Remote monitoring of natural slopes. Insights from the first Terrestrial INSAR campaign In Vietnam

The present work, realized in the framework of a research project funded by the Vietnamese Space Science & Technology Program, shows the first insights of remote monitoring at the Nam Dan landslide (Northern Vietnam). The Terrestrial SAR Interferometry (TInSAR) technique was used for the first time in the Country.The activities were performed in Nam Dan village, where an active landslide with several geomorphological evidences as open cracks and scarps, severely damaged dwellings and public assets, constituting a serious hazard to the local inhabitants. The monitoring activities were carried out between August and December 2019 through a new TInSAR device called Phoenix which it was used for one of its first on-field applications. The Terrestrial SAR was aimed at creating displacement maps and related time series, providing detailed information on the location and deformation rate of the processes under investigation. The use of such a remote sensing technique, coupled with contact instrumentation (inclinometers, piezometers, rain gauge) and field surveys have contributed to improving the knowledge about the Nam Dan landslide and the understanding of its behaviour, with particular regard to the time evolution of deformations.

Il presente lavoro, realizzato nell'ambito di un progetto di ricerca finanziato dal Vietnamese Space Science & Technology Program, mostra i primi risultati di una campagna di monitoraggio da remoto della frana di Nam Dan (Vietnam settentrionale) dove, per la prima volta nel Paese, è stata utilizzata la tecnica dell'Interferometria SAR Terrestre (TInSAR). Tale tecnica si basa sull’utilizzo di un sensore radar installato su una piattaforma terrestre che trasmette il segnale nel campo delle microonde (banda Ku) e ne riceve gli echi di ritorno dai target riflettenti. Il sensore utilizzato è costituito da due antenne (una trasmittente e una ricevente) e si muove seguendo una traiettoria lineare lungo un binario. Grazie a questa tecnica è possibile effettuare da remoto il monitoraggio delle deformazioni del terreno, raggiungendo una precisione sub-millimetrica in condizioni ideali (ad es. breve distanza, alta riflettività, etc.). Le attività di monitoraggio sono state condotte nel villaggio di Nam Dan, dove una frana attiva con diverse evidenze geomorfologiche quali scarpate, crepe, contropendenze con ristagni d’acqua, abitazioni e beni pubblici gravemente danneggiati, costituisce una seria minaccia per la popolazione locale. L’area di Nam Dan (22°36'N; 104°29'E) si trova nella parte meridionale del distretto di Xin Man, in prossimità del confine tra Vietnam e Cina. Tale distretto, caratterizzato da un clima monsonico umido subtropicale, si estende su un'area di circa 582 km2ed è caratterizzato da una topografia complessa con catene montuose, pendii terrazzati e valli molto profonde con processi erosivi avanzati. Gli archivi locali riportano che in tale area, dal 2012 al 2016, si sono verificate 967 frane, principalmente durante l'estate in corrispondenza delle piogge monsoniche del sud-ovest. Secondo recenti indagini e osservazioni sul campo, la frana oggetto di studio, verificatasi nel luglio del 2012 in seguito a forti precipitazioni, può classificarsi come uno scivolamento traslativo di detrito e si estende su un'area di circa 12.000 m2 con una profondità media di circa 22,5 metri. Nell'agosto del 2013 la frana ha causato nuovi gravi danni a 5 abitazioni, al mercato comunale e alla strada provinciale n. 178 e rappresenta tutt’oggi un grave pericolo per la popolazione residente. Le attività di monitoraggio sono state effettuate tra agosto e dicembre 2019 attraverso un nuovo interferometro radar denominato Phoenix, che è stato utilizzato in una delle sue prime applicazioni sul campo. Il monitoraggio tramite Interferometria SAR Terrestre ha avuto l’obiettivo di controllare l’evoluzione del versante instabile ed ha portato alla realizzazione di mappe di spostamento e delle relative serie temporali, fornendo informazioni dettagliate sulla localizzazione e sui tassi di deformazione dei processi gravitativi di versante presenti. Sebbene nel periodo monitorato non siano state registrate deformazioni significative, l'utilizzo di questa tecnica di telerilevamento, insieme alla strumentazione a contatto precedentemente installata (inclinometri, piezometri, pluviometri) ed alle indagini sul campo, hanno contribuito a migliorare la conoscenza della frana di Nam Dan e la comprensione del suo cinematismo, con particolare riguardo all'evoluzione temporale delle deformazioni superficiali, anche tenendo conto delle condizioni meteorologiche locali. I risultati ottenuti durante la campagna di monitoraggio, in combinazione con i dati precedentemente acquisiti ed elaborati, confermano che il versante oggetto di studio è caratterizzato da fenomeni di instabilità gravitativa, che possono essere innescati da precipitazioni intense che solitamente avvengono nell’area durante la stagione estiva. In considerazione dei contesti ambientali dell'area, quali le severe condizioni climatiche e le aree impervie da percorrere in assenza di infrastrutture viarie adeguate, è stato posto l'accento sulle attività operative sul campo e sull'individuazione di soluzioni tecnologiche appropriate, che hanno rappresentato aspetti particolarmente sfidanti per il monitoraggio di fenomeni franosi tramite tecniche di telerilevamento.