RICERCA ITALIANA     

Dinamica recente ed attuale di alvei fluviali in Italia centro-settentrionale: tendenze evolutive, cause ed implicazioni applicative

Università degli Studi di Padova

Abstract

La ricerca ha come oggetto le variazioni morfologiche di alvei fluviali in Italia centro settentrionale al fine di ricostruire le tendenze evolutive dei corsi d'acqua, di comprendere le cause di tali variazioni e di analizzare le diverse implicazioni applicative connesse a tali variazioni. Le variazioni morfologiche più recenti degli alvei, indotte soprattutto da fattori antropici, costituiscono un tema di grande interesse sia scientifico che applicativo. La maggior parte dei corsi d'acqua italiani, soprattutto nel corso degli ultimi decenni, ha infatti subito delle consistenti modificazioni morfologiche. Gli alvei fluviali sono stati interessati principalmente da processi di incisione e di restringimento con notevoli ripercussioni da un punto di vista ambientale e socio-economico. Un obiettivo generale del programma è quindi quello di dare, anche in ambito nazionale, un certo impulso ad un tema di ricerca per il quale sussistono numerose potenzialità di sviluppo.
Oggetto della ricerca saranno alcuni fiumi dell'Italia centro-settentrionale ritenuti rappresentativi di quest'area geografica. Saranno considerati fiumi veneto-friulani, affluenti alpini ed appenninici del Po, fiumi appenninici del versante tirrenico aventi dimensioni differenti e interessati, sia attualmente che in passato, da vari interventi antropici. Da un punto di vista temporale la ricerca si focalizzerà sugli ultimi due secoli, ma potrà anche essere estesa a periodi precedenti il XIX secolo quando ciò si renda necessario per una migliore comprensione dell'evoluzione dell'alveo. Per quanto riguarda i metodi, si basa su approcci ormai consolidati in letteratura, e cioè sull'utilizzo di documentazione d'archivio, di cartografia storica, di fotografie aeree, di rilievi topografici e di rilievi geomorfologici sul terreno.
La ricerca si articolerà in tre fasi principali: (1) messa a punto metodologica e raccolta del materiale esistente; (2) acquisizione di nuovi dati (rilievi sul terreno e riprese aeree) ed elaborazione di tutti i dati disponibili; (3) sintesi dei risultati. Sarà condotta da tre unità operative (Università di Padova, Università di Pavia e Università di Firenze) che hanno una consolidata esperienza nell'ambito della dinamica fluviale ma anche varie competenze specifiche che bene si integreranno nell'ambito del progetto. Le unità svolgeranno la ricerca in parte in modo autonomo, sui singoli corsi d'acqua selezionati, in parte, soprattutto durante la prima e l'ultima fase del progetto, in stretta collaborazione fra loro.
I principali risultati attesi da questo progetto sono i seguenti: (a) delle linee guida per la misura dei parametri morfologici e la predisposizione di una scheda per il rilevamento geomorfologico degli alvei; (b) la costituzione di archivio informatizzato in ambiente G.I.S. del materiale (cartografia storica, foto aeree, sezioni topografiche, ecc.) e dei dati utilizzati; (c) la ricostruzione dei trend evolutivi di alcuni parametri morfologici degli alvei (ad esempio larghezza dell'alveo, quota del fondo, indice d'intrecciamento); (d) la messa a punto di un modello concettuale d'evoluzione degli alvei che, partendo da modelli recentemente proposti (Surian e Rinaldi, 2003 e 2004) e sulla base dei casi di studio selezionati, sia in grado di descrivere in modo sempre più accurato la dinamica recente ed in atto nei fiumi italiani; (e) un'analisi dettagliata delle cause che hanno determinato le modificazioni morfologiche osservate; (f) un esame delle varie ricadute applicative della dinamica fluviale in termini di pianificazione, gestione e riqualificazione dei corsi d'acqua. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Nicola SURIAN Università degli Studi di PADOVA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Obiettivo della ricerca è un'analisi della dinamica recente ed in atto negli alvei fluviali in Italia, attraverso una ricostruzione delle variazioni morfologiche degli alvei, l'individuazione delle cause che hanno determinato tali variazioni e un esame delle implicazioni applicative connesse a tali variazioni. Come si può evincere dalla bibliografia internazionale, le variazioni morfologiche degli alvei, indotte nella maggior parte dei casi da interventi antropici, costituiscono un tema di grande interesse sia scientifico che applicativo. Un obiettivo generale del programma è quindi quello di dare, anche in ambito nazionale, un certo impulso ad un tema di ricerca per il quale sussistono numerose potenzialità di sviluppo. Per le sue molteplici implicazioni applicative, anche quindi di tipo socio-economico, si ritiene significativo, sia per la comunità scientifica sia per quanti a vario titolo sono coinvolti nella pianificazione e gestione dei corsi d'acqua, un avanzamento delle conoscenze riguardanti i processi che hanno interessato e che tuttora interessano la maggior parte dei corsi d'acqua italiani. Ciò, anche in prospettiva che esperienze e conoscenze maturate nel campo della geomorfologia fluviale, ed in particolare della dinamica fluviale, possano trovare sempre più larga applicazione.
Nello specifico il programma di ricerca si pone i seguenti obiettivi:

