Valutazione dei Rischi Glaciali nella Regione Macugnaga/Monte Rosa Macugnaga / Italia: Relazione Nr. 97.4

LABORATORIO DI RICERCHE IDRAULICHE, IDROLOGICHE E GLACIOLOGICHE

DEL POLITECNICO FEDERALE DI ZURIGO, SVIZZERA VAW/ETHZ

VALUTAZIONE DEI RISCHI GLACIALI

NELLA REGIONE MACUGNAGA/MONTE ROSA MACUGNAGA/ITALIA

H. Roethlisberger, W. Haeberli, J. Alean, M. Biolzi,

J.

Pika, W. Schmid &

J.

^Schweizer

RELAZIONE Nr. 97.4

ZURIGO OTTOBRE 1986

COMUNITA' MONTANA DELLA VALLE ANZASCA

perfetta collaborazione e il costante appoggi o del le autori ta'

e

di tutte le persone coinvolte durante gli studi glaciologici nella regione Macugnaga - Monte Rosa, i sopralluoghi e le riunioni che hanno avuto luogo nel triennio di incarico.

Indice

*****~

1. Introduzione

2. Ricerche ese9uit~ nel 1985.

2.1. Misure con ~e paline 2.2. Sondaggi sismici

?-~.1~ Sismica a rifrazi~~ SIJlla mor~r:i.a l~.terale ~~s.~r;a

2.2.2. Sismica a riflessione sul Ghiacciaio del Belvedere

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6 10 10 18 18 27 2.3. Carotaggi e misure nei pozzi di carotaggio ?l Lago delle Locce,

al Belvedere e all'Alp~ Burchi 37

2.3.1. Introdu~ione; scopo della campagna di perforazione 1985 37 2.3.2. Campagna di perforazione e di misurazione 1985 39

2 .3 .3. Pozzo 1, .Loc ce"'.'1 41

2.3.4. Pozzo 2, Locce~.2 55

2.3.5. Pozzo 3, Belvedere"'.'1 65

2.3.6. Pozzo

4,

^{Burchi-1 73}

2.3.7. Campagna di perfora~·ione 1985 ~conclusioni 80 3. Valutazione dei ris~hi potenziali procurabili dal ghiacciaio 81

3.1. Caratteristiche ~ei ghiacciai in esame 86

3.2. Variazioni di lunghezza 91

3.3. Rischi derivanti dalle va~anghe di ghiaccio 107

3.3.1. Principi generali 107

3.3.2. Descrizione dei ghiacciai e delle zone di distacco/- traiettorie delle valanghe di ghiacciai 111

4. Valutazione 136

5. Provvedimenti adeguati 141

6. Proposta di programma di Lavoro 145

7. Con cl usi oni 149

8.

Riferimenti bi bl i ograf i ci 151

Fig.1 - Regione Monte Rosa - Macugnaga - Domodossola. Ripresa Landsat multispettrale del 13.9.1975.

Fig. 1: Macugnaga e Belvedere dal satellite

- 6 -

1. Introduzione

***************

La notevole crescita dei ghiacciai nella zona Macugnaga-Monte Rosa provoca da alcuni anni dei problemi di natura prati ca. La divisione di Glaciologia del VAW/ETH di Zurigo studia questi problemi dal 1982, nell'ambito di un programma triennale. I seguenti aspetti sono stati trattati nell'ordine, secondo la Loro urgenza:

1. Previsione della tendenza di sviluppo e proposte per i provvedimenti di sanamento al Lago delle Lacce, tracimato nel 1979 (1983, Relazione 97.2),

2. Studio del comportamento del Ghiacciaio del Belvedere e valutazione della sua tendenza di sviluppo (1984, Relazione 97.3),

3. Valutazione generale dei rischi derivanti dal ghiacciaio nella zona Macugnaga-Monte Rosa <1985, presente relazione).

I Lavori concernenti i punti 1. e 2. hanno rivelato che:

il Lago delle Lacce continuera' ad esistere per anni, se non per decenni,

il

controllo del funzionamento del tubo di scarico al Lago viene ostacolato dall'avanzamento del Ghiacciaio delle Lacce e La sicurezza del funzionamento dello scarico verra' messa in dubbio per Lo meno a media scadenza,

L'aumento di spessore e L'avanzamento del Ghiacciaio del Belvedere

dovrebbero, almeno Localmente, continuare e con cio'

soprattutto ne L La zona del La morena Laterale orografica destra potrebbero insorgere dei rischi riconosci bi Li per gli impianti turi st i ci.

In base a queste cognizioni acquisite e' stato progettato un nuovo sistema di scarico al Lago delle Lecce. I Lavori di costruzione sono iniziati nell'estate 1985. Gli aspetti concernenti i rischi fondamenta Li per gli impianti del La seggiovia Ma cugna ga-Pecetto- Bel vedere, nella zona del Ghiacciaio del Belvedere sono stati

ricapitolati schematicamente in una Lettera del 20.1.1986. Si tratta a questo riguardo soprattutto dei seguenti punti:

caduta di sassi che potrebbe verificarsi al punto 637 500/90 425 e che potrebbe raggiungere La pista di sci, perche' il ghiacciaio ha iniziato a spingere del materiale detritico costituito da grossi blocchi oltre La morena marginale,

instabilita' della porzione di morena al punto 637 650/90 225, perche' il ghiacciaio in questo punto si spinge contro una cresta morenica erosa esternamente e quindi resa "sovraripida" dalla

tracimazione del Lago nel 1979 e

possibilita' di un avanzamento glaciale oltre i l Belvedere in direzione della stazione a monte della seggiovia, fatto questo che potrebbe in ogni caso verificarsi al piu' presto verso La fine degli anni 80.

