lievi danni strutturali	2	10 - 40 %
Deformazioni importanti. Fessure largamente aperte. Evacuazione necessaria	3	40 - 60 %

Cedimento parziale dei pavimenti, brecce nei muri, disarticolazione delle pareti. Evacuazione immediata	4	60 - 90 %

Struttura da molto danneggiata a totalmente distrutta. Recupero impossibile	5	90 - 100 %

Stima e calcolo dell'indicatore delle condizioni statico strutturali
	coefficiente
Interventi
catene	-1
cordoli	-1
contrafforti	-1
speroni	-1
restauro superf.	-0,3
Copertura
presente	-0,3
assente	0,3
Lesioni elementi verticali e orizzontali
chiuse	0,25
aperte < 0,5 cm	0,5	2
aperte fino a 3 cm	0,75
aperte > di 3 cm	1	2
Densità delle lesioni (orizzontali e verticali) per singolo elemento riferita al volume (dv)

dv < 0,01	0
0,01< dv < 0,1	0,3
0,1 < dv < 1	0,6
dv > 1	1
Inclinazioni
non inclinato	0
inclinaz < di 5°	0,3
inclinaz > 10°	0,6
5°< inclinaz < 10°	1
Rigonfiamenti
assenti	0
presenti localizzati	0,5
presenti diffusi	1
Cedimenti
assenti	0
presenti localizzati	0,5
presenti diffusi	1
Tipologia costruttiva degli elementi verticali (da quantificare)
mura ciclopiche
blocchi poligonali
muratura a blocchi squadrati
opus squadratum
opus cementicium
opus latericium
opus reticulatum
pilastri isolati
muratura parzialmente ricostruita
altro

Tipologia costruttiva degli elementi orizzontali (da quantificare)
non identificabile
volta senza catene
volta con catene
travi
altro

Spessore mura	coefficiente moltiplicativo della tipologia costruttiva
mura < cm 50	0,3
50 < mura < 100 cm	0,6
mura > 100 cm	1
Umidità
assente	0
presente	0,5

Inizio

11.3. Metodologia d'analisi per il sito di Varano

Per la valutazione della vulnerabilità del sito di Varano si è proceduto effettuando un censimento strutturale di tutti gli ambienti delle singole ville, ponendo l'attenzione al tipo, numero, orientamento ed in qualche caso alla coincidenza delle lesioni tracciando un quadro fessurativo che permette una lettura immediata delle condizioni statico-strutturali del sito e della correlazione tra tipo di dissesto e cedimenti.
L'analisi è partita individuando gli elementi a rischio passando poi alla raccolta di informazioni su schede di classificazione di elementi esposti e stima della vulnerabilità, in cui, per ogni singolo elemento (ambiente) si sono registrati dati sulla tipologia, cronologia, funzione, stato di conservazione, rappresentatività, accessibilità, condizioni strutturali e tipi di interventi effettuati, realizzando poi una mappatura degli elementi a rischio e della vulnerabilità facendo riferimento ad una scala cromatica.

Già da questa prima analisi sono venute fuori le condizioni del sito, si è poi proceduto con un rilievo grafico e fotografico con cui si è realizzato un quadro lesionativo che, unitamente alle schede, fornisce il quadro completo delle condizioni di tutti gli ambienti e permette una lettura dei dissesti e delle relative conseguenze strutturali, in particolare la correlazione tra instabilità del versante e le lesioni dovute ai cedimenti differenziali.

Inizio

12. Progetto di un sistema di monitoraggio e ipotesi di mitigazione

12.1. Progetto di monitoraggio

Nel sito storico -archeologico di Varano le aree individuate come idonee al monitoraggio sono quelle indicate come:

- Villa Arianna

- Villa San Marco

Dal punto di vista generale l'ipotesi di sistema di monitoraggio prevede di realizzare due unità di acquisizione separate per ciascuna area con trasmissione dei dati via cavo. Le unità di acquisizione saranno ubicate in locali già esistenti presso il sito archeologico e scelti preferibilmente in modo tale da minimizzare la lunghezza dei cavi di collegamento.
Il centro di acquisizione master sarà quello di Villa Arianna (Allegato 10) nelle cui vicinanze sarà installata la prevista centralina meteorologica.
Il sistema di Villa San Marco sarà collegato con quello di Villa Arianna utilizzando la rete GSM.

Per quanto riguarda le perforazioni si sono ipotizzati n. 5 sondaggi con profondità di 20 metri ciascuno per la messa in posa delle sonde piezometriche; i sondaggi saranno eseguiti a distruzione di nucleo e attrezzati con tubi piezometrici da 2”1/2; la parte terminale (minimo 5 metri ) dei tubi sarà fessurata con la creazione della superficie filtrante mediante “tessuto non tessuto” e ghiaietto.

La tabella seguente riporta la sintesi della strumentazione e delle perforazioni da eseguire.

IPOTESI SISTEMA DI MONITORAGGIO SITO STORICO - ARCHEOLOGICO DI VARANO
ZONA	STRUMENTI	NUMERO	SONDAGGI
ZONA	STRUMENTI	NUMERO	NUMERO	METRI TOTALI
Villa Arianna
	piezometro	3	3	60
	fessurimetro	2
	estensimetro a filo	1
	misuratore portata	6
	stazione meteo	1
Villa San Marco
	piezometro	2	2	40
	fessurimetro	3
	estensimetro a filo	1

Inizio

12.2. Ipotesi di mitigazione e conclusioni

A seguito di tutte le analisi e le indagini svolte sul sito archeologico della collina di Varano, si sono potute individuare le aree potenzialmente soggette a fenomeni di dissesto idrogeologico unitamente alle aree archeologiche di maggior pregio e vulnerabilità.

