Problemi di erosione del suolo Rischio geologico dovuto a movimenti in massa, all’azione del ruscellamento ed ai processi fluviale. Problemi di erosione del suolo

Processi di denudazione fenomeni che allontanano il materiale alterato e disgregato prodotto a spese della roccia (specialmente se si trova su un piano inclinato) e che tendono a mettere a nudo la roccia non alterata (talvolta provocando anche una parziale rimozione dello stesso substrato inalterato). Questi processi sono responsabili del modellamento dei versanti (in generale si determina: 1) un abbassamento dei rilievi, e in questo caso si parla di “degradazione” o di “erosione” nel senso più ampio del termine; 2) un colmamento delle bassure, detto “aggradazione” o meglio ancora “accumulo”)

In questo senso si distinguono: Processi che si manifestano in modo estensivo (processi areali, come il ruscellamento diffuso) e quelli ad azione prevalentemente lineare (processi lineari: azione dei corsi d’acqua). Inoltre: Processi in cui opera la forza di gravità (processi gravitativi, come le frane e il soliflusso; vengono detti anche “movimenti in massa”) e quelli in cui operano agenti di trasporto (acqua)

I processi di denudazione agiscono con una efficacia maggiore se lungo i versanti si hanno rocce degradate (cioè ridotte in frammenti più piccoli a causa di processi di disgregazione meccanica e/o alterazione chimica) I fenomeni di degradazione meteorica delle rocce (weathering) vengono indicati anche con il termine di processi elementari

I Processi elementari - la degradazione meteorica I processi di degradazione meteorica (weathering) sono costituiti dall'insieme delle modificazioni fisiche e chimiche che una roccia subisce al contatto con gli agenti atmosferici. Essi hanno come risultato quello di produrre una disgregazione della roccia in elementi più piccoli e disaggregati o di procedere ad una trasformazione chimica dei minerali costituenti una roccia; in entrambi i casi si può giungere alla parziale o totale scomparsa di una roccia. I principali processi di degradazione meteorica si distinguono in due gruppi diversi: a)    processi di natura fisica o processi clastici, che producono la disgregazione e la frantumazione della roccia originaria; b) processi di natura chimica, che consistono nella alterazione allo stato solido o nella dissoluzione della roccia.

I processi di tipo fisico portano alla disgregazione della roccia in frammenti di varie dimensioni detti clasti (dal greco klastos, spezzato). Fra questi il più importante può essere ritenuto il fenomeno legato alla pressione che l'acqua che congela e aumenta di volume esercita all'interno delle fratture della roccia (crioclastismo o gelivazione). In alta montagna, dove questo fenomeno è ben presente, esso produce quei grandi accumuli di elementi rocciosi a spigoli vivi (falde o coni di detrito) che si trovano ai piedi dei versanti. L'azione di frantumazione delle rocce può anche essere dovuta alle ripetute dilatazioni e contrazione che una roccia subisce durante il riscaldamento e il raffreddamento; si ha così il fenomeno del termoclastismo, tipico delle zone desertiche, dove più marcate sono le escursioni termiche giornaliere.

Le rocce argillose, che assorbono acqua e sono soggette ad alternanza di imbibizioni e di essiccamento, sono quelle che risentono del fenomeno dell'idroclastismo, che genera una serie di fratture poligonali quando le argille si essiccano e perdono il loro contenuto d'acqua.

Anche le acque salate che penetrano nelle fessure delle rocce esercitano un'azione di fratturazione (aloclastismo); infatti l'evaporazione dell'acqua provoca il deposito e la cristallizzazione dei sali che esercitano una pressione in grado di ampliare la porosità e la fessurazione della roccia. Questo fenomeno è particolarmente presente nelle zone costiere.

Infine anche gli esseri viventi (radici delle piante, cavità o gallerie scavate da animali scavatori) con la loro azione possono concorrere alla frantumazione della compagine rocciosa (bioclastismo).

Esfoliazione Processo di degradazione dovuto alla diminuzione del carico litostatico delle rocce sovrastanti (a causa della loro erosione)

La genesi dei blocchi sferoidali può essere legati a uno o più dei seguenti processi: processi di idrolisi dei silicati; degradazione (fisica e/o chimica) che agisce preferenzialmente sugli spigoli; asportazione del suolo (o regolite) sovrastante; esfoliazione;.

Esempi di prodotti derivanti da processi di disfacimento chimico

Complessivamente la degradazione meteorica produce una frammentazione delle rocce

PROCESSI DI DILAVAMENTO   Fenomeni di dilavamento (o ruscellamento: prodotto dalle acque piovane e dipende pertanto dalle precipitazioni meteoriche, risultando un processo discontinuo nel tempo)  depositi colluviali (depositi rilasciati dalle acque dilavanti) Rientrano in questa classe i fenomeni di erosione e di trasporto prodotti dalle acque di pioggia che impattano sulla superficie topografica o scorrono lungo un versante senza un percorso ben definito (acque dilavanti o acque selvagge), asportando particelle di terreno o di roccia. L'azione di erosione è maggiore in relazione alla presenza di materiale di copertura eluviale, di regolite o di suolo. I processi comprendono l'azione meccanica delle gocce di pioggia, quella areale del ruscellamento diffuso e quella della formazione embrionale di rivoli e solchi lungo un versante. Forme particolare legata all'azione delle acque dilavanti sono i calanchi, che si originano quando l'azione delle acque selvagge su rocce argillose produce una scultura minuta, composta da un insieme di solchi e di creste; queste forme, quando interessano diffusamente estesi territori, sono conosciute anche con il termine inglese di bad land (cattive terre) dal nome che i pionieri americani davano alle vaste plaghe a calanchi tipiche degli ambienti aridi del Dakota e della California