In funzione di cio' e' stato consigliato di controllare con regolarita' La Localita' presso i l punto 637 500/90 425 e di far saltare i blocchi pericolosi, di far eseguire una perizia geotecnica nella morena "sovraripida" presso i l punto 637 650/90 225, di prendere

- 8 -

eventualmente in considerazione L'asporto controllato del materiale morenico in pericolo di caduta e di osservare attentamente Lo sviluppo del ghiacciaio in relazione alla situazione al Belvedere.

Nel 1985 sono stati portati a termine dei Lavori integrativi agli studi del 1983 e 1984 ed e' stato raccolto del materiale di base per un giudizio generale sui rischi derivabili dai ghiacciai nella regione Macugnaga-Monte Rosa.

misurazioni geodetiche

Sono stati cosi' proseguiti i Lavori di al Ghiacciaio delle Lacce e al Ghiacciaio del Belvedere, in modo da comprendere meglio La tendenza di sviluppo attuale. Sul Ghiacciaio del Belvedere e sulla sua morena Laterale orografica destra sono stati eseguiti dei sondaggi sismici, per studiare il Letto glaciale e L'acqua sotterranea nei ripidi pendii della morena Leterale. Inoltre al cantiere di costruzione del nuovo scarico al Lago delle Lacce e nella zona Belvedere-Burchi sono stati eseguiti dei carotaggi e delle misure nei pozzi di carotaggio per controllare Le caratteristiche del materiale morenico. I risultati di questi Lavori vengono presentati nella prima parte delle presente relazione. Nella seconda parte sono valutati i rischi derivabili dai ghiacciai, cioe' i rischi potenziali provocabili dalle variazioni di Lunghezza dei ghiacciai, dalle valanghe di ghiaccio e dalle piene glaciali. In una treza parte viene per ultima valutata La situazione e viene proposta una seri e di provvedi menti. Questa seri e di provvedimenii comprende anche una proposta per un programma di osservazioni del ghiacciaio a Lunga scadenza.

L'appoggio delle Autorita' e dei collaboratori Locali sono state ancora una volta, come in precedenza, determinanti. Da parte della

Divisione di Capo del Le

Glaciologia del VAW/ETHZ hanno collaborato, accanto al Divisione CH. Roethlisberger) che si e' dedicato personalmente anche agli aspetti della sismica a riflessione e al Di rettore del progetto CW. Haeberl i), anche W. Schmid (problemi di geodetica), J. Alean (valanghe di ghiaccio), J. Schweizer (modelli con elementi finiti), M. Biolzi e J. Pika (consulenza geologica e

traduzione; J. Pika ha anche seguito e valutato i carotaggi).

2. Ricerche eseguite ne L 1985

*****************************

2 .1 • Misure con Le pa Li ne

--- ---

- 10 -

Con Le paline sul Ghiacciaio delle Lacce e sul Ghiacciaio del Belvedere vengono regi strati Lo stato del movimento, il bilancio di massa e Le variazioni di altezza della superficie del ghiacciaio.

Misure ininterrotte con Le paline eseguite in modo regolare costi- tuiscono La base piu' importante per Le prognosi quantitative sul futuro comportamento del ghiacciaio. Si dovrebbe quindi fare as- solutamente in modo che La rete di paline venga scrupolosamente mantenuta. Per ora La serie di misure e' ancora Limitata e L'inter-

pretazione e' di conseguenza incerta. I valori delle osservazioni aumentano pero' di anno in anno e Le prognosi sulla tendenza possono essere sempre meglio avvalorate. Le misure del 1985 hanno gia' preliminarmente indicato che il massimo dell'aumento di spessore del Ghiacciaio del Belvedere potrebbe essere ormai stato superato.

Nella Tab.2.1 e nella Fig.2.1 sono rappresentate Le variazioni della componente orizzontale della velocita' superficiale. Purtroppo esistono ancora parecchie Lacune perche' alcune paline sono andate evidentemente perdute sul ghiacciai o ricoperto di detrito. I valori medi annuali sembrano testimoniare un aumento di velocita'.

101 (L) 18.7 17.8 14.2 12.5 ? ^15.2 ?

102 (L) 24.3 13.5 13.3 ? ^15.0 ?

103 (L) 34.4 30.4 18.1 18.0 18.1

104 (L) 15.3 14.0 17.2 31.2 11.1 19.4

105 (L) 19.2 18.0 14.0 15.9 14.1 16.0 15.2 14.6 14.4

106(8) 92.8 103.1 95.5 86.0 94.0

107(8) 54.8 49.3 53.9 54.7 54.0

108(8) 53.2 48.4 43.8 53.3 50.1 53.8 45.6 46.6 50.7

109(8) 55.2 47.6 45.7 51.2 50.5 47.9 51.0

110(8) 53.2 40.0 38.1 40.4 48.7

111 (8) 37.3 44.3

112(8) 38.1 47.2 44.1 49.3 40.7 44.9

113(8) 44.5 60.1

114(8) 40.6 66.1 47.6 48.6

116(8) 68.0 47.0 77.2 51.6

118(8) 29.0 50.9 31.1 34.8

119(8) 46.3 27.2 40.8 29.2

120(8) 14.4 13.8

121(8) 5.7 15.7

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Rete di paline, direzione del movimento e valori della velocita' orizzontale (valori annuali arrotondati, m/a) con tendenza all'accelerazione ⁽⁺⁾ o al rallentamento (-).

Le variazioni di velocita' si aggirano in media all'incirca da +O a +20% con un massimo di frequenza a +10%. AL Ghiacciaio delle Locce il

trend e' meno chiaro e ai piedi della parete orientale del Monte Rosa La velocita' sembra invece diminuire, il che comporta una riduzione della compressione. Nella parte bassa del ghiacciaio (Alpe Pedriola Belvedere) La compressione sembra essere rimasta simile ai valori del 1983/84

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^0-10%a-1).