In particolare i fenomeni in atto nel sito in oggetto sono principalmente di due tipi:

· Fenomeni gravitativi profondi, che hanno coinvolto in passato l'area dei resti archeologici, e che sembrano attualmente quiescenti;

· Fenomeni superficiali che coinvolgono l'intera scarpata con attivazioni concomitanti agli eventi pluviometrici particolarmente severi.

Per quanto riguarda la prima tipologia di fenomeni si è visto come le variazioni di destinazione d'uso, dal punto di vista urbanistico, dell'area a monte del costone di Varano (in particolare impermeabilizzazione dei suoli e creazione di serre) abbia influito notevolmente sulla capacità di ritenzione del terreno e sul possibile innalzamento dei livelli freatici, cause principali per l'innesco di questi fenomeni.
Il sistema di monitoraggio può essere un ottimo strumento di controllo della riattivazione di questi fenomeni.

Per la secondo tipologia invece le prescrizione sono le seguenti:

· Messa in sicurezza delle aree del costone non ancora consolidate, in particolare si consiglia l'uso di reti tirantate (con interasse dei tiranti molto fitto), intervento questo che sembra coniugare l'esigenze di stabilità, efficienza e durata con quelle di minimizzazione dell'impatto.

· Regimazione delle acque meteoriche nella zona a monte con creazione di una rete di smaltimento creata ad hoc per proteggere l'area archeologica, ed in grado di raccogliere e convogliare le portate durante gli eventi pluviometrici intensi.

· Raccordo e ampliamento delle condotte fognarie a valle del costone, utilizzabili come corpo ricettore delle portate convogliate.

· Realizzazione di fossi di guardia lungo il ciglio della scarpata per proteggere e prevenire i fenomeni erosivi.

· Sistemazione e bonifica degli impluvi per evitare che l'occlusione di quest'ultimi, crei problemi al naturale deflusso meteorico

Le ipotesi e le prescrizioni suddette sono sintetizzate nella tavola di sintesi dell'intervento di sistemazione.

Inizio

Bibliografia

Autorità di Bacino

Brancaccio L. (1968) – Genesi e caratteri delle forme costiere nella Penisola Sorrentina. Boll. Soc. Natur., vol. 76, Napoli;

Bordoni P. & Valensise G. (1998) – Deformation of the 125 ka marine terrace in Italy : tectonic implications. In: Stewart, I.S. & Vita-Finzi, C. (eds) Coasral Tectonics. Geological Society, London, Special Publications, 146, 71-110;

Budetta P., Celico P., Corniello A., de Riso R., Ducci D., Nicotera P. (1994). Carta idrogeologica della Campania 1/200000 e relativa memoria illustrativa. Atti IV Geoengineering International Congress: Soil and Groundwater Protection, 2, Geda, Torino ;

Celico P. (1978) – Schema idrogeologico dell'Appennino carbonatico centro-meridionale. Memorie e Note dell'Istituto di Geologia Applicata, 14, Napoli;

Celico P. (1983). Idrogeologia dei massicci carbonatici, delle piane quaternarie e delle aree vulcaniche dell'Italia centro-meridionale (Marche e Lazio meridionali, Abruzzo, Molise e Campania) – Quaderni CASMEZ n. 4/2, Napoli.

Celico P. & Corniello A. – Idrodinamica, potenzialità e possibilità di sfruttamento delle risorse idriche sotterranee dei Monti Lattari (Campania). Mem. e Note dell'Istituto di Geologia Applicata, Napoli, Vol. XV;

Celico P. & Guadagno F.M. (1998) – L'instabilità delle coltri piroclastiche delle dorsali carbonatiche in Campania: attuali conoscenze. Quad. Geol. Appl., 5, 1, 75-133;

C.N.R., 1975;

D'Argenio et alii, 1972

Esposito L. & Guadagno F.M. (1998) – Some special geotechnical properties of pumice deposits. Bull. Eng. Geol. Env., 57, 41-50;

INFRASUD

Guadagno F. M. & Magaldi S. (2000) – Considerazioni sulle caratteristiche geotecniche dei suoli allofanici di copertura delle dorsali carbonatiche campane. Quaderni di Geologia Applicata, 7;

Guida M., Iaccarino G., Vallario A. – Alcune considerazioni sui fenomeni di dissesto e sulla difesa del suolo nella Penisola Sorrentina. Geologia Tecnica, xxx;

Pellegrini A. (1967) - Proprietà fisico-meccaniche dei terreni vulcanici del Napoletano. VII Convegno di Geotecnica;

Piano Regolatore Generale

Picarelli L. (1999) – Alcune considerazioni sui meccanismi di innesco e di propagazione delle colate in terreni sciolti e detritici. Atti del Convegno su “Previsione e prevenzione di movimenti franosi rapidi”, Associazione Georisorse e Ambiente, Torino;

Scandone P. & Sgrosso I. (1966) – Sulla paleogeografia della Penisola Sorrentina dal Cretacico superiore al Miocene. Boll. Soc. Natur., vol. 75, Napoli;

Servizio Idrografico - Annali Idrologici: 1921÷1996: parte I. Istituto Poligrafico dello Stato, Roma.

Inizio

Indice Varano

Fratture di tensione

Presenza di suolo

Erosione differenziale

Nspt

TERZAGHI – PECK

GIBBS – HOLTZ

YUKITAKE SHIOI & JIRO FUKUNI, 1982

Metodo dei momenti

T

Uso del suolo

Aree Asfaltate

Uso del suolo

Aree Asfaltate

TOTALE

Uso del suolo

TOTALE