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Biologia Ambientale, 24 (1): 331-348, 2010. Atti XVIII congresso S.It.E., Parma 1-3 settembre 2008, sessione speciale “Aggiornamento delle conoscenze sul bacino idrografico Padano”, a cura di P. Viaroli, F. Puma e I. Ferrari. La conoscenza delle forme e dei processi fluviali per la gestione dell’assetto morfologico del fiume Po Andrea Colombo * , Federica Filippi Autorità di bacino del fiume Po, Via Garibaldi 75 - 43100 Parma * Referente per la corrispondenza: [email protected] Riassunto La conoscenza dei processi idromorfodinamici che governano la generazione ed il modellamento delle forme fluviali è attività strategica e prioritaria per una corretta gestione dei corsi d’acqua, in ragione dell’alternarsi di diversi regimi di portata liquida e solida. Ad una gestione dei corsi d’acqua basata su approcci semplificati ed avente come oggetto sistemi fluviali il più possibile definiti nella forma e regolati nei processi è necessario sostituire una gestione finalizzata a garantire l’indispensabile equilibrio fra le esigenze, peraltro non sempre contrastanti, della sicurezza idraulica, dell’utilizzo delle risorse fluviali e del conseguimento del buono stato morfologico ed ecologico degli alvei fluviali. Per conseguire tali obiettivi è necessario in primo luogo studiare i corsi d’acqua ad una scala adeguata, passando da un approccio riduzionistico ad uno maggiormente olistico, in grado di descrivere la complessità del sistema fluviale, rappresentandola puntualmente nella sua evoluzione temporale e traendo da questa la conoscenza degli elementi di sintesi necessari per stimare con sufficiente approssimazione i principali trend evolutivi. L’attività conoscitiva recentemente sviluppata dall’Autorità di bacino nell’am- bito del Programma generale di gestione dei sedimenti del fiume Po risponde a tali esigenze e ha consentito di individuare alla scala dell’intera asta fluviale soluzioni ai numerosi squilibri che, pur essendo già noti da tempo, non sono ancor oggi risolti e, in alcuni casi, si sono addirittura aggravati. PAROLE CHIAVE: morfologia fluviale / bilancio dei sedimenti / gestione dei sedimenti / recupero morfologico / fiume Po / idromorfologia Understanding river morphology and processes for managing the the Po river morphology Understanding hydromorphodynamic processes is essential for a correct management of streams and rivers which are under different regimes of solid and liquid discharges, which in turn are driving both generation and evolution of fluvial shapes. In order to achieve these goals, it is necessary to avoid management options which are based on simplified approaches, aiming at the shape-simplification and process-control of rivers. The correct management should take into account the necessary balance between human demands of hydraulic safety and use of fluvial resources, along with the achievement of good morphological an ecological state. These goal can be achieved only with the support of a robust scientific knowledge of river systems, which is able to capture the complexity of fluvial systems and to represent their temporal evolution. The Po River Basin Authority strongly supported this scientific approach in order to implement The Master Plan for the management of Po river sediments, which allowed to find solutions for the main critical issues at the scale of the entire river basin. Such environmental problems, even if already known since almost two decades, have never been solved and often even worsened. KEY WORDS: fluvial morphology / sediment budget / sediment management / morphological restoration / Po river / hydromorphology INTRODUZIONE Il modellamento dell’alveo dei fiumi a fondo mobile avviene attraverso fenomeni naturali di erosione del letto e delle sponde e di trasporto e deposizione dei sedimenti. Nel pensiero comune tali fenomeni di mo- dellamento, con particolare riguardo alla formazione e alla traslazione delle forme fluviali (sabbioni, ghiaioni), sono interpretati come fonte di potenziale pericolo per la circostante regione fluviale e oggetto, a volte erro- neamente e specialmente in seguito ad eventi di piena, di consistenti interventi di asportazione per la ricalibra- tura della sezione trasversale. La necessità di “tener pulito” l’alveo viene da più parti segnalata come una priorità assoluta, alla quale il disalveo dello stesso viene, di conseguenza, associato senza precise valutazioni sugli effettivi vantaggi o svan- taggi che tale tipologia di intervento può causare sulle

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  • Biologia Ambientale, 24 (1): 331-348, 2010. Atti XVIII congresso S.It.E., Parma 1-3 settembre 2008, sessione speciale Aggiornamentodelle conoscenze sul bacino idrografico Padano, a cura di P. Viaroli, F. Puma e I. Ferrari.

