Relazione Geologica   per la Variante Generale al Piano Regolatore

Subsidenza

		Introduzione
		Rete di monitoraggio delle acque di falda
		Rete di livellazione generale comunale
		Microrete del centro storico
		La rete di livellazione ARPA
		Conclusioni

Introduzione

La subsidenza è un fenomeno caratterizzato da movimento della superficie del terreno, che interessa aree di diversa estensione, con direzione prevalentemente verticale. Trattasi di movimenti generalmente lenti, graduali e costanti che possono avere origini sia di tipo naturale sia antropico ma che, sempre più spesso, viene attivato o accelerato dalla compartecipazione delle due cause.
 
I considerevoli effetti negativi della subsidenza sono stati riscontrati sul territorio comunale già a partire dai primi anni '70 con lesioni ad edifici storici e perdite di pendenza significative sia nella rete idrica di approvvigionamento che in quella fognaria. Poiché una delle principali cause del fenomeno è rappresentata dal deficit idrico, negli anni '80 è stata realizzata una rete di controllo comunale per la determinazione della piezometria delle acque sotterranee, provvedendo contemporaneamente all'emanazione di ordinanze volte a contenere gli approvvigionamenti idrici. Al fine di ottenere maggiori informazioni sulla reale entità e distribuzione territoriale degli abbassamenti del suolo, inoltre, nello stesso periodo, è stata istituita una rete comunale di caposaldi per livellazioni topografiche di precisione. La rete, costituita da circa 280 caposaldi appoggiati ad un caposaldo di accertata stabilità geologica, risultava più dettagliata all'interno del centro urbano, area maggiormente vulnerabile al fenomeno. Proprio all'interno del centro urbano fu istituita una microrete per livellazioni di alta precisione nell'area monumentale della città, coordinata con indagini sul terreno e con l'installazione di strumentazione geotecnica di precisione. Per quanto riguarda il controllo topografico dell'abbassamento del suolo sono state eseguite livellazioni negli anni 1981, 1982-83, 1985 e 1992.
 
Nel 1999, a seguito del progetto regionale di realizzazione di una rete di monitoraggio della subsidenza gestito da ARPA, è stata eseguita un'ulteriore campagna di livellazione, che, sul territorio comunale, ha interessato 33 caposaldi di cui 30 appartenenti alla rete storica comunale e 3 di nuova realizzazione. Tali caposaldi, tuttavia, a causa delle caratteristiche della rete regionale di rilevamento sono situati per lo più lungo l'asse della Via Emilia, per cui forniscono una rappresentazione del fenomeno localizzata a tale porzione di territorio.
 
L'abbassamento del suolo nel tempo costituisce senza dubbio l'indicatore più significativo; sarebbe però necessario separare l'abbassamento del suolo per subsidenza naturale da quello per intervento antropico. Per la rilevazione dell'abbassamento del suolo sono stati utilizzati, oltre ai dati piezometrici della rete di monitoraggio delle acque sotterranee, gli abbassamenti registrati attraverso le due reti di livellazione, quella generale e quella dell'area monumentale.

Rete di monitoraggio delle acque di falda

L'andamento della soggiacenza della falda è funzione principalmente dell'andamento delle precipitazioni sul territorio e dei prelievi idrici.
 
A metà degli anni '70 si registrava un abbassamento dei livelli piezometrici fino a 10 m; in seguito, a partire dagli anni '80, in concomitanza con l'attuazione dei provvedimenti amministrativi di riduzione dei prelievi, si è assistito ad un lento ma costante recupero delle quote piezometriche, fatto salvo un periodo particolarmente siccitoso tra il 1986 e il 1988, con valori, nel centro cittadino, negli anni '95-'96-'97, di circa 2-3 metri dal piano di campagna. In base agli studi ed elaborazioni cartografiche condotte da ARPA, si evidenzia come dal 98 ad oggi il livello di soggiacenza della falda abbia subito di nuovo un abbassamento per attestarsi ai valori odierni compresi tra i 15 m delle zone a Sud-Ovest fino a qualche metro verso il centro cittadino e nella zona a Nord-Est del territorio comunale. Nella cartografia di soggiacenza della falda 1:25000, ove sono riportare le isopieze di riferimento relative alla soggiacenza della falda nell'anno 2004, è possibile evidenziare con maggiore dettaglio l'andamento della falda sul territorio comunale rispetto al piano di campagna.

