Gestione del rischio da frana · Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso I...

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Gestione del rischio da frana (inquadramento, definizioni e teoria) Università degli Studi di Salerno - Facoltà di Ingegneria A.A. 2013-2014 Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane Prof. ing. Michele Calvello

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Gestione del rischio da frana

(inquadramento, definizioni e teoria)

Università degli Studi di Salerno - Facoltà di Ingegneria – A.A. 2013-2014

Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio

Corso di Frane

Prof. ing. Michele Calvello

Articoli principali

Il rischio da frana. Ferlisi S. (2004). Non pubblicato.

Glossary of Risk Assessment Terms. ISSMGE TC32 - Technical Committee on Risk Assessment and Management (2004). Web

(http://www.engmath.dal.ca/tc32/publications.html).

A framework for landslide risk assessment and management. Fell R., Ho K.K.S., Lacasse S., Leroi E. (2005). In: Landslide Risk

Management, 3-25. Taylor & Francis, ISBN-13: 978-0415380430.

Gestione del rischio da frana > Dispense

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Gestione del rischio da frana (Landslide risk management)

Fell &Hartford (1997). Landslide risk management. In: Landslide risk assessment, Balkema, 51–109.

fonte: Ferlisi (2004). Appunti del corso di “Frane”

Fell & Hartford (1997)

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Gestione del rischio da frana (Landslide risk management)

Ho et al. (2000). Quantitative risk assessment — application, myths and future direction.

Proc. Int. Conf. Geotechnical and Geological Engineering, GEOENG 2000, Melbourne, Australia, 1:236 – 312.

Ho et al. (2000)

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Gestione del rischio da frana (Landslide risk management)

Fell et al. (2005). A framework for landslide risk assessment and management. In: Landslide Risk Management, 3-25. ISBN-13: 978-0415380430.

Fell et al. (2005)

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Analisi del rischio da frana: fattori da considerare

Fonte: Ho et al. (2000)

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Analisi del rischio da frana: formule di calcolo

Hazard o Pericolosità (H): probabilità di accadimento, all’interno di una certa area

e in un certo intervallo di tempo, di un fenomeno naturale di assegnata intensità.

Elementi a Rischio (E): persone e/o beni (abitazioni, strutture, infrastrutture, ecc.)

e/o attività (economiche, sociali, ecc.) esposte “a rischio” in una certa area.

Vulnerabilità (V): grado di perdita di un certo elemento o insiemi di elementi

esposti “a rischio”, derivante dal verificarsi di un fenomeno naturale di assegnata

intensità, espresso in una scala che va da 0 (nessuna perdita) a 1 (perdita totale).

Rischio specifico (RS): grado previsto di perdita a seguito di un particolare

fenomeno naturale. Può essere espresso come prodotto di H x V.

Rischio totale (R): numero atteso di vittime, persone ferite, danni a proprietà,

distruzione o interruzione di attività economiche, in conseguenze di un fenomeno

naturale di assegnata intensità.

R = H x V x E = RS x E (Varnes 1978)

Varnes (1978). Slope movement types and processes. In: Special Report 176: Landslides: Analysis and Control,

Transportation and Road Research Board, National Academy of Science, 11–33.

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Analisi del rischio da frana: formule di calcolo

R = H x V x E = RS x E (Varnes 1978)

Einstein (1988)

Fell (1994)

RISK = HAZARD x POTENTIAL WORTH OF LOSS

R = ( E x Rs ) = ( E x H x V )

Leroi (1997)

R = f [Pe, Pt, P’e (MVT, I, X, Y, Z, t, D, V, a, %, C)]

Einstein (1988). Landslide risk assessment procedure. Proc. V Int. Sym. on Landslides, ISL, 1:1075–1090.

Fell (1994). Landsldie risk assessment and acceptable risk. Canadian Geotechnical Journal, 31:261–272.

Leroi (1997). Landslide Risk Mapping: Problems, Limitation and Developments. In: Landslide Risk Assessment, Balkema, 239–250.

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso

I

R = H x V x E

La “severità” di una frana dipende da una serie di parametri, quantitativi o

qualitativi spazialmente distribuiti, spesso di non facile valutazione.

