Appunti di Idraulica agraria e sistemazioni idraulico-forestali

Tesi di laurea in Agraria. Il dissesto idrogeologico può essere definito come l’insieme di quei processi che vanno dalle erosioni contenute e lente, alle forme più consistenti della superficiale e sottosuperficiale dei versanti, fino alle forme imponenti e gravi delle frane. In ambito alpino, fra i dissesti più frequenti vi sono sicuramente le frane superficiali, che di solito si manifestano, così come per tutti i fenomeni gravitativi, quando le forze destabilizzanti del versante superano quelle stabilizzanti; tali forze dipendono in particolare dalle caratteristiche del suolo, dalla pendenza del versante, dal grado di saturazione e dalla presenza di vegetazione. Quest’ultima influisce in maniera rilevante sulla stabilità dei versanti poiché modifica sia i processi di natura idrologica che meccanica. Dal punto di vista idrologico la vegetazione, attraverso l’intercettazione, riduce la quantità d’acqua che giunge al suolo durante un evento meteorico; allo stesso tempo le piante, grazie all’evapotraspirazione, riducono il contenuto d’acqua del suolo con conseguente incremento della stabilità del pendio. Dal punto di vista meccanico le radici attuano un effetto di rinforzo del terreno principalmente attraverso l’incremento della coesione interna. La presente ricerca è stata condotta con l’obbiettivo di quantificare l’apporto dato dalle radici alla stabilità di un versante attraverso l’aumento di coesione. Più in particolare, si è indagato tale fenomeno in due situazioni, ovvero in un bosco prima e dopo un’operazione di taglio. Si è così cercato di valutare gli effetti di tale pratica sul decadimento della coesione dovuto alla morte delle radici delle piante tagliate, e sul diverso apporto delle nuove radici delle specie avventizie cresciute dopo il taglio. L’elaborato è articolato in due parti. La prima parte si occupa di descrivere e sintetizzare i vari fenomeni di dissesto idrogeologico, i modelli teorici più importanti per la schematizzazione dei meccanismi di rottura dei terreni (modello di Mohr-Coulomb) e di modellizzazione dei versanti (pendio indefinito). In a base a tali teorie, infatti, è definita la “coesione radicale”, cioè quella componente aggiuntiva della coesione del suolo attribuibile alle radici. Inoltre viene introdotto il discorso più generale del bosco di protezione, descrivendo sinteticamente il ruolo diretto ed indiretto che svolge nel preservare il territorio dai fenomeni di dissesto. La seconda parte descrive la metodologia utilizzata nello studio del contributo offerto dalle radici alla coesione del suolo. I campionamenti sono stati eseguiti a Fino del Monte,in provincia di Bergamo, effettuando alcune trincee da cui trarre profili di terreno radicato. I profili di radicazione ottenuti sono stati analizzati mediante tecnica fotografica, supportata da un’opportuna elaborazione digitale, attraverso un software di tipo GIS per correggere le deformazioni geometriche. Quindi, si sono eseguiti test di trazione mediante una procedura già ampliamente utilizzata per lo scopo, su campioni di radici di diametro differente. Infine, è stata valutata la coesione aggiuntiva attribuibile alla presenza di radici per i diversi profili analizzati e per diversi gradi di profondità. I risultati ottenuti contribuiscono ad ampliare ed approfondire le conoscenze relative ai meccanismi di rinforzo delle radici in ambito forestale . Pur mostrando un’elevata variabilità nei valori di area radicata, essi confermano i valori, seppur indicativi, presenti in letteratura per quanto riguarda la resistenza a trazione delle radici e la coesione radicale. I valori di area radicata e di coesione radicale ottenuti, come ci si attendeva, mostrano valori maggiori nelle aree integre rispetto a quelle sottoposte a taglio e, soprattutto, forniscono valori quantitativi contribuendo ad integrare le scarse informazioni attualmente esistenti in proposito.

Abstract: I bollettini valanghe informano sul pericolo di valanghe in maniera qualitativa, iconografica e testuale, senza un’evidenza geografica dettagliata delle zone realmente pericolose. Nel tentativo di superare questa limitazione, è stato sviluppato un modello numerico per visualizzare e quantificare automaticamente le zone pericolose previste dagli esperti, offrendo loro un supporto oggettivo. Il modello, infatti, calcola la predisposizione al distacco di valanghe a lastroni secondo le condizioni nivometeorologiche del momento. I parametri del modello, frutto dell’estensione di un algoritmo esistente, sono stati determinati analizzando i bollettini e mediante un’indagine rivolta a professionisti del settore. Sono stati integrati la stabilità del manto nevoso, le esposizioni e le quote ritenute più pericolose, e una maschera della copertura nevosa dai limiti variabili; inoltre, il modello calcola la frazione dei pendii ripidi più pericolosi in un’area. I casi di studio riportati illustrano le differenze rispetto al modello originale. Non sono tuttavia considerate le valanghe a debole coesione, né lo studio reologico della dinamica delle valanghe: in futuro, la ricerca dovrebbe integrare questi fattori e, migliorati i parametri ed effettuate più simulazioni, il modello andrà validato per renderlo pienamente operativo.