Le inondazioni Obiettivo di questa unità didattica conoscere e comprendere le inondazioni, le cause e gli effetti di tali fenomeni e le strategie previsionali.

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1 Le inondazioni Obiettivo di questa unità didattica conoscere e comprendere le inondazioni, le cause e gli effetti di tali fenomeni e le strategie previsionali e/o preventive.

2 Le inondazioni -: conoscere la dinamica fluviale, le grandezze fisiche ed i parametri utilizzati per descriverla, le variazioni stagionali o annuali alle quali va incontro. -: comprendere i processi di erosione-trasporto-sedimentazione fluviali. -: conoscere l’influenza che tali processi esercitano sull’evoluzione del paesaggio, e sull’evoluzione della stessa dinamica fluviale.

3 Le inondazioni -: definire una inondazione, conoscere le modalità attraverso le quali si stima la tempistica di ritorno di tali eventi,; comprendere il concetto di rischio idrogeologico. -: conoscere le modalità di prevenzione e /o previsione di tali fenomeni.

4 Il termine "inondazione"
In realtà le inondazioni o alluvioni da un punto di vista geomorfologico non sono eventi funesti o eccezionali ma rappresentano solamente una fase stagionale o annuale della "dinamica dei corsi d'acqua". Gli effetti devastanti che possono, in alcuni casi, verificarsi sono solo la conseguenza diretta o indiretta dell'intervento umano sull'ambiente, intervento spesso incosciente ed indiscriminato. Quando si utilizza il termine inondazione nella mentalità comune si fa riferimento ad eventi drammatici dove le acque correnti spazzano via tutto ciò che incontrano sul loro cammino.

5 Il termine "inondazione"
Prima di definire cosa si intende per "alluvione" è necessario chiarire alcuni concetti base sulla dinamica dei corsi d'acqua Corsi d'acqua e bacini idrografici

6 Corsi d'acqua e bacini idrografici
Una prima grande distinzione da farsi è quella tra fiumi e torrenti Con il termine fiume si indicano corsi d'acqua caratterizzati da "lunghezza" rilevante, "portata consistente" e "regime" uniforme e regolare con il termine torrente si indica invece un corso d'acqua a breve percorrenza con "regime" e "portata" estremamente variabili

7 Corsi d'acqua e bacini idrografici
Generalmente con il termine torrente si indicano i corsi d'acqua che scorrono nelle regioni montuose o collinari e che sono pertanto caratterizzati da breve percorso, modesta pendenza, profilo longitudinale molto irregolare, anche con bruschi salti e quantità di acqua trasportata assai variabile.

8 Corsi d'acqua e bacini idrografici
Con caratteristiche di questo tipo è chiaro che l'evoluzione del "letto" o "alveo" nel quale scorrono le acque è continua. Vi sono inoltre dei corsi d'acqua che sviluppano il loro percorso in parte in aree montuose o collinari ed in parte in zone pianeggianti. In questo caso nella prima parte del percorso essi hanno maggiormente caratteristiche torrentizie, mentre nella seconda porzione acquistano quelle tipiche di un fiume:

9 Corsi d'acqua e bacini idrografici
è questo il caso di molti corsi d'acqua italiani (Po compreso) che nascono sulle Alpi, ne attraversano una porzione, e si riversano poi in pianura; andrebbero più correttamente chiamati torrenti nel tratto alpino e fiumi in quello di pianura, ma nella realtà viene usato per entrambe le porzioni il termine "fiume".

10 I bacini idrografici bacino idrografico, ovvero dell'area nella quale si raccolgono le acque che alimentano un corso d'acqua. Un bacino idrografico è quindi una porzione di superficie terrestre dove si incanalano tutte le acque (lungo "linee di flusso" dette di "impluvio") verso un corso principale (o "impluvio principale");

11 I bacini idrografici tale superficie è delimitata da linee dette "spartiacque" che corrispondono ai rilievi ed ai versanti dominanti la distribuzione delle acque lungo i diversi "impluvi". Gli "spartiacque" dividono pertanto le acque che cadono in un "bacino" da quelle che cadono nei "bacini confinanti".