A seconda del tipo di frana, i parametri che caratterizzano l’intensità di un

fenomeno franoso possono includere:

• la velocità degli spostamenti (movimenti),

• la profondità,

• lo spessore dei depositi,

• il volume della massa spostata,

• le pressioni d’impatto,

• la profondità d’erosione,

• i movimenti differenziali,

• etc.

fonte: Ferlisi (2004). Appunti del corso di “Frane”

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso

Magnitudo Descrizione Volume (m3)

7 Estrem. grande > 5·106

6 Molto grande 1·106÷5·106

5 Da media a grande 2.5·105÷1·106

4 Media 5·104÷2.5·105

3 Piccola 5·103÷5·104

2.5 Molto piccola 5·102÷5·103

2 Estr. piccola < 5·102

Classe Descrizione velocità

7 Estr. rapida 5 m/s

6 Molto rapida 3 m/min

5 Rapida 1.8 m/hr

4 Moderata 13 m/mese

3 Lenta 1.6 m/anno

2 Molto lenta 16 mm/anno

1 Estr. lenta <16 mm/anno

T2

Topographic line fa

Energy loss w = x tanfa

T1

Center of gravity

Energy line

Kinetic energy k = v2/2g

Potential energy u=h

h

x

q

Velocità e.g. CRUDEN & VARNES (1996)

e.g. FELL (1994) Volume e.g. SASSA 1988

Energia

I

R = H x V x E

Cruden and Varnes (1996). Landslide types and processes. In Landslides. Investigation and Mitigation, Washington TRB, Special Report 247:36-75.

Sassa (1988). Geotechnical model for the motion of landslides. Proc. V Int. Sym. on Landslides, ISL, 1:1075–1090.

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (velocità)

Velocità attuale Massima velocità attesa

V~0

Pre-rottura Post-rottura

V~0

Vmax

V~0

La velocità di una frana cambia con il tempo in funzione del suo stadio evolutivo

Fonte: Cascini (LARAM School)

LARAM School. International School on "LAndslide Risk Assessment and Mitigation" of the University of Salerno. http://www.laram.unisa.it

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (volume)

Weymouth, UK

Laguna Beach, USA

(frana causata da un sistema di irrigazione malfunzionante)

VOLUME = 300 m3

VOLUME = 800 m3

Frane di piccole dimensioni

modificato da Cascini (LARAM School)

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (volume)

The site is the Slumgullion landslide,

a large mass movement in the San

Juan Mountains of Colorado. It

consists of a younger, active

movement (3.9 km long) with an

estimated volume of about 20

106 m3,

which moves on and over an older,

much larger (6.8 km long), inactive

landslide. Overall, the volume of the

complete landslide system is estimated

at about 170

106 m3 (Parise and

Guzzi, 1992).

Frane di grandi dimensioni

7 km

Parise & Guzzi (1992). Volume and shape of the active and inactive parts of the Slumgullion landslide, Hinsdale County, Colorado,

U.S. Geological Survey Open-File Report 92-216, 29p.

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (energia cinetica)

modificato da Cascini (LARAM School)

Crolli in roccia

Le barriere paramassi sono progettate considerando l’energia cinetica

dei blocchi che devono intercettare

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Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (energia cinetica)

Crolli in roccia

>=2000 kJ

1500 - 2000 kJ

1000 - 1500 kJ

500 - 1000 kJ 0 - 500 kJ

TRAJECTORIES ENERGIES

Trajectories (left) and kinetic energy distribution (right)

(Copons et al. 2005)

Rockfall area of the Solà d’Andorra, Spain

(Corominas et al. 2003)

Corominas et al. (2003). Integrated Landslide Susceptibility Analysis and Hazard Assessment in the Principality of Andorra. Natural Hazards, 30(3):421-435.

Copons et al. (2005). Rockfall hazard management policy in urban areas: the Andorran experience. In: Landslide Hazard and Risk, John Wiley&Sons, 675-698.

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Zonazione del rischio da frana (i.e. produzione di mappe di rischio)

Quale fenomeno?

Dove? Quali conseguenze?

Quando?

