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Simulation of the 1992 Tessina landslide by a cellular automata model and future hazard scenarios

2000; Elsevier BV; Volume: 2; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/s0303-2434(00)85025-4

1872-826X

MV Avolio, Salvatore Di Gregorio, F. Mantovani, Alessandro Pasuto, Rocco Rongo, S. Silvano, William Spataro,

Cellular Automata and Applications

Cellular Automata are a powerful tool for modelling natural and artificial systems, which can be described in terms of local interactions of their constituent parts. Some types of landslides, such as debris/mud flows, match these requirements. The 1992 Tessina landslide has characteristics (slow mud flows) which make it appropriate for modelling by means of Cellular Automata, except for the initial phase of detachment, which is caused by a rotational movement that has no effect on the mud flow path. This paper presents the Cellular Automata approach for modelling slow mud/debris flows, the results of simulation of the 1992 Tessina landslide and future hazard scenarios based on the volumes of masses that could be mobilised in the future. They were obtained by adapting the Cellular Automata Model called SCIDDICA, which has been validated for very fast landslides. SCIDDICA was applied by modifying the general model to the peculiarities of the Tessina landslide. The simulations obtained by this initial model were satisfactory for forecasting the surface covered by mud. Calibration of the model, which was obtained from simulation of the 1992 event, was used for forecasting flow expansion during possible future reactivation. For this purpose two simulations concerning the collapse of about 1 million m3 of material were tested. In one of these, the presence of a containment wall built in 1992 for the protection of the Tarcogna hamlet was inserted. The results obtained identified the conditions of high risk affecting the villages of Funes and Lamosano and show that this Cellular Automata approach can have a wide range of applications for different types of mud/debris flows. "Cellular Automata" sont des outils puissants pour modeler des systèmes naturels et artificiels, qui peuvent être décrits en termes d'interactions locales de leurs parties constituantes. Certains types de glissements de terrain, tels que débris/coulées de boues, correspondent à ces exigences. Le glissement de terrain de Tessina en 1992 a des caractéristiques (coulées de boues lentes) qui le rend approprié pour une modélisation au moyen de "cellular automata", à l'exception de la phase initiale du détachment, qui est causé par un mouvement de rotation qui n'a pas d'effet sur le cours de la coulée de boue. Cet article présente l'approche de "cellular automata" pour la modélisation des coulées de boues/débris lents, les résultats de la simulation du glissement de terrain de Tessina en 1992 et des scénarios de risques futurs sur les volumes de masses qui pourraient être mobilisés dans le futur. Ils ont été obtenus en adaptant le Modèle des "Cellular Automata" appelé SCIDDICA, qui a été validé pour des glissements de terrain très rapides. SCIDDICA a été appliqué en modifiant le modèle général aux particularités du glissement de terrain de Tessina. Les simulations obtenues par ce modèle initial étaient satisfaisantes pour prédire la surface couverte de boue. La calibration du modèle, qui a été obtenue à partir d'une simulation de l'événement de 1992, a été utilisée pour des prévisions d'expansion de coulée au cours de possibles réactivations futures. Pour cette raison deux simulations concernant un détachement d'environ 1 million de m3 de matériel a été testé. Dans l'un des cas, la présence d'un mur de soutènement construit en 1992 pour la protection du hameau de Tarcogna a été inclus. Les résultats obtenus ont identifié les conditions de haut risque affectant les villages de Funes et Lamosano et montré que cette approche de "cellular automata" peut avoir une grande portée d'applications pour différents types de coulées de boues/débris. Los autómatas celulares (Cellular Automata) son una poderosa herramienta para la modelización de sistemas naturales y artificiales, que se pueden describir considerando las interacciones locales de sus partes constituyentes. Algunos tipos de corrimientos, como son las corrientes de rocalla o lodo, satisfacen estos requisitos. El corrimiento de tierras de Tessina de 1992 tiene unas caracteristicas (corrientes lentas de lodos) que lo hacen apropiado para la modelización por medio de los Cellular Automata, excepto en la fase inicial del desprendimiento, que está provocada por un movimiento de rotación que no tiene efecto en la trayectoria de la corriente de lodo. Este articulo presenta el método de Cellular Automata para la modelización de corrientes lentas de lodo y rocalla, los resultados de la simulación del corrimiento de tierras de Tessina de 1992 y el pronóstico de futuros riesgos teniendo en cuenta los volúmenes de masas que se podrían movilizar en el futuro. Estos se obtuvieron adaptando el modelo Cellular Automata conocido como SCIDDICA, que ha sido validado para corrimientos de tierra muy rápidos. Se aplicó SCIDDICA modificando el modelo general con respecto a las peculiaridades del corrimiento de tierras de Tessina. Las simulaciones obtenidas con este modelo inicial fueron satisfactorias para predecir la superficie cubierta por el lodo. La calibración del modelo, que se obtuvo de la simulación del suceso de 1992, se utilizó para pronosticar la expansión de la corriente durante una posible reactivación en el futuro. Para este fin se estudiaron dos simulaciones sobre el desplome de aproximadamente 1 millón de m3 de material. En una de ellas, se introdujo la presencia de un muro de contención construido en 1992 para la protección de la pequeña aldea de Tarcogna. Los resultados obtenidos identificaron las condiciones de alto riesgo que afectaban a los pueblos de Funes y Lamosano y demostraron que este método de Cellular Automata puede tener una amplia gama de aplicaciones para diferentes tipos de corrientes de lodos y rocalla.