Analisi numerica delle cause della frana di Via Lago a Modigliana (Forlì)

In the landslide-prone lithologies of Emilia-Romagna, small catchments are disproportionately impacted by intensifying hourly rainfall trends associated with climate change; however, the operational models frequently fail to capture the susceptibility of small catchments. This study provides an in-depth analysis of the predisposition factors and the initial failure mechanism of a landslide that occurred in Via Lago at Modigliana, Province of Forli, Italy, following prolonged rainfalls in May 2023, with the station of Trebbio near Modigliana recording one of the highest rainfall records in the region. The goal of this study is to determine the hydromechanical processes that caused the landslide to begin. A deeper understanding of failure mechanisms and the influence of different predisposing factors, as well as the hydrological and geological perspectives. The study uses computational approaches to gain an in-depth understanding of the triggering mechanisms of the landslide, which can serve as an illumination for understanding future instabilities. The landslide behavior in Modigliana can be explained by the complex hydrogeological system created by interbedded marl and sandstone formations, where alternating permeable and impermeable layers control groundwater flow patterns and create critical slope stability conditions. During rainfall events, water rapidly infiltrates through permeable sandstone layers and encounters underlying impermeable marl layers, significant pore pressure build-up that reduces effective stress particularly near the toe zone. Although the groundwater levels decline rapidly after rainfall ceases, the temporary elevation of groundwater near the surface can also reduce soil shear strength, destabilizing the interface zones between marl and clayey marl layers. The steep slope geometry amplifies these destabilizing effects by increasing gravitational driving forces, making the slope vulnerable during these episodic groundwater elevation changes.

Nelle litologie soggette a fenomeni franosi dell’Emilia-Romagna, i piccoli bacini idrografici sono colpiti in modo sproporzionato dalla crescente intensità delle precipitazioni orarie legata ai cambiamenti climatici; tuttavia, i modelli operativi spesso non riescono a cogliere la suscettibilità di questi piccoli bacini. Questo studio fornisce un’analisi approfondita dei fattori di predisposizione e del meccanismo iniziale di rottura di una frana verificatasi in Via Lago a Modigliana, provincia di Forlì, Italia, in seguito a piogge prolungate nel maggio 2023, con la stazione di Trebbio vicino a Modigliana che ha registrato uno dei valori pluviometrici più elevati della regione. L’obiettivo della ricerca è determinare i processi idromeccanici che hanno dato origine alla frana, favorendo una comprensione più profonda dei meccanismi di cedimento e delle influenze dei diversi fattori predisponenti, sia dal punto di vista idrologico che geologico. Lo studio utilizza approcci computazionali per approfondire i meccanismi di innesco della frana, offrendo così un modello utile per la comprensione delle future instabilità. Il comportamento della frana di Modigliana può essere spiegato dal complesso sistema idrogeologico creato da alternanze di marne e arenarie, dove strati permeabili e impermeabili si susseguono controllando i flussi idrici sotterranei e creando condizioni critiche per la stabilità del versante. Durante gli eventi piovosi, l’acqua penetra rapidamente nei livelli permeabili di arenaria, incontrando successivamente le sottostanti marne impermeabili, con un accumulo significativo di pressione interstiziale che riduce la tensione efficace, in particolare in prossimità della zona di piede. Sebbene i livelli di falda diminuiscano rapidamente dopo la fine delle precipitazioni, l’innalzamento temporaneo della falda vicino alla superficie può ridurre la resistenza al taglio dei terreni, destabilizzando le zone di interfaccia tra le marne e le marne argillose. La geometria del versante, molto ripido, amplifica questi effetti destabilizzanti aumentando le forze gravitazionali, rendendo il pendio vulnerabile durante i cambiamenti episodici del livello della falda.