Nella Tab.2.2 e nella Fig.2.2 sono riportate Le variazioni di altezza della superficie del ghiacciaio. Rispetto ai valori ricavati dalle foto aeree dell'autunno 1983, La superficie del ghiacciaio nella zona in esame si e' alzata in media di circa 3m (1.Sm/anno). Tranne che sulla Lingua orografica sinistra presso i l Belvedere (velocita' di innalzamento costante di circa 2m/anno) La velocita' di innalzamento e' ovunque chiaramente regredita. AL di sopra dell' Alpe Pedriola La superficie e' addirittura meno elevata dell'anno precedente, il che potrebbe essere ricondotto al ridotto effetto di spinta del ghiaccio dai ripidi fianchi del Monte Rosa. IL Ghiacciaio delle Locce e' diventato dal 1983 solo poco piu' spesso, ma rispetto all'anno precedente ha perso ci rea O.Sm di spessore di ghiacci o.

AL Ghiacciaio delle Locce L'ablazione era circa 1m piu' debole che nell'anno precedente, mentre al Ghiacciaio del Belvedere era piu' intensa di 1m. In ogni caso sono a disposizione molto pochi valori direttamente confrontabili. In piu' La copertura detritica del ghiacciaio complica notevolmente i l quadro, poiche' Localmente si possono osservare grandi variazioni dei val ori di ablazione.

Tab.2.2 - Variazioni di altezza della superficie (m) del Ghiacciaio delle Lacce (L) e del Ghiacciaio del Belvedere (B) rispetto allo stadio dell'autunno 1983

(valutazioni fotogrammetriche)

Data 4.7.84 22.10.84 8.8.85 1.10.85

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101 (L) +4.0 +2.0

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102(L) +1.5 +2.5 +1.5

103(L)

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104(L) +2.0 +2.5 +2.0

105(L) +1.5

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106(8) +7.0 +9.0 +5.5

107(8) +4.5 +5.0 +2.5

108(8) +3.0

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^+2.0

109(8) +7.5 +1.5 +1.0

o

11 O(B) +10.0 +7.5 -1.0

111(8) +2.5 -0.5 +1.5

o

112(8) +6.0 +4.5 +6.0 +3.0

113(8) +6.0 +4.5 +3.0

114(8) +7.0 +3.5 +4.0

115(8) +5.5 +2.5 +1.5

116(8) +8.0 +5.5 +6.0 +5.0

117(8) +6.0 +1.0 +3.0

118(8) +2.5 +2.0 +4.5 +2.0

119(8) +3.5 +2.0 +6.0 +5.0

120(8) +4.5 +2.5 +1.5 +2.5

121 (B) +2.5 +4.0 +2.0 +5.0

122(8) +7.0 +6.0

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Fig.2.2. - Rete di paline, direzione del movimento e variazioni di altezza della superficie del ghiacciaio dal 1983 (m/a arrotondato) con tendenza all'accelerazione (+) o al

rallentamento (-).

- 16 -

Nell'estate 1985, estremamente calda e secca, La fusione del ghiaccio raggiunse i valori estremi di 5-6m (paline 109, 110, 116 e 120).

Nell'anno precedente i valori di ablazione erano rimasti inferiori ai Sm. Si puo' quindi presumere che il bilancio di massa era in genere

chiaramente pi u' negativo che ne L L'anno precedente. Questo fatto spiega in ogni caso solo una parte dell' osservato rallentamento dell'aumento di spessore del ghiacciaio. Un effetto notevole ha avuto anche La velocita' di emersione che, soprattutto al Ghiacciaio delle Lacce, e' drasticamente diminuita, ed e' qui addirittura diventata negativa (una "velocita' di immersione"). La causa di questo processo di abbassamento, indi pendente dal cl ima attuale, e' al momento ancora incerto. Le velocita' orizzontali misurate alle paline 103 e 104 indicano che, in modo analogo alle paline 106 e 107 ai piedi della parete orientale del Monte Rosa, e' subentrata una marcata riduzione della compressione Longitudinale.

Nel complesso si ottiene La seguente impressione: L'estate 1985 era poco favorevole per La crescita del ghiacciaio e ha notevolmente rallentato L'aumento di spessore al Ghiacciaio delle Locce e al Ghiacciaio del Belvedere. L'apporto di ghiaccio dalle ripide pareti del Monte Rosa sembra diminuire, contemporaneamente La piatta Lingua del Ghiacciaio del Belvedere accelera ulteriormente i l suo movimento di flusso. Le estremita' delle lingue ad entrambi i Lati del Belvedere avanzano. Con cio' La compressione nella direzione della Lunghezza diminuisce e L'aumento di spessore del ghiacciaio rallenta. Notevoli variazioni stagionali della velocita' orizzontale del flusso indicano dei processi di scorrimento al Letto glaciale evidentemente costituito

prevalentemente da sedimento e confermano che L'acqua al Letto

glaciale e nelle morene marginali ha una funzione importante. Se si

confrontano i valori di innalzamento misurati nel periodo 1983-1985

con i valori forniti dalla fotogrammetria nel periodo 1977-1983, si

rivela una riduzione media della velocita' annuale di innalzamento di

circa 50%. Le serie di misure sono ancora troppo Limitate per poter

trarre delle conclusioni a Lunga scadenza. I ghiacciai ai piedi della

parete orientale del Monte Rosa si trovano ancora in una fase di

crescita. Tuttavia esistono per La prima volta delle indicazioni che

i L punto massimo di questo sviluppo potrebbe essere stato superato.

- 18 -

2.2. Sondaggi sismici

--- ---

Nell'estate 1985 furono eseguiti alcuni sondaggi di sismica a rifrazione sulla morena Laterale orografica destra del Ghiacciaio del Belvedere ed alcuni sondaggi di sismica a riflessione sullo stesso ghiacciaio. IL testo seguente si basa sulle relative relazioni del

Dott. Fulvio Epifani, Arona.

