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RIASSUNTO

Nell'autunno 2000, la provincia di Pistoia, e più in generale la

Toscana nord-occidentale, insieme a gran parte dell'Italia settentrionale,

è stata interessata da piogge abbondanti e pressoché continue, che

hanno raggiunto la massima intensità il 20 novembre. L'evento piovoso

di tale giorno ha provocato molteplici effetti soprattutto nel comune di

Pescia, dove si sono innescati diversi movimenti franosi di prima gene-

razione, generalmente riconducibili a fenomeni di scorrimento evoluti

rapidamente a colata. La causa principale dell'innesco di tali movimen-

ti franosi è da ricercare nella combinazione di un evento piovoso, non

particolarmente eccezionale per pioggia cumulata e intensità, con un

periodo di abbondanti piogge antecedenti l'evento stesso, che hanno

determinato condizioni di equilibrio limite in molteplici versanti della

zona, successivamente collassati durante l'evento del 20 novembre stes-

so. In effetti, alcune indagini in merito alla piovosità del mese di novem-

bre 2000 hanno permesso di constatare come esso si sia rivelato tra i più

piovosi degli ultimi anni, con valori di pioggia che hanno superato in

varie zone il 40% della media annua.

Le frane del 20 novembre 2000 sono state quelle tipiche di eventi

meteorici piuttosto intensi, ovvero frane superficiali rapide (tipo soil slip-

debris flow) che hanno coinvolto prevalentemente i materiali della

copertura superficiale. Esse si sono innescate in ambienti geologici e

geomorfologici piuttosto caratteristici per tali tipi di movimento (mate-

riali di copertura poco spessi, substrato roccioso semi-permeabile o

impermeabile, piccoli impluvi, elevata acclività dei versanti). Tali frane

hanno inoltre la caratteristica di coinvolgere volumi di materiale relati-

vamente modesti, ma di innescarsi pressoché contemporaneamente e con

elevata mobilità, convogliando notevoli quantità di detrito nella rete idro-

grafica, sovente non in grado di smaltire i volumi in transito. Peraltro, a

causa del prolungato periodo di precipitazioni, in diversi casi si sono atti-

vati movimenti franosi di dimensioni più grandi e a cinematica assai più

lenta. La ricerca effettuata ha mostrato come l'area di Pescia sia partico-

larmente vulnerabile a fenomeni di instabilità, richiedendo quindi ulte-

riori indagini finalizzate all'individuazione della pericolosità di frana del

comprensorio pesciatino. In questa nota vengono descritte la successio-

ne, le caratteristiche degli eventi pluviometrici e la tipologia degli effetti

prodotti, con riferimento prevalentemente alla dinamica dei versanti.

TERMINI CHIAVE

: evento alluvionale, frana, Toscana, Italia

ABSTRACT

In Autumn 2000, the Province of Pistoia, and in general the

north-western Tuscany and the nortern Italy, was hit by heavy and

nearly uninterrupted rainfall, which reached the maximum intensity

on November 20

. The rainstorm of November 20

caused many

effects, in particular in the municipal district of Pescia, where numer-

ous landslides, mostly of first generation, were triggered. The most

frequent type of movement of the landslides was the sliding rapidly

developed in flow. The main cause of the triggering of the landslides

was attributed to a combination between a rainfall event, character-

ized by not particularly exceptional values of total rainfall and rain-

fall intensity, and a long period with abundant rainfall foregoing the

event of November 20

Considering the morphological and kinematical aspect, the land-

slides were typical of intense pluviometric events: rapid, shallow

landslides (e.g. soil slip-debris flow) that involved almost exclusive-

ly the cover materials. They involved slopes characterized by rather

typical geological and geomorphological environment for such phe-

nomena (cover materials with small thickness, impermeable or semi-

permeable bedrock, hollows, high gradient slope). Nevertheless, due

to the long rainfall period, large and slow landslides were also acti-

vated.

KEY WORDS

: flood, landslide, Tuscany, Italy

OBERTO

GIANNECCHINI & M

ARIO

VERANI

(*)

(*) Università degli Studi di Pisa - Dipartimento di Scienze della Terra - Via S.Maria, 53 - 56126 Pisa, Italia

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000

NELL'AREA DI PESCIA (ITALIA - TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY,

ITALY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

DOI: 10.4408/IJEGE.2006-01.O-02

INTRODUZIONE

La Toscana, così come numerose altre regioni d'Italia, special-

mente del settore nord-occidentale, nell'autunno 2000 è stata interes-

sata dal transito di numerose perturbazioni di origine atlantica che,

sin dal mese di ottobre, hanno apportato notevoli quantità di pioggia

distribuite su numerosi giorni. In particolare, il mese di novembre è

stato in effetti riconosciuto come uno dei più piovosi degli ultimi

anni, con precipitazioni che, per quanto riguarda la Toscana nord-

occidentale, hanno frequentemente superato il 40% della media

annua (D’A

MATO

VANZI

et alii, 2002).

Molteplici sono state le conseguenze dell'intenso periodo piovo-

so: il 3 e il 6 novembre venivano coinvolte soprattutto la Versilia e la

porzione più settentrionale della Media Valle del Serchio, con

improvvisi eventi di piena di fiumi e torrenti e molteplici frane. Il

Fiume Serchio faceva registrare portate tra le maggiori degli ultimi

anni (2000 m

/s presso Monte S. Quirico, nei pressi di Lucca), eson-

dando in diverse aree. Il 20 novembre si verificava un nuovo picco

d'intensità delle piogge che interessava in maniera abbastanza gene-

ralizzata tutta la Toscana settentrionale ed in particolare le zone della

Media Valle del Serchio e della Piana di Lucca; anche in questo caso

numerosi sono stati i movimenti franosi innescatisi sui versanti, men-

tre ancora una volta nei torrenti si sono verificati intensi fenomeni di

ruscellamento concentrato e trasporto in massa, con gravi danni alle

infrastrutture delle aree coinvolte. Durante il nubifragio del 20

novembre, nella zona di Vinchiana (nei pressi di Lucca), una delle

aree maggiormente colpite, una frana ha travolto due abitazioni, pro-

vocando la morte di cinque persone e lo sbarramento di un piccolo

alveo torrentizio (D’A

MATO

VANZI

et alii, 2002).

Con riferimento all'area oggetto di studio (Figura 1), situata nella

Valdinievole (provincia di Pistoia, Toscana settentrionale), le precipi-

tazioni sono state pressoché continue per tutto il mese di novembre,

raggiungendo l'apice d'intensità il giorno 20, in corrispondenza degli

eventi che hanno coinvolto la Lucchesia, provocando anche in que-

sto caso numerosi fenomeni di dissesto sui versanti ed allagamenti

nei fondovalle e in alcune aree di pianura. Diversi paesi sono rimasti

isolati, con numerose famiglie evacuate, sia nelle aree collinari, sia in

quelle di fondovalle, interessate da fenomeni di allagamento e rista-

gno. Particolarmente colpiti dai fenomeni franosi sono risultati i

comuni di Pescia e Massa e Cozzile (dove sono state censite com-

plessivamente circa 150 frane) e quello di Uzzano. Per quanto riguar-

da le aree di pianura, i problemi maggiori sono stati causati dal

Torrente Pescia, principale collettore idrico dell'area, che è esondato

in vari punti, e da molti fossi e canali di minore importanza. A Ponte

Buggianese, pur rimanendo negli argini, l'onda di piena del T. Pescia

è giunta verso le 14.30, facendo registrare un livello idrometrico

massimo di 5.75 m.

In questo lavoro vengono sintetizzate le caratteristiche dell'even-

to pluviometrico che si è abbattuto nei dintorni di Pescia (PT) e gli

effetti principali provocati, con particolare riferimento alle conse-

guenze che hanno coinvolto i versanti.

INTRODUCTION

In the autumn of 2000, Tuscany, like many other Italian regions

especially in the north west, was affected by the passage of a num-

ber of low pressure weather fronts originating from the Atlantic,

which, from the month of October, brought notable amounts of

rainfall spread over many days. In fact, the month of November in

particular has been recognised as one of the rainiest months in

recent years, with rainfall levels which, as regards north-west

Tuscany, were often greater than 40% of the yearly average

(D’A

MATO

VANZI

et alii, 2002).

The consequences of the period of intense rainfall were many

and varied: on 3rd and 6th November the areas involved were main-

ly Versilia and the most northern part of the mid-upper Serchio val-

ley, with sudden flood of rivers and streams and many landslides.