    La conoscenza delle forme e dei processi fluvialiper la gestione dellassetto morfologico del fiume PoAndrea Colombo*, Federica FilippiAutorit di bacino del fiume Po, Via Garibaldi 75 - 43100 Parma

    * Referente per la corrispondenza: [email protected]

    RiassuntoLa conoscenza dei processi idromorfodinamici che governano la generazione ed il modellamento delle forme fluviali attivit strategica eprioritaria per una corretta gestione dei corsi dacqua, in ragione dellalternarsi di diversi regimi di portata liquida e solida. Ad una gestionedei corsi dacqua basata su approcci semplificati ed avente come oggetto sistemi fluviali il pi possibile definiti nella forma e regolati neiprocessi necessario sostituire una gestione finalizzata a garantire lindispensabile equilibrio fra le esigenze, peraltro non semprecontrastanti, della sicurezza idraulica, dellutilizzo delle risorse fluviali e del conseguimento del buono stato morfologico ed ecologico deglialvei fluviali. Per conseguire tali obiettivi necessario in primo luogo studiare i corsi dacqua ad una scala adeguata, passando da unapproccio riduzionistico ad uno maggiormente olistico, in grado di descrivere la complessit del sistema fluviale, rappresentandolapuntualmente nella sua evoluzione temporale e traendo da questa la conoscenza degli elementi di sintesi necessari per stimare consufficiente approssimazione i principali trend evolutivi. Lattivit conoscitiva recentemente sviluppata dallAutorit di bacino nellam-bito del Programma generale di gestione dei sedimenti del fiume Po risponde a tali esigenze e ha consentito di individuare alla scaladellintera asta fluviale soluzioni ai numerosi squilibri che, pur essendo gi noti da tempo, non sono ancor oggi risolti e, in alcuni casi, sisono addirittura aggravati.

    PAROLE CHIAVE: morfologia fluviale / bilancio dei sedimenti / gestione dei sedimenti / recupero morfologico / fiume Po / idromorfologia

    Understanding river morphology and processes for managing the the Po river morphologyUnderstanding hydromorphodynamic processes is essential for a correct management of streams and rivers which are under differentregimes of solid and liquid discharges, which in turn are driving both generation and evolution of fluvial shapes. In order to achieve thesegoals, it is necessary to avoid management options which are based on simplified approaches, aiming at the shape-simplification andprocess-control of rivers. The correct management should take into account the necessary balance between human demands of hydraulicsafety and use of fluvial resources, along with the achievement of good morphological an ecological state. These goal can be achieved onlywith the support of a robust scientific knowledge of river systems, which is able to capture the complexity of fluvial systems and torepresent their temporal evolution. The Po River Basin Authority strongly supported this scientific approach in order to implement TheMaster Plan for the management of Po river sediments, which allowed to find solutions for the main critical issues at the scale of the entireriver basin. Such environmental problems, even if already known since almost two decades, have never been solved and often evenworsened.

    KEY WORDS: fluvial morphology / sediment budget / sediment management / morphological restoration / Po river / hydromorphology

    INTRODUZIONEIl modellamento dellalveo dei fiumi a fondo mobile

    avviene attraverso fenomeni naturali di erosione delletto e delle sponde e di trasporto e deposizione deisedimenti. Nel pensiero comune tali fenomeni di mo-dellamento, con particolare riguardo alla formazione ealla traslazione delle forme fluviali (sabbioni, ghiaioni),sono interpretati come fonte di potenziale pericolo perla circostante regione fluviale e oggetto, a volte erro-

    neamente e specialmente in seguito ad eventi di piena,di consistenti interventi di asportazione per la ricalibra-tura della sezione trasversale.

    La necessit di tener pulito lalveo viene da piparti segnalata come una priorit assoluta, alla quale ildisalveo dello stesso viene, di conseguenza, associatosenza precise valutazioni sugli effettivi vantaggi o svan-taggi che tale tipologia di intervento pu causare sulle

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    Lavori originali

    dinamiche fluviali in atto e senza una valutazione deivolumi di materiale da asportare in rapporto alle poten-zialit medie annue di trasporto solido. Tali richiestenon tengono conto che lasta del fiume Po, come dellamaggior parte dei suoi affluenti, ha subito nel corso delXX secolo notevoli trasformazioni in conseguenzaprincipalmente della forte pressione antropica che si manifestata a partire dagli anni 50, in particolare conestrazione di inerti dallalveo, costruzione di opere dicanalizzazione, urbanizzazione di molte aree di perti-nenza fluviale (RINALDI e SURIAN, 2005; RINALDI et al.in questo volume).