2.2.1. Sismica a rifrazione sulla morena Laterale orografica destra.

Con Le misurazioni di sismica a rifrazione sulle morene del Ghiacciaio del Belvedere si e' cercato di determinare se esiste acqua sotterranea nel materiale morenico e fino a quale punto i l Livello piezometrico e' in relazione con i l ghiacciaio. La stabilita' meccanica delle morene viene cioe' influenzata in modo determinante dal Livello delle acque sotterranee. Gia' nel 1984 furono misurati cinque profili sulle morene tra il Belvedere e i l Fontanone. I risultati di queste misure, riportati nella Relazione 97.2 indicavano che nelle morene era presente dell'acqua sotterranea e che il Livello piezometrico, correndo parallelamente alla superficie delle morene, sembrava essere in corrispondenza del margine glaciale.

Nel 1985 furono misurati sei profili nelle vicinanze del Rifugio Zamboni (Fig.2.3). IL margine glaciale in questa zona si trova all'incirca 10-20m al di sotto della cresta superiore della morena

Laterale. Le dromocrone per i profili e L'interpretazione delle velocita' osservate sono rappresentate nelle Figg.2.4-2.9 (6 profili).

I profili, ogniuno dei quali ha una Lunghezza di 110m, hanno consentito di individuare tre unita' sismiche:

- La prima unita' a carattere superficiale, contraddistinta da valori di velocita' di 0.4-0.87 km/sec, e' interpretabile come una coltre di materiale incoerente prevalentemente sciolto, di varia pezzatura, sostanzialmente arido (areato).

Le differenze di velocita' sono da mettere in relazione al maggior o minor grado di addensamento e/o al La presenza di componenti Limose.

La seconda unita', contraddistinta da una velocita' sismica pari a 1.150-1.250 km/sec, rappresenta presumibilmente materiali dello stesso tipo Litologico di quelli soprastanti, ma con una componente Limosa piu' rilevante o piu' consolidati.

La terza unita', caratterizzata da velocita' sismiche comprese tra 1.600-1.660 km/sec, dovrebbe rappresentare materiali simili ai

precedenti ma saturi d'acqua; i l top di tale formazione e' da considerarsi il Livello piezometrico dell'acquifero il giorno di esecuzione dei sondaggi geofisici.

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Fig.2.3.

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Morena orografica destra del Ghiacciaio del Belvedere:

planimetria generale degli interventi di prospezione geofisica mediante la sismica a rifrazione - Ubicazione dei profili.

Legenda delle Figg.2.4.-2.9.

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Come si era previsto, in tutti i profili si osservano delle P-onde-vel oci ta' tipiche delle acque sotterranee. Come gia' al Belvedere, L'orizzonte sismico che corrisponde al Livello piezometrico corre in ampia misura parallelamente alla superficie della morena. IL livello piezometrico segue cioe' il pendio della ripida morena con una di stanza approssimativamente costante. Questa di stanza va dai 10 ai 30m ed e' quindi praticamente identica alla differenza di quota tra il

margine glaciale e La cresta morenica.

I sondaggi di sismica a rifrazione condotti nel 1984 sulla morena Laterale orografica destra del Ghiacciaio del Belvedere confermano

chiaramente che dell'acqua sotterranea esiste nelle morene marginali del ghiacciaio, quest'acqua e' alimentata dal ghiacciaio e La sua superficie ha raggiunto il livello che corrisponde al margine del ghiacci o.

2.2.2. Sismica a riflessione sul Ghiacciaio del Belvedere

I sondaggi radar eseguiti nell'estate 1985 sul Ghiacciaio del Belvedere avevano fornito un risultato inatteso in quanto il letto glaciale rilevato con La precedente sismica a riflessione si trovava chiaramente ad una profondita' maggiore rispetto al nuovo Letto glaciale determinato con i l metodo radar. Questa discrepanza da luogo a due possibili interpretazioni:

- 28 -

1. La discrepanza e' determinata dalla metodologia impiegata, in quanto La sismica rileva probabilmente La roccia affiorante, mentre il metodo radar rileva La base del ghiaccio del ghiacciaio.

Tra La roccia

e

il ghiacciaio sarebbe di conseguenza intercalato uno strato morenico di spessore alquanto considerevole (grossomodo 1 O 2 m).

2. La quota a cui si trova il Letto glaciale si e' straordinariamente modificata (rialzata) dai rilevamenti di sismica a riflessione dell'Anno Geofisico Internazionale, possibilmente in connessione con i L grande abbassamento morenico al di sotto del L' AL pe Pedriola. Un tale fatto aveva per i l comportamento del ghiacciaio conseguenze radical i

e

a Lunga scadenza.

La prima interpretazione sembra dall'inizio La piu' plausibile per diversi motivi. Comunque, per procedere su basi si cure, nell'estate 1985 sono state ripetute alcune misure finalizzate di sismica a

riflessione sul ghiacciaio.

Per La registrazione e' stata usata una apparecchiatura a 12 canali modello Geometri es Nimbus F, a segnale incrementabile, dotata di video per il controllo dei segnali e di un apposito sistema di registrazione su carta elettrosensibile, nonche' di filtri taglia alto e basso.

Ad inizio Lavori sono state eseguite alcune prove con scoppi a varie distanze dallo stendimento ed in Linea con esso, allo scopo di stabilire La distanza ottimale di tiro per ottenere impulsi riflessi di un buon Livello energetico e non interferiti dalle onde trasversali dirette e da quelle superficiali.

Da un esame dei dati ottenuti si e' potuto stabilire che Le registrazioni migliori si ottenevano con scoppi a distanze variabili da 400 a 450m, distanze che si possono approssimare a quelle di emersione del raggio riflesso all'angolo Limite

(2h.tg[arcosen V1/V2J).

Lo schema di Lavoro adottato era cosi' di sposto: uno stendimento di 12 geofoni intervallati di 10m e punti di scoppio spostati Lateralmente di circa 400m. Nel complesso La qualita' delle registrazioni ottenute

si puo' ritenere soddisfacente (Fig.2.10).