The Serchio River recorded a discharge amongst the highest in

recent years (2000 m

/s at Monte S. Quirico, near Lucca), over-

flowing its banks in a number of places. On November 20

a new

peak of intensity in the rainfall occurred and affected the whole of

northern Tuscany and particularly the areas of the mid-upper

Serchio valley and the plain of Lucca. This rainstorm also triggered

many landslides, while yet again the torrents were interested by

intense phenomena of hyperconcentrated stream flow, with serious

damage to the infrastructures of the areas involved. During the rain-

storm of November 20

, in the area of Vinchiana (near Lucca), one

of the most affected areas, a landslide swept away two houses,

causing the deaths of five people and blocking the riverbed of a

small stream (D’A

MATO

VANZI

et alii, 2002).

With reference to the area under study (Figure 1), situated in the

Valdinievole (Province of Pistoia, North Tuscany), the rainfall was

almost continuous for the whole month of November, reaching the

peak of its intensity on the 20

, in correspondence with the events

that affected the Lucca area. Also in this area the heavy precipita-

tion gave rise to many cases of instability on the slopes and flood-

ing in the valley floors and in some parts of the plain. Several vil-

lages were isolated, and many families evacuated, both in the hills

and in the valley floors, which were affected by flooding and stag-

nation. The districts particularly affected by landslides were Pescia,

Massa e Cozzile (where a total of 150 landslides were recorded)

and Uzzano. As for the plain, the main problems were caused by the

Pescia Torrent, the main catchment channel of the area, which over-

flowed its banks in a number of places, and by many streams and

water courses of minor importance. At Ponte Buggianese, although

staying within its banks, the flood wave of the Pescia Torrent was

reached at about 2.30 pm, so recording a maximum hydrometric

level of 5.75 m.

This paper summarises the characteristics of the pluviometric

event which hit the area of Pescia (PT) and its main effects, with

particular reference to the consequences on the slopes.

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

ASSETTO GEOLOGICO E GEOMORFOLOGICO

Il comune di Pescia è ubicato nella Toscana centro-settentriona-

le, a ridosso dell'Appennino Tosco-Emiliano (Figura 1 e 2). Il suo

comprensorio comunale si estende per 79.14 km

ed è caratterizzato

da un territorio prevalentemente collinare, con una modesta superfi-

cie oltre i 1000 m (1.64%), nel settore settentrionale, e una porzione

di pianura, pari a circa il 19%, situata nella parte meridionale del ter-

ritorio comunale. La maggior parte dell'area (93.18%, pari a 73.74

) si colloca nelle fasce altimetriche comprese tra 30 e 1000 m, e

di questi il 75.74% rientra tra le fasce comprese tra 30 e 700 m.

L'Appennino settentrionale è una catena a falde di ricoprimento

derivata da una complessa storia evolutiva polifasata, che schemati-

camente può essere riferita a due periodi principali, in cui nel primo

(Cretaceo-Miocene sup.) è prevalso uno stile eminentemente com-

pressivo, responsabile dell'impilamento e della messa in posto delle

unità tettoniche, mentre nel secondo (Miocene sup.-Pliocene inf.) si

è instaurato uno stile tettonico estensionale, che ha determinato la

formazione di depressioni tettoniche (Val di Serchio, Val di Magra,

Valdarno Inferiore, ecc.), in cui si sono deposte potenti successioni di

sedimenti lacustri e fluviali. Queste depressioni sono limitate da

sistemi di faglie dirette, che generalmente hanno direzione "appenni-

nica" (NO-SE) e sono talora interrotte da dislocazioni trasversali,

"antiappenniniche". Successivamente si sono verificati ulteriori

movimenti differenziali di sollevamento e abbassamento, più signifi-

cativi a partire dal Pleistocene medio; alcune caratteristiche morfo-

neotettoniche (riattivazione dell'erosione fluvio-torrentizia, fasi di

terrazzamento, sollevamento di depositi recenti, attività sismica)

GEOLOGICAL AND GEOMORPHOLOGICAL SET-
TING

The municipal district of Pescia is located in central-north

Tuscany, close to the Tuscan-Emilian Apennine mountain range

(Figure 1 and 2). The whole district has an area of 79.14 km

and is

characterised by prevalently hilly territory, with a modest area over

1000 m (1.64%, in the north), and an area of plain (about 19%), in

the south of the district. Most of the area (93.18%, equal to 73.74

) is located at a height of between 30 and 1000 m, and 75.74% of

this is at a height of between 30 and 700 m.

The northern Apennine is a fold and thrust chain derived from a

complex, multiphased, evolutionary history, which schematically can

be referred to two main periods. In the first one (Cretaceous-Upper

Miocene) an eminently compressive style prevailed, responsible for

the piling up and the positioning of the tectonic units. In the second

(Upper Miocene-Lower Pliocene) an extensional tectonic regime was

established, which determined the formation of tectonic depressions

(the Serchio Valley, the Magra Valley, the Lower Valdarno, etc.), in

which thick successions of lacustrine and fluvial sediments were

deposited. These depressions are limited by systems of direct faults,

which are generally oriented in an "apenninic" direction (NW-SE),

and are locally interrupted by "anti-apenninic" transversal displace-

ments. Subsequently, further differential lifting and lowering move-

ments occurred, the most significant dating from the Middle

Pleistocene period; some morpho-neotectonic features (reactivation

of the fluvial-torrential erosion, periods of terracing, elevation of

recent deposits, seismic activity) indicate that these movements are

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

Fig. 1. - Schema tettonico della Provincia di Pistoia

(da N

ARDI

et alii, 1981); è evidenziata

l'area di studio

- Tectonic sketch map of the Province of

Pistoia (after N

ARDI

et alii, 1981); the area

under study is highlighted

fanno ritenere che questi movimenti perdurino tuttora.

Con riferimento alla Carta Geologica e Geomorfologica della pro-

vincia di Pistoia, a scala 1:25000 (N

ARDI

et alii, 1981) e ad altri studi

esistenti e in corso, nell'area di indagine sono distinguibili, dal basso

verso l'alto, due unità tettoniche:

Successione Toscana non metamorfica;

Successioni Liguri s.l.

La prima è rappresentata prevalentemente dalla formazione del

Macigno (Oligocene sup.-Miocene inf.), che si trova alla sommità

della Successione Toscana stessa; essa è costituita essenzialmente da

torbiditi arenacee ed arenaceo-pelitiche a composizione quarzoso-feld-

spatico-micacea: localmente, nella parte alta della formazione, la fra-

zione siltitica può prevalere rispetto a quella arenacea e talora si inter-

calano argilliti grigio-scure o nere, con blocchi e livelli di calcari sili-

cei o marnosi (olistostromi). Le arenarie sono frequentemente alterate

e ossidate, dando luogo ad una sorta di sabbione rossastro più o meno

coerente (spessore da alcuni decimetri a diversi metri), contenente cla-

sti arenacei in quantità variabile, e determinando la formazione di este-

se coltri detritiche, in cui preferenzialmente si sono verificati i movi-

menti franosi del novembre 2000.

Le Successioni Liguri s.l. sono rappresentate esclusivamente dalle

Brecce di S. Maria Auctt. (Campaniano inf.), in cui il litotipo domi-

nante è costituito da argilliti grigio-scure o nerastre, manifestamente

fissili e intensamente deformate. Sono riconoscibili in affioramento

pieghe isoclinali e vari sistemi di scistosità. Lo spessore delle Brecce

di S. Maria non è valutabile, a causa delle intense deformazioni subite;

comunque, si può ragionevolmente stimare che sia di alcune decine di

metri.

Sulle formazioni delle unità tettoniche precedentemente descritte,

che costituiscono il substrato roccioso, poggiano i depositi recenti, rife-

ribili ai processi morfogenetici quaternari. Essi rivestono vaste porzio-

ni del territorio indagato, che solo localmente presenta affioramenti

rocciosi. In particolare, si rinvengono depositi di versante (corpi di

frana e detritici), depositi alluvionali e depositi di origine antropica.

La struttura geologica, le caratteristiche litologiche delle formazioni e

in parte anche la loro evoluzione tettonica esercitano un forte condi-

zionamento sulla configurazione orografica e idrografica della zona

studiata e quindi sulle sue caratteristiche geomorfologiche.

Il corso d'acqua più significativo è il Torrente Pescia, che scorre in

direzione N-S; gli affluenti maggiori, sia che attraversino rocce argilli-

tiche che rocce arenacee, mostrano in genere un reticolo idrografico

scarsamente gerarchizzato, con un'asta principale relativamente svilup-

pata in lunghezza e poche valli affluenti, di I o II ordine, di lunghezza

più limitata e pendenza maggiore. Vi sono inoltre numerose aste tor-

rentizie di I ordine, che dai versanti in destra e in sinistra confluiscono

direttamente nel fondovalle del T. Pescia.