Rete di livellazione generale comunale

Lo sviluppo dei movimenti verticali nel periodo 1950-1981, ricostruito in base alle livellazioni topografiche esistenti, presenta una configurazione con isolinee concentriche sviluppate attorno ad un polo principale, centrato nel quartiere industriale Modena Nord, con un valore massimo di abbassamento di 84 cm e valori medi di abbassamento di 8-10 cm /anno.
 
Dalle misurazioni condotte nel periodo 1981-1985 si evidenzia come il territorio maggiormente subsidente si colloca lungo una direttrice SW-NE, con valori massimi rilevati ancora a nord della città nei terreni agricoli compresi tra i due corsi d'acqua principali.
 
I tassi di abbassamento sono dell'ordine di 0.5-1 cm/anno (figura 3.2). Questi dati potevano far supporre che il valore annuale di abbassamento, attestato a circa 0.8 cm/anno, fosse dovuto prevalentemente alla componente naturale e che la componente antropica fosse trascurabile perché le caratteristiche geotecniche dei terreni interessati facevano prevedere un esaurimento del fenomeno, soprattutto in seguito alla stabilizzazione dei livelli piezometrici.
 
L'elaborazione dei rilievi degli anni 1985-1992, anche se riferita ad un'area più ristretta (figura 3.3), fa però notare che il fenomeno di subsidenza continua con una velocità di abbassamento del suolo che è passata da 0.8 cm/anno a 1.1 cm/anno, con un abbassamento medio nel periodo di 7-8 cm (Paltrinieri e al., 1995, Quaderni di geologia applicata).
 
Sono inoltre evidenti diverse aree in cui vengono registrati abbassamenti relativi più consistenti, come la zona sud-ovest della città.
Figura 3.2 - Isolinee di abbassamento del suolo nel periodo 1981/1985, espresse in cm. Fonte: Rapporto sullo stato dell'ambiente 1999 Comune di Modena
Figura 3.3 - isolinee di abbassamento del suolo nel periodo 1985/1992, espresse in cm. Fonte: Rapporto sullo stato dell'ambiente 1999 Comune di Modena

Microrete del centro storico

I dati relativi alla strumentazione geotecnica del centro storico evidenziano che la pressione dell'acqua nelle argille, misurata con piezometri elettropneumatici, conferma una tendenza all'aumento del fenomeno. La misura diretta della compattazione dei terreni in profondità, effettuata con gli assestimetri, inoltre, mostra come sia gli strati più superficiali, sia quelli più profondi, abbiano subito compressioni. I risultati emersi dall'elaborazione dei dati inducono attenzione, soprattutto in relazione al fatto che periodi siccitosi, anche se limitati, possono determinare una consistente ripresa del fenomeno di compressione che interessa strati di terreno più profondi. È da notare che l'effetto di abbassamento può risultare diverso anche in aree ravvicinate, a causa della disomogenea costituzione del sottosuolo dell'area urbana, dove la profondità del primo livello ghiaioso non compressibile varia tra i -13 m a sud e i -28 m a nord, e della stratigrafia, con prevalenza di alternanze di terreni a diverso grado di compressibilità.

La rete di livellazione ARPA

I dati della rete di monitoraggio comunale, che, come precedentemente descritto, si esauriscono ai primi anni novanta, sono stati integrati con quelli derivanti dalla rete di livellazione creata da ARPA in seguito all'affidamento dell'incarico della Regione Emilia Romagna nel dicembre del 1988. La rete regionale di controllo della subsidenza è basata sul rilevamento ed elaborazione di dati provenienti sia da una rete di livellazione geometrica che da una rete di monitoraggio tramite strumentazione GPS.
 