Sulla maggior parte dei film registrati e' chiara La successione degli arrivi: Longitudinali diretti, che si trasmettono nel ghiaccio ad una velocita' media di 3600m/sec; riflessi dal fondo roccioso e caratterizzati da un'alta frequenza; trasversali di retti, con veloci ta' di 1650m/sec e con frequenza molto bassa a Livello energetico elevato.

Di seguito sono riportate Le registrazioni sia tradizionali che con rappresentazione ad aria variabile. Come si potra' notare, il Livello energetico degli impulsi riflessi e' abbastanza alto; cio' Lascia supporre che, essendo elevato i l coefficiente di riflessione, anche il valore di velocita' sismica della roccia di fondo sia elevato.

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Tre esempi di sismogrammi di sismica a riflessione sul Ghiacciaio del Belvedere nel 1985 <a, be e).

d =onda diretta; 1 =prima riflessione, 2 =seconda riflessione.

Nell'esempio a) e' visibile una distinta riflessione da circa 250m di profondita' al di sopra del punto E

(seconda riflessione = riflessione [roccia ?J), mentre La prima riflessione 200m di profondi ta' e' incerta [morena ?J.

pri nei pale da ci rea Gli esempi b) e e) mostrano riflessioni provenienti da diverse direzioni (fianchi e fondovalle?) circa 300m a monte del punto C.

À A

d 2

Per i l calcolo della profondita' in vicinanza prossima all'orizzonte di riflessione e' stata usata La seguente formula:

V

^{Tr2 -}

^ri

H = ---

^{X 3.6 [1]}

2

In cui Tr e' il tempo di arrivo dell'impulso riflesso, Td i l tempo di arrivo dell'impulso che si propaga direttamente attraverso il ghiaccio e 3.6 e' La velocita' media del ghiaccio misurata sulle massime distanze raggiunte (400 - 450m). Si ritiene che detto valore non si discosti molto da quello medio della superficie della roccia; infatti, durante le prove esegui te, si e' potuto osservare che la penetrazione del raggio con la distanza e' minima. E' anche questo il motivo per cui e' stato usato il termine Td per i l calcolo delle profondita', oltre a quello di un possibile errore del calcolo della distanza fra i punti di scoppio e i geofoni. Nella tabella 2.3 sono inoltre proposti i valori dei tempi osservati e delle relative profondita' determinate.

- 32 -

Tempi arrivi Tempi ar-r-ivi F'r-ofondità diretti <ms> riflessi (ms) riflettore ( m) Profilo

e

geo 1 geo 12 geo 1 geo 12 geo 1 geo 12

p.s. a 108 10(2) 149 134 185 161

p.s. b 97 88 148 132 21211 177

p. s. e 95 95 170 160 254 232

p.s. d 107 1 '219 176 172 252 240

p.s. e 127 130 192 188 259 244

Profilo E geo 1 geo 12 geo 1 geo 12 geo 1 geo 12

p.s.i 135 145 195 197 253 240

p.s.g 115 120 175 178 237 237

p.s.h 150 150 198 2!ZH21 233 238

p.s.f 11(2) 100 155 148 197 196

Pr-ofilo F 1~eo 1 geo 12 geo 1 geo 12 geo 1 geo 12

p.s.o geo? 85 92 geo? 135 141 geo7 189 192

p.s.n geo5 125 112 geo5 168 163 qeo5 202 213

p.s.l 139 114 183 165 214 215

p.s.m 138 geo? 125 183 geo? 173 216 geo7 215

Tab.2.3 T a be l l a de i v a l or i osservati e delle profondi ta' determinante.

Fig.2.11. Interpretazione tridimensionale dei sondaggi di sismica a riflessione sul Ghiacciaio del Belvedere.

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- 34 -

Una valutazione tridimensionale del sismogramma, presa come prova a caso, conferma Le rilevanti profondita' degli orizzonti di ri- flessione. Nel caso del primo stendimento i valori di profondita' sono i nequivocabi Lmente troppo bassi rispetto al La precedente sismi ca a riflessione dell'Anno Geofisico Internazionale e ai sondaggi con radi o-echol ot.

In un preci so esame dei sismogrammi corri spandenti si possono individuare due echi. Con un procedimento speciale si mostra chiaramente che i l primo eco proviene da circa 50-100m di profondita' al margine occidentale del ghiacciaio (Fig.2.11). IL secondo eco rivela una profondita' di 260m. Anche per i profili inferiori Le riflessioni sono state controllate sommariamente per quanto riguarda La Loro provenienza. IL fatto che La maggior parte di questi echi provenga da profondita' maggiori della distanza dal margine glaciale, Lascia supporre che si tratti di riflessioni della superficie rocciosa. Le profondita' effettive sarebbero quindi un po' minori dei valori riportati nelle Tab.2.3. E' tuttavia sorprendente i l fatto che i primi arrivi delle onde che sono riflesse dal Letto glaciale, siano praticamente assenti.

Riassumendo, si puo' affermare che Le misurazioni di sismica a riflessione eseguite nel 1985 hanno confermato La prima variante della interpretazione: Tra i l Letto glaciale e substrato roccioso si trova probabilmente uno strato morenico di spessore considerevole [ca 10- 100mJ. Per quanto riguarda L'esatta posizione e Le caratteristiche del Letto glaciale non esiste ancora una valutazione ineccepibile.

Potrebbe essere difficile eliminare questa poca chiarezza senza L'impiego di grossi mezzi. Si puo' comunque affermare con certezza che

non esiste alcuna evidenza che provi un drastico sollevamento del

letto glaciale, dell' ordine di grandezza di 10-100m, durante gli

scorsi 30 anni.