Le forme del rilievo, soprattutto l'acclività dei versanti, sono diret-

tamente legate alle caratteristiche dei litotipi affioranti: alle rocce pre-

valentemente argillitiche (Brecce di S. Maria) sono associate forme più

dolci, impluvi e displuvi piuttosto ampi e arrotondati e versanti meno

still continuing.

With reference to the Geological and Geomorphologic map of

the Province of Pistoia, on a 1:25,000 scale (N

ARDI

et alii, 1981)

and to other existent and ongoing studies, in the study area two tec-

tonic units can be identified from bottom to top:

Non-metamorphic Tuscan Succession;

Ligurian Successions.

The first is represented prevalently by the Macigno Formation

(Upper Oligocene-Lower Miocene), which is to be found at the

summit of the Tuscan Succession itself; it is essentially made up of

arenaceous and arenaceous pelitic, turbiditic, sediments with a

quartzy-feldspathic-micaceous composition: locally, in the highest

part of the formation, there is more silt than sand and at times dark

grey or black clays with blocks or levels of siliceous or marly lime-

stones (olistostrome) alternate with sandstones. The sandstones are

often deformed and oxidised, giving rise to a more or less consis-

tent kind of reddish sandy soil (thickness from a few decimetres to

several metres), containing arenaceous clasts in variable quantities,

and causing the formation of extensive detrital soil covers, in which

most of the landslides of November 2000 occurred.

The Ligurian Successions consist exclusively of the Breccias of

S. Maria Auctt. (Lower Campanian), in which the dominant litho-

types are dark grey or blackish clays, manifestly fissile and intense-

ly deformed. There are recognisable isoclinal folds and various

schistosity systems. The thickness of the Breccias of S. Maria can-

not be assessed, due to the intense deformation suffered; however,

it can reasonably be estimated at a few tens of metres.

On top of the previously described tectonic units, which make

up the bedrock, lie recent deposits, refered to Quaternary morpho-

genetic processes. These cover large parts of the area under study,

which only locally present outcrops of the bedrock. In particular,

slope deposits (landslide or detritus), alluvial deposits and deposits

of anthropic origin can be found.

The geological structure, the lithologic features of the forma-

tions and, in part, also their tectonic evolution, exercise a strong

influence on the orographic and hydrographic configuration of the

area and, therefore, on its geomorphologic features.

The most important river channel is the Pescia Torrent, which

flows in a N-S direction. Its main tributaries, whether they cross

clay or sandstone rocks, generally show a hydrographical network

which is not very hierarchical.

The morphology of the mountainous area, especially the slope

of the hillsides, is directly associated with the features of the litho-

types: to the prevalently clay-like rocks (Breccias of S. Maria) are

associated softer forms, rather wide and rounded valleys, and less

steep hillside slopes. On the other hand, to the more resistant rocks

(Macigno Fm.), correspond harsher forms and steeper hillside

slopes.

In direct relation to the neotectonic evolution, to the diffusion

of intensely deformed and fractured rock formations with poor

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

acclivi; alle rocce lapidee, più competenti (arenaria Macigno), corri-

spondono invece forme più aspre e versanti maggiormente acclivi.

In ragione dell'evoluzione neotettonica, della diffusione di forma-

zioni rocciose intensamente deformate e fratturate, con scadenti carat-

teristiche meccaniche, della piovosità piuttosto elevata e localmente

dell'attività erosiva fluvio-torrentizia, il territorio risulta ampiamente

interessato dai fenomeni legati alla morfogenesi gravitativa, che deter-

mina diffuse manifestazioni d'instabilità. Tali manifestazioni sono più

evidenti dove i processi di dinamica fluvio-torrentizia sono più attivi.

Molti caratteri geologici e morfologici naturali sono stati inoltre

alterati e mascherati dall'attività antropica (sbancamenti, accumuli di

materiali, ecc.); questo si verifica soprattutto nella parte medio-bassa

dei due versanti (est ed ovest della valle del T. Pescia), intensamente

urbanizzati e soggetti nel tempo a varie modificazioni nell'uso del

suolo e nell'assetto idraulico.

In merito alle caratteristiche idrogeologiche dell'area, in corrispon-

denza del contatto Macigno-Brecce di S. Maria possono verificarsi,

soprattutto al termine del periodo di maggiore piovosità, venute a gior-

no delle falde idriche sotterranee presenti all'interno della formazione

arenacea, dotata di permeabilità secondaria per le numerose fratture

causate dall'intensa tettonizzazione, mentre le Brecce di S. Maria, pre-

valentemente argillitiche, presentano permeabilità scarsa o nulla. Le

poche sorgenti osservate hanno portata limitata (qualche litro al secon-

do nei periodi di morbida), che si esaurisce nella maggior parte dei casi

nella stagione secca. Talvolta, si hanno emergenze diffuse con disper-

sione delle acque nelle coperture detritiche; questo fatto produce un

doppio effetto: saturando i detriti, fa aumentare le pressioni interstizia-

mechanical features, to the quite high rainfall and locally to the ero-

sive fluvial-torrential activity, the territory is widely affected by

phenomena related to gravitational morphogenesis. This gives rise

to widespread manifestations of slope instability. Such phenomena

are more evident where the dynamic fluvial-torrential processes are

more active. Many natural geological and geomorphological fea-

tures have even been deformed and disguised by anthropic activity

(excavations, accumulation of material, etc.).

Regarding the hydrogeological characteristics of the area, little

springs can reveal the contact between Macigno and Breccias of S.

Maria, especially after a rainy period. This is because the sandstone

has secondary permeability due to the numerous fractures caused

by the intense tectonic processes, whereas the Breccias of S. Maria,

prevalently argillitic, are not permeable. The few springs studied

have a limited flow (a few litres per second in the moderate flow

periods), which in most cases dries out in the dry season.

Sometimes there are widespread emergencies with dispersion of

waters over the detrital soil cover. This produces a two-fold effect:

saturating the detritus, it raises the pore-pressures and, swelling the

underlying clays, can lead to instability due to the degradation of

their physico-mechanical properties.

Furthermore, the presence of meteoric water in the surface

sandy detrital soil, which covers the Macigno Formation, is of great

importance. In fact, as it will be discussed later, most of the land-

slides were localised in these materials.

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

Fig. 2 - Schema geologico semplificato del Comune di Pescia (da N

ARDI

alii, 1981)

- Geological sketch map of the municipal district of Pescia (after

ARDI

et alii, 1981)

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

li e, facendo rigonfiare le argilliti sottostanti, predispone all'instabilità

per il decadimento delle loro proprietà fisico-meccaniche.

Grande importanza assume inoltre la presenza di acqua meteorica

nelle coltri detritiche superficiali a componente sabbiosa che ricoprono

la formazione del Macigno. E' in questi materiali, infatti, che, come si

vedrà in seguito, la maggior parte delle frane si è localizzata.

L'EVENTO PLUVIOMETRICO DEL NOVEMBRE 2000
NELL'AREA DI PESCIA

CONDIZIONI ANTECEDENTI AL 20 NOVEMBRE

Il mese di novembre 2000 è stato caratterizzato da precipitazioni

relativamente intense, ma piuttosto prolungate, che hanno manifesta-

to due picchi principali d'intensità nei giorni 6 e 20 e che hanno inte-

ressato tutta la Toscana e gran parte dell'Italia centro-settentrionale.

In Tab. 1 sono riportati i valori mensili registrati in alcune stazioni

della Toscana nord-occidentale.

La ricostruzione dell'evento piovoso per la zona di Pescia è stata ese-

guita mediante l'utilizzazione dei dati pluviometrici forniti dalle stazioni

di Pescia e Marliana, gestite dall'Ufficio Idrografico e Mareografico di

Pisa e situate in prossimità dell'area maggiormente colpita dai dissesti.

Per la stazione pluviometrica di Vellano, anch'essa situata nelle imme-

diate vicinanze della zona in oggetto, non è stato possibile utilizzare i

dati, a causa del cattivo funzionamento della strumentazione.

Nell'area oggetto di studio le precipitazioni hanno raggiunto l'apice

d'intensità il giorno 20, allorché furono registrati, presso le stazioni plu-

viometriche di Pescia (62 m s.l.m.) e Marliana (380 m s.l.m.), rispettiva-

mente 110.8 e 125.4 mm nell'arco delle 24 ore.

Il periodo prolungato di piogge era tuttavia iniziato già a partire dal

mese di ottobre, anche se di modesta entità. La stazione pluviometrica di

Pescia aveva infatti registrato, nel mese di ottobre, 143.7 mm distribuiti

in 12 giorni piovosi (giorni in cui si registra almeno 1 mm di pioggia

secondo la definizione del Servizio Idrografico), mentre quella di

Marliana ne aveva segnalati 181.3 nello stesso numero di giorni piovosi.