12 I bacini idrografici Le dimensioni dei "bacini idrogrografici" sono estremamente variabili in funzione del corso d'acqua o "impluvio principale" che viene preso in considerazione è noto che ogni corso d'acqua ha degli "affluenti" ed è a sua volta "confluente" in un altro corso d'acqua; è logico quindi che man mano che si prendono in considerazione corsi d'acqua via via più grandi, si va ad ampliare anche la superficie del "bacino idrografico" corrispondente e che il "bacino" di un grande fiume contenga al suo interno anche i bacini idrografici di tutti i suoi affluenti secondo un chiaro e preciso ordine gerarchico

13 I bacini idrografici

14 I bacini idrografici Ogni bacino idrografico è caratterizzato da una ben precisa geometria, le cui caratteristiche determinano il trasferimento di acqua e di materiale detritico; tale geometria è data dalle sue dimensioni, dall'inclinazione dei versanti, dal numero e dalla lunghezza dei corsi d'acqua componenti il suo "reticolo".

15 I bacini idrografici Un esempio di questo tipo si ha nel caso in cui rocce permeabili siano sovrapposte a rocce impermeabili, con strati inclinati a tal punto da permettere il deflusso delle acque in un bacino limitrofo. In queste condizioni si osserva come spesso non vi sia coincidenza tra "bacino idrografico" e "bacino idrogeologico" (ovvero, gli spartiacque geologici non coincidono sempre con gli spartiacque orografici o morfologici). Le acque che alimentano il reticolo idrografico di un bacino derivano dallo scorrimento superficiale delle acque di precipitazione, dalle acque di sorgente, dalle acque dovute alla fusione glaciale o nivale; a volte, poi, le stesse acque alimentano bacini diversi a seguito di particolari situazioni geologico - tettoniche

16 I bacini idrografici Le dimensioni di un bacino, il suo sviluppo, l'orientamento della rete idrografica, in una parola la sua geometria, dipendono dalle condizioni climatiche e geologiche della regione in cui esso si sviluppa. In base a queste condizioni i bacini vengono classificati in:

17 I bacini idrografici Bacini esoreici, o bacini caratteristici delle regioni umide a consistente piovosità, sempre alimentati ed aperti all'esterno, organizzati in ruscelli, torrenti, affluenti e corso d'acqua principale che trasferisce infine le acque al mare. Appartengono a questa categoria i bacini della maggior parte dei grandi corsi d'acqua europei.

18 I bacini idrografici Bacini endoreici, o bacini tipici delle regioni semi - aride, con reticolo scarsamente sviluppato ed orientato verso l'interno, afflussi scarsi e temporanei che si concludono in zone acquitrinose (non raggiungono cioè il mare) o lacustri dove le acque evaporano o si infiltrano in profondità. E' questo il caso dei grandi bacini asiatici come quello del lago d'Aral o in Africa del lago Ciad.

19 I bacini idrografici Bacini areici, o bacini tipici delle zone aride, con reticolo pochissimo sviluppato o addirittura assente, che si riattiva solo in occasione di rare precipitazioni . I corsi d'acqua hanno spesso alveo asciutto;

20 I bacini idrografici uadi nel nord Africa è il nome che si da a queste incisioni che sono l'impronta dello scorrere di acque, le quali normalmente sono assenti (e quindi sono visibili solo i letti incisi ed asciutti, che si estendono in reticoli ciechi anche per chilometri), in quanto si infiltrano nella sabbia e nel detrito o rapidamente evaporano. Queste situazioni sono osservabili nei grandi deserti caldi come il Sahara, il deserto arabico o quello australiano.

21 I bacini idrografici La geometria di un bacino idrografico è determinata anche dalle condizioni geologiche: composizione "litologica" (=la natura della roccia dove si sviluppa il bacino), discontinuità (ovvero se la roccia è omogenea e continua o se vi sono cambiamenti e disomogeneità litologiche), presenza di fratture o faglie;

22 I bacini idrografici questi ultimi sono fattori molto importanti poiché i corsi d'acqua tendono ad erodere seguendo le vie a minore resistenza, dove le rocce sono fratturate.

23 I bacini idrografici Questi ultimi sono fattori molto importanti poiché i corsi d'acqua tendono ad erodere seguendo le vie a minore resistenza, dove le rocce sono fratturate. In linea generale tanto più il substrato sarà permeabile, tanto meno complicato sarà il reticolo idrografico che vi si è sviluppato e viceversa.