- 36 -

Fig.2.3.1 - Ubicazione dei pozzi 1 e 2 al Lago delle Locce, e dei pozzi 3 e 4 al Belvedere e presso L'Alpe Burchi. Scopo dei primi due pozzi era La determinazione delle proprieta' interne delle morene per meglio Localizzare i l nuovo impianto di scarico. I pozzi restanti sono stati eseguiti per studiare Le condizioni idrogeologiche e La stabilita' delle morene a queste connessa.

Ritaglio dalla Carta Nazionale della Svizzera 1:25.000, Fogli Zermatt (1348) e Monte Moro (1349). Riprodotto con L'autorizzazione dell'Uficio Statale per La Topografia Nazionale del 19.11.1986.

2.3. Carotaggi e misure nei pozzi

=================================

al Lago delle Lacce, al Belvedere e all Alpe Burchi

--- ---

2.3.1. Introduzione; scopo della campagna di perforazione 1985

Nell'estate 1985 sono stati eseguiti due carotaggi al Lago delle Lacce, il cui scopo era di chiarire le condizioni glacio-geologiche delle pareti moreniche nella zona del progettato impianto di scarico (Figg.2.3.1 e 2.3.2). La situazione era gia' stata grossomodo valutata in precedenza con metodi indi retti ( v. Relazione n. 97 .2, cap. 4). La campagna di perforazione del 1985 doveva servire per determinare con precisione, mediante carotaggi, La presenza di ghiaccio sotterraneo, lo sviluppo orizzontale e verticale e il contenuto in permafrost, nonche' La posizione e Le oscillazioni del Livello piezometrico. Allo scopo di ridurre al minimo La perdita di materiale ricavato (per es. a causa dello scioglimento del ghiaccio) i carotaggi avrebbero dovuto essere esegui ti con un doppi o caroti ere, ma ci o' non e' stato possibile per motivi organizzativi. Nei pozzi rivestiti dovevano essere misurate diverse entita' geofisiche per fornire da ti complementari sul materiale morenico, come per es. struttura, porosita' e contenuto in acqua.

- 38 -

Fig.2.3.2 - Impianto di perforazione al Lago delle Locce, alla quota 2235.39 m s.l.m. Sullo sfondo i l Lago delle Locce, il Ghiacciaio delle Locce, La morena Laterale sinistra, il massiccio del Monte Rosa - Punta Tre Amici. Foto J.

Pika, 17.7.1985.

Altri due pozzi sono stati eseguiti, rispettivamente al Belvedere e vicino all'Alpe Burchi (Fig.2.3.1). Essi dovranno servire in futuro per determinare le condizioni idrogeologiche e la connessa stabilita' delle morene allo scopo di sorvegliare il livello piezometrico delle acque f rea ti che.

2.3.2. Campagna di perforazione e di misurazione 1985

La campagna di perforazione al Lago delle Lacce e' stata portata a termine nel Luglio-agosto 1985, mentre i pozzi al Belvedere e presso L'Alpe Burchi sono stati eseguiti nel settembre 1985 dalla ditta SORECO s.p.a., di Torino. I pozzi sono stati eseguiti con un carotiere semplice di diametro 101 o 70mm. Lo studio delle carote e' stato eseguito in parte sul posto e in parte, su spezzoni di carote scelti, in laboratorio. La seguente descrizione si basa su tali studi e sul materiale fotografico.

Nei pozzi, Le cui posizioni sono state riportate in Fig.2.3.1, sono stati misurati i seguenti parametri: profondi ta' effettiva del pozzo e altezza del livello piezometrico con Le sue oscilazioni (con un bindello e con un semplice strumento elettrico, che segnala la presenza di acqua in base alla sua conduttivita'), temperatura nel pozzo (con una catena di termistori composta da 7 elementi di misura attaccata a un potenziometro a compensazione YEW Yokogawa con una precisione di :t0.5°0, estensione verticale dell'umidita' del suolo, dell' acqua e del ghiaccio nelle pareti del pozzo riempite di aria

(con una sonda a neutroni portabile della ditta Pitman, Fig.2.3.3).

- 40 -

Fig.2.3.3 Sonda a neutroni durante Le misure al Lago delle Lacce. Foto J.

Pika, 25.7.1985.

IL principio di misura su cui si basa La sonda consiste nel conteggio proporzionale dei neutroni riflessi dalle particelle di acqua presenti nel materiale roccioso sciolto per unita' di tempo. In questo modo L'acqua, in tutte Le sue forme, viene rivelata nelle pareti del pozzo, e viene espressa in termini numerici. Tuttavia, poiche' La geometria del pozzo (calibro) non e' nota con precisione, La misura permette solo previsioni semiquantitative che sono pero' sufficienti per Lo scopo di questo Lavoro.

2.3.3. Pozzo n.1, Lago delle Lacce

IL pozzo Locce-1 e' stato perforato sulla sponda orografica sinistra del Lago del Le Lacce, al La quota 2235 .28m s. L. m., 10.48m al di sopra del Livello del Lago. Le coordinate del pozzo sono X:+55010.22, Y:-22503.76 CFig.2.3.1) Crete catastale della provincia di Novara). IL pozzo e' profondo 10.20m; i l Livello del lago era al momento alla quota 2224.80m s.l.m., quindi La base del pozzo raggiunge quasi il livello del Lago. Gli spezzoni della carota sono raffigurati

nella Fig.2.3.4.

Fig.2.3.4 - Spezzoni della carota n.1, al Lago delle Lacce. IL top si trova in alto a sinistra, la base in basso a destra. Foto J. Pika, 17.7.1985.

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~ ^11n1s1 Livello piezometrico

Fig.2.3.5 Colonna Lito-stratigrafica del pozzo 1 al Lago delle Lacce. IL materiale incontrato rispecchia La granulometria da silt a blocchi. IL Livello piezometrico si e' abbassato da 6.30 a 7.50m di profondita', dove e' rimasto dal Luglio al Settembre 1985.