Nel mese di novembre, le piogge sono diventate pressoché continue,

registrando, solo nei primi 11 giorni consecutivi, 221.4 mm presso la sta-

zione di Pescia (con una media giornaliera di 20.1 mm) e 257.6 mm alla

stazione di Marliana (media giornaliera di 23.4 mm). In realtà, un primo

evento di una certa intensità si era verificato già tra il 2 e il 3 novembre,

THE PLUVIOMETRIC EVENT OF NOVEMBER 2000
IN THE AREA OF PESCIA

CONDITIONS PRIOR TO 20

NOVEMBER

The month of November 2000 was characterised by relatively

intense, but quite prolonged, precipitations, which had two main

peaks of intensity on the days of the 6

and the 20

. These affected

the whole of Tuscany and a large part of north-central Italy. Table 1

shows the monthly values recorded at some of the stations in north-

west Tuscany.

The reconstruction of the rainstorm for the Pescia area was achieved

through the use of the rainfall data supplied by the pluviometric stations

of Pescia and Marliana, managed by the Hydrographic and

Mareographic Office of Pisa and situated close to the area most affected

by the slope instabilities. Due to malfunction of the instruments, it was

not possible to use the data from the rain gauge of Vellano, also situated

in the immediate vicinity of the area in question.

In the study area the precipitation reached the maximum intensity on

the 20

, when at the rain gauge of Pescia (62 m a.s.l.) and Marliana (380

m a.s.l.) 110.8 and 125.4 mm were recorded respectively in the course of

24 hours.

However, the prolonged period of rainfall already began in the

month of October, even though of a modest extent. In fact, in the month

of October, the rain gauge of Pescia recorded 143.7 mm over 12 rainy

days (days in which at least 1 mm of rainfall is recorded as defined by

the Italian Hydrographic Service), whereas the Marliana rain gauge

recorded 181.3 mm in the same number of rainy days. In the month of

November, the rainfall became almost continuous, recording, in the first

consecutive 11 days alone, 221.4 mm at the pluviometric station of

Pescia (daily average of 20.1 mm) and 257.6 mm at the station of

Marliana (daily average of 23.4 mm). Actually, there had already been a

prior event of a certain intensity between November 2

and 3

, not with

Tab. 1 - Pioggia cumulata nel novembre 2000 in

alcune delle stazioni pluviometriche ubicate
nelle aree maggiormente colpite dagli eventi
pluviometrici (da D'A

MATO

VANZI

et alii,

2002, modificato)

- Rainfall values for November 2000 at some

of the rain gauges located in the areas most
affected by the pluviometric events (after
D'A

MATO

VANZI

et alii, 2002, modified)

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

con piogge non particolarmente intense (90.2 mm/32h e 111.4 mm/32h

a Pescia e Marliana rispettivamente), ma che avevano interessato terreni

già assai imbevuti d'acqua, provocando quindi qualche allagamento e

localmente alcuni dissesti di modeste dimensioni. Durante questo even-

to, il T. Pescia aveva fatto registrare un livello idrometrico massimo di

4.75 m verso le ore 20.00 del 2 novembre presso Ponte Buggianese. Un

picco secondario, di debole intensità (42.0 e 54.4 mm/12h alle medesi-

me stazioni) si era verificato anche il 6 novembre, allorché venivano

assai più intensamente coinvolte la zona versiliese e la Media Valle del

Serchio, con numerose frane e straripamenti di fiumi e torrenti. Nell'area

di Pescia, invece, le piogge del 6 novembre non hanno provocato effetti

particolarmente significativi. In figura 3 è riportata una parziale sequen-

za delle immagini da satellite del 5-6 novembre 2000, in cui si nota la

consistente area ciclonica con centro sulla Francia nord-occidentale.

particularly intense rainfall (90.2 mm/32hr and 111.4 mm/32hr at Pescia

and Marliana respectively), but which affected already very saturated

soil. This provoked some flooding and locally some instability phenom-

ena of modest dimensions. During this event the Pescia Torrent record-

ed a maximum hydrometric level of 4.75 m at about 20.00 on November

near Ponte Buggianese. A second peak, of weak intensity (42.0 and

54.4 mm/12hr at the same pluviometric stations) also occurred on

November 6

, when the Versilia area and the mid-upper Serchio valley

were much more intensely affected, with numerous landslides (preva-

lently soil slip-debris flows) and the overflowing of rivers and torrents.

Instead, in the Pescia area, the rainfall of November 6

did not provoke

any particularly significant effects. Figure 3 shows a partial sequence of

the satellite images for November 5

-6

2000, in which can be seen the

important cyclonic area with its centre over north-west France.

Fig. 3 - Sequenza di immagini all'infrarosso (riprese dal satellite EUMETSAT) della vasta area ciclonica in rapido transito sull'Europa nei giorni 5-6 novembre

2000 (immagini fornite da ARPAL - Centro Meteo-Idrologico Regione Liguria)

- Sequence of infrared images (taken by the EUMETSAT satellite) of the vast cyclonic area in rapid transit over Europe on the days November 5

-6

2000

(images supplied by ARPAL - Meteo-Hydrological Centre for the Liguria Region)

In total, from September 1

to November 21

(therefore includ-

ing the amounts recorded during the event) 725.4 mm of rain fell at

the station of Pescia and 805.6 mm at the station of Marliana (Figure

4), spread over 37 and 36 days of rain, respectively.

THE EVENT OF NOVEMBER 20

2000

The event of November 20

, also born out of a vast area of mete-

orological instability which affected practically all of Europe (Figure

5) and which substantially never weakened from the month of

October, therefore hit an area where the soil was already extremely

water-logged, probably to saturation point.

From October 1

, until about 22.00 on November 19

, the start-

ing point for the precipitation which would lead to the triggering of

the landslides, the total rainfall was 419.5 mm at the Pescia station

and 500.2 mm at the Marliana station, with a daily average of 8.4 and

10.0 mm, respectively (instead, the average for the rainy days alone

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

Complessivamente, dal 1° settembre al 21 novembre (compresi

quindi i quantitativi registrati durante l'evento) sono caduti 725.4 mm

di pioggia alla stazione di Pescia e 805.6 mm a quella di Marliana

(Figura 4), distribuiti in 37 e 36 giorni piovosi, rispettivamente.

L'EVENTO DEL 20 NOVEMBRE 2000

L'evento del 20 novembre, frutto ancora di una vasta area di insta-

bilità che interessa praticamente tutta l'Europa (Figura 5) e che sostan-

zialmente non è mai venuta meno sin dal mese di ottobre, si abbatte

quindi su una zona in cui i terreni sono estremamente imbevuti d'ac-

qua, probabilmente al limite della saturazione.

Dal 1° ottobre, la pioggia cumulata caduta fino alle ore 22.00 circa

del 19 novembre, momento in cui inizia la precipitazione che porterà

all'innesco dei fenomeni franosi, è quantificabile in 419.5 mm alla sta-

zione di Pescia e in 500.2 mm alla stazione di Marliana, con una media

giornaliera di 8.4 e 10.0 mm, rispettivamente (la media distribuita solo

Fig. 5 - Immagini all'infrarosso riprese dal satellite EUMETSAT alle ore 6.00 e 12.00 della nuova perturbazione che interessa quasi tutta l'Europa il 20 novembre

2000 e che per diverse ore staziona anche sull'Italia centro-settentrionale (immagini fornite da ARPAL - Centro Meteo-Idrologico Regione Liguria)

- Infrared images taken by the EUMETSAT satellite at 6.00 and 12.00 of the new system of low pressure which affects almost all of Europe on November

2000 and which for several hours also stops over north-central Italy (images supplied by ARPAL - Meteo-Hydrological Centre for the Liguria Region)

Fig. 4 - Pioggia giornaliera e cumulata per il periodo 1° settembre - 21 novembre 2000 alle stazioni di Pescia (a) e Marliana (b) (dati forniti dall'Ufficio

Idrografico e Mareografico di Pisa)

- Daily and total rainfall for the period September 1

- November 21

2000 at the rain gauges of Pescia (a) and Marliana (b) (data supplied by

Hydrographic and Mareographic Office of Pisa)

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

sui giorni piovosi risulta invece di 14.5 e 17.2 mm alle due stazioni).

