Analisi quantitativa del rischio

Presentazione sul tema: "Analisi quantitativa del rischio"— Transcript della presentazione:

1 Analisi quantitativa del rischio
Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: ESERCITAZIONE 3 Analisi quantitativa del rischio a scala di pendio

2 Caratterizzazione del problema
Fonte: Geotechnical Engineering Office, Hong Kong LARAM School (Session “Landslide susceptibility, hazard and risk zoning at different scales”) Una casa con dimensioni in pianta 10 m x 10 m è ubicata al di sotto di un pendio con pendenza costante di circa 26.5° (i.e. gradiente 1:2). La pianta e la sezione del sito oggetto dello studio sono mostrati nella seguente Figura: Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Sezione pianta Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

3 Capire se il rischio calcolato è accettabile o tollerabile
Obiettivi Sapendo che nell’abitazione in esame vivono 4 persone e sulla base dei dati disponibili, nella seguente presentazione viene condotta un’analisi quantitativa del rischio da frana per il sito in esame con i seguenti obiettivi: Quantificare il rischio individuale per persona più a rischio (Personal Individual Risk P(LOL)) Quantificare il rischio per la collettività ( Societal Risk) in termini di curve F-N e Potential Loss of Life (PLL) Capire se il rischio calcolato è accettabile o tollerabile Individuare la distribuzione del rischio sul pendio in esame Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

4 Distanza di propagazione orizzontale
Analisi del problema Sulla base della caratterizzazione geologica del pendio e di analisi su dati storici sono state stabilite le seguenti probabilità di accadimento di flussi di detrito, rispettivamente definiti colate rapide di intensità piccola e media sulla base del volume della massa di terreno mobilitata, all’interno del pendio di 80 m x 100 m: Colata rapida di piccola intensità (volume < 50 m3): P = 1 / anno Colata rapida di media intensità (volume m3): P = 0.05 / anno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Sulla base di analisi della mobilità dei fenomeni franosi in esame, sono state stabilite le seguenti distribuzioni di probabilità relative alla distanza di propagazione orizzontale: Distanza di propagazione orizzontale Colata rapida di piccola intensità di media intensità 20 m 80 % 30 % 40 m 20 % 70% Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

5 1 ) Analisi del Personal Individual Risk
Per calcolare il Personal Individual Risk si utilizza la formula proposta da Fell et al. 𝑷 (𝑳𝑶𝑳) = 𝟏 𝑵 ( 𝑷 𝑳 × 𝑷 𝑻:𝑳 × 𝑷 𝑺:𝑻 × 𝑽 𝑫:𝑻 ) Dove: P(LOL) = Probabilità annuale che la persona perda la vita; P(L) = Frequenza di accadimento della frana; P(T:L) = Probabilità che la frana raggiunga l’elemento a rischio; P(S.T) = Probabilità spazio temporale dell’elemento esposto a rischio; V(D.T) = Vulnerabilità della persona esposta all’evento franoso. Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

6 1 ) Analisi del Personal Individual Risk
Ipotizzando di poter discretizzare il problema, si è diviso il pendio in 8 fasce, di lato 10m ciascuna Inoltre, si fa l’ipotesi che i fenomeni siano equiprobabili su tutto il pendio e per questo si è divisa l’area totale in tanti quadrati di lato 10m. A questo punto, le distribuzioni di probabilità che rappresentano la possibilità che la frana che si stacca dalla generica areola raggiunga la casa, in relazione alle caratteristica del fenomeno sono: Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Casa P %y %x %A Pl 0,8 0,1 0,125 0,0125 0,01 0,2 0,0025 0,3 0,00375 0,7 0,00875 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

7 1 ) Analisi del Personal Individual Risk
Per il calcolo del parametro P(T:L) si divide la probabilità così assegnata ad ogni cella (1 o 0) per il numero di celle, pari a 80, che rappresenta il numero di possibili frane che si possono innescare su tutto il pendio. Cella Distanza Tipologia fenomeno Distanza di propag. Orizzontale Possibilità di raggiungimento PTL 1 0--10 col. Rapida piccola intensità 20 m 0,0125 40 m col. Rapida media intensità 2 10--20 3 20--30 4 30--40 Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Il parametro P(S.T) è pari a 1 poiché, per ipotesi di compresenza, la persona più esposta si trova in casa per l’intero arco della giornata. P(S.T) = 24/24 * 365/365 =1 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

8 1 ) Analisi del Personal Individual Risk
La vulnerabilità degli abitanti della casa è funzione della distanza tra l’unghia della frana e il centro della casa. Successivamente ad ogni cella è stata assegnata la vulnerabilità V(D:T) ricavata dalla Figura 1. Per entrare nel grafico abbiamo considerato la distanza tra il centro dell’abitazione e l’unghia della frana al termine del suo movimento. Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Figura 1 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