- 44 -

Partendo dal L'alto, il pozzo rivela uno strato sabbi oso-sil toso di SOcm, contenente a volte humus e con radici isolate. Da SOcm a 4m si incontra una successione si L toso-sabbi osa contenente ciottoli, Localmente sostituita da silt e sabbia fine. Da 4.00 a 7.20m si trovano dei blocchi rocciosi di para e ortognei ss di dimensioni comprese tra 5 e SOcm. Oltre i 7.20m si incontrano silt, sabbia e materiale roccioso cristallino fino alla fine del pozzo a 10.ZOm

( Fi gg. 2 .3 .4-5).

Non sono stati notati ne' suoli fossili, ne' materiale contenente ghiacci o.

Profondi ta'

La profondita' di perforazione era 10.ZOm (2225.08m s.L.m.), il rivestimento ha raggiunto 7.SOm, La profondita' sfruttabile e' 7.77m;

il Livello del Lago era alla quota 2224.80m s. L.m. <=10.48m di profondita'), La base del pozzo raggiugeva quindi quasi il Livello del Lago.

Liv e L L o de L L ' a cq ua

IL Livello dell' acqua immediatamente dopo La perforazione, il 16.7.1985 alle ore 17.00 e' stato misurato alla profondita' di 6.30m.

Fino al giorno 10.9.1985 si era abbassato a 7.62m. I cambiamenti d~L

Livello dell'acqua sono riportati nella seguente tabella:

=====================================================================

Data e ora di mi su raz ione

Profondi ta' Quota [m] Cm s. L.m.J

Differenza tra Livello Lago e

Liv el Lo piezometrico

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16. 7 .1985 17. 7 .1985 25. 7.1985 1

o.

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18.10.1985

17.00 10.00 10.00 19.00 11 .00

6.30 7.20 7.50 7.62 7.77

2228.98 2228.08 2227 .78 2227.66 2227.51

4 .18 3.28 2.98 2.86

2.71 [secco]

=====================================================================

Tab.2.3.1. IL Livello dell'acqua nel pozzo-1, quasi stabile dal 25 Luglio 1985, aveva una quota 3m piu' alta di quella del Lago delle Locce (Fig.2.3.15) La quota del Livello attuale e' indeterminata dal 18.10.85 poiche' L'acqua gia' allora alla profondita' massima del pozzo, 2.71m al di sopra del Livello del Lago, non e' stata piu' incontrata.

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Fig.2.3.6 - Log della temperatura nel pozzo Locce-1, eseguito il 25.7.1985.

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Temperatura Cgrad ⁱ CJ

Fig.2.3.7 - Log della temperatura nel pozzo Locce-1, eseguito i l 10.9.1985.

- 48 -

Temperatura

Le misure di temperatura nel pozzo (Fig.2.3.6) del 25.7.85 sono state ripetute i l 10.9.85; i risultati sono riportati nella Tab.2.3.2.

Le temperature in entrambe i Logs si riducono chiaramente con L'aumentare della profondita'. Esse passano da valori vicini alla temperatura esterna, 11.5°C e 8.4°, rispettivamente il 25.7.85 e il 9.10.85, alla profondita' di 80cm, fino a circa 2°c alla profondita' di 7m (Figg.2.3.6-7). Le curve delle temperature hanno un andamento equilibrato, non Lineare con un gradiente medio di 1.5°C m- 1 •

======================================================================

Profondita' Temperatura 25.7.1985

[cm]

c

⁰

cJ

Temperatura 10.9.1985 [OC]

======================================================================

80 130 180 230 280 330 380 430 480 530 580 630 680 730

11 .43 8.33 6.88 5. 76 4.61 3.56 3.00 2.60 2.28 2 .1

o

1 .92 1.88 1.89 1.80

8.24 7 .49 6.84 5.99 4.72 4.30 4.05 3.69 3.46 3.07 2.87 2 .59 2.50 2 .34

======================================================================

Tab.2.3.2 - Andamento della temperatura nel pozzo Locce-1, misure del 25.7. e 10.9.1985.

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Fig.2.3.8 - Log delle misure con La sonda a neutroni nel pozzo Locce-1, 25.7.1985.

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Fig.2.3.9 - Log delle misure con La sonda a neutroni nel pozzo Locce-1, 1o.9. 1985 •

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Profondi ta '

[cm]

Misura del 25. 7 .1985

[cpsJ

Misura del 10.9.1985

[cps]

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so

75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400

425 450 475

500 525 550 575

600

625

650 675

700 725 750 758

160 113 67 72 84 99 118 155 102 89

74

73 68 68 59 70 62 59 65 58 52 52 51 92 182 246

216 254 649 664

165 11

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67 72 85 99 120 155 93 58 70 67 63 60 58 68 61

57 55 54 54

53 48

75

130 237 216 253 571

=========================================================================

633 Tab.2.3.3 - Valori delle misure eseguite con La sonda a neutroni al

Lago delle Lacce, pozzo 1, 25.7.1985 e 10.9.1985.

- 52 -

Misure con La sonda a neutroni

Le misure con La sonda a neutroni sono state eseguite i l 25.7.85 e i l 10.9.85. I valori dei rispettivi Logs (misure 1.e e 2.e) sono cambiati di pochissimo CFigg.2.3.8, 2.3.9 e Tab.2.3.3). Cio' significa che Le condizioni del Le acque freatiche erano abbastanza costanti. I valori Leggermente piu' elevati di 160 cps alla profondita' di 50cm corrispondono probabilmente a una umidita' del suolo di 15-20%. Un peak caratteristico verso valori piu' elevati tra 2.00 e 2.30m indica uno strato piu' bagnato con un contenuto massimo in acqua del 15- 20% che, nelle sei settimane tra La prima e La seconda misura, non ha cambiato sostanzialmente La propria posizione. Si tratta di uno strato di sabbia grossolana, isolato verso il basso da uno strato siltoso fine poco permeabile. L'andamento delle curve al di sotto di 2.30m indica un materiale omogeneo di roccia cristallina con all'incirca lo stesso valore di umidita', approssimativamente 5-10%. Al di sotto di 6.50m, i valori in aumento maggiori di 200 cps indicano un sedimento con una umidita' di circa 25%, e alla profondita' di 7.62m, i valori superi ori a 600 cps indi ca no il Livello piezometrico.