24 I bacini idrografici Altro presupposto fondamentale per la comprensione dell'evoluzione e della dinamica fluviale ed anche delle inondazioni è la conoscenza delle grandezze idrologiche

25 Le grandezze idrologiche
Con il termine di "alveo" o "letto", si intende il canale scavato dai corsi d'acqua, da essi continuamente rimodellato e nel quale essi scorrono. Ciascun corso d'acqua è definito da precisi parametri relativi alla quantità di acqua trasportata ed alla sua geometria.

26 La lunghezza Uno dei parametri caratterizzanti un corso d'acqua è la "lunghezza", ovvero, la distanza percorsa dalle acque tra sorgente e foce. Questa può essere assai varia ed arrivare persino a qualche migliaio di chilometri, come per il Nilo - kagera (Africa) con i suoi 6671 km, il rio delle Amazzoni - Ucayaly (America meridionale) con i suoi 6280 km,

27 La lunghezza i maggiori fiumi italiani arrivano solamente a qualche centinaio di km e sono il Po (652 km), l'Adige (410 km) ed il Tevere (405 km).

28 La pendenza esprime in percentuale il rapporto tra il dislivello altimetrico tra foce e sorgente e la lunghezza totale del corso d'acqua; questo parametro assume valori assai elevati per i torrenti che scorrono nelle aree montuose mentre assume valori modesti o bassi per i grandi fiumi che scorrono in aree pianeggianti (la pendenza del Po, ad esempio è pari a 0,2% - 0,3%, cioè a dire pari ad un abbassamento di cm per ogni chilometro di lunghezza).

29 La pendenza In corrispondenza dell'emergenza di rocce compatte si possono avere delle brusche accentuazioni della pendenza che danno origine alle cosiddette cascate, le quali possono estendersi verticalmente anche per dislivelli di centinaia di metri; un caso estremo si ritrova in Venezuela dove le cascate di salto Angel hanno un dislivello complessivo di oltre 900 m.

30 La pendenza Un alveo caratterizzato da irregolarità diffuse al fondo, gradini successivi e aumenti di pendenza diffusi dà luogo a fenomeni di turbolenza caratteristici chiamati rapide.

31 I fattori della dinamica fluviale
Per comprendere il movimento dell'acqua nel suo scorrere dalla sorgente alla foce è necessario conoscere i fattori caratterizzanti la dinamica fluviale.

32 I fattori della dinamica fluviale
Il movimento delle acque è determinato dalla "gravità", che deve superare il contrasto operato dall'"attrito" al fondo e lungo le sponde dell'"alveo"

33 I fattori della dinamica fluviale

34 I fattori della dinamica fluviale
Per procedere alla misura della velocità per corsi d'acqua di medie dimensioni, si considera il valore rilevato a 6/10 della profondità totale, che dovrebbe essere rappresentativo della velocità media dell'intera sezione. I valori normalmente registrati variano tra gli 0,2 ed i 2 m/sec ma nei momenti di piena tali valori possono anche triplicare

35 I fattori della dinamica fluviale
. Inoltre, si tenga presente che il movimento dell'acqua è generalmente "turbolento" e non "laminare"; questo significa che le particelle si muovono secondo traiettorie non parallele (come invece nel caso di moto laminare) ma disordinate, formando spesso dei vortici a seguito di irregolarità dell'alveo.

36 La portata Una delle grandezze idrologiche più importanti per definire la dinamica fluviale è la "portata" che esprime il volume d'acqua che attraversa una determinata sezione fluviale nell'unità di tempo; essa si esprime in m3/sec e si ottiene dal prodotto della velocità dell'acqua in un punto (in m/sec) per l'area della sezione trasversale nel medesimo punto (in m2).

37 la portata Le portate vengono misurate in particolari stazioni idrometriche e, in Italia, la loro gestione è affidata al Servizio Idrografico del Ministero dei Lavori Pubblici; i dati raccolti vengono pubblicati annualmente (dal 1921) negli Annali Idrologici.

