“ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED IDROGEOLOGICO

- Corso A –”

Dott. M.C. Mandaglio

Università Mediterranea di Reggio Calabria

FACOLTA’ DI ARCHITETTURA

Rischio idrogeologico

Processi di demolizione del rilievo

EVOLUZIONE TEMPORALE:    I.    iniziale incisione del rilievo da parte di fiumi e torrenti; II.  successiva, progressiva diminuzione del gradiente topograficogradiente topografico;    III. peneplanazione finale.

Processi di demolizione del rilievo

AGENTI D’EROSIONE SUI VERSANTI:     pioggia;     acque di scorrimento superficiale;     acque sotterranee;     vento;     neve e ghiaccio.

ALTRI FATTORI:      gravità;      variazioni termiche;      (eventuali) sollecitazioni sismiche;      vegetazione.

PROCESSI DI ALTERAZIONE

Alterazione (“weathering”) = processo distruttivo dei minerali e delle rocce a seguito dell’esposizione agli agenti atmosferici, per:

I) DISINTEGRAZIONE FISICA;

II) DECOMPOSIZIONE CHIMICA.

prevalente nei climi aridi o nelle regioni artiche e di alta montagna

prevalente nei climi caldo-umidi.

(Processi di alterazione)

I - DISINTEGRAZIONE FISICA

Principali azioni di disintegrazione:- congelamento ed espansione dell’acqua nei giunti o in altre cavità all’interno della massa rocciosa (crioclastismo);- cicli alternati di espansione/contrazione termica (termoclastismo);- accrescimento di cristalli di minerali salini (aloclastismo);- pressioni esercitate dalle radici delle piante nei giunti in roccia (bioclastismo);- azioni di aerazione e miscelamento del suolo ad opera di animali (vermi, insetti, alcuni mammiferi) (bioclastismo).

EFFETTI

Frammentazione e progressiva diminuzione delle dimensioni dei singoli elementi di roccia.

(Processi di alterazione)

II - DECOMPOSIZIONE CHIMICA

Principali reazioni:

- Soluzione: da CO2 (atmosferica, o derivante dal decadimento delle sostanze organiche) e conseguenti processi carsici; da SO3 e altri ossidi, contenuti nelle “piogge acide”;

- Ossidazione e idratazione: su minerali che contengono ferro o in suoli ben aerati, con formazione di ossidi di ferro (ematite, limonite);

- Idrolisi: attacco di minerali silico-alluminati contenuti nelle rocce (ad es. graniti, ecc.), in particolare in climi caldo-umidi, con formazione di minerali argillosi, ioni (K, Na, Ca, Fe, Mg) e dissoluzione della silice.

==>

(Processi di alterazione)

[da Pipkin et al., 2005]

Comprendono:   erosione s.str.;   movimenti di massa (frane).

PROCESSI DI EROSIONE

Forme del terreno dovute a processi di erosione

1 2 3 4 5 6 7 8 9

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Le frecce ind icano direzione ed intensità relativa di movimento del substrato roccioso alterato e dei terreni di copertura per e ffettodei processi m orfodinam ici dom inanti

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Z O N A S O M M ITA L E D I F IL TR A Z IO N E

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Modello ipotetico di versante

Frana per crollo di massi da una parete calcarea

Frana per scorrimento rotazionale al limite di un corpo stradale

[da Bell, 1998, 2001]

Ambiente di medio-alta montagna

Ambiente di media montagna:

versante interessato da fenomeni di erosione lineare, in fase di degradazione verso fenomeni di erosione diffusa (areale).

Ambiente di medio-bassa montagna: testata di un vallone interessato da estesi fenomeni di erosione diffusa.

Valle intramontana: corso d’acqua ad andamento meandriforme, interessato da fenomeni di erosione di sponda e di (temporaneo) deposito di alluvioni grossolane.

Erosione superficiale dovuta alla pioggia

La perdita di suolo (“soil loss” – SL)

dovuta alla pioggia su un versante

dipende da numerosi fattori ed è

rappresentabile con l’espressione (generica)

SL = f(ER, ES)

in cui: ER = erosività della pioggia (capacità di causare erosione);ES = erodibilità del suolo (suscettibilità ad essere eroso).

L’azione erosiva della pioggia si sviluppa secondo le seguenti modalità:

a) distacco e movimento di singole particelle a seguito dell’impattoimpatto da parte delle gocce di pioggia (“drop splash detachment” – “raindrop erosion”)

EROSIONE LOCALIZZATA (“LOCALIZED EROSION”)

b) distacco e trasporto delle particelle da parte delle acque di scorrimento superficialescorrimento superficiale (“surface runoff”), inizialmente come erosione superficiale ad opera di una lama d’acqua (“overland sheet flow erosion”), successivamente come erosione lineare, con formazione dapprima di rigagnoli (“rill flow erosion”), infine confluenti in canali d’erosione (“gully erosion”)

EROSIONE A SCALA DI VERSANTE (“SLOPE SIZE EROSION”)

c) confluenza finale nel corso d’acqua al piede del versante.

Modalità e forme di erosione da pioggia su un versante

Erosione incanalata (rill erosion)

Erosione per fossi (gully erosion)

Erodibilità del suolo (“soil erodibility”) SL = f(ER, ES)

Valutazione di ES dipende da:

♦ FATTORI IDRAULICI (spessore della pellicola d’acqua superficiale – viscosità e densità del fluido carico di sedimenti – rugosità della superficie);

♦ FATTORI GEOTECNICI (granulometria del suolo – coesione e sua variazione con il contenuto d’acqua fino a saturazione);

♦ FATTORI AGRONOMICI (tipo e densità della copertura vegetale, perenne o stagionale).

Conseguenze dell’erosione su un versante:

==> asportazione di materiale, produzione e trasporto di detriti, tendenza alla “regolarizzazione” del versante.

[da Castiglioni, 1975]

Evoluzione di una parete rocciosa in un versante regolarizzato:A) con formazione di una falda detritica al piede;B) con contemporanea asportazione dei detriti da parte delle acque

correnti in superficie.

EffettoEffetto

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Corso d’acqua interessato da fenomeni di deposito di detriti grossolaniCorso d’acqua interessato da fenomeni di deposito di detriti grossolani ..