DISSESTO IDROGEOLOGICO Il pericolo geoidrologico e la ... - Sigea

Predire la morfologia fluviale
nella riqualificazione fluviale
La metodologia VALURI
RIASSUNTO
Si presenta una metodologia innovativa
sviluppata ad hoc per permette la
predizione dell’assetto morfologico e
geometrico di un fiume conseguente
a una modifica sostanziale del sistema delle
opere di difesa e di sfruttamento introdotta,
tipicamente, da un progetto di riqualificazione
“in grande”. La metodologia integra diversi
criteri, dallo storico, all’ingegneristico. Il
caso studio del fiume Chiese sub-lacuale, appartenente
al bacino del fiume Po, ne illustra
l’applicazione e ne mette in luce potenzialità
e debolezze.
POSIZIONE DEL PROBLEMA AFFRONTATO
La riqualifi cazione fl uviale in grande
(CIRF, 2006) propone l’idea che fi umi più
naturali siano più desiderabili anche in relazione
al rischio idraulico (inondazioni) e
idromorfologico (erosione spondale e dissesti
associati). Per poter valutare compiutamente
la proposta di un nuovo assetto delle opere
fl uviali è però necessario disporre di uno strumento
che sia in grado di predirne le conseguenze
sulla morfologia e sulla geometria fl uviale
considerando tutte le forze e i vincoli in
gioco. L’esigenza di predizione morfologica è
implicitamente inclusa anche nella Direttiva
“Alluvioni” (Dir. 2007/60/CE): per arrivare a
costruire una vera mappatura del rischio globale
(e non della sola pericolosità come viene
fatto generalmente all’interno dei Piani per
l’Assetto Idromorfologico (PAI) prescritti dalla
Legge 183/89) è infatti necessario includere
sia il rischio da inondazione vero e proprio,
che il rischio associato alla migrazione degli
alvei ed erosione dei terreni ripari.
Lo strumento ideale sarebbe un modello
meccanicistico fi sicamente basato. Ad oggi
però nessun modello di questo tipo è suffi -
cientemente versatile e utilizzabile, così completo
da rappresentare tutti i processi chiave,
ma allo stesso tempo suffi cientemente poco
esigente in termini di dati e tempi di calcolo
richiesti per sviluppare simulazioni di mediolungo
termine (50-100 anni) alla scala spaziale
di corridoio fl uviale (decine di kilometri).
Per fi umi meandriformi, ad esempio, esistono
modelli meccanicistici (Zolezzi and Seminara,
2001) che offrono soluzioni computazional-
mente trattabili e affi dabili dell’evoluzione
planimetrica (Frascati e Lanzoni, 2009) 1;
presentano però alcuni punti deboli:
• possono essere utlizzati solo da personale
con un profilo scientifico molto specializzato
• sono molto sensibili alle assunzioni introdotte,
in particolare nella modellazione
dell’erosione spondale (come descritto
da Darby and Thorne, 1996; Darby, 1998;
Darby et al., 2002), assunzioni caratterizzate
da significativa arbitrarietà
• richiedono dati di rilievo e informazioni
estensive sulle caratteristiche fluviali,
decisamente al di là delle possibilità di
molte applicazioni di pianificazione (Kean,
2003; Constantine et al.,2010), anche
se in alcuni casi l’uso di mappe storiche
per calibrare il tasso di spostamento dei
meandri può parzialmente superare questa
difficoltà.
Il problema affrontato nel presente articolo
è quindi la predizione della morfologia fl uviale
futura corrispondente all’insieme delle
opere di difesa e di sfruttamento e delle modifi
cazioni morfologiche introdotte da un possibile
progetto di riqualifi cazione “in grande”
(nel seguito “Alternativa” a sottolineare che
tipicamente vanno confrontate diverse possibili
soluzioni appunto alternative). A tal fi ne
abbiamo sviluppato una metodologia ad hoc
che integra diversi criteri, in modo da sfruttare
diversi tipi di conoscenza e saggezza.
APPROCCIO E METODOLOGIA DI
PREDIZIONE MORFOLOGICA
L’idea qui proposta si basa sui seguenti
criteri:
a) analisi geomorfologica storica e valutazione
dell’attuale stato di equilibrio.
Introduciamo l’ipotesi che il fiume tenda
a seguire la propria intrinseca natura, a
meno che non si sia superata una qualche
1 Esistono anche “modelli cellulari” come CAE-
SAR le cui potenzialità sono oggetto di verifi ca e miglioramento
con risultati incoraggianti (Coulthard et
al., 2008), anche se ancora lontani dall’applicabilità
per simulazioni affi dabili di lungo termine, a causa,
tra altri aspetti, della grossolana rappresentazione
degli aspetti idraulici.
ANDREA NARDINI
Responsabile ricerca e cooperazione Segreteria
Tecnica - CIRF
sito web: www.cirf.org
e-mail: a.nardini@cirf.org
SARA PAVAN
Collaboratrice CIRF; Università di Ferrara,
Dipartimento di Ingegneria
e-mail: sara.pavan@unife.it
soglia di irreversibilità (come succede, ad
esempio, quando il processo di incisione
consuma l’intero materasso alluvionale).
Questa natura intrinseca viene individuata
attraverso un’analisi geomorfologica
storica (da mappe, documenti, toponomastica,
etc.) e sintetizzata in una “storia
del fiume” sulla quale si costruisce
una “teoria interpretativa”. Questi due
elementi – storia e teoria interpretativa
– costituiscono una novità rispetto alla
metodologia FISRWG (1998), che è, per
altri versi, quella più vicina alla nostra 2.
L’analisi di equilibrio dice, d’altra parte,
come/dove presumibilmente inizierà il
processo di evoluzione morfologica. È importante
chiarire che “seguire la propria
natura” non implica riprendere esattamente
l’assetto anteriore, ma piuttosto
assumere una morfologia e un comportamento
simili. Ad esempio, nel caso frequente
di fiumi rettificati, in seguito alla
rimozione delle difese, il fiume può tornare
ad essere meandriforme, ma l’alveo
può essere traslato a un livello più basso
della piana inondabile originale, a causa
dell’incisione irreversibile
b) ragionamenti meccanicistico-ingegneristici
(seguendo lo stile del testo molto
interessante di Degoutte 2006) e relazioni
qualitative ereditate dalla geomorfologia
fluviale, le quali offrono una guida per
inferire quale cambio di tipologia è più
probabile che avvenga (come per esempio
la bilancia di Lane, 1955 o le relazioni di
Schumm, 1977) 3.
2 Un’altra differenza chiave da FISRWG (1998) sta
nella loro assunzione di esistenza di una relazione
univoca tra pendenza del letto iA, pendenza della
valle iV e sinuosità del fi ume s (iA = iV/s ), mentre la
presenza di salti artifi ciali (molto frequenti in fi umi
alterati antropicamente, basti pensare alle traverse
di derivazione irrigua) modifi ca sostanzialmente tale
relazione.
3 Esempio di un tal ragionamento (per un fi ume
di natura meandriforme, ma attualmente canalizzato,
stabile): se si rimuovono le difese spondali
longitudinali (ma una soglia a valle è mantenuta)
le sponde si destabilizzano c’è un (lieve)
incremento dell’apporto locale di solidi dalle sponde,
mentre il fi ume incomincia a meandrizzare in
Geologia dell’Ambiente • Supplemento al n. 2/2012
219