Le attività per la caratterizzazione dei siti della Rete Sismica Nazionale (RSN) dell’INGV Coordinamento Paola Bordoni e Giovanna CultreraIstituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia: F. Pacor, M. Massa, S. Amoroso, R. Azzaro, S. Branca, L. Cantore, F. Cara , P. Casale, M. Cattaneo, R. Cogliano, E. D'Alema, M. D’Amico, G. Di Giulio, G. Di Giulio, D. Di Naccio, S. Di Prima, D. Famiani , C. Felicetta, A. Fodarella, C. Ladina , S. Lovati, L. Luzi, C. Marcocci, C. Mascandola, A. Mercuri, G. Milana, M. Paratore, V. Pessina,, M. Pischiutta, S. Pucillo , R. Puglia, M. Quintiliani, G. Riccio, A. Scaltrito, l. Scarfi, G. Tusa, M. Vassallo, L. Zarrilli, L. Zuccarello

Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale : M. Amanti, G. Conte, C. Cipolloni, G. M. Monti, B. Roberto, C. D’Ambrogi, M. D’Orefice, P. Di Manna, D. Fiorenza, R. M. Gafà, M. Roma, L. Vita

TEMA 2: CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL TERRITORIO - Sessione 2.1: Pericolosità da terremoti e maremoti

L’inizio ….

• Convenzione DPC-INGV 2016 e 2017, Allegato B2, Obiettivo 1 (Resp. Carlo Meletti), Task B Caratterizzazione siti accelerometri (Resp. Bordoni x la RSN, Pacor x la RAN)

• CRISP - Progetto interno INGV 2015-16 Coordinatrici Bordoni - Cultrera (Linea di attività Pericolosità sismica: Resp. Warner Marzocchi)

• Convenzione INGV-ISPRA 2016-17: “Collaborazione tecnico-scientifica finalizzata alla caratterizzazione geolitologica dei siti su cui ricadono le stazioni della rete sismica nazionale dell'INGV” (Resp. Scientifici P. Bordoni e G.M. Monti)

Tutti i siti, organizzazione dell’esistente senza nuove indagini di campagna

Indagini di campagna solo su siti accelerometrici

Il Task B si è suddiviso in due SottoTask: uno per i siti RSN (Bordoni) ed uno per i siti RAN (Pacor)

La convenzione DPC-INGV ha come obiettivo di aumentare il livello di completezza delle informazioni contenute nella banca dati accelerometrica itaca.mi.ingv.it (Pacor et al., 2011), quindi non solo siti della rete RSN-INGV ma anche della Rete Accelerometrica Nazionale RAN, gestita da DPC. Le reti hanno livello di completezza diverso e quindi strategie diverse.

Approccio RSN: scala Nazionale e Locale

Selezione siti

Selezioni siti

Criteri selezione: stazioni funzionanti al 1 gennaio 2015 e con dati in continuo condivisi in EIDA.ingv.it —> 338 siti, 148 equipaggiati con accelerometro.

22 di questi siti hanno solo accelerometro pertanto per l’analisi di rumore abbiamo installato velocimetro e raccolto misure per almeno una settimana

Le info di questi 148 siti confluiscono dentro ITACA

5 siti accelerometrici, nuove campagne di indagine sia geologiche che geofisiche

SCALA LOCALE

SCALA NAZIONALE dati omogenei x tutti i siti

Organizzazione dati archivio strutturato

• Parametri individuati attraverso un lavoro di gruppo

• Struttura archivio integrata nelle infrastrutture INGV di gestione delle registrazioni sismiche

• Scambio dati tramite servizi web con Itaca

• Interoperabilità con servizi di scambio a livello europeo (EPOS)

http: crisp.rm.ingv.it

Home

Housing e data quality

Analisi di rumore annuale (Probability Density Function) per verificare la presenza di variazioni stagionali e se la rumorosità del sito/strumento rientra negli standard stabiliti dalla curve di Peterson

338 siti

30 siti

• Cartografia di base come servizio wms da ISPRA-Servizio Geologico

• Geo e Lito 100k,• CARG 50k e 25k dove disponibile

Cartografia Geologica338 siti

Attributi geologici 1:100000 (ISPRA - Inspire)

Geologica

338 siti

Note geologiche e modello stratigrafico338 siti

Station CDCA

Range of interest (meters) 50 50 50

LayerNumber 1 2 3

Lithology sand, clay and gravel

Conglomerate with sand and clay

marl, sand, clay and gravel

Lithological classMixed clay-sand-gravel

Conglomerate Pelitic-sandstone alternance

Minimum thickness 3 1 40

Maximum thickness 8 100

Real thickness Undefined layering Lenticular form Bedding lamination

Rock mass structure

Fractured

Strata orientations – Strike

Strata orientations – Dip

Strata orientations – Slip

Age of deposits Min Quaternary Pleistocene Miocene

Age of deposits Max Quaternary Pleistocene Miocene

Consistency Incoherente

Lithoid-incoherent-cohesive

Lithoid-incoherent-cohesive

Environmental settingAlluvional, fluviolacust Alluvional,

fluviolacustre Scarp

Elenco fonte di dati: Foglio 289 “Città di Castello” Carta Geologica d’Italia 1:50.000 e note illustrative relative; Sondaggi stratigrafici (Regione Umbria – Banca dati delle indagini geognostiche e geofisiche); Carta Geologica della Regione Umbria 1:10.000, sezione n°289110; DISS Database of Individual Seismogenic Sources (INGV); ITHACA – Catalogo delle faglie capaci (ISPRA).

