Tesi di laurea di Angelo Sarti
Facoltà di Agraria
Breve riassunto dell’elaborato
Premessa e scopo della ricerca
La peculiare conformazione geomorfolgica rende il territorio italiano particolarmente esposto ai rischi di dissesto idrogeologico. L’erosione rappresenta una delle conseguenze più preoccupanti di tale situazione. Se il bacino montano è l’unità territoriale in cui originariamente si evolve il fenomeno, gli effetti dell’erosione non rimangono circoscritti ad esso, ma investono tutto il territorio dinamicamente collegato ad esso e/o da esso dipendente (bacino idrogeologico).
Il bacino montano del torrente Sillaro, affluente in destra idraulica del fiume Reno, per le proprie caratteristiche geomorfologiche, pedologiche e climatiche, esprime le peculiarità dei bacini imbriferi posti a Nord dell’Appennino emiliano-romagnolo e costituisce un modello per lo studio dei fenomeni di dissesto erosivo.
Fonte: Wikipedia – Autore: Tiziano Rossano Mainieri
Nel 1997 è stato reso operativo un progetto di ricerca volto allo studio dei fenomeni di trasporto torbido ed erosione a carico del bacino montano del torrente Sillaro. Tale ricerca è frutto della collaborazione tra il Dipartimento di Economia e Ingegneria Agrarie dell’Università degli Studi di Bologna , l’Autorità di Bacino del Reno, il Servizio Provinciale di Difesa del Suolo e l’Assessorato all’Ambiente , con il finanziamento dell’Assessorato Agricoltura della Regione Emilia-Romagna. Nell’ambito di tale ricerca è stata realizzata , presso Castel San Pietro terme (BO), una stazione di monitoraggio delle acque per la misura dei deflussi e con lo scopo di stimare il trasporto torbido e i fenomeni erosivi ad esso correlati.
L’elaborazione di una prima serie di dati ha permesso di evidenziare alcuni interessanti aspetti dei fenomeni in oggetto, ed è inoltre emersa l’opportunità di estendere tale progetto ad altri sottobacini del fiume Reno.
Con la presente ricerca si è inteso proseguire la campagna di raccolta ed elaborazione dati al fine di acquisire ulteriori elementi per una migliore comprensione dei processi idrologici ed erosivi che investono il summenzionato bacino.
Materiali e metodi
La stazione di monitoraggio è ubicata presso Castel San Pietro Terme , in località Fonte Fegatella, in corrispondenza del tratto di alveo che studi cartografici e sopralluoghi hanno indicato essere la sezione di chiusa del bacino montano. In tale luogo è inoltre collocata una briglia in c.a. in ottimo stato di conservazione, tale da prestarsi ad un impiego quale sezione tarata per la misura delle portate. La briglia è equiparabile ad una diga tracimante a vena aderente per cui, date le caratteristiche del profilo, è possibile il calcolo della portata transitante.
Sulla spalla sinistra della briglia è presente una struttura prefabbricata in c.a. entro cui sono alloggiati un idrometro ad ultrasuoni (flowmeter) e un campionatore automatico dei liquidi. Fissata alla briglia, in corrispondenza della capannina, un traliccio metallico si protende sull’alveo , destinato a sostenere il sensore ad ultrasuoni dell’idrometro. Per quanto detto le misure idrauliche di portata, carico e i valori di trasporto torbido, vanno riferiti alla sezione di chiusa del bacino montano.
I dati raccolti nella presente ricerca costituiscono una descrizione e una analisi dei fenomeni rilevati nel corso del 1998. Naturalmente essi non possono né vogliono assumere un valore statistico. Tuttavia tali indicazioni, sia pure se limitate al solo anno 1998, possono comunque fornire indicazioni sul comportamento idrologico del bacino in oggetto.
Risultati
L’interpretazione dei processi idrologici e di trasporto torbido inerenti un determinato bacino, richiede innanzitutto una preliminare definizione delle caratteristiche geologiche, morfologiche e idrografiche del bacino.
Relativamente al bacino del torrente Sillaro, le principali caratteristiche in grado di influenzare la capacità di risposta ai sopraddetti processi, sono la superficie piuttosto elevata 8137.6 kmq), la conformazione planimetrica stretta e allungata e le elevazioni, oscillati fra i 933 m s.l.m. e i 75 m s.l.m. Tali caratteristiche topografiche sono responsabili di una eterogenea distribuzione delle precipitazioni sulla superficie del bacino. Ciò finisce inevitabilmente per ripercuotersi sulla dinamica del deflusso superficiale e sulla movimentazione in alveo dei materiali erosi.