Dopo una breve pausa con assenza di pioggia, durata poco meno

di 48 ore, intorno alle 22.00 del 19 novembre inizia nuovamente a pio-

vere, con un'intensità non particolarmente elevata, ma pressoché

costante sino a circa le ore 19.00 del 20 novembre (Figura 6): la media

oraria è risultata di 7.3 mm/h alla stazione di Pescia e 7.2 mm/h a quel-

la di Marliana. In realtà, tra le 22.00 del 19 e le 19.00 del 20 novem-

bre, le piogge sono state caratterizzate da due picchi principali, verifi-

catisi tra le 23.00 e le 7.00 e tra le 11.00-12.00 e le 18.00, intervallati

da una pausa di qualche ora in cui le precipitazioni sono diminuite con-

siderevolmente, talora cessando. Durante il primo picco, il pluviome-

tro di Pescia ha registrato 79.0 mm in 7 ore, con una media di 11.3

mm/h e un'intensità massima di 17 mm/h; il pluviometro di Marliana

ha invece registrato 82.2 mm in 8 ore, con una media di 10.3 mm/h e

una punta massima di 16 mm/h. Nel secondo picco piovoso, la stazio-

ne di Pescia ha registrato 54.4 mm in 6 ore (media di 8.4 mm/h e punta

massima di 11.4 mm/h) mentre quella di Marliana ha registrato 54.8

mm in 6 ore (media di 9.1 mm/h e valore massimo di 17 mm/h).

Stando alle informazioni reperite presso residenti e tecnici del

comune, la maggior parte delle frane si sarebbe innescata tra la mez-

zanotte del 19 e l'alba del 20 novembre, ovvero quando la stazione plu-

viometrica di Pescia aveva registrato tra i 12.6 mm/3h e i 57.6 mm/6h,

mentre quella di Marliana, posta a quota superiore, ne aveva registrati

tra i 15.2 mm/3h e i 52.2 mm/6h. Tali precipitazioni sono caratterizza-

te da un'intensità relativamente modesta e da un tempo di ritorno vero-

similmente piccolo. E' evidente quindi che la straordinarietà dell'even-

to va ricercata non tanto nella singola precipitazione innescante, quan-

to nell'associazione di questa con un periodo precedente caratterizzato

da piogge abbondanti e distribuite, che hanno evidentemente determi-

nato nei terreni di copertura un elevato grado di saturazione. Peraltro,

come viene evidenziato anche in figura 6, le frane si sarebbero attiva-

te in corrispondenza dei picchi più elevati d'intensità dell'evento, men-

tre non sembra si siano attivati movimenti significativi dopo l'alba del

20, sempre stando alle informazioni reperite, allorché l'intensità della

pioggia è stata in genere più modesta.

is 14.5 and 17.2 mm at the two stations).

After a brief pause with no rainfall, lasting a little less than 48

hours, at about 22.00 on November 19

it started to rain again, not

particularly intensely, but almost constantly until about 19.00 on 20

November (Figure 6): the hourly average turned out to be 7.3 mm/hr

at the Pescia station and 7.2 mm/hr at the Marliana station. Actually,

between 22.00 on 19

and 19.00 on 20

November, the rainfall was

characterised by two main peaks, which occurred between 23.00 and

7.00 and between 11.00-12.00 and 18.00, separated by a pause of a

few hours in which the precipitation considerably decreased, at times

stopping. During the first peak, the rain gauge at Pescia recorded 79.0

mm in 7 hours, with an average of 11.3 mm/hr and a maximum inten-

sity of 17 mm/hr; instead, the gauge at Marliana recorded 82.2 mm

in 8 hours, with an average of 10.3 mm/hr and a maximum of 16

mm/hr. In the second peak of rainfall, the Pescia station recorded

54.4 mm in 6 hours (average of 8.4 mm/hr and maximum of 11.4

mm/hr) while the Marliana station recorded 54.8 mm in 6 hours

(average of 9.1 mm/hr and maximum of 17 mm/hr).

According to the information obtained from residents and techni-

cians of the municipal district, most of the landslides seem to have

been triggered between midnight on 19th and dawn on 20th

November, namely when the Pescia rain gauge had recorded between

12.6 mm/3hrs and 57.6 mm/6hrs, while the Marliana station, at a

greater elevation, had recorded between 15.2 mm/3hrs and 52.2

mm/6hrs. Such precipitation events are characterised by a relatively

modest intensity and probably by a small return time. Obviously,

therefore, the extraordinary nature of the event must be sought not so

much in the single triggering precipitation, as in its association with

an antecedent period characterised by abundant, widespread rainfall,

which obviously caused a high degree of saturation in the soil. On the

other hand, as highlighted in figure 6, the landslides seem to have

been triggered at the time of the highest peaks of intensity of the

event, whereas, still according to the information obtained, no signif-

icant movements seem to have been triggered after dawn on 20

when the intensity of rainfall was generally more modest.

Fig. 6 - Pioggia oraria e cumulata dell'evento del 20 novembre 2000 alle stazioni di Pescia e Marliana (dati forniti dall'Ufficio Idrografico e Mareografico di

Pisa). Nel riquadro è rappresentato il periodo in cui si sarebbe innescata la maggior parte delle frane

- Hourly and total rainfall for the event of November 20

2000 at the Pescia and Marliana raingauges (data supplied by the Hydrographic and

Mareographic Office of Pisa). The period in which most of the landslides were triggered is shown in the square

EFFETTI PRODOTTI DALLE PIOGGE NELL'AREA
DI PESCIA

Gli effetti indotti dall'evento pluviometrico hanno riguardato sia

le aree di fondovalle che i versanti del comprensorio comunale di

Pescia. Per quanto riguarda i primi, numerosi sono stati gli episodi di

tracimazione dei torrenti della zona (tra cui i torrenti Pescia di Collodi

e Pescia di Pescia) e dei vari piccoli corsi d'acqua che convergono nel

Torrente Pescia, con allagamento di diverse aree che, in molti casi,

hanno costretto gli abitanti all'evacuazione delle proprie abitazioni.

I versanti sono stati interessati dall'innesco di numerosi fenome-

ni franosi, solitamente di piccole dimensioni (Figura 7), con scarsi

volumi di materiale detritico mobilizzato, e non hanno causato for-

tunatamente vittime tra la popolazione.

Tuttavia, in molteplici casi le frane hanno minacciato abitazioni

che sono state cautelativamente evacuate. In numerose altre situa-

zioni, esse hanno interessato prevalentemente le strade, causando

interruzioni e isolamento di paesi collinari e montani.

Complessivamente, nel solo comune di Pescia si sono attivate alme-

no settanta frane, riconducibili prevalentemente a movimenti super-

ficiali rapidi di tipo scorrimento-colata di detrito e terra (complex,

translational debris/earth slide-flow - C

RUDEN

& V

ARNES

, 1996),

definiti anche soil slip-debris flows, ovvero quelli tipici di eventi

piovosi particolarmente intensi (C

AMPBELL

, 1975; G

OVI

& S

ORZANA

1980; W

IECZOREK

, 1987; E

LLEN

& F

LEMING

, 1987; C

ROSTA

et alii,

1990; C

OROMINAS

et alii, 1996; C

ROSTA

, 1998) (Figura 8a e 8b).

In rari casi si sono verificate anche altre tipologie di movimento,

riferibili in particolare allo scorrimento traslativo e allo scorrimento

roto-traslativo. Le frane, quasi tutte di prima generazione, hanno

coinvolto pressoché esclusivamente le coperture colluviali dei ver-

santi e, in qualche caso, anche la porzione maggiormente alterata e

fratturata del substrato.

EFFECTS PRODUCED BY THE RAINFALL IN THE
AREA OF PESCIA

The effects produced by the rainfall event concerned both the

low-lying areas and the slopes in the district of Pescia. As for the for-

mer, there were many cases of overflowing torrents in the area

(among which the Pescia di Collodi and Pescia di Pescia torrents)

and of the various small torrents which converge in the Pescia

Torrent, causing flooding in several areas. In many cases inhabitants

were forced to evacuate their homes. The slopes were affected by the

triggering of numerous, usually small, landslides (Figure 7), with

limited volumes of mobilised debris. Fortunately, they did not cause

victims among the population.

However, in many cases the landslides threatened homes that

were evacuated as a cautionary measure. In numerous other situa-

tions, they predominantly affected the roads, causing interruptions

and the isolation of hill and mountain villages. Collectively, at least

seventy landslides triggered in the council district of Pescia alone,

mainly attributable to rapid shallow movements (complex, transla-

tional debris/earth slide-flow - C

RUDEN

& V

ARNES

, 1996), also

defined as soil slip-debris flows. Such landslides are typical of par-

ticularly intense rainfall (C

AMPBELL

, 1975; G

OVI

& S

ORZANA

, 1980;

IECZOREK

, 1987; E

LLEN

& F

LEMING

, 1987; C

ROSTA

et alii, 1990;

OROMINAS

et alii, 1996; C

ROSTA

, 1998) (Figure 8a e 8b).