Morfologia e classe topograficaDEM risoluzione 30 m (ASTER) e 10 m (Tarquini et al.)

Procedura semiautomatica (python) ArcGIS segue Pessina

et al.

• Calcolo dello slope (+ dislivello)

• Calcolo del ridge (+ dislivello)

• Incrocio per trovare la classe topografica dal NTC08

• Controllo manuale per NC (numerosi)

338 siti

Analisi del noise

• Scelta procedure di selezione dati e analisi (Cara et al. 2016 Rapporto Tecnico)• Geoopsy e Wavepol : output grafico e dati 

148 siti

Uno sguardo d’insieme dei siti accelerometri: HV rumore

HV piatto il 74% dei siti ha picchi di amplificazione

Uno sguardo d’insieme dei siti accelerometri: Siti direzionali

il 30% dei siti ha picchi di amplificazione direzionale

Direzione di polarizzazione media del segnale

• Profilo di velocità da misure geofisiche: array sismici 2D se logistica lo permette

• Rilevamento geologico: carta geologica, litologica e litotecnica 1:5.000, sezione geologica (ISPRA)

• ROM9 Sito pilota: sondaggio geognostico per misure down-hole e cross-hole)

Sezione 2.2 Giovedì 16, Presentazione Di Giulio et al.

Contenuti scala localeSANR, CMPO, CDCA, ROM9, LAV9

CDCA, CCT

ROM9 LAV9

CMPO

SANR

Cartografia Geologica• Rilevamenti originali scala 1:5000 e profilo 

geologico x la sito (ISPRA)• Import di shapefile e legenda in formato SLD

5 siti

Modello di velocità del sottosuolo5 siti

Seismic code

Stazione Località Vs30 (misurata)

Classe di suolo prima

Classe di suolo dopo Regione Indagini

Geofisiche Array Size

SANR Sandrigo (VI) 326 m/s C C Veneto Array 2d

CMPO Campotto Pò (FE) 115 m/s C D o S1 Emilia

Romagna Array 2d 385 m

CDCA Città di Castello (PG) 275 m/s C C Umbria Array 2d

ROM9 Roma 410 m/s B B Lazio Array 2d, Sondaggio

LAV9 Lanuvio (RM) 356 m/s B Tra C e B Lazio Array 1d-2d

arrayCarray C

5 siti

SCALA NAZION

Contenuti popolati

Per 338 siti (148 accelerometri), i parametri dell’archivio popolati sono:• Housing• Cartography, outcrop• Monografia geologica e modello concettuale (DB Servizio

geologico e MZS) • Analisi morfologica (DEM a 10 e 30 m) e classe topografica• Qualità del dato (verifica stabilità del segnale giorno/notte,

stagionale, confronto con Peterson)• HV e Polarizzazione del rumore ambientale (si/no, parametri)

5 siti: • Velocity-depth profile from array measurements• 1:5000 scale geological map and geological profile

Per 148 siti tramite SERVIZI WEB -> contenuti trasferiti ad ITACA

/api/HVNoisePeak/api/SeismicCodeTopographyClassSiteClass/api/VelocityProfileDepthVelocity/api/VelocityProfileVelocityMean/api/MorphologicalClassification

!!!!!!!!

✓ Scelta procedure e standard di analisi (Deliverable, F. Cara):

- Selezione programmi di analisi, definizione parametri di input e file di output

- Selezione delle tracce di noise e conversione in formato sac

INPUT Geopsy (H/V noise)

• Lunghezza della singola finestra: 120s (da ridurre al minimo a 60 sec aumentando allo stesso tempo il numero di finestre analizzate)

• No overlapSmoothing: Konno-Ohmachi con b=40

• Tapering: coseno 5%• Media: quadratica• Uso dell’antitrigger: si sui file raw (solo in casi eccezionali sui

dati filtrati)• Parametri antititrigger: STA=1s, LTA=30s, Min STA/LTA=0.2,

Max STA/LTA=2.5• Numero minimo delle finestre da 120s: 60 (da ridurre al minimo

a 30 in casi eccezionali• Output delle frequenze: 0.1-15Hz

OUTPUT Geopsy (H/V noise)• <stat>_HVnoise.hv• < stat >_ HVnoise.jpg• < stat >_ HVnoise _rot.dat

• < stat >_ HVnoise _rot.jpg

Analisi sismologica

✓ Analisi terremoti: ‐ Rapporti spettrali (HVSR, SSR)

✓ Analisi noise ‐ Software Geopsy per H/V: curva, picchi (freq, 

amp, e direzionalità) 

‐ Selezione picchi:

Analisi sismologica (rapporti spettrali)

1) H/V (Geopsy) � Se il picco ha Amax>2 la stazione mostra un effetto di amplificazione

2) Curva Max^2/Min & H/V >2  � Per identificare la banda di frequenza (fmin,fmax)

3) Curva Max/Min � Per discriminare se l’effetto di amplificazione è direzionale o no: dove curva > soglia (1.5), c’è un effetto di amplificazione direzionale (se è direzionale viene fatto lo studio di polarizzazione)

Pischiutta et al.

Analisi di polarizzazione del segnale:• direzione preferenziale del movimento, 

pendenza e rettilinearità • Utilizzo software WAVEPOL 

(Covariance matrix method, Burjànek et al., 2010)

Analisi sismologica (polarizzazione)