Per quanto concerne nello specifico il comune di Modena, sono state svolte misure di livellazione geometrica nell'anno 1999 e rilievi GPS negli anni 1999 e 2002. La rete di livellazione geometrica all'interno del territorio comunale consta di 33 punti di rilevamento, tutti collocati in prossimità della Via Emilia, mentre la rete GPS, a fronte di 56 punti a livello regionale, presenta un solo punto di misura all'interno del Comune di Modena.
 
Dalle livellazioni geometriche condotte da ARPA nel 1999 si evidenzia come il territorio comunale presenta, nel periodo considerato compreso tra il 1985-99 (poiché i rilievi della rete comunale sull'asse della via Emilia risalgono per lo più al 1985), velocità massime di oltre 1,5 cm/anno. In generale lungo tutto questo tratto si registra un leggero aumento degli abbassamenti sia rispetto al periodo 1981-85 sia rispetto al periodo 1985-1992. In figura 3.4 viene riportato il grafico delle quote relativo al caposaldo del Palazzo Comunale di Modena nel quale è possibile notare un aumento, seppur contenuto, dell'abbassamento nell'ultimo periodo rispetto al periodo precedente.
 
Le elaborazioni delle rilevazioni svolte negli altri punti della via Emilia evidenziano, nel periodo considerato, livelli medi di abbassamento compresi tra 1,0 e 1,5 cm, con valori più prossimi all'unità lungo via Emilia Est in crescita procedendo in direzione Ovest.
Figura 3.4 - Andamento delle quote relativo al caposaldo del Palazzo Comunale di Modena. Fonte ARPA.
Per quanto concerne i dati relativi alla rete GPS costituita dall'ARPA occorre ricordare come la limitatezza del numero di rilevazioni sia in termini spaziali (è infatti presente un unico punto di monitoraggio sul territorio comunale, localizzato nel quartiere Cittanova) che temporali (due sole rilevazioni svolte nel 1999 e 2002), nonché l'errore associato a tale tipologia di misurazioni (stimato in 0,7 cm/anno) non consentono di considerare significativo il dato in relazione all'analisi del fenomeno della subsidenza sul territorio comunale.
 
Pur tuttavia per il caposaldo n° 13 della rete regionale (Cittanova - Modena), così come per l'intera provincia di Modena, si osserva una riduzione del fenomeno della subsidenza, che si attesta ora su 0,5 cm/anno. Per le caratteristiche della rete di monitoraggio GPS tale valore, con le cautele espresse precedentemente, può essere considerato rappresentativo esclusivamente per un'area di raggio non superiore a 2 km rispetto al punto monitorato.

Conclusioni

In relazione ai dati rappresentati nei capitoli precedenti è stata redatta una cartografia basata principalmente, per ricchezza di contenuti sia in termini di numero di punti che di misurazioni svolte, sulla campagna di misure svolte nel 1985 ed aggiornata in parte nel 1992. Con riferimento a tale rete di rilevamento (i cui dati risultano peraltro confermati dalla rete di livellazione geometrica realizzata di recente da ARPA e descritta al paragrafo 3.5), è stato possibile definire le isolinee di eguale abbassamento del suolo, che hanno permesso la realizzazione di una cartografia di base nella quale sono state individuate le aree a diversi livelli di subsidenza. In particolare, in relazione all'abbassamento del suolo riscontrato nel periodo 1985-1992 sono state distinte le porzioni di territorio nelle seguenti classi:
-- subsidenza bassa: ove l'abbassamento si attesta all'interno dell'intervallo 0 - 5 cm;
-- subsidenza media: abbassamento del suolo compreso tra 5 - 7 cm;
-- subsidenza alta: abbassamento del suolo compreso tra 7 - 9 cm;
-- subsidenza elevata: abbassamento del suolo compreso tra 9 - 14 cm;
-- subsidenza estremamente elevata: abbassamento del suolo compreso tra 14 - 17 cm;
In relazione all'età di tali rilevamenti, nonostante le conferme registrate su alcuni punti del territorio da parte dei monitoraggi eseguiti dall'ARPA regionale, risulta comunque evidente come per approfondire in maniera dettagliata il fenomeno della subsidenza sull'intero territorio comunale possa risultare utile eseguire una nuova campagna di misurazioni volta all'aggiornamento dei dati attualmente disponibili.

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