38 La portata Per i corsi d'acqua di maggiori dimensioni si ricorre ad un "metodo indiretto" che si basa sulla relazione tra la "portata" di un corso d'acqua e la sua altezza idrometrica. Quindi misurando l'altezza con costanza è possibili risalire alla corrispondente portata; l'altezza viene letta con semplici aste graduate infisse nell'alveo o registrata in continuo con appositi strumenti ("idrometrografo").

39 La portata In uno stesso corso d'acqua la "portata" varia dalla "sorgente"alla "foce" e in funzione delle caratteristiche meteorologiche e climatiche sul bacino; è ovvio che le portate più elevate si registrano in vicinanza della foce o in concomitanza di precipitazioni particolarmente abbondanti (stagioni piovose, periodi di disgelo etc).

40 La portata I valori della "portata" sono assai variabili e possono raggiungere le centinaia di m3 al secondo oppure valore zero in caso di alveo asciutto (questa particolare situazione si verifica nelle regioni aride o nell'Italia meridionale per le cosiddette "fiumare").

41 La portata L'insieme delle"variazioni della portata" costituisce il "regime" di un corso d'acqua dato dalla successione di "piene" (portate massime) e di "magre" (portate minime); "piene" e "magre" sono determinate dalle condizioni climatiche della regione in cui si trova il corso d'acqua, in particolare dalle distribuzioni delle piogge e dalla fusione glacionivale.

42 Il regime regime glaciale: Un esempio italiano di fiume con questo tipo di regime è dato dalla Dora Baltea che scorre in Valle d'Aosta e Piemonte. regime pluviale: Un esempio particolare è dato dai fiumi dell'Italia del Sud, come il Simeto, importante corso d'acqua siciliano, regime pluvionivale: Un corso d'acqua italiano con questo tipo di regime è il Tevere, grande fiume laziale.

43 La corrivazione la "corrivazione"; con questo termine si intende il "trasferimento" delle acque piovane dal punto di caduta fino a una determinata sezione di un corso d'acqua. Il "tempo di corrivazione" corrisponde all'intervallo impiegato dalle acque di precipitazione per raggiungere una sezione di chiusura del bacino idrografico, partendo dalle zone più lontane dalla medesima sezione.

44 L'energia dei fiumi Le acque che scorrono in fiumi e torrenti sono dotate di una "energia" che è funzione della "portata", della "pendenza" e del " specifico" dell'acqua; inoltre l'"energia peso " di un corso d'acqua è funzione della "velocità" dell'acqua secondo un fattore tre, ovvero se la velocità di un corso d'acqua cresce, l'energia dello stesso aumenterà di tre volte.

45 L'energia dei fiumi Principalmente l'"energia" viene impiegata per vincere gli attriti al fondo, sulle sponde, con la superficie e dovuti alla viscosità del fluido stesso, e per trasportare materiale.

46 L'energia dei fiumi Se l'"energia" disponibile aumenta, il corso d'acqua ne ha a disposizione un surplus da impiegare per prendere in carico altro materiale, ovvero per "erodere"; se l'"energia" disponibile diminuisce, il corso d'acqua dovrà abbandonare una parte del carico e quindi operare una "deposizione" o "sedimentazione".

47 L'energia dei fiumi Il trasporto di materiale da parte delle acque fluviale avviene principalmente in quattro modi: per fluitazione: per sospensione: Per soluzione: Di fondo:

48 La sedimentazione fluviale
Si è detto che nel caso in cui l'"energia" a disposizione di un corso d'acqua diminuisca, esso dovrà abbandonare una parte del suo carico e quindi operare una "deposizione" o "sedimentazione". La diminuzione di energia può essere causata o da una riduzione della velocità o da un aumento del carico e può avvenire in qualsiasi punto del corso d'acqua, anche se i processi di sedimentazione sono comunque più attivi nei tratti di fiume in prossimità della foce, dove le acque naturalmente rallentano

49 La sedimentazione fluviale
I depositi fluviali presentano una diminuzione regolare delle dimensioni, da monte verso valle; questo perché al cadere della velocità e dell'energia, l'acqua abbandona prima il materiale più grande e pesante continuando a tenere in carico quello più piccolo e leggero e trasportandolo più a valle. Vi possono comunque essere riprese di velocità legate a variazioni di pendenza, che determinano una nuova rimobilizzazione del materiale prima deposto complicando i depositi e mischiando le granulometrie.

