Sistemazione dei bacini idrografici e delle aste fluviali - Premessa

1. I bacini idrografici

Il bacino idrografico è il collettore delle acque che confluiscono in un corso d'acqua, che a sua volta può essere definito quale il luogo dei punti nel quale converge un volume significativo, dal punto di vista tecnico, di deflusso idrico superficiale. Precisamente, il bacino idrografico è la superficie topografica tale per cui le precipitazioni atmosferiche che in essa si verificano, e solo quelle, possono contribuire al deflusso in un'assegnata sezione trasversale di un corso d'acqua, che viene chiamata "sezione di chiusura" del bacino. La possibilità di contribuire al deflusso è quindi solamente legata alla posizione geografica, mentre il contributo effettivo è condizionato da processi fisici, quale ad esempio l'evaporazione, che possono annullare il contributo stesso in situazioni specifiche. La figura 1 mostra il bacino idrografico del Fiume Po al delta.


Figura 1. Bacino idrografico del Fiume Po al delta

Ogni punto della superficie terrestre appartiene ad un bacino idrografico, anche se in aree pianeggianti la delimitazione del bacino è non sempre facilmente identificabile. I bacini vengono solitamente identificati seguendo lo spartiacque topografico a partire dalla sezione trasversale che chiude il bacino stesso. Questo metodo di demarcazione si basa sull'assunzione che lo spartiacque freatico coincida con quello topografico, anche se nella realtà questa condizione non è mai rispettata.

I bacini hanno forma, geologia, uso del suolo, caratteristiche ambientali ed idrologiche marcatamente diverse. Solitamente si assume, per le applicazioni tecniche, che bacini idrografici limitrofi abbiano caratteristiche idrologiche simili, ma nella realtà si riscontra spesso una marcata eterogeneità. I bacini idrografici sono il risultato dell'azione combinata dell'orogenesi, del clima, dell'azione erosiva delle precipitazioni e della corrente fluviale, dei movimenti franosi e, infine, dell'azione dell'uomo. Questi fenomeni agiscono su scale spaziali e temporali diverse. L'orogenesi origina le catene montuose e fa pertanto si che le precipitazioni che toccano terra ad altitudini più elevate abbiano maggiore energia rispetto alle masse localizzate a quote inferiori, sicchè si originano i movimenti delle masse glaciali e le correnti fluviali. Tali movimenti provocano fenomeni erosivi e fenomeni di trasporto a valle del materiale eroso, che tendono a compensare l'orogenesi favorendo una configurazione della crosta terrestre di minima energia, che corrisponde alla forma perfettamente sferica. I movimenti franosi, spesso originati da precipitazioni estreme e dall'erosione fluviale stessa, contribuiscono al riequilibrio innanzi descritto. Gli eventi estremi di precipitazione provocano improvvise accelerazioni dei processi di erosione e trasporto a valle. I fenomeni che governano l'evoluzione ed il modellamento della superficie terrestre sono studiati dalla geomorfologia, ovvero lo studio delle forme che costituiscono il rilievo del territorio, ed anche dall'idrologia, cioè la scienza che studia la distribuzione, il movimento, la biologia e la chimica delle masse d'acqua del pianeta. La geomorfologia e l'idrologia condividono infatti numerosi argomenti di studio e ricerca in comune, sicchè lo studio dei bacini idrografici è spesso trattato con approccio multidisciplinare, al fine di meglio comprendere e rappresentare i rapporti di causa-effetto che sussistono fra i processi di diversa natura che governano l'evoluzione degli alvei fluviali.

Gli effetti sul paesaggio degli eventi di modellamento prima descritti sono facilmente riconoscibili, ad esempio osservando le conoidi di deiezione (si vedano due esempi di conoide nella figure dalla 2 alla 5).


Figura 2. Conoide di deiezione in Alto Adige


Figura 3. Conoide di deiezione in Trentino


Figura 4. Conoide di deiezione nei Pirenei (By en:user:Mikenorton [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons)


Figura 5. Conoide di deiezione in Canada (By Wilson44691 [Public domain], from Wikimedia Commons)

Le parti vallive dei bacini idrografici sono spesso molto favorevoli all'insediamento umano e quindi urbanizzate. La vicinanza al corso d'acqua presenta infatti il vantaggio di consentire un agevole approvvigionamento idrico, dal corso d'acqua oppure dalle falde che, nelle zone contermini ai fiumi ed in particolare nelle conoidi, sono ricche d'acqua. Inoltre, le zone in prossimità della rete idrografica sono spesso caratterizzate da suolo profondo e fertile e sono a pendenza ridotta, quindi più facilmente coltivabili ed urbanizzabili. Tuttavia, la vicinanza ai fiumi comporta anche dei rischi. In tempo di guerra spesso il fiume è poco sicuro, perchè facilmente risalibile e poco proteggibile. Inoltre, le zone vallive sono le più esposte alle alluvioni ed alle frane. Questa somma di circostanze favorevoli all'insediamento da un lato, e sfavorevoli dall'altro, hanno indotto l'uomo a cercare di mitigare il rischio originato dai fenomeni naturali di erosione ed alluvione, mediante la sistemazione dei bacini idrografici. E' evidente che i fenomeni di orogenesi e conseguente compensazione mediante erosione non possono essere fermati dall'uomo. Tuttavia, questi fenomeni si estrinsecano su scale temporali molto lunghe. Nel breve termine, è possibile rallentarli o fare in modo che avvengano con modalità tali di originare meno rischi. L'uomo ha quindi nel corso della sua storia ideato opere di regimazione fluviale e sistemazione dei versanti, quali arginature, pennelli fluviali, protezione dall'erosione d'alveo e di versante, consolidamento di movimenti franosi, briglie, dighe, casse di espansione.

Questo insegnamento si pone l'obiettivo di introdurre i concetti ed i metodi utilizzati per progettare le opere di cui sopra, facendo in particolare riferimento alle opere di sistemazione montana. Nel dettaglio, ci si concentrerà sulla progettazione di traverse ed opere di presa, opere di consolidamento d'alveo, opere di sistemazione dei versanti ed invasi artificiali. La scelta delle opere che verranno via via trattate sarà anche condizionata dallo sviluppo delle lezioni e dalla risposta degli allievi. La figura 4 mostra una rappresentazione schematica di una briglia.

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Figura 4. Rappresentazione schematica di una briglia.

L'insegnamento si articolerà seguendo un approccio di tipo "bottom-up", ovvero concentrandosi innanzitutto sulle opere, mettendo quindi in evidenza le variabili di progetto necessarie. Si tratteranno quindi i modelli di stima delle variabili di progetto e le relative basi teoriche. Questo approccio, concentrandosi innanzitutto sulle opere, presenta il vantaggio di porre le opere stesse al centro dell'attenzione e quindi di assicurare che siano trattate compiutamente. Lo schema che verrà seguito è presentato nella Figura 5 ed è discusso qui e qui.


Figura 5. Percorso di formazione adottato nell'insegnamento

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Ultima modifica: 24 settembre 2018