In rare cases, other types of movements also occurred, particu-

larly attributable to translational slide and to rotational-translational

slide. The landslides, almost all first generational, involved almost

exclusively the colluvial material of the slopes and, in some cases,

also the most deformed and fractured portion of the bedrock. The

landslides mainly located where there was a bedrock composed of

sandstone (Macigno Fm.) and, only subordinately, of the Breccias of

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

Fig. 7 - Una tipica frana di scorrimento-colata di modeste

dimensioni innescatasi in Val di Torbola

- A typical slide-flow landslide of small size triggered

in Torbola Valley

Le frane si sono impostate prevalentemente laddove era presente

un substrato costituito dalla formazione del Macigno e, solo in sub-

ordine, dalle Brecce di S. Maria; d'altra parte, esse rappresentano le

principali formazioni presenti nella zona, con una diffusione del

Macigno assai superiore a quella delle Brecce di S. Maria. Peraltro,

non è secondario sottolineare come l'associazione Macigno-frane

superficiali sia già stata evidenziata da D'A

MATO

VANZI

et alii (2002)

in Lucchesia, mentre D'A

MATO

VANZI

et alii (2000, 2003, 2004)

hanno riscontrato una forte relazione tra questo tipo di frane e lo

Pseudomacigno, corrispondente metamorfico del Macigno, in diver-

se aree del comprensorio apuano.

Alcune stime, effettuate sulla base dei rilievi sulle frane, hanno

consentito di ricavare la superficie totale coinvolta nei movimenti

franosi e il volume di materiale solido mobilizzato, quantificati

rispettivamente in circa 25000 m

(corrispondente allo 0.03% della

superficie dell'intero comprensorio comunale di Pescia e allo 0.04%

se si esclude l'area pianeggiante) e in circa 35000 m

. Nonostante i

ridotti volumi coinvolti generalmente dai singoli fenomeni, la loro

pericolosità risiede nel fatto che queste frane, una volta superata la

soglia pluviometrica critica, si diffondono rapidamente e pressoché

simultaneamente, spesso incanalandosi nella rete idrografica secon-

daria e creando le condizioni per irruenti fenomeni di trasporto in

massa nei fondovalle, con evidenti rischi per abitati ed infrastrutture.

Un aspetto piuttosto importante emerso durante i rilievi riguarda

la collocazione delle frane, che, come frequentemente accade duran-

te questi fenomeni, si innescano spesso immediatamente al di sotto

S. Maria. Then again, these are the main formations present in the

area, with Macigno being much more widespread than the Breccias

of S. Maria. Besides, it is important to underline how the Macigno-

shallow landslide connection has already been highlighted by

D'A

MATO

VANZI

et alii (2002) in the Lucca area, while D'A

MATO

VANZI

et alii (2000, 2003, 2004) found a strong connection between

this type of landslide and the Pseudomacigno Fm. (metamorphic cor-

respondent of Macigno), in various areas of the Apuan area.

Some estimates, based on the landslide surveys, enabled the cal-

culation of the total surface area involved in the mass movements and

the volume of material mobilised, quantified respectively at about

25,000 m

(corresponding to 0.03% of the surface within the district

of Pescia and to 0.04% if the low-lying land is excluded) and at about

35,000 m

. Despite the reduced volumes generally involved in each

single shallow landslide, these mass movements are very dangerous;

in fact, once surpassed the critical rainfall threshold, they spread rap-

idly and almost simultaneously and are often conveyed into the sec-

ondary hydrographic network, creating the conditions for violent

phenomena of transport en masse in the valley floors, with obvious

risks to the inhabitants and infrastructures.

One quite important aspect which emerged during the surveys

regards the location of the landslides, which, as frequently occurs

during these phenomena, often triggered immediately below road-

ways; this fact again raising the connection between landslides and

poor, or lack of, water drainage in proximity to roadways. In gener-

al, when events occur at the limit of the rainfall threshold, as can be

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

Fig. 8 - Soil slip-debris flows innescatisi sui colli per Uzzano (a) e nei pressi di Pescia (b). In realtà, nella prima, oltre alle due colate rapide si è messo in movi-

mento anche tutto il settore compreso tra le stesse, con caratteristiche cinematiche più lente

- Soil slip-debris flows triggered on the hills towards Uzzano (a) and near Pescia (b). Actually, in the first, in addition to the two rapid flows, the whole

sector between them also moved, although more slowly

della sede stradale, riproponendo il rapporto tra frane e carenza o man-

canza di smaltimento delle acque in prossimità della viabilità. In gene-

rale, quando si verificano eventi al limite della soglia pluviometrica,

come può essere considerato quello in esame, data la scarsa densità di

frana sulla superficie collinare-montana del comune di Pescia (pari a

circa 1.09 frane/km

), le zone più pericolose, ovvero quelle in cui

aumenta maggiormente la probabilità d'innesco di fenomeni franosi,

risultano proprio le aree in concomitanza di sedi stradali prive o caren-

ti di adeguati sistemi di smaltimento delle acque superficiali; infatti,

in questi casi, considerevoli quantitativi d'acqua possono essere con-

vogliati nei versanti sottostanti la viabilità, consentendo in taluni casi

di raggiungere tenori delle pressioni neutre nella coltre detritica in

grado di provocare l'innesco di frane superficiali.

In qualche caso, oltre ai fenomeni superficiali rapidi si sono atti-

vate anche frane relativamente più profonde e a cinematica più lenta,

che hanno coinvolto quindi spessori più importanti della coltre detri-

tica e la porzione più alterata del substrato (Figura 8a). Tali frane

hanno avuto un'attività che, al contrario di quelle superficiali rapide,

esauritesi in breve tempo, è perdurata per qualche giorno. Questo

fenomeno è stato tra l'altro osservato anche da D'A

MATO

VANZI

et alii

(2002) in alcune aree della Lucchesia e da G

IANNECCHINI

(2000, ricer-

che non pubblicate) nell'entroterra di Camaiore, sempre a seguito al

medesimo evento. In effetti, l'evento pluviometrico del 20 novembre

2000, pur copioso, non è stato di per sé eccezionale, per niente para-

gonabile, ad esempio, all'evento che colpì la Versilia e una porzione

della Garfagnana il 19 giugno 1996 (R

APETTI

& R

APETTI

, 1997;

AREDIO

et alii, 1998; R

OSSO

& S

ERVA

eds, 1998; M

ARTELLO

et alii,

2000; D'A

MATO

VANZI

et alii, 2000, 2003, 2004), allorché si rag-

giunsero quasi 500 mm in 12 ore. L'eccezionalità dell'evento del 20

novembre ricade quindi, come accennato nel paragrafo precedente,

nella combinazione di un evento certamente significativo, ma non

straordinario, con una situazione di piogge antecedenti abbondanti,

che hanno portato al limite della saturazione i terreni.

Al fine di verificare la straordinarietà della pioggia cumulata pre-

cedente all'evento, è stata condotta un'indagine sulle piogge del mese

precedente al 20 novembre per il trentennio relativo agli anni 1970-

1999, limitando, quindi, l'indagine solo al periodo coincidente con

quello in esame, che rientra nella stagione dell'anno maggiormente

piovosa per l'area pistoiese. Dai dati raccolti (P

RESIDENZA DEL

ONSIGLIO DEI

INISTRI

, 1970-2000) è emerso come nei trenta giorni

antecedenti al 20 novembre 2000 la quantità di pioggia caduta (462.7

mm) sia stata in effetti del tutto anomala (Figura 9), risultando supe-

riore alla media (pari a 144.3 mm) di circa il 220%.

Un periodo di piogge rilevante era stato registrato anche nel 1999,

allorché caddero 356.6 mm di pioggia in 30 giorni; tuttavia, a tale

periodo non aveva fatto seguito alcun evento meteorico concentrato e

non si verificarono effetti di particolare rilievo. Ulteriori ricerche sono

tuttora in corso, al fine di quantificare i rapporti tra piogge anteceden-

ti e pioggia cumulata nell'evento in grado di innescare movimenti fra-

nosi superficiali rapidi.

considered the case under study, given the scarce landslide density on

the hill-mountain area in the municipal district of Pescia (about 1.09

landslides/ km

), the most hazardous areas, in which there is an

increased probability triggering landslides, are close to roadways

without, or with poorly adequate, surface water drainage systems. In

fact, in these cases considerable amounts of water can be collected in

the slopes under the roadways, allowing in certain cases pore-pres-

sure levels to be reached in the debris cover that can trigger shallow

landslides.