processi elementari del dilavamento: splash erosion (erosione della pioggia battente): consiste nell’azione meccanica esercitata soprattutto dalle grandi gocce e dalla pioggia intensa, sul terreno sheet erosion (erosione areale): azione legata al ruscellamento diffuso, ossia quando le acque piovane scorrono in maniera areale raccolgono manifestandosi con un carattere estensivo rill erosion (erosione a rivoli): quando ha inizio una concentrazione delle acque in piccole depressioni (rivoli) che tagliano solamente la roccia alterata (detrito, suolo o regolite), non interessando le rocce del substrato gully erosion (erosione a solchi): quando i rivoli si approfondiscono per una forte concentrazione del flusso superficiale, intaccando il substrato roccioso, si passa ai fossi o solchi di erosione (l’evoluzione più spinta e più diffusa di queste forme porta all’origine dei calanchi) sheet flood (inondazione a coltre o a lamina): quando l’intensità della pioggia da luogo ad un velo d’acqua di forte spessore che scorre ad alta velocità

Fattori del dilavamento: natura del terreno (suoli o roccia); fattori morfologici (pendenza, forma e lunghezza dei versanti); fattori climatici (i climi con regimi di piogge incostanti favoriscono il dilavamento); presenza di copertura vegetale (protegge il suolo); fattori antropici (diboscamento e pratiche agricole; in questi casi può innescarsi l’erosione accelerata).

erosione del suolo operata dalle acque dilavanti Erosione del suolo: quantità di suolo rimosso da una certa area e trasportato altrove Equazione universale dell’erosione dei suoli (USLE – Universal Soil Loss Equation - F.A.O., 1965; Wischmeir & Smith, 1978; AA. VV., 1977): tiene conto dell’erosione del suolo ad opera dell’acqua che avviene essenzialmente per l’azione della pioggia battente (erode, stacca e rimuove le particelle di suolo a causa dell’impatto) e dell’acqua corrente, sia dilavante che concentrata (porta via il materiale rimosso). Questa equazione, elaborata dal Servizio di Controllo del Suolo degli USA (U. S. Soil Conservation Service), ha la seguente espressione: A = R x K x L x S x C x P A dispetto del nome, questa equazione non si adatta a tutte le condizioni climatiche e i vari parametri che la compongono non possono essere valutati con grande precisione.

A = R x K x L x S x C x P dove: A = perdita annua media di suolo R = erodibilità ad opera della pioggia - dipende dal prodotto fra energia cinetica totale della pioggia (E) e intensità massima della pioggia misurata nella mezzora di punta (I30); R = E x I30 / 173,6 (di solito si ricavano valori medi annui di R) K = fattore di erodibilità del suolo – esprime la suscettibilità di un suolo ad essere eroso L = fattore di lunghezza del pendio S = gradiente topografico del pendio C = fattore di gestione delle colture – rapporto fra l’erosione di un suolo con specifica coltura e erosione di un suolo incolto P = fattore che esprime gli interventi di controllo sull’erosione – rapporto fra perdita di un suolo che si ara con una certa tecnica e perdita di un suolo arato a “rittochino” (lungo la pendenza), ovvero tipo di aratura che favorisce la massima erosione (aratura lungo le curve di livello: a “girapoggio”)

Erosione secondo Fournier Una delle metodologie più note per la stima della quantità di materiale asportabile per erosione lungo i pendii è quella elaborata da Fournier, basata prevalentemente su elementi climatici. L’unità di misura è espressa in t • km² • anno. La relazione è la seguente: log E = 2,65 • log (Pl² / P) + 0,46 • log H • tg am -1,56 dove: E = sedimento trascinato (t • km² • anno) Pl = precipitazione del mese più piovoso (mm) P = precipitazione media annuale (mm) H = altitudine media del pendio (km s.l.m.) am = inclinazione media del pendio (°)   Dalla interpretazione della formula risulta evidente l’elevato contributo attribuito alle precipitazioni e, in particolare, al rapporto Pl2/P. Un significativo contributo, oggetto di una successiva modifica dell’indice di Fournier è dato dalla quota del bacino e dalla pendenza, vincolati da proporzionalità diretta e con crescita esponenziale.

Erosione secondo Margaropoulos La quantità di materiale asportabile per erosione è stimabile anche attraverso un particolare modello di calcolo ad indici (Margaropoulos, dal nome dell’autore) che permette di valutare la superficie potenzialmente erodibile. Detta metodologia fa riferimento ad esperienze dirette in ambito mediterraneo ed è sempre più spesso impiegata negli ultimi tempi date la semplicità di calcolo e la validità dei risultati ottenuti. La relazione è la seguente: Sr = (K+C)i • S dove: Sr = (superficie resistente all’erosione, in km2) S = (superficie di riferimento, in km2) K = (indice di resistenza dei suoli all’erosione, da dati tabellari) C = (indice protezione dei suoli da parte della copertura vegetale, da dati tabellari) i = (pendenza media, in %)   Dalla interpretazione della formula risulta evidente l’elevato contributo attribuito alla pendenza (valore i posto all’esponente), mentre dalla lettura delle tabelle impostate da Margaropoulos si evince il ruolo svolto da copertura e geopedologia e i relativi rapporti fra tipologie differenti.