    Tali modificazioni e, nello specifico, il forte feno-meno di approfondimento delle quote di fondo dellal-veo, hanno influenzato e influenzano tuttora negativa-mente la sicurezza idraulica delle arginature maestreposte in froldo allalveo inciso, la qualit dellambientefluviale, lequilibrio dei processi di trasporto solido e ditrasferimento alla costa dei sedimenti fluviali e la possi-bilit di utilizzo della risorsa idrica. Di conseguenza,anche alla luce delle novit introdotte dalla Direttiva2000/60/CE, in materia di tutela e gestione delle risorseidriche, e della Direttiva 2007/60/CE, in materia digestione del rischio idraulico, obiettivo prioritariodellazione dellAutorit di bacino del fiume Po pro-grammare una corretta gestione dellalveo fluviale alfine di indirizzare levoluzione naturale ed indotta delcorso dacqua verso configurazioni morfologiche dimaggiore equilibrio dinamico e di maggior valore eco-logico, compatibilmente con le esigenze di sicurezzaidraulica e con gli usi sostenibili delle risorse fluviali.

    ormai evidente che la gestione dei corsi dacquanon pu pi essere affidata solamente alla realizzazionedi opere, siano esse argini o difese spondali, ma deveessere compresa in un pi ampio disegno strategicoche consenta di recuperare la massima funzionalitcomplessiva del corso dacqua tutelando e riattivando,dove ancora possibile, i processi morfologici naturalidellalveo fluviale.

    Sulla base di tali principi e nellambito dellattivit diattuazione del PAI (Piano stralcio per lAssetto Idroge-ologico), lAutorit di Bacino del fiume Po ha emanatola Direttiva tecnica per la programmazione degli in-terventi di gestione dei sedimenti degli alvei dei corsidacqua (Deliberazione n. 9/2006) (di seguito nomi-nata come Direttiva) ed ha adottato, quale prima attua-zione di tale Direttiva il Programma generale di gestio-ne dei sedimenti del fiume Po, nei seguenti tre stralcifunzionali: Stralcio da confluenza Stura di Lanzo a confluenza

    Tanaro (Deliberazione n. 3/2008); Stralcio da confluenza Tanaro a confluenza Arda

    (Deliberazione n. 20/2006); Stralcio da confluenza Arda allincile del Po di Goro

    (Deliberazione n. 1/2008).Il Programma generale di gestione dei sedimenti ,

    secondo la Direttiva, lo strumento conoscitivo, ge-stionale e di programmazione degli interventi medianteil quale disciplinare le attivit di manutenzione e siste-mazione degli alvei comportanti movimentazione edeventualmente asportazione di materiale litoide, non-ch le attivit di monitoraggio morfologico e del tra-sporto solido degli alvei. Gli elaborati dei tre stralci delProgramma generale sono consultabili nel sito del-lAutorit di bacino del fiume Po (www.adbpo.it); icontenuti dello Stralcio da confluenza Tanaro a con-fluenza Arda sono inoltre descritti da PAOLETTI et al.(2007).

    RIFERIMENTI METODOLOGICI GENERALIIl Programma generale di gestione dei sedimenti del

    fiume Po si fonda su una dettagliata, estesa ed aggior-nata attivit conoscitiva delle forme e dei processifluviali, di cui il presente articolo rappresenta unasintesi delle metodologie, dei principali risultati e deipossibili sviluppi futuri relativamente (i) alla valutazio-ne del trasporto solido, attraverso lutilizzo di un ap-proccio geomorfologico e sedimentologico e (ii) alladefinizione delle fasce di mobilit morfologica del fiu-me Po.

    Valutazione del trasporto solido con unapproccio morfologico e sedimentologico

    Lapproccio metodologico utilizzato per la valuta-zione dei processi di funzionamento del sistema fluvia-le consiste nella stima delle variazioni planimetriche evolumetriche dellalveo (sia delle forme fluviali emerseche dellalveo di magra) intercorse nellarco degli ulti-mi venti anni, in analogia alle pi recenti metodologiedescritte da RINALDI (2006) e sperimentate nella gestio-ne dei sedimenti del Lower Fraser River (CHURCH etal., 2001).

    Tale quantificazione volumetrica, insieme alla cono-scenza degli apporti dei diversi affluenti e delle estra-zioni concesse, consente di stimare, applicando lequa-zione di continuit dei sedimenti lungo lasta fluviale, ilbilancio del trasporto solido ed in particolare i principa-li meccanismi di erosione e deposizione dei sedimenti.