50 la pianura alluvionale
questo deposito non è necessariamente caratterizzato da sub-orizzontalità, ma esso diviene via via più pianeggiante man mano che ci si sposta da monte verso valle.

51 la pianura alluvionale
La deposizione di un corso d'acqua inizia quando esso raggiunge la zona pedemontana, rallentando il suo scorrere e lasciando così una parte del carico; il deposito consisterà in una "conoide alluvionale"

52 la pianura alluvionale
"conoide alluvionale" = deposito a ventaglio appiattito, a lieve pendio, caratterizzato da detriti via via a granulometrie minore da monte verso valle; infatti al cadere della velocità e dell'energia l'acqua abbandona prima il materiale più grande e pesante e continua a tenere in carico quello più piccolo e leggero trasportandolo più a valle.

53 la pianura alluvionale
Questi apparati si sovrapporranno nell'area pedemontana andando in coalescenza e creando la caratteristica morfologia di pianura alluvionale pedemontana. È questo il caso, in Italia, dell'alta pianura Padana, in Lombardia, dove sono ancora visibili le forme a ventaglio delle conoidi.

54 la pianura alluvionale
Più a valle la pianura diviene ancora più pianeggiante e spesso sono riconoscibili "dossi" allungati e in rilievo (antichi argini del fiume) e zone depresse formate da sedimenti fini, dove le acque tracimate dagli argini durante le piene hanno decantato.

55 la pianura alluvionale
La genesi delle pianure alluvionali è legata alle "tracimazioni di piena". Quando queste si verificano le acque escono dal letto ordinario, passando spesso attraverso "canali di rotta", e si espandono ai lati del letto; qui perdono subito velocità depositando così materiale: i detriti più grossolani e pesanti si fermano ai bordi del letto o vanno a formare "ventagli" (conoidi) di "esondazione" all'uscita dai canali, mentre i detriti più fini arrivano con l'acqua in sospensione anche a discrete distanze ed in aree pianeggianti o depresse decantano.

56 la pianura alluvionale
Il bacino di "esondazione" è l'area interessata dalle acque di tracimazione durante le piene e successivamente oggetto di deposizione (sviluppo orizzontale della pianura); inoltre la deposizione della pianura può avere un'evoluzione verticale per il sovrapporsi di cicli successivi di riempimento dei "bacini di esondazione". Il fondo del letto fluviale, può, nel tempo, divenire sopraelevato, per il progressivo deposito di detriti alluvionali, rispetto alla pianura, e portare ad uno scorrimento "pensile" delle acque fluviali

57 la pianura alluvionale
Questa condizione può essere conseguenza anche di argini artificiali costruiti dall'uomo parallelamente all'innalzamento del fondo dell'alveo per porsi al riparo dalle "esondazioni". Con il termine di "pianure sovralluvionate" si intendono quelle pianure riempite da sedimenti alluvionali conseguenti a deposizione di corsi d'acqua che hanno determinato il ricoprimento e seppellimento di morfologie preesistenti.

58 la pianura alluvionale
Vicino alle foci l'attività fluviale e quella litorale possono interagire e dare luogo alla formazione di "pianure deltizie" in cui deposizione marina e fluviale coesistono per formare strutture complesse che possono racchiudere lagune, paludi o stagni costieri.

59 la pianura alluvionale

60 la pianura alluvionale
Si può concludere che il bilancio di una piena è una sedimentazione (ed un eventuale erosione delle sponde) mentre il bilancio di una magra è un'erosione del materiale deposto con la piena.

61 L'importanza per l'uomo delle forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
Conoidi e pianure alluvionali sono luoghi che l'uomo ha sempre privilegiato per l'insediamento, le conoidi, in particolare, perché elevandosi rispetto al fondovalle permettevano di evitare paludi ed inondazioni; inoltre abbondando di acqua superficiale e di falda ben si prestavano all'utilizzo agricolo

62 L'importanza per l'uomo delle forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
In Italia i grandi centri abitati delle valli alpine sono ubicati su conoidi; ne sono esempi cittadine valtellinesi (Alpi Lombarde) come Sondrio e Bormio, edificate anticamente su conoidi deposti da corsi d'acqua di valli secondarie allo sbocco nella valle principale.