9 1 ) Analisi del Personal Individual Risk
Zone Mean distance of zone to house (m) Frequency of landslide, f (no/year) Runout distance (m) Pl Runout distance beyond house (m) Vul. Factor, V P(t:l) Prob. of damage, P= f x Pl x V Small scale Large scale 1 0--10 - 20 m 0,8 15 0,3 0,0125 0,003 40 m 0,2 35 0,4 0,001 0,05 0,015 0,9 0, 0,035 0, 2 10--20 5 0,1 25 0, 3 20--30 0,00075 4 30--40 0,00025 0, ∑P 8,54E-03 Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Il rischio individuale per la persona più esposta a rischio vale: P(LOL) = 8,54 x 10 -3 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

10 Secondo l’ipotesi di compresenza degli abitanti si ha:
2 ) Analisi del Societal Risk La casa è occupata da 4 persone. La distribuzione della loro presenza temporale è la seguente: Tempo 8 am – 2 pm 2 pm – 8 pm 8 pm- 8 am Numero di persone 1 3 4 Secondo l’ipotesi di compresenza degli abitanti si ha: 1 persona è presente 24 h al giorno 2 persone sono presenti 18 h al giorno 3 persone sono presenti 18 h al giorno 4 persone sono presenti 12 h al giorno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Calcolando il parametro P(S.T) per ogni N, si ottengono le seguenti Probabilità di avere N o più vittime: Number of fatalities N Probability of temporal presence PP Probability of occurrence of N fatalities PN = PP x∑P Probability of occurrence of N or more fatalities F 1 8,54E-03 1,92E-02 2 0,00E+00 1,07E-02 3 0,75 6,40E-03 4 0,5 4,27E-03 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

11 PLL = Nmedio x ∑ P(LOL,Most a risk)
2 ) Analisi del Societal Risk Per il calcolo del rischio per la società bisogna riferirsi al numero medio di persone presenti in casa durante una giornata: Tempo 8am-2pm 2pm-8pm 8pm-8pm Numero di persone 1 3 4 % tempo in casa 0,25 0,5 N° medio di persone 0,75 2 N° medio di persone al giorno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Il calcolo del rischio per la società si ottiene dalla seguente relazione: PLL = Nmedio x ∑ P(LOL,Most a risk) Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

12 Il Societal Risk sarà pari a:
2 ) Analisi del Societal Risk Zone Mean distance of zone to house (m) Frequency of landslide, f (no/year) Runout distance (m) Pl Runout distance beyond house (m) Vul. Factor, V P(t:l) Prob. of damage, P= f x Pl x V PLL Small scale Large scale 1 0--10 - 20 m 0,8 15 0,3 0,0125 0,003 0,009 40 m 0,2 35 0,4 0,001 0,05 0,015 0,9 0, 0,000506 0,035 0, 0,001181 2 10--20 5 0,1 25 0, 0,000169 3 20--30 0,00075 0,00225 4 30--40 0,00025 0, 0,000394 ∑P ∑PLL 8,54E-03 2,56E-02 Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Il Societal Risk sarà pari a: PLL = 2,56 x 10-2 Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

13 RISCHIO INACCETTABILE!
3) Curva F-N Per valutare l’accettabilità del rischio, si fa riferimento ai criteri di accettabilità/tollerabilità, definiti dal Geotechnical Engineering Office (GEO) di Hong Kong. Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Nel grafico è riportata la P(LOL) dell’elemento più a rischio. RISCHIO INACCETTABILE! Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

14 RISCHIO INACCETTABILE!
3) Curva F-N Nel grafico sono riportate le probabilità che siano N o più vittime. Number of fatalities N Probability of occurrence of N or more fatalities F 1 1,92E-02 2 1,07E-02 3 4 4,27E-03 Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane RISCHIO INACCETTABILE! Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

15 RISCHIO INACCETTABILE!
3) Curva F-N Per valutare l’accettabilità del rischio, si fa riferimento ai criteri di accettabilità/tollerabilità, definiti dal Geotechnical Engineering Office (GEO) di Hong Kong. 2,56 x 10-2 Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Nel grafico è riportata la PLL, cioè il rischio per la collettività. RISCHIO INACCETTABILE! Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

16 4) Distribuzione del rischio
Non essendoci elementi a rischio sul pendio in esame non è possibile parlare di distribuzione del rischio sul pendio R = H x V x E Si può tracciare una distribuzione del rischio sulla casa, in funzione della posizione da cui si staccano le frane. Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Casa Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca

17 Grazie per l’attenzione
Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Università degli Studi di Salerno ANNO ACCADEMICO Corso di Frane Grazie per l’attenzione . Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Studenti: Amatucci Federico Di Grezia Carmine Giuliano Nicola Porfido Luca