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Framework generale per la zonazione della pericolosità e del rischio da frana

Caratterizzazione del fenomeno

(Aree suscettibili, Intensità, Data sets)

Mappe di Suscettibilità

Stima della frequenza

Mappe di Pericolosità

Mappe del Rischio

Analisi della probabilità e della

severità delle conseguenza

Scenari di conseguenze

(Elementi a rischio, Vulnerabilità)

Cascini et al. (2005)

Cascini et al. (2005). Landslide hazard and risk zoning for urban planning and development. In: Landslide Risk Management, Balkema, 199-235.

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Caratterizzazione del fenomeno franoso

Area di versante propensa alla instabilità o area all’interno della quale un

fenomeno franoso può propagarsi o può retrogredire. Per un frana esistente, la

suscettibilità esprime la sua potenzialità alla riattivazione.

Area suscettibile

Intensità della frana

Dataset

E’ data da un insieme di parametri, spazialmente distribuiti, che consentono di

descrivere, in termini geometrici e meccanici, la severità di un fenomeno

Insieme di dati che può consentire una chiara identificazione della suscettibilità

di un versante ad essere sede di ben precise tipologie di frana.

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Suscettibilità

localizzazione

classificazione

estensione areale e volume

aree in creep

stato di attività

l’area in cui la frana potrebbe

Inventa

rio d

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nom

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Le aree suscettibili alla franosità dovrebbero segnalare:

propagarsi

retrogredire

espandersi

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Suscettibilità

Frana di Lioni

(Cotecchia et al. 1992)

Classificazione: scorrimento di terra

Estenzione areale: 6 ha

Volume: 291.000 m3

Cotecchia et al. (2005). Comportamento geotecnico delle unità sicilidi e irpine affioranti nelle alte valli dei fiumiSele ed Ofanto ad elevato rischio sismotettonico.

Geologia Applicata ed Idrogeologia, 27:1-49.

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Suscettibilità

a) b)

Area in cui la frana può propagarsi

Quindici (Maggio, 1998) Nakaba (Luglio, 1983)

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Pericolosità (H) R = H x E x V

Tipi di frequenze

fonte: Corominas (LARAM School)

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Metodi impiegati per la stima della frequenza

Pericolosità (H) R = H x E x V

Fonte: IUGS Working Group on Landslides, Commitee on Risk Assessment,

Proc. on Landslide Risk Assessment, Honululu (1997)

1. Stima diretta basata sul giudizio di esperti.

2. Metodi empirici basati su correlazioni

3. Evidenze di tipo geomorfologico (congiunte a dati storici o basate sull’esperienza)

4. Dati storici concernenti l’area di studio, o aree di caratteristiche geologiche e

geomorfologiche simili.

5. Correlazioni con la frequenza di accadimento delle cause di innesco (piogge, sisma, …)

di fissata intensità

6. Modellazione fisicamente basata del legame funzionale tra pressioni neutre e piogge, in

combinazione con informazioni legate alla geometria del sistema e ai valori di

resistenza al taglio (mobilitata e disponibile)

7. Applicazione di metodi probabilistici, basati su analisi di affidabilità, in grado di tenere

conto delle incertezze nella geometria del sistema, nella resistenza al taglio disponibile,

nei meccanismi di scorrimento e nel regime delle pressioni neutre.

8. Combinazioni dei metodi precedenti.

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Pericolosità (H) R = H x E x V

HUNGR et al. (1999)

Volume – Frequenza cumulata

log F = A + b log M

“A” costante dipendente dalla lunghezza della strada e dalla suscettibilità relativa delle diverse porzioni di versante all’instabilità.

“b” caratterizza la distribuzione delle frequenze dei crolli nell’area di studio e all’interno di suoi subdomini.

= (i)

1 T f

Crolli in roccia

Dati storici

Hungr et al. (2009). Magnitude and frequency of rock falls and rock slides along the main transportation corridors of southwestern British Columbia.

Canadian Geotechnical Journal, 36(2): 224-238, DOI: 10.1139/t98-106

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Pericolosità (H) R = H x E x V

Metodi probabilistici (1/2)

Haneberg (2004). A Rational Probabilistic Method for Spatially Distributed Landslide Hazard Assessment.

Environmental & Engineering Geoscience, 10(1): 27-43.