Il regime idrologico del bacino (inteso come modulazione stagionale dei deflussi) è essenzialmente modellato sul regime pluviometrico , per ragioni di carattere geomorfologico e termometriche. Il bacino montano del torrente Sillaro si estende prevalentemente su formazioni argillose scarsamente permeabili, condizioni queste sfavorevoli all’invaso profondo delle acque meteoriche. La densità di drenaggio e il pattern di drenaggio dendritico sono la conferma di ciò. le portate sono dunque essenzialmente sostenute dai deflussi superficiali. la forte fluttuazione del coefficiente di deflusso mensile evidenzia come il fattore termico possa svolgere una significativa influenza sui deflussi. I bassi valori del coefficiente di deflusso registrati nel periodo estivo (giugno-agosto) sono imputabili agli elevati valori di di ET dovuti soprattutto alle elevate temperature estive. Di non facile quantificazione è la domanda di acqua da parte della vegetazione; si può tuttavia ipotizzare che non sia molto elevata rispetto la quota che dal terreno evapora direttamente in atmosfera, a causa del tipo di copertura vegetale.
Un parametro idrologico a cui si è posta particolare attenzione è il tempo di corrivazione. Questo elemento principalmente consente di valutare la risposta del bacino agli afflussi meteorici, ma una sua migliore conoscenza potrebbe rilevarsi utile nella messa a punto di misure di difesa idraulica del territorio. Per il calcolo di tale tempo in letteratura usualmente si fa riferimento alle caratteristiche topografiche del bacino. Ciò nonostante è noto come il tempo di corrivazione sia anche influenzato dalle caratteristiche delle precipitazioni. In questo studio si è cercato di approfondire quest’ultimo aspetto. Tra tempo di corrivazione e intensità media di precipitazione è stata osservata una relazione inversa. Questo comportamento può essere spiegato con il fatto che l’intensità media di pioggia può influire sul coefficiente di ruscellamento (rapporto fra il volume di acqua che scorre sul terreno e il volume di acqua caduto sul terreno nel medesimo intervallo di tempo) attraverso la velocità di infiltrazione dell’acqua nel suolo. All’aumentare dell’intensità di pioggia, a parità di velocità di infiltrazione, aumenta il coefficiente di ruscellamento con conseguente riduzione dei tempi di corrivazione. Con l’aumentare dell’intensità di pioggia si avrebbe anche una maggiore azione battente sul suolo, con ulteriore riduzione della velocità di infiltrazione. Particolarmente soddisfacente appare l’equazione ottenuta mediante regressione multipla fra il tempo di pioggia, intensità media di pioggia e tempo di corrivazione, per la valutazione dei tempi di corrivazione.
La possibilità che sul bacino si abbia una difforme distribuzione delle piogge rende difficoltosa la valutazione dei tempi di corrivazione. Le caratteristiche geomorfologiche dei diversi sottobacini interessati dalle precipitazioni potrebbero originare tempi di corrivazione diversi, sia pure a parità di caratteristiche di precipitazione.
Le valutazioni di carattere idrologico sono state effettuate facendo riferimento alle piogge totali. Così il calcolo dei tempi di corrivazione è riferito all’inizio della precipitazione totale e non all’inizio di quella utile, come invece apparirebbe più opportuno. Nella pratica la pioggia utile risulta di difficoltosa determinazione, per cui si è preferito fare riferimento alla pioggia totale, piuttosto che adottare valori di incerta rappresentatività.
La correlazione rilevata fra trasporto torbido in sospensione e portata liquida ricalca il comportamento già osservato in corsi d’acqua a regime torrentizio. Anche in questo caso si è osservato come una semplice relazione portata-trasporto torbido appaia troppo semplicistica per poter descrivere pienamente il fenomeno. Con deflussi molto modesti la corrente si muove essenzialmente con flusso laminare, che che diviene turbolento all’aumentare delle portate. Coerentemente i modelli di trasporto torbido sembrano variare con il mutare dei deflussi: occorrerà tuttavia raccogliere un maggior quantitativo di dati per ottenere più precise indicazioni sul fenomeno.
In una precedente ricerca (tesi Bonetti) lo studio del trasporto torbido del torrente Sillaro mediante l’impiego delle relazioni di Ciccacci et al. e di Fournier, ha evidenziato valori medio annui di trasporto compresi tra 57.487 t (Fournier) e i 133.222 t (Ciccacci et al.). I valori di trasporto torbido stimati nella presente indagine per il 1988 (54.446 t) sembrano essere molto più prossimi ai valori medi annui calcolati con l’espressione di Fournier . In assenza di ulteriori verifiche sperimentali appare tuttavia prematuro poter esprimere giudizi. La perdita media di suolo sull’intero bacino per il 1998 è stata valutata in 0.3 mm.
Un ultimo inciso riguarda la metodologia dell’indagine. La stretta correlazione tra portata e trasporto torbido, le fluttuazioni della portata torbida durante l’evento di piena, hanno evidenziato come la scelta di effettuare il campionamento della torbida in funzione del volume di deflusso alla sezione di chiusa fornisca una migliore visione del processo di trasporto torbido.