In some cases, in addition to the rapid shallow movements, rela-

tively deeper and slower moving landslides were triggered. These

affected, therefore, greater thickness of debris cover and the most

deformed portions of the bedrock (Fig. 8a). These landslides, in con-

trast to the rapid landslides, which ran out in a short time, continued

for several days. This aspect was also observed by D'A

MATO

VANZI

et alii (2002) in some parts of the Lucca area and by G

IANNECCHINI

(2000, unpublished research) in the hinterland of Camaiore, still sub-

sequent to the same event. In fact, the rainfall event of November

2000, although abundant, was not in itself exceptional. For

example, it was not comparable to the event which struck Versilia

and part of the Garfagnana area on June 19

1996 (R

APETTI

, 1997; C

AREDIO

et alii, 1998; R

OSSO

& S

ERVA

eds, 1998;

ARTELLO

et alii, 2000; D'A

MATO

VANZI

et alii, 2000, 2003, 2004),

when almost 500 mm in 12 hours was reached. Therefore, as men-

tioned in the previous paragraph, the exceptional nature of the event

of November 20

can be attributed to the combination of a certainly

significant, though not extraordinary, rainstorm with a situation of

preceding abundant rainfall. These factors together created a situa-

tion of saturation in the ground.

In order to assess the extraordinary nature of the total rainfall pre-

ceding the event, the rainfall for the month prior to November 20

was analysed for the thirty year period of 1970-1999, limiting, there-

fore, the research only to the period coinciding with that under study,

which is in the rainiest season of the year for the Pistoia area. From

the data collected (P

RESIDENZA DEL

ONSIGLIO DEI

INISTRI

, 1970-

2000) it emerged that in the thirty days prior to November 20

2000

the amount of rainfall (462.7 mm) was, in fact, totally anomalous

(Figure 9), resulting higher than the average (144.3 mm) by about

220%.

A period of considerable rainfall was also recorded in 1999, when

356.6 mm of rain fell in 30 days; however, no concentrated meteoric

event followed this period and no particularly remarkable effects

occurred. Further research is still underway in order to assess the

connection between preceding rainfall and total rainfall in the event

capable of triggering rapid shallow landslides.

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEI MATERIA-
LI COINVOLTI

Come già riferito in precedenza, nella maggior parte dei casi le

frane hanno coinvolto prevalentemente la porzione detritico-colluviale

indifferenziata sovrastante il substrato costituito dalle arenarie del

Macigno; il substrato roccioso non è mai stato interessato in maniera

diretta e significativa, salvo in alcuni casi, allorché ne è stata coinvolta

la parte maggiormente alterata e fratturata, che le ricostruzioni del sot-

tosuolo effettuate con prospezioni geognostiche hanno sempre mante-

nuta distinta dal bedrock integro, individuando una sorta di "passaggio

geotecnico graduale" tra il comportamento decisamente "litico" del sub-

strato e quello decisamente "delle terre" della porzione di copertura.

In particolare, al fine di individuare le condizioni generalizzate

d'innesco dei fenomeni di dissesto, sono state analizzate più in detta-

glio alcune frane nelle zone di Vellano, Collodi, Collecchio e Pescia,

oltre che riesaminati alcuni fenomeni franosi verificatisi nel com-

prensorio pesciatino negli anni '90.

Le analisi di laboratorio effettuate su campioni prelevati in alcune

aree interessate dalle frane hanno rilevato una buona eterogeneità gra-

nulometrica dei terreni coinvolti, in cui prevale la frazione sabbioso-

ghiaiosa, che, generalmente, si attesta tra il 50% e il 75% nei campio-

ni elaborati, più o meno omogeneamente distribuita nelle due compo-

nenti. L'argilla è comunque sempre presente in quantità variabili, soli-

tamente comprese tra il 10% e il 20%. Il limite di liquidità si attesta in

genere tra il 30 % e il 40%, mentre l'indice di plasticità è comune-

mente inferiore al 15%, indicando un campo di plasticità piuttosto

basso, come del resto è lecito attendersi da campioni prevalentemen-

te sabbioso-ghiaiosi. Prove di taglio diretto e prove in sito hanno per-

messo inoltre di caratterizzare i terreni anche dal punto di vista della

resistenza al taglio: l'angolo di attrito si attesta solitamente tra 20° e

32°, mentre la componente coesiva è risultata oscillante tra 5 e 18

kN/m

, valori che effettivamente concordano con quelle che sono le

caratteristiche tipiche di tali materiali nella zona indagata.

Attualmente, tali dati risultano troppo variabili per potervi trarre

informazioni utili ad una individuazione delle aree a maggiore peri-

colosità, anche se dalle informazioni ottenute in vari luoghi median-

GEOTECHNICAL

CHARACTERISTICS OF

THE

MATERIALS INVOLVED

As previously mentioned, in the majority of cases the landslides

prevalently involved the undifferentiated debris-colluvial portion

overlying the bedrock of the Macigno Fm. The bedrock was never

directly and significantly affected by landsliding, except in a few

cases involving the most deformed and most fractured part, which the

reconstructions of underground conducted with geognostic prospect-

ing have always maintained as distinct from the integral bedrock,

identifying a sort of "gradual geotechnical passage" between the

decidedly "lithoid" behaviour of the bedrock and the "earthy" behav-

iour of the soil.

In particular, in order to identify the generalised conditions which

trigger phenomena of instability, more detailed analysis were made

of some landslides in the areas of Vellano, Collodi, Collecchio and

Pescia, in addition to re-examination of some landslides which

occurred in the Pescia district in the nineties.

The laboratory analyses conducted on samples taken in some

areas affected by landslides found quite high granulometric hetero-

geneity in the affected areas, in which the sand-gravel portion pre-

vails. This is generally between 50% and 75% in the samples exam-

ined, more or less homogenously distributed between the two com-

ponents. Clay is, however, always present in variable amounts, usu-

ally between 10% and 20%. The liquidity limit is usually between

30% and 40%, while the plasticity index is commonly less than 15%,

indicating quite a low field of plasticity, as is, however, to be expect-

ed from prevalently sand-gravel samples. Furthermore, direct cut

tests and on-site tests enabled the characterization of the soils also

from the point of view of the shear strength. The friction angle is usu-

ally between 20° and 32°, whereas the cohesion fluctuated between 5

and 18kN/m

, values that in reality conform with the typical charac-

teristics of such materials in the study area.

At present, these data are too variable to provide any informa-

tion useful for the identification of hazardous areas. However,

from the information obtained in various places through research

with seismical analyses (refraction), a substantial homogeneity

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

Fig. 9 - Piogge registrate nei trenta giorni precedenti al 20 novem-

bre nel periodo 1970-2000 alla stazione di Pescia
(P

RESIDENZA DEL

ONSIGLIO DEI

INISTRI

, 1970-2000). E'

evidenziato con linea tratteggiata il valore medio, pari a
144.3 mm

- Recorded rainfall in the thirty days prior to November 20

for the period 1970-2000 at the station of Pescia
(P

RESIDENZA DEL

ONSIGLIO DEI

INISTRI

, 1970-2000). The

dotted line highlights the average amount, 144.3 mm

te indagini con microsismica a rifrazione è emersa una sostanziale

omogeneità nelle velocità dello strato di copertura superficiale in cui

si sono innescate le frane e che varia tra i 400 e i 600 m/s. E' neces-

sario quindi approfondire il livello di indagine, cercando di capire ad

esempio se esiste un livello specifico, o comunque una particolare

situazione stratigrafica nelle coperture, che favorisce il distacco.

CONCLUSIONI

La provincia di Pistoia, così come tutta la Toscana nord-occiden-

tale e gran parte dell'Italia settentrionale, è stata interessata, nell'au-

tunno 2000, da piogge abbondanti e pressoché continue, che hanno

raggiunto la massime intensità il 20 novembre. L'evento piovoso del

20 novembre ha provocato molteplici effetti soprattutto nelle aree del

comune di Pescia, dove si sono innescate molteplici frane, general-

mente riconducibili a fenomeni di scorrimento evoluti rapidamente a

colata. La causa principale dell'innesco di tali movimenti franosi è da

ricercare nella combinazione di un evento piovoso, non particolar-

mente eccezionale per pioggia cumulata e intensità, con un lungo

periodo di piogge antecedenti all'evento stesso, che hanno verosimil-

mente determinato condizioni di equilibrio limite in molteplici ver-

santi della zona, successivamente collassati a causa dell'evento del 20

novembre stesso. In effetti, un'indagine preliminare sull'entità delle

piogge antecedenti al 20 novembre, eseguita sul trentennio preceden-

te, ha messo in evidenza come nel 2000 si sia registrata una quantità

di pioggia nei trenta giorni anteriori al 20 novembre mai registrata

prima, almeno nel trentennio 1970-1999, con una precipitazione pari

al 220% della media del periodo.