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Pericolosità (H) R = H x E x V

modificato da Corominas (LARAM School)

Metodi probabilistici (2/2)

1E

R

PT

TR return period of the event

( average # of years between two events equally or exceeding magnitude M)

Annual exceedance probability (PE)

N(t) number of landslide (or landslide clusters) o a given

magnitude expected to occur during a specified time

interval (t)

m future mean recurrence interval

Poisson probability models

( ) 1 1

t

P N t e m

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Pericolosità (H) R = H x E x V

ground surface

bedrock

land cover

water table

slip surface

bedrock

land cover

h

z

Topografia Analisi topografica di un’area

Idrologia Pressioni neutre

Vegetazione Influenza della vegetazione sui processi idrologici e la stabilità del pendio

Stabilità del pendio Coefficiente di sicurezza

Modelli fisicamente basati (su area vasta)

fonte: Cascini (LARAM School)

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Pericolosità (H) R = H x E x V

Modelli fisicamente basati (su area vasta)

fonte: Sorbino (LARAM School)

TRANSIENT ANALYTICAL MODELS

GROUNDWATER

MODELS

(Richards’ Equation)

LIMIT EQUILIBRIUM

METHODS

STEADY

STATE

MODELS

TRANSIENT

MODELS

PISTON FLOW

MODELS

UNSATURATED

MODELS

SATURATED

DIFFUSION

MODELS

Pore water pressures

Factor of Safety

KINEMATIC

WAVE

MODELS

COUPLED

SATURATED/

UNSATURATED

MODELS

TRANSIENT NUMERICAL MODELS

STEADY STATE ANALYTICAL MODELS

Distributed Physically Based Models Uncoupled Slope

Stability Analysis

INFINITE

SLOPE

MODEL

SHALSTAB

TRIGRS

TRIGRS-unsaturated

(Montgomery & Dietrich, 1994)

(Savage et al., 2004; 2008)

(Baum et al., 2002)

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Elementi a Rischio (E) R = H x E x V

fonte: Cascini (LARAM School)

Un casa di campagna

(poche persone)

Un piccolo villaggio

(decine di persone)

Una grande città

(centinaia di persone)

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Elementi a Rischio (E) R = H x E x V

fonte: Cascini (LARAM School)

Sito di interesse storico-archeologico

Abitazioni Edifici pubblici

Patrimonio mondiale UNESCO

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Vulnerabilità (V) R = H x E x V

La vulnerabilità degli elementi esposti a rischio dipende dalla tipologia dell’elemento

(e quindi dalla sua resistenza) e dall’intensità del fenomeno franoso con cui interagisce.

Vulnerabilità FISICA

Vulnerabilità SOCIALE

Vulnerabilità ECONOMICA

Vulnerabilità AMBIENTALE

Strutture, infrastrutture, reti di servizio, strutture di

interesse strategico

Popolazione

Danni all’ambiente naturale

Attività economiche

e.g. Leone et al. (1996)

Leone et al. (1996). Vulnerability assessment of elements exposed to mass moving: working towards a better risk perception.

In: Landslides, Balkema, 263–269.

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Vulnerabilità (V) R = H x E x V

Direct approach. L’approccio diretto coinvolge la

valutazione diretta delle conseguenze basata

sull’esperienza e sul giudizio di un esperto senza

tener presente quelle che sono le componenti dello

scenario coinvolto.

The event tree approach. L’approccio è basato sulla

“logica ad albero” e del ragionamento induttivo per

traslare le differenti componenti dello scenario in un

range di possibili soluzioni.

The consequence model. Il modello coinvolge l’uso

di una struttura razionale basata sulla considerazione

dei fattori chiave riguardanti i danni da rottura, come

la distanza di propagazione del fenomeno franoso, il

tipo e la vicinanza delle strutture colpite, la

distribuzione spaziale e temporale della popolazione a

rischio.

Diversi approcci per la valutazione della Vulnerabilità:

(Wong et al. 1997)

Wong et al. (1997). Assessment of consequence of landslides. In: Landslide Risk Assessment. Balkema, 111 -149.

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Valutazione del Rischio

Criteri di accettabilità e tollerabilità del Rischio adottati nel territorio di Hong Kong (ERM 1988).

ERM (1988). Landslides and Boulder Falls from Natural Terrain: Interim Risk Guidelines. GEO Report No. 75, Hong Kong, 183p.