    La metodologia utilizzata, oltre a fornire localmenteinformazioni di elevato dettaglio sulle modificazioniintercorse nel tempo alle diverse forme fluviali, con-sente una valutazione delle principali criticit presentinel trasferimento dei sedimenti lungo lasta fluviale.

    Si ritiene che tale approccio possa fornire una rap-presentazione dellevoluzione morfologica del corsodacqua maggiormente attendibile rispetto al solo uti-lizzo di modellazioni matematiche che, in contesti com-plessi come quello del fiume Po, non riescono a consi-

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 333

    Lavori originali

    derare i numerosi parametri che influenzano la dinami-ca fluviale.

    Inoltre i risultati di tale metodologia forniscono unquadro di riferimento indispensabile per modellazionibidimensionali a fondo mobile che, a scala locale,possono dare informazioni quantitative anche in rela-zione alla possibile evoluzione dei processi in atto.

    Sono state infine condotte alcune analisi sedimento-logiche allo scopo di interpretare meglio alcuni feno-meni legati, in particolare, a:1. modalit di trasporto e deposito dei diversi materiali

    presenti nel Po, in particolar modo tra il sistema acanali intrecciati (braided) di monte e il tratto di vallemonocursale;

    2. caratterizzazione della composizione di barre preva-lentemente sabbiose, presenti nei tratti situati a valledel sistema braided, nelle quali si riscontra la presen-za di un substrato ghiaioso;

    3. caratterizzazione e quantificazione dei sedimenti finipresenti nelle forme fluviali, che generalmente ven-gono trasportati in sospensione, ma che verosimil-mente vengono depositati in particolari condizioniidrauliche (fase calante di una piena).

    Le fasce di mobilit morfologicaNellambito delle attivit di Studio propedeutico al

    Programma generale di gestione dei sedimenti sonostate delimitate le fasce di mobilit morfologica delfiume Po, utilizzando le metodologie messe a punto

    negli Stati Uniti da RAPP e ABBE (2003) ed in Francia daMALAVOI et al. (1998).

    In particolare sono state individuate le seguenti fa-sce di mobilit: lo spazio di divagazione storico, costituto dallinvi-

    luppo degli alvei storici occupati dal fiume Po nelcorso degli ultimi cento anni a partire dal primoimpianto IGM di fine 800 (Fig. 1);

    la fascia di potenziale divagazione a medio lungotermine, chiamata fascia di tutela morfologicoambientale, tracciata a partire dalla fascia di divaga-zione storica, ed escludendo da questa le aree sogget-te a usi del suolo in atto non compatibili con ladinamica morfologica, ancorch attivabile nel lungotermine, e le aree non pi connesse alla dinamicafluviale per caratteristiche topografiche;

    la fascia di mobilit a breve termine, chiamata fasciadi mobilit di progetto, tracciata come inviluppodelle seguenti porzioni di regione fluviale contigueallalveo ordinario: aree potenzialmente interessatenel breve e medio termine da processi di erosionespondale da non contrastare per non alterare ilbilancio del trasporto solido; aree riattivabili in segui-to alla dismissione di opere di difesa spondale inter-ferenti; aree riattivabili in seguito alladeguamentodelle quote dei pennelli di navigazione; aree compren-denti i rami e i canali laterali da rifunzionalizzare.La fascia di mobilit di progetto corrisponde alla

    porzione di regione fluviale che il Programma generale

    Fig. 1. Cartografia delle variazioni planimetriche dellalveo del fiume Po (AUTORIT DI BACINO DEL FIUME PO, 2008).

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po334

    Lavori originali

    di gestione dei sedimenti destina alla riattivazione diprocessi fluviali naturali a breve termine.

    Nei capitoli successivi sono descritti i materiali uti-lizzati, le metodologie operative e i principali risultaticonseguiti.

    NUOVE CONOSCENZE: MATERIALI, METODO-LOGIE OPERATIVE E PRINCIPALI RISULTATI

    Per definire metodologie e strategie di gestione deicorsi dacqua pi sostenibili necessario comprenderele trasformazioni in atto e prevederne la possibile evo-luzione nello spazio e nel tempo, non solo in modoqualitativo e descrittivo, ma, per quanto possibile, inmodo quantitativo.

