I fenomeni idraulici nei bacini d’acqua

La risposta dei bacini d’acqua ai fenomeni idraulici dipende dalle seguenti grandezze:

1. tempo di corrivazione (TC): tempo che la particella d’acqua caduta nel punto idraulicamente più lontano impiega ad arrivare alla sezione di chiusura del bacino. Questa è una grandezza caratteristica di ciascun bacino e dipende, ad esempio, dalle proprietà geometriche del bacino (lunghezza, area, pendenza e quota media) e dall’intensità di precipitazione, ed è minore in bacini di ridotte dimensioni e a carattere montano;

2. tempo di risposta (TR): intervallo di tempo trascorso tra l’inizio dell’evento di precipitazione e l’arrivo del colmo di piena alla sezione di chiusura. Esso dipende, ad esempio, dalle dimensioni del bacino, dallo sviluppo del reticolo idrografico e dal regime fluviale;

3. tempo di picco (TP): istante temporale in cui è raggiunta l’altezza di colmo di piena;

4. portata (Q): quantità d’acqua che attraversa una sezione nell’unità di tempo ed è distinta tra massica e volumetrica, la prima espressa in kg/s e l’altra in m³/s. A questa grandezza è legato il coefficiente di deflusso (φd) definito come il rapporto tra la pioggia efficace che scorre in superficie e la pioggia totale caduta sul bacino. In merito alla portata è possibile infine definire tre condizioni in cui può trovarsi il sistema:

• –> magra: scarsità delle acque;

• –> morbida: volumi d’acqua abbondati ma inferiori a quelli di piena;

• –> piena: aumento notevole dei volumi d’acqua, spesso di breve durata.

La valutazione di φ_d non è banale poiché dipende dalle dimensioni del bacino considerato e se questo presenta un’area notevole occorre chiamare in causa anche le caratteristiche del terreno.

Fenomeni idraulici e sedimentazione del terreno

Se si considera un elemento di terreno, di altezza finita Dh, si possono osservare i seguenti processi:

• –> rainfall: evento piovoso che incide sul bacino;

• –> runoff: anche detto ‘ruscellamento’, poiché è l’acqua che scorre in superficie e arriva prima al bacino di drenaggio e contribuisce in modo sostanziale al riempimento degli invasi;

• –> evapotraspirazione: meccanismo di passaggio dell’acqua in atmosfera a partire o dai pori del terreno o dagli specchi d’acqua;

• –> infiltrazione: l’acqua piovana può essere assorbita dal terreno o direttamente o attraverso il fenomeno di ‘percolazione’, ovvero una volta superate le barriere rappresentate dalla vegetazione;

• –> interflow: corrisponde ad uno scorrimento delle acque sub-superficiale;

• –> infiltrazione profonda: si ha quando l’acqua giunge alla falda e non ha più possibilità di uscita.

Questi processi e il loro sviluppo dipendono dalle condizioni in cui si trova il terreno, dalla sua destinazione d’uso e dalla sua stratigrafia; infatti se il terreno è asciutto si ha comunque una perdita iniziale e più è saturo più rifiuta la pioggia. Andando a intaccare il naturale scorrimento delle acque fluviali, quindi costruendo gli alvei artificiali, occorre considerare diversi aspetti durante le fasi di progetto.

Un fiume stabile è in equilibrio dinamico quando i processi di sedimentazione si compensano con quelli di asportazione; quando questi ultimi superano i primi si ha una naturale incisione del canale. I processi di sedimentazione si hanno attraverso o fattori climatici o mediante la creazione d’invasi artificiali, la realizzazione di opere di difesa e l’asportazione di sedimenti dall’alveo per uso antropico.

Gli impatti antropici incidono sulla morfologia dell’alveo con immediati effetti sull’idraulica del corpo d’acqua, variando la profondità e la velocità di corrente. Questo si ripercuote sulla flora e fauna circostante mutandone l’aspetto, quindi, la gestione dei sedimenti è un’azione importante che deve essere gestita e regolamentata a dovere. Gli effetti negativi di una scorretta estrazione degli inerti in alveo possono essere i seguenti:

• provocare danni alle infrastrutture, ad esempio i ponti;

• ridotto ‘ripascimento’ (fenomeno naturale di riporto lungo i fiumi, i laghi e le coste marine di sabbia per l’azione dello scorrere delle acque lungo i fiumi e in mare per l’azione delle onde e delle correnti) provoca una erosione litorale;

• abbassamento della falda implica una riduzione delle risorse idropotabili;

• intrusione del cuneo salino lungo la fascia costiera che implica un deterioramento della falda idrica;

• canalizzazione che comporta sponde più ripide con una diminuzione delle possibilità di esondazione, la piana inondabile diventa un terrazzo fluviale con conseguente mutamento dell’habitat.