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Mitigazione del Rischio

La mitigazione del rischio può essere attuata secondo due strategie:

1) Riducendo uno o più dei fattori che concorrono alla definizione del Rischio

Riducendo la pericolosità (H)

L’incidenza dei fenomeni franosi in una data area può essere ridotta in due modi:

- intervenendo sulle cause dei fenomeni franosi, per esempio mediante opere di bonifica e

di sistemazione idrologica del territorio, oppure attraverso la razionalizzazione delle

pratiche agricole o di utilizzo del suolo.

- intervenendo direttamente sui fenomeni franosi esistenti al fine di prevenire la loro

riattivazione o limitare la loro evoluzione.

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Mitigazione del Rischio

La mitigazione del rischio può essere attuata secondo due strategie:

1) Riducendo uno o più dei fattori che concorrono alla definizione del Rischio

Riducendo gli elementi a rischio (E)

Tale strategia si esplica soprattutto in sede di pianificazione territoriale e di normativa,

nell’ambito delle quali possono essere programmate le seguenti azioni:

- evacuazione di aree instabili e trasferimento dei centri abitati soggetti a pericolo;

- interdizione o limitazione dell’espansione urbanistica in zone pericolose;

- definizione dell’utilizzo del suolo più consono per le aree pericolose (es. prato-pascolo,

parchi, etc.)

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Mitigazione del Rischio

La mitigazione del rischio può essere attuata secondo due strategie:

1) Riducendo uno o più dei fattori che concorrono alla definizione del Rischio

Riducendo la vulnerabilità (V)

La vulnerabilità può essere ridotta mediante interventi di tipo tecnico oppure intervenendo

sull’organizzazione sociale del territorio:

- consolidamento degli edifici, che determina una riduzione della probabilità di

danneggiamento dell’elemento interessato dalla frana;

- installazione di misure di protezione quali reti o strutture paramassi (parapetti,, gallerie,

rilevati o trincee), in modo da determinare una riduzione della probabilità che

l’elemento a rischio venga interessato dalla frana (senza tuttavia limitare la probabilità

di occorrenza di questa).

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Mitigazione del Rischio

La mitigazione del rischio può essere attuata secondo due strategie:

2) Aumentando le soglie di Rischio accettabile/tollerabile

fonte: Sorbino (LARAM School)

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Risk theory and risk factors have a clear meaning

Evaluation of risk factors calls for many difficulties

VARNES

(1984)

created in

1999

Int. Conf. on

Landslide Risk Management,

Vancouver, Canada (2005)

Institutional progress

1990-2010

International Decade for Natural Disaster Reduction (UN)

Scientific advances

ISL

(International Symposium on Landslides)

LARAM School, University of Salerno

(2006-ongoing)

(2008)

(2012)

Teoria del rischio e “gestione del rischio da frana”

R = H x V x E = RS x E

EU funded research projects

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“Landslide Risk Management” (2005)

Proceedings of the International Conference on Landslide Risk Management

(May 31 - June 3, 2005. Vancouver, Canada)

Editors: O. Hungr, R. Fell, R. Couture, E. Eberhardt

1st Part (state-of-the-art and invited lectures)

SOA 1. A framework for landslide risk assessment and management (Fell, Ho, Lacasse, Leroi)

SOA 2. Hazard characterization and quantification (Picarelli, Oboni, Evans, Mostyn, Fell)

SOA 3. Probabilistic stability analysis for individual slopes in soil and rock (Nadim, Einstein, Roberds)

SOA 4. Estimating landslide motion mechanism, travel distance and velocity (Hungr, Corominas, Eberhardt)

SOA 5. Estimating temporal and spatial variability and vulnerability (Roberds)

SOA 6. Risk assessment and management (Leroi, Bonnard, Fell, McInnes)

SOA 7. Landslide hazard and risk zoning for urban planning and development

(Cascini, Bonnard, Corominas, Jibson, Montero-Olarte)

SOA 8. Landslide risk assessment for individual facilities (Wong)

2nd Part (selection of papers submitted to the conference)

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Terminology

Danger (Threat). The natural phenomenon that could lead to damage, described in terms of its

geometry, mechanical and other characteristics. The danger can be an existing one (such as a

creeping slope) or a potential one (such as a rockfall). The characterisation of a danger or threat does

not include any forecasting.

Hazard. Probability that a particular danger (threat) occurs within a given period of time.