1.Definizione di una metodologia da utilizzare per un'analisi delle variazioni morfologiche degli alvei fluviali. Alla luce degli studi sin ad ora realizzati sui fiumi italiani, è auspicabile definire quali parametri morfologici utilizzare e come questi debbano essere valutati (misurati), in modo tale da rendere omogenei i dati provenienti da differenti casi di studio.
2.Ricostruire le variazioni morfologiche (quota del fondo, larghezza, ecc.) avvenute negli alvei dei corsi d'acqua italiani nel corso degli ultimi due secoli.
3.Analisi e monitoraggio della dinamica recente (ultimi 10-15 anni) ed in atto negli alvei fluviali.
4.In riferimento al punto precedente, messa a punto di una metodologia di rilevamento sul terreno che consenta, in assenza di informazioni derivate da foto aeree o sezioni topografiche, di valutare le tendenze evolutive in atto in un certo corso d'acqua.
5.Creazione di banche dati in ambiente GIS, in modo tale da facilitare un continuo aggiornamento dei dati riguardanti la dinamica morfologica degli alvei.
6.Affinamento e sviluppo degli schemi evolutivi recentemente proposti da Surian e Rinaldi (2003 e 2004), attraverso l'analisi di nuovi casi di studio e l'approfondimento di alcuni casi già studiati in passato, al fine di definire un modello concettuale in grado di spiegare le tendenze evolutive dei fiumi italiani.
7.Confronto del modello sopra definito con altri modelli concettuali esistenti in letteratura, in modo tale da evidenziare analogie e differenze dei processi evolutivi dei fiumi italiani rispetto ad altri corsi d'acqua con caratteristiche morfologiche e climatiche simili.
8.Valutare in che modo le variazioni dei deflussi, ed in particolar modo delle portate formative, possono aver influito sull'evoluzione morfologica degli alvei.
9.Individuazione delle cause, antropiche o naturali, che hanno determinato le variazioni morfologiche degli alvei e dei rapporti temporali di causa-effetto.
10.Migliorare la comprensione delle modalità con cui i sedimenti vengono mobilizzati nei sistemi fluviali presi in esame, sia a scala di bacino idrografico che di singoli tratti delle aste fluviali.
11.Previsione, seppure qualitativa, dell'evoluzione futura degli alvei fluviali; ciò sulla base sia delle tendenze evolutive passate ed in atto, sia di differenti scenari di gestione delle risorse (in particolare dei sedimenti e di uso del suolo) e di cambiamenti climatici.
12.Valutazione delle ricadute applicative della dinamica fluviale recente ed in atto; in particolare i riflessi sulla gestione dei corsi d'acqua (manutenzione degli alvei) e sui possibili interventi di riqualificazione fluviale.
13.Portare un contributo significativo su questi temi di ricerca in ambito nazionale, contributo che potrà comunque avere dei risvolti importanti anche in ambito internazionale. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La dinamica di un corso d'acqua è controllata da fattori naturali, in particolare climatici e geologici, e da fattori antropici. I primi condizionano la dinamica fluviale principalmente su scale temporali di lungo e medio termine (dell'ordine di centinaia-milioni di anni) mentre quelli antropici principalmente sul breve periodo (tempi dell'ordine di decine-centinaia di anni). E' stato ampiamente documentato che su tempi "brevi" (decine o centinaia d'anni) l'uomo può risultare il fattore morfogenetico principale di un sistema fluviale, determinando importanti variazioni nel regime dei deflussi e del trasporto solido e, di conseguenza, nella dinamica degli alvei (Castiglioni e Pellegrini, 2001).

Negli ultimi secoli, ma in particolar modo nel corso della seconda metà del XX secolo, molti sistemi fluviali sono stati fortemente condizionati da vari interventi antropici. Tali interventi hanno interessato sia i bacini idrografici (variazioni di uso del suolo, sistemazioni idraulico-forestali) sia direttamente gli alvei fluviali (dighe, estrazione di sedimenti, opere di canalizzazione). Numerosi studi in letteratura, soprattutto riferiti a contesti geografici dove maggiore è stata la pressione antropica negli ultimi decenni (ad esempio Stati Uniti e vari paesi europei), hanno analizzato la risposta dei corsi d'acqua agli interventi antropici, mettendo in evidenza diversi tipi di variazioni morfologiche, quali incisione, sedimentazione, variazioni di larghezza o di configurazione complessiva dell'alveo (Leopold, 1973; Petts, 1979; Williams e Wolman, 1984; Knighton, 1991; Wyzga, 1993; Kondolf, 1997; Sear e Archer, 1998; Winterbottom, 2000; Liebault e Piegay, 2001). Queste variazioni sono generalmente maggiori di quelle che ci si può attendere dalla naturale evoluzione di un corso d'acqua, sebbene fenomeni naturali catastrofici, quali eventi di piena eccezionali o eruzioni vulcaniche, possono causare rapide e consistenti modificazioni nel sistema fluviale, così come fluttuazioni climatiche di breve periodo (Simon, 1992; Rumsby e Macklin, 1994; Macklin et al., 1998). Alcuni autori hanno inoltre riconosciuto successioni di diversi tipi di variazioni, che si ripropongono sistematicamente nello spazio e nel tempo (Schumm et al., 1984; Simon e Hupp, 1986). Gli schemi evolutivi ricavati sulla base di tali successioni sono indicati con il termine di modelli geomorfologici concettuali di evoluzione (CEMs: Channel Evolution Models).