L'evento del 20 novembre si pone inoltre a conferma di come il

periodo autunnale sia particolarmente a rischio per l'area di studio e,

in generale, per tutta la Toscana nord-occidentale. Ciò trova dimostra-

zione anche in alcune ricerche effettuate nelle aree limitrofe: C

AREDIO

(1995) ha individuato nel periodo autunnale quello in cui si verifica-

no maggiormente eventi alluvionali nella Lucchesia, mentre D'A

MATO

VANZI

& G

IANNECCHINI

(2003) hanno riscontrato come il trimestre

settembre-novembre sia particolarmente a rischio per l'area apuo-ver-

siliese. A conferma di queste osservazioni, l'8 novembre 2003 un

evento piovoso particolarmente intenso ha interessato le aree del

pistoiese, provocando allagamenti e qualche frana di modesta entità.

Le frane innescatesi in occasione dell'evento del 20 novembre 2000

sono state quelle tipiche di eventi meteorici piuttosto intensi, ovvero

frane superficiali rapide (tipo soil slip-debris flow) che hanno coinvol-

to prevalentemente i materiali della copertura superficiale, anche se, in

non pochi casi, si sono attivati movimenti franosi di dimensioni più

grandi e a cinematica assai più lenta. Le frane superficiali si sono inne-

scate in ambienti geologici e geomorfologici peculiari (coltri detritico-

colluviali poco potenti, substrato roccioso semi-permeabile o imper-

meabile, piccoli impluvi), anche se, in alcune zone con tali caratteristi-

che, non si sono verificate frane; ciò potrebbe essere imputato a vari fat-

tori, fra cui l'eterogeneità della pioggia o delle caratteristiche fisico-

meccaniche dei materiali, oppure ad altri fattori di origine antropica,

emerged in the velocity of the surface soil in which the landslides

triggered, varying between 400 and 600 m/s. Therefore, more thor-

ough research is necessary to determine for example the existence

of a specific level, or else a particular stratigraphic situation in the

cover materials, which facilitates the movements of soil.

CONCLUSIONS

In the autumn of 2000, the Province of Pistoia, like all of north-

west Tuscany and a large part of northern Italy was affected by abun-

dant, and almost continuous, rainfall which reached maximum inten-

sity on November 20

. The rainstorm of November 20

produced

numerous effects especially in the area of the municipal district of

Pescia, where many landslides were triggered, generally attributable

to slide phenomena rapidly evolving into flows. The main cause of

the triggering of such landslides can be sought in the combination of

a rainstorm, although not particularly exceptional for total rainfall

and intensity, with a long period of rainfall preceding the event itself.

This probably determined limit equilibrium conditions in numerous

slopes in the area, which subsequently collapsed as a result of the

rainstorm of the November 20

. In fact, preliminary research into the

amount of rainfall preceding November 20

, conducted on the pre-

vious thirty year period, highlighted in the year 2000 an amount of

rainfall never before recorded for the thirty days prior to November

, at least in the thirty years 1970-1999, with a precipitation of

220% of the average for the period.

In addition, the event of November 20

confirms that the autumn

period is particularly risky for the study area and, in general, for the

whole of north-west Tuscany with refer to meteorological events.

This also finds confirmation in some research conducted in the sur-

rounding areas: C

AREDIO

(1995) identified the autumn period as that

in which most flooding occurs in the area of Lucca, whereas

D'A

MATO

VANZI

& G

IANNECCHINI

(2003) found that in the three

month period of September-November the probability of an intense

meteorological event for the apuan-versilian area is rather high. As

confirmation of these observations, on November 8

2003 a particu-

larly intense rainstorm affected the Pistoia area, causing flooding and

some landslides of modest proportions.

The landslides triggered during the November 20

2000 event

were typical of quite intense meteoric events, or else rapid shallow

landslides (for example soil slip-debris flows) which mainly involved

the surface soil materials, even if, in a few cases, larger and much

slower mass movements triggered. The shallow landslides were trig-

gered in geologically and geomorphologically typical environments

(soil cover, semi-permeable or impermeable bedrock, hollow, high

gradient). However, in some areas with these characteristics there

were no landslides. This could be due to various factors, among

which the heterogeneity of the rainfall or the physico-mechanical

characteristics of the materials, or else to other factors of anthropic

origin, such as the absence of roadways. In fact, in some cases it was

R. GIANNECCHINI & M. VERANI

L'EVENTO ALLUVIONALE DEL NOVEMBRE 2000 NELL'AREA DI PESCIA (TOSCANA SETTENTRIONALE):

CARATTERISTICHE DEL FENOMENO PLUVIOMETRICO ED EFFETTI INDOTTI

quale l'assenza di viabilità. In effetti, è stato verificato che, in qualche

caso, se non esistono efficaci sistemi di smaltimento delle acque super-

ficiali o se questi sono obsoleti e inadeguati, possono verificarsi impor-

tanti fenomeni di dissesto lungo la viabilità, in quei punti dove vanno a

convogliarsi le acque di ruscellamento. Pertanto, in occasione di eventi

al limite della soglia pluviometrica critica, come può essere ragionevol-

mente considerato quello in oggetto, tra le zone più vulnerabili posso-

no ricadere le aree in prossimità della viabilità collinare o montana.

Attualmente, ulteriori studi sono necessari per giungere, nell'area in

esame, ad una zonazione della pericolosità da frana superficiale rapida.

I parametri da considerare riguardano l'acclività del pendio, il sistema

della regimazione delle acque superficiali, lo spessore dei materiali di

copertura, oltre alle sue caratteristiche geotecniche locali, il grado di

saturazione e soprattutto la sottospinta che può derivare dalla presenza

di una falda in pressione. Quest'ultimo aspetto potrebbe essere in qual-

che modo quantificato monitorando alcuni versanti mediante l'installa-

zione di pluviometri, piezometri e tensiometri per cercare di capire il

comportamento della falda, o comunque delle pressioni neutre, in rispo-

sta agli eventi meteorici; ciò costituirebbe anche un passo importante

nell'individuazione delle soglie pluviometriche critiche delle aree colli-

nari e montane. La conoscenza delle soglie critiche e delle aree di pro-

pensione al dissesto renderebbero possibile anche una migliore pianifi-

cazione territoriale di aree come quelle del comprensorio pesciatino.

RINGRAZIAMENTI

Gli autori ringraziano il comune di Pescia, nelle persone del

Geom. Luciano Bianchi e di Pierangelo Salani, l'Ufficio Idrografico

e Mareografico di Pisa (sezione pluviometria), e l'ARPAL - Centro

Meteo-Idrologico Regione Liguria. Ringraziano inoltre il Prof.

Alberto Puccinelli per la revisione critica.

verified that the absence of efficient systems for the drainage of sur-

face water, or if they are obsolete and inadequate, causes serious

instability along the roadways, especially in those places where

stream water collects. Therefore, when events occur on the verge of

the critical rainfall threshold, as may reasonably be the case of the

event under study, the areas in proximity to the hill and mountain

roadways can be included amongst those most vulnerable.

At present, further research is necessary in order to reach a zona-

tion of the shallow landslide hazard in the study area. The parameters

to be considered regard the slope gradient, the system governing the

surface water regime, the thickness of the soil materials, the local

geotechnical characteristics, the degree of saturation and especially

the underthrust which can derive from the presence of a water table

in pressure. This latter aspect could be assessed by monitoring some

slopes by installing rain gauges, piezometers and tensiometers trying

to understand the behaviour of the piezometric level or, however, of

the pore pressures, in response to meteoric events. This would also

constitute an important step in the identification of the critical plu-

viometric thresholds of the hill and mountainous areas. Knowledge

of the critical rainfall thresholds and of the areas susceptible to insta-

bility would also allow better territorial planning of areas like that of

the district of Pescia.

ACKNOWLEDGEMENTS

The authors wish to thank Luciano Bianchi and Pierangelo Salani

of the Municipality of Pescia, the Hydrographic and Mareographic

Office of Pisa (pluviometry section) and ARPAL - Meteo-

Hydrological Centre for the Liguria Region. In addition thanks to

Prof. Alberto Puccinelli for critical revision of the text.

Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1 (2006)

THE NOVEMBER 2000 INTENSE RAINFALL IN THE PESCIA AREA (NORTH TUSCANY): CHARACTERISTICS AND EFFECTS OF THE PLUVIOMETRIC EVENT

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Received July 2004 - Accepted October 2005

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