Likelihood. Conditional probability of an outcome given a set of data, assumptions and information.

Also used as a qualitative description of probability and frequency.

Probability. A measure of the degree of certainty. This measure has a value between zero

(impossibility) and 1.0 (certainty). It is an estimate of the likelihood of the magnitude of the uncertain

quantity, or the likelihood of the occurrence of the uncertain future event.

Risk. Measure of the probability and severity of an adverse effect to life, health, property, or the

environment. Quantitatively, Risk = Hazard x Potential Worth of Loss. This can be also expressed as

“Probability of an adverse event times the consequences if the event occurs”.

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Terminology

Risk analysis. The use of available

information to estimate the risk to individuals

or populations, property or the environment,

from hazards. Risk analyses generally

contain the following steps: definition of

scope, danger (threat) identification,

estimation of probability of occurrence to

estimate hazard, evaluation of the

vulnerability of the element(s) at risk,

consequence identification, and risk

estimation. Consistent with the common

dictionary definition of analysis, viz. “A

detailed examination of anything complex

made in order to understand its nature or to

determine its essential features”, risk

analysis involves the disaggregation or

decomposition of the system and sources of

risk into their fundamental parts.

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Terminology

Risk assessment. The process of making a

decision recommendation on whether

existing risks are tolerable and present risk

control measures are adequate, and if not,

whether alternative risk control measures are

justified or will be implemented. Risk

assessment incorporates the risk analysis

and risk evaluation phases.

Risk management. The systematic

application of management policies,

procedures and practices to the tasks of

identifying, analysing, assessing, mitigating

and monitoring risk.

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk analysis

Scope definition

To ensure that the risk analysis addresses the relevant issues, satisfies the needs of those

concerned, and to avoid misunderstandings, it is important to define the scope of the risk

analysis.

Hazard analysis

1. Landslide (Danger) characterisation

2. Frequency analysis

There are several ways of calculating frequency (IUGS 1997):

(1) Historic data within the area of study, or areas with similar characteristics, e.g. geology,

geomorphology.

(2) Empirical methods based on correlations in accordance with slope instability ranking systems.

(3) Use of geomorphological evidence (coupled with historical data), or based on expert judgement.

(4) Relationship to the frequency and intensity of the triggering event, e.g. rainfall, earthquake.

(5) Direct assessment based on expert judgement, which may be undertaken with reference to a

conceptual model, e.g. use of a fault tree methodology.

(6) Modelling the primary variable, e.g. piezometric pressures versus the triggering event, coupled with

varying levels of knowledge of geometry and shear strength.

(7) Application of probabilistic methods, taking into account the uncertainty in slope geometry, shear

strength, failure mechanism, and piezometric pressures. This may be done either in a reliability framework,

or taking into account the frequency of failure (for example by considering pore pressures on a frequency

basis).

(8) Combinations of the above methods.

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk analysis

Scope definition

To ensure that the risk analysis addresses the relevant issues, satisfies the needs of those

concerned, and to avoid misunderstandings, it is important to define the scope of the risk

analysis.

The probability of the landslide reaching the element at risk (PT:L) depends on the relative location of the

element at risk and the landslide source, together with the path the landslide is likely to travel below the

source.

The temporal spatial probability (PS:T) is the probability that the element at risk is in the area affected by

the hazard at the time of its occurrence.

It is a conditional probability, given the landslide occurs and the element at risk is on or in the path of the

landslide (Vprop:T = vulnerability of the element at risk to the landslide event, VD:T = vulnerability of the

person to the landslide event).

Consequence analysis

1. Elements at risk

2. Probability of landslide reaching the element at risk (PT:L)

3. Temporal spatial probability (PS:T)

4. Vulnerability (Vprop:T and VD:T)

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk analysis

Risk estimation

Risk calculation

R(prop) = P(L) x P(T:L) x P(S:T) x V(prop:T) x E

Annual Risk for property (annual loss of property value)

P(LOL) = P(L) x P(T:L) x P(S:T) x V(D:T)

Annual probability that a particular person may lose his/her life

P(L) is the frequency of the landsliding

P(T:L) is the probability of the landslide reaching the element at risk

P(S:T) is the temporal spatial probability of the element at risk

V(prop,T) is the vulnerability of the element at risk to the landslide event

E is the element at risk (e.g. the value or net present value of the property)

V(D:T) is the vulnerability of the person to the landslide event

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk analysis

Risk estimation

Multiple landslide hazards

Uncertainty and sensitivity analysis

Qualitative risk estimation

R(prop) = i [ P(L) x P(T:L) x P(S:T) x V(prop:T) x E ]i

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“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk assessment

Property or financial loss

Annualised risk cost

Financial capability

Impact on corporate reputations

Indirect costs (e.g. loss of road access)

..

