Questo documento descrive le attività svolte nel 2004-2005 nell’ambito del progetto di Ricerca di Sistema SISET – sottoprogetto SITER- Workpackage 1, Milestone 1.4 Sviluppo di una metodologia innovativa per lo studio dei fenomeni di innesco e propagazione di frane: sviluppo dei modelli di propagazione. Scopo finale del lavoro è l’elaborazione di un modello matematico generale atto a simulare la propagazione di frane, soprattutto in relazione alla caduta in un invaso. Il codice di calcolo realizzato è infatti integrato con il modello di propagazione delle onde sviluppato nell’ambito del Workpackage 2, Milestone 2.2 (Modelli numerici per la previsione dell’onda causata da una frana in un bacino: sviluppo di un modello di propagazione dell’onda accoppiato con quello della propagazione della frana). La propagazione di frane (fanghi, colate detritiche, ecc.) è assimilabile al moto di fluidi viscosi con opportune proprietà. Il comportamento degli ammassi dipende in maniera incisiva dalle caratteristiche reologiche del materiale, le quali possono così influenzare grandezze quali la larghezza del fronte e la velocità raggiunta durante la propagazione, oltre che la posizione e la distribuzione del materiale al momento dell’arresto. L’entità dei fenomeni e la gravità dei danni che una frana può causare dipendono da vari fattori quali la natura della frana (dal blocco rigido di roccia alla colata di fango), il volume e l’energia della frana, le caratteristiche plano-altimetriche e geologiche del versante, la presenza di insediamenti o di strutture di protezione. Risultano pertanto di grande utilità strumenti previsionali che consentano di effettuare, con opportuna affidabilità, la simulazione della caduta di una frana e degli effetti che ne conseguono. Ii modelli finora sviluppati, anche se spinti fino alla schematizzazione pienamente tridimensionale, sono in grado di trattare solo masse fluide con caratteristiche piuttosto specifiche (per esempio solo ammassi detritici tipo debris-flow o solo certe colate di fango). Lo scopo del presente studio è proprio quello di superare tali limitazioni con lo sviluppo di un nuovo tipo di modello che consente la simulazione di fenomeni comprendenti la più vasta famiglia possibile di curve reologiche. Si sottolinea inoltre che, in relazione al problema della caduta di frane negli invasi, il modello numerico è in grado di considerare simultaneamente massa franosa e volume liquido invasato e quindi l’interazione dinamica fra questi (spinta della frana sulla massa liquida e conseguente reazione di quest’ultima sulla frana stessa). In questo rapporto vengono presentate le caratteristiche del modello di calcolo realizzato nel corso della ricerca, basato sul metodo SPH, relative alla simulazione della dinamica rapida di masse fluide non

newtoniane, a superficie libera. Tali fasi fluide non newtoniane possono simulare varie tipologie di masse franose, dalla massa granulare alla colata di fango. Il codice di calcolo è stato sviluppato in stretta collaborazione con l’Università di Pavia. Il software è contenuto in un CD-ROM allegato al rapporto relativo al progetto di Ricerca di Sistema SISET – sottoprogetto SITER- Workpackage 2, Milestone 2.2 Modelli numerici per la previsione dell’onda causata da una frana in un bacino: sviluppo di un modello di propagazione dell’onda accoppiato con quello della propagazione della frana. L’attività di validazione del software verrà invece descritta nel rapporto relativo al progetto di Ricerca di Sistema SISET – sottoprogetto SITER- Workpackage 1, Milestone 1.6 Sviluppo di una metodologia innovativa per lo studio dei fenomeni di innesco e propagazione di frane: validazione dei modelli.