La maggior parte dei corsi d'acqua italiani, soprattutto nel corso degli ultimi decenni, ha subito delle consistenti modificazioni morfologiche. Gli alvei fluviali sono stati interessati principalmente da processi di incisione e di restringimento: l'incisione dell'alveo è stata frequentemente dell'ordine di 3-4 m (in alcuni casi sono stati osservati abbassamenti del fondo di oltre 10 m) mentre il restringimento è stato frequentemente maggiore del 50 % (in alcuni corsi d'acqua anche dell'85-90 %). Si tratta di modificazioni di notevole entità, come emerge dal confronto tra i fiumi italiani e quelli di altri paesi (Surian e Rinaldi, 2003): ad esempio in vari casi in Italia l'incisione ha raggiunto valori di 10 m (e oltre), mentre raramente questi valori sono stati riscontrati in altri paesi. L'incisione ed il restringimento sono stati accompagnati in vari casi anche da una trasformazione della configurazione dell'alveo, ad esempio da una morfologia a canali intrecciati ad una transizionale ("wandering") o con un singolo canale. Vari interventi antropici, realizzati sia a scala di bacino che direttamente in alveo, sono stati individuati come responsabili di tali modificazioni morfologiche. Variazioni nell'uso del suolo (ad esempio riforestazione), estrazione di sedimenti dagli alvei, dighe e canalizzazioni sono interventi che hanno influito, e che in molti casi tuttora influiscono, sulla stabilità di un corso d'acqua, in quanto alterano il regime dei deflussi, le condizioni al contorno dell'alveo e, soprattutto, l'apporto di sedimenti al corso d'acqua.
Queste variazioni morfologiche degli alvei sono state analizzate in vari lavori a partire dagli anni '70 (ad esempio Pellegrini et al. 1979; Castiglioni e Pellegrini, 1981; Conti et al., 1983; Gentili e Pambianchi, 1987; Becchi e Paris, 1989; Maraga, 1989; Tacconi e Billi, 1990; Coltorti et al., 1991; Canuti et al., 1992; Govi e Turitto, 1993; Dutto e Maraga, 1994; Perego, 1994; Castaldini e Piacente, 1995; Rinaldi, 1995; Rinaldi e Rodolfi, 1995; Capelli et al., 1997; Billi e Rinaldi, 1997; Surian, 1999; Aucelli e Rosskopf, 2000; Marchetti, 2002; Rinaldi, 2003; Surian et al., 2005). Come evidenziato recentemente da Surian e Rinaldi (2003), rimane tuttora la necessità di descrivere in modo più accurato questi processi. In particolare risulta necessaria un'analisi quantitativa più completa del fenomeno che consenta di ricostruire le tendenze evolutive degli alvei fluviali (ad esempio attraverso la ricostruzione dei trend temporali delle variazioni della quota del fondo e della larghezza dell'alveo). Tali ricostruzioni sono infatti fondamentali per la comprensione della dinamica dei singoli corsi d'acqua, ma anche per la messa a punto di un modello concettuale d'evoluzione in grado di spiegare una serie di processi che interessano gran parte dei fiumi italiani (Surian e Rinaldi, 2003 e 2004).

Le variazioni morfologiche degli alvei fluviali finora descritte possono avere ripercussioni molto forti per l'attività umana, soprattutto quando la pianura adiacente al fiume è densamente urbanizzata (caso molto frequente nel territorio italiano). Gli effetti ambientali e socio-economici più comunemente causati dalle variazioni morfologiche sono i seguenti (Bravard et al., 1999): a) danni a manufatti in alveo (ponti, briglie), ad opere di difesa (argini) o a strutture ed infrastrutture poste nelle immediate vicinanze delle sponde; b) effetti sulle acque sotterranee, in particolare sul rapporto fiume-falda; c) danni agli habitat ed ecosistemi acquatici e ripariali con perdita di biodiversità; d) diminuzione nell'apporto di sedimenti nei tratti a valle del sistema fluviale e, di conseguenza, alle coste; e) modificazioni nella propagazione delle onde di piena con possibile aumento del rischio idraulico in alcuni tratti del sistema fluviale. Pertanto la gestione degli alvei fluviali, della fascia di loro pertinenza e, più in generale, dei sistemi fluviali, impone sempre più un approccio geomorfologico basato sulla comprensione e quantificazione dei processi e delle tendenze evolutive passate ed attuali. <<<