Capitolo III I CORSI D'ACQUA - Facoltà di Agraria

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I corsi d’acqua al moto offerta dai vari tipi di copertura spondale in relazione agli effetti sulle condizioni del deflusso di piena. 3.1.4 Interventi sui corsi d’acqua: le sistemazioni d'alveo 3.1.4.1 Introduzione Come trattato nel Par. 3.1.1, un corso d’acqua è soggetto a fenomeni di “automodellamento” dal quale si originano ed evolvono le sue caratteristiche morfologiche, sedimentologiche ed idrauliche in funzione dei fattori fisico-ambientali (clima, geologia, tettonica, etc.) ed antropici (copertura ed uso del suolo, infrastrutture, stabilizzazione dei versanti, etc.). La condizione di “stabilità” (mantenimento della configurazione plano-altimetrica costante entro limiti temporali “tecnici” con manutenzioni sostenibili, (Fig. 3.10) può essere ottenuta con interventi di vario tipo in corsi d'acqua naturali (sistemazioni trasversali per ottenere la cosiddetta “pendenza di compensazione”, modifiche delle sezioni, drizzagni, scolmatori di piena, etc.) o nella costruzione ex-novo di canali non rivestiti. Fig. 3.10 Esempio di evoluzione temporale della pendenza Gli interventi di sistemazione dell'alveo tendono in generale a ridurre la capacità erosiva del corso d'acqua che, attraverso l'abbassamento del fondo, potrebbe indurre instabilità delle sponde, dei versanti, e delle strutture connesse (strade, ponti, argini). Si intuisce che lo stesso processo erosivo fa parte del fenomeno di automodellamento che tenderebbe a portare il corso d'acqua verso una configurazione di equilibrio tra capacità di trasporto e materiale solido in arrivo dai tronchi di monte. Tuttavia tale processo può estendersi su periodi anche molto lunghi (diverse decine di anni). Una corretta sistemazione del corso d'acqua ha quindi lo scopo di accelerare tale dinamica evolutiva per il raggiungimento della condizione finale di equilibrio in tempi molto più brevi. La sistemazione altimetrica del corso d'acqua si basa pertanto su: 137
Principi e linee guida per l’ingegneria naturalistica – Vol.1 - una corretta identificazione dell'attuale dinamica evolutiva del corso d'acqua; - la valutazione della condizione di equilibrio alla quale tende il corso d'acqua; - la progettazione di interventi finalizzati al raggiungimento della condizione di equilibrio; - la verifica degli altri effetti indotti dagli interventi previsti. In questo ambito si propone un inquadramento di sintesi dei criteri di progettazione degli interventi di sistemazione, tenendo presente che, in generale tali interventi sono essenzialmente finalizzati alla sistemazione altimetrica. 3.1.4.2 Tendenze evolutive nei corsi d’acqua Gli alvei dei corsi d'acqua naturali sono soggetti a evoluzioni plano-altimetriche indotte dai fenomeni di erosione o deposito di tipo esteso, coinvolgenti cioè lunghi tratti del corso d'acqua. Come noto, tali processi possono essere originati da variazioni lungo l'alveo della capacità di trasporto solido e/o del trasporto solido, e tendono ad esaurirsi via via che le modificate condizioni dell'alveo ristabiliscono una condizione di equilibrio. Trattando il problema del regime dei corsi d’acqua, si osserva che nessun corso d'acqua naturale può considerarsi, a rigore, in condizioni di equilibrio (né erosione, né deposito), ma, per gli scopi pratici, si può individuare un assetto più o meno stabile se, su un opportuno intervallo temporale (50-100 anni), le varie grandezze fisiche possono ritenersi mediamente costanti. In particolare, la stabilità dell'assetto altimetrico per un determinato tratto è assicurata dal continuo bilanciamento tra capacità di trasporto e portata solida in arrivo al tratto stesso, secondo quanto indicato dall'equazione di continuità al fondo nella forma: 138 ∂Q ∂x ∂z + B ∂t ( 1− e) = ± S S q [3.13] ove, come noto, all'ascissa x la capacità di trasporto è rappresentata da Qs(x), mentre qs(x) rappresenta il contributo laterale del trasporto solido, in metri cubi al secondo per unità di lunghezza, positivo se entrante, negativo se uscente, ed e è la porosità (= percentuale dei vuoti rispetto al volume totale dei sedimenti). Per un corso d'acqua si distinguono tre casi: - apporto laterale nullo, qs = 0; la 3.13 indica che non si verificano variazioni altimetriche ⎛ ∂z ⎞ ⎜ ≅ 0⎟ se la capacità di trasporto non varia lungo il tratto; ⎝ ∂t ⎠ - apporto laterale positivo, qs > 0, per esempio dovuto ad alimentazione diretta dalle sponde, dai versanti o dagli affluenti; la stabilità dell'alveo è garantita se il contributo laterale è controbilanciato da un aumento della capacità di trasporto verso valle; - apporto laterale negativo, qs < 0, dovuto per esempio a estrazioni d'inerti, diversivi, depositi golenali; in tal caso si ha equilibrio se il gradiente longitudinale di Qs uguaglia la riduzione del trasporto solido. È ovvio che, per uno stesso corso d'acqua, possono verificarsi tratti in equilibrio e tratti con tendenze erosive o alluvionali. Allo scopo di individuare il comportamento generale del corso d'acqua, analizziamo la 3.13 applicata ad un generico tratto ed espressa in termini finiti:
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