L'installazione dell'impianto di perforazione ha richiesto La rimozione parziale dello strato morenico superiore coperto dalla vegetazione, che quindi e' in parte assente nel materiale ricavato.

Con L'eccezione di questo strato superiore di suolo, non e' stato rinvenuto alcun orizzonte di humus, il che sta a significare che questo strato superiore rappresenta La prima formazione di suolo nel

bacino del Lago delle Lecce dalla messa in posto dei 10m superiori di morena e che in questo punto nel periodo corri spendente non si e' mai potuta creare alcuna traccia di vegetazione confrontabile con quella dello stadio attuale.

I ciottoli della sequenza contenuta nella carota mostrano una gamma di arrotondamento da angolare ad arrotondata; si tratta in parte di materiale roccioso proveniente soprattutto dalla superficie del ghiacciaio, che e' stato depositato alla fronte del ghiacciaio senza essere stato notevolmente striato, arrotondato o frantumato. IL materiale grossolano e i grandi blocchi, prevalentemente gneiss, provengono in genere dal versante orientale del Monte Rosa, mentre il materiale fine, creato dalla erosione graciale, si e' potuto talvolta infiltrare nel materiale grossolano sottoforma di acqua Lattiginosa durante Le piene del Lago.

La mancanza di ghiaccio morto fornisce un'informazione importante per quanto riguarda il funzionamento del nuovo impianto di scarico.

Quest'ultimo infatti potrebbe venir deformato da (1) scioglimento del ghiaccio morto (come nel caso del Rifugio Paradiso) e (2) trasmissione di tensione prodotta dall'avanzamento del Ghiacciaio delle Locce. Se i l ghiacciaio in avanzamento venisse a trovare sulla sua strada dei blocchi di ghiaccio morto, potrebbe spingerli contro i l nuovo impianto e danneggiarlo ben prima di averlo raggiunto. Qui invece La sua spinta

si diffonde nel materiale roccioso sciolto in modo omogeneo.

Non e' stato possibile eseguire alcuna misura nella parte piu' profonda del pozzo, oltre i 7 .77m, in quanto esso e' stato rivestito solo fino a 7.SOm e i l sedimento sciolto non sostenuto ha richiuso i l pozzo oltre i 7.77m.

- 54 -

Il Livello piezometrico, misurato dalla meta' di Luglio 1985 a settembre/ottobre 1985, aveva una quota ci rea 3m pi u' alta di quel La del Lago delle Lacce (Fig.2.3.15). L'altezza dell'attuale Livello e' incerta dall'ottobre 1985 perche', da quel momento, L'acqua gia' alla profondita' di 7.77m, 2.71m al di sopra del Livello del Lago, non e' pi u' strata trovata. Per poter comprendere L'andamento della superficie dell'acqua freatica nella morena orografica sinistra, si dovrebbero eseguire delle misure nel pozzo con un Limnigrafo nella primavera/estate 1986 e sulla sponda sinistra del Lago dei sondaggi sismici nell'estate 1986.

Valori di temperatura mai inferiori a 2°c escludono La presenza di ghiacci o morto nel pozzo. Questo corri sponde ai risultati del Le misure BTS, secondo Le quali in questa zona La presenza di ghiaccio morto era classificata come improbabile fino a 6m di profondita' (v.

Relazione 97.2, cap.4.2 e Haeberli

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Epifani, 1986).

La relativa stabilita' dei val ori misurati con la sonda a neutroni durante un periodo di 45 giorni, testimonia che le condizioni delle acque frati che sono abbastanza costanti, e che esse non sono state notevolmente influenzate dalle acque di circolazione del pozzo.

Queste misure indicano un sedimento saturo di acqua alla base del pozzo e la presenza di acqua nel pozzo stesso.

2.3.4. Pozzo n.2, Lago delle Locce

IL pozzo Locce-2 e' stato eseguito sul La sponda orografica sinistra del Lago delle Locce, alla quota di 2235.39m s.L.m., coordinate x:55024.80, y:-22475.86 (Fig.2.3.1). Anche questo pozzo e' stato eseguito con un carotiere semplice e, nonostante alcune avarie tecniche e sospensioni di alcuni giorni, ha fornito risultati interessanti.

Da O a 50cm il materiale ricavato e' costituito da silt, sabbia con un po' di humus e ciottoli (Fig. 2.3.10-11). Da 50cm a 3m si estende un blocco di ortognei ss non completamente intatto con xenoliti, granati, fenocristalli di plagioclasio. Da 3 a 4m si sono incontrati silt, sabbie e ciottoli e da 4 a 7m blocchi di gneiss. Tra 7 e 8m di profondi ta' e' stata perforata una massa di ghiacci o morto di circa 1m di spessore (Fig.2.3.12). Nella fotografia degli spezzoni delle carota gia' suddivisi nelle cassette (Fig.2.3.10) si puo' vedere che tra 7 e 8m il ricupero e' molto ridotto a causa dello scioglimento del ghiaccio e si riconoscono solamente silt e sabbie contenenti muscovite. AL di sotto delle massa di ghiaccio morto si trova uno strato di silt fine cui seguono sabbie grossolane/ghiaia fine con dia- metro da 1 a 3mm e ciottoli fino a 13.50m di profondita'.

In questo pozzo non e' stato trovato alcun orizzonte di suolo fossi Le.

Fig.2.3.10 - Spezzoni della carota n.2 - nella morena al Lago delle Locce. IL top si trova in alto a sinistra, La base in basso a destra. Foto J. Pi ka, 27. 7. e 11 • 9. 1 985 •

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