Loss of life

Individual risk to life

Societal risk (frequency versus number of deaths (known as f - N) or cumulative frequency versus

number of deaths (known as F - N) criteria)

Annualised potential loss of life

Cost per statistical life saved (when mitigation measures are being considered)

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Risk acceptance criteria

Acceptable risk. A risk which everyone impacted is prepared to accept.

Tolerable Risk. A risk within a range that society can live with so as to secure certain net benefits.

Factors that affect an individual's attitude to acceptable or tolerable risk (Resources available to reduce the risk,

individual's commitment to the property, age and character, …)

General principles that can be applied when considering tolerable risk to loss of life criteria (IUGS 1997):

• The incremental risk from a hazard to an individual should not be significant compared to other risks to which

a person is exposed in everyday life.

• The incremental risk from a hazard should, wherever reasonably practicable, be reduced: “As Low As

Reasonably Practicable” (ALARP) principle should apply.

• Higher risks are likely to be tolerated for existing slopes than for planned projects, and for workers in

industries with hazardous slopes, e.g. mines, than for society as a whole.

“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk assessment

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The outcomes of the Risk Assessent will be either:

(a) The risks are tolerable, or even acceptable and no mitigation options need be considered

(b) The risks are intolerable, and risk mitigation options need to be considered.

“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Landslide risk management

The risk management process is iterative, requiring consideration of the risk mitigation options and the results of the

implementation of the mitigation measures and of the monitoring.

Examples of options for mitigation of risks for a slope or group of slopes:

Reduce the frequency of landsliding

Reduce the probability of the landslide reaching the element at risk

Reduce the temporal spatial probability of the element at risk

Avoid the risk

Transfer the risk

Postpone the decision if there is sufficient uncertainty (this would usually only be a temporary measure)

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BENEFITS

It encourages a rational, systematic approach to assessing the safety of natural and engineered slopes.

It can be applied to situations which are not amenable to conventional deterministic analysis.

It allows comparison of risks.

The process requires consideration of risks for all levels of loading, rather than relying on "extreme event"

loadings.

It focuses attention or what happens if the slope fails.

It provides a framework to put uncertainties and engineering judgement into a system.

It provides an open and transparent process on the nature and key contributors of landslide risk.

LIMITATIONS

The potential uncertainty in estimating frequencies, travel distance and vulnerability.

The variety of approaches, and the need for expert judgement to assess frequency of landsliding in many cases.

Poor estimates of risk because significant hazards have been overlooked.

Acceptable and tolerable loss of life criteria for slopes and landslides are not well established.

There is still a lack of general acceptance of the method by the profession.

“A framework for landslide risk assessment and management” (Fell et al. 2005)

Benefits and limitations of landslide risk management

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Risk analysis

Risk assessment

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Fell et al. (2005). A framework for landslide risk assessment and management. In: Landslide Risk Management, 3-25. ISBN-13: 978-0415380430.

Governo del territorio e “gestione del rischio da frana”

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… all the solutions have to be included in this global process

LAND-USE MANAGEMENT

SUSTAINABLE DEVELOPMENT

Because the territory is a global system …

Landslide

RISK MANAGEMENT

Source: Leroi (LARAM School 2013)

Governo del territorio e “gestione del rischio da frana”

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Source: Ammann, Global Risk Forum, Davos, 2009 (adapted from Leroi, LARAM School 2013)

Governo del territorio e “gestione del rischio da frana”

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ISO 31000 (2009)

ISO 31000:2009 (2009). Risk management - Principles and guidelines. International Organization for Standardization, 24pp.

Risk no longer "chance or probability of loss” but "the effect of uncertainty on objectives”

Governo del territorio e “gestione del rischio da frana”

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