63 Le forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
E' chiaro che queste zone non sono totalmente stabili e sicure poiché il corso d'acqua, nella sua continua evoluzione, può migrare di posizione ed inondare porzioni di conoide danneggiando gli abitati e le infrastrutture eventualmente presenti. Le aree morfogeneticamente più attive (ai lati del corso d'acqua) andrebbero evitate o protette, ma nel caso di aumenti straordinari della portata, legati magari a eventi meteorologici eccezionali, le zone a rischio di inondazione sono molto più vaste

64 Le forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
Le acque si possono espandere nell'intera "piana alluvionale", la fascia pianeggiante ai lati dell'alveo che per la vicinanza all'acqua e la sua fertilità nel tempo è divenuta centro di attività umane agricole ed industriali. Quest'area è esposta all'azione dell'acqua di "esondazione" e del materiale da essa preso eventualmente in carico che qui sedimenta

65 Le forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
Alcune piene sono prevedibili con facilità, poiché conseguenti a condizioni climatiche stagionali o comunque regolari; in questi casi è relativamente facile prendere misure precauzionali e preventive per minimizzare i danni e l'impatto sulle attività umane.

66 Le forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
Altre volte le piene sono improvvise, poiché conseguenti a fenomeni climatici eccezionali, e pertanto i loro effetti possono essere devastanti su insediamenti ed attività che si sviluppano nella "piana alluvionale". L'Italia è un paese intensamente segnato dagli effetti disastrosi di piene ed inondazioni che causano spesso pesanti danni a persone e cose.

67 Le forme di sedimentazione fluviale e i loro pericoli
Le inondazioni più gravi della seconda metà del XX secolo sono state sicuramente quelle del Polesine (Rovigo) nel 1951, di Firenze nel 1966, della Valtellina (Alta Lombardia) nel 1987 e del Piemonte (Alessandria e Monferrato) nel 1994

68 La velocità di propagazione di un corso d'acqua; la velocità di aumento della portata; la propagazione di una piena; la prevenzione dei danni

69 Una piena fluviale determinata da intense precipitazioni si propaga con una velocità che è funzione di fattori geomorfologici e meteorologici oltre che funzione delle dimensioni e della geometria del bacino. Più correttamente si parla di propagazione dell'"onda di piena".

70 Essa consiste in un rapido incremento della portata fluviale sino ad un valore limite detto "colmo" ed in un successivo lento decremento. Lungo il percorso dei fiumi più grandi oggi sono dislocate numerose "stazioni idrometriche" che consentono di "monitorare" continuamente la portata fluviale e seguire un'eventuale evoluzione e propagazione dell'"onda di piena".

71 Si è osservato che esiste un "ritardo" tra l'"onda di piena" e l'inizio delle precipitazioni; questo intervallo temporale è pari al "tempo di corrivazione" in precedenza definito e pari ad alcune ore per i bacini più piccoli ed a qualche giorno per quelli di dimensioni maggiori.

72 Idrogramma di piena

73 La prevenzione Le attività di prevenzione nei confronti delle alluvioni sono rivolte soprattutto alla previsione degli eventi di piena di dimensioni maggiori e all'attuazione di misure atte ad arginare e ridurre i danni.

74 La prevenzione 1)Serbatoi 2) casse di espansione 3) briglie ed arigini 4) rimboschimento dei versanti montani 5) analisi statistica degli eventi di piena 6) monitoraggio delle precipitazioni e delle altezze idrometriche 7) applicazione ingegneria naturalistica

75 Rottura di un argine fluviale a Chiavari

76 Rottura di un argine fluviale a Chiavari

77 Rottura di un argine fluviale a Chiavari

78 Rottura di un argine fluviale a Chiavari

79 Genova, Torrente Entella

80 Genova, Torrente Entella

81 Monza, Lambro

82 Monza, Lambro

83 Seveso, esondazione a Milano

84 Seveso, esondazione a Milano

85 Seveso, esondazione a Milano

86 Viale marche, Milano

87 Niguarda, Milano

88 Tombino, Milano

89 Viale Zara, Milano

90 Lago, Como