    Sullasta principale del fiume Po, per la quale sonodisponibili serie di dati storiche, oltre a recenti rilieviplano-altimetrici di elevata precisione e dettaglio (DTMda rilievo LIDAR), lanalisi stata particolarmentedettagliata ed ha riguardato i seguenti aspetti: forme fluviali attuali e storiche dellalveo fluviale; caratteristiche dei sedimenti associati con tali

    forme morfologiche: granulometria e litologia deisedimenti delle barre e delle sponde;

    processi di funzionamento del sistema fluvialecon particolare riguardo a quelli di produzione, flussoe immagazzinamento dei sedimenti lungo lasta.Le principali forme presenti nellalveo del Po sono le

    barre, le isole, le sponde che delimitano lalveo dimagra ed i diversi rami laterali (Fig. 2). Com noto lamorfologia di un corso dacqua a fondo mobile estremamente variabile nel tempo e le forme fluvialisono modellate in funzione di parametri quali il regimedelle portate liquide e solide (variabili guida) e di para-metri che caratterizzano le condizioni fisiche allinter-

    no delle quali scorre il fiume (condizioni al contorno)identificabili in particolare nella granulometria dei sedi-menti, nelle caratteristiche della vegetazione riparialeoltre che nei diversi condizionamenti imposti dalluo-mo (opere di difesa, infrastrutture).

    Forme fluvialiLestrema variabilit delle forme del fiume Po

    stata analizzata a partire sia da descrittori di tipo topo-grafico, quali le serie multitemporali di sezioni trasver-sale della regione fluviale o il profilo longitudinale delfondo, che da descrittori morfologici, quali la formaplanimetrica, rappresentati in carte geomorfologiche didettaglio ottenute attraverso analisi fotointerpretativa.

    Fig. 2. Le forme dellalveo del Po a confluenza Ticino (vistaverso monte).

    Sponda

    difesa

    Sponda in erosione

    Barra

    Alveo di magra

    Barralongitudinale

    Isola

    laterale

    Fig. 3. Sezione topografica del fiume Po come rappresentata negli atti della Commissione Brioschi, 1873.

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    Lavori originali

    Dati topografici storici e recentiIl fiume Po stato oggetto, nel tempo, di rilevi

    sistematici di sezioni dalveo, a partire dal 1873 dallaallora Commissione tecnico-scientifica istituita conR. Decreto 16 febbraio 1873 per suggerire i provvedi-menti di cui abbisogna il fiume, detta CommissioneBrioschi (Fig. 3).

    A partire dal 1954, fino al 2005, le sezioni storichesono state oggetto di rilevazioni periodiche, con ca-denza media decennale, realizzate prima dallex Magi-strato per il Po e oggi da AIPO. Le rilevazioni sono inparte relative allintera sezione dellalveo, tra i dueargini maestri (in particolare per le Sezioni Brioschi), ein parte limitate alla sola porzione incisa dellalveostesso e costituiscono parte della rete ufficiale di moni-toraggio topografico del fiume Po (anni 1954, 1968/69, 1979, 1984, 1991, 1999 e 2004/2005). La Fig. 4

    rappresenta il profilo di fondo medio dellalveo delfiume Po risultante dal rilievo topografico di terra pirecente (AIPO, 2004/2005).

    Negli ultimi anni lAutorit di Bacino del fiume Po hasperimentato lutilizzo di moderni strumenti di model-lazione tridimensionale del territorio, realizzati con tec-nologia LIDAR quale tecnica primaria di acquisizionedel dato tridimensionale del terreno (FILIPPI et al.,2004). I lavori sono stati finalizzati alla determinazionedellassetto plano-altimetrico del territorio di pertinen-za fluviale del fiume Po definito da grigliati DTM amaglia pari a 2 m, rappresentazione geometrica delterreno, e dallinsieme delle breakline, il tutto acquisitocon precisioni in quota pari a 30 cm (Fig. 5).

    Le operazioni di rilievo della regione fluviale delfiume Po sono state eseguite in due anni. Nel 2004 si proceduto al rilievo del terreno compreso nella fasciaC del Po nel tratto che va da confluenza Pellice aconfluenza Ticino (superficie = 736 km2, lunghezzaasta = 234 km). Nel 2005 stato rilevato il terrenoricadente in fascia B del fiume Po, nel tratto che va daconfluenza Ticino al Comune di Ariano nel Polesine(superficie = 550 km2, lunghezza asta = 200 km). Sutale tratto il rilievo LIDAR stato integrato con lebatimetrie dellalveo sommerso, attraverso lausilio ditecnologie multibeam.

    Serie delle carte storiche edei voli aereo-fotogrammetrici

    Il patrimonio cartografico storico relativo al fiumePo costituito da numerosi documenti di interesse siastorico documentale che tecnico, custoditi in fondipubblici, come gli Archivi di Stato o il Fondo AIPO diBoretto, o presso archivi privati, molti dei quali ancorada recuperare e rendere accessibili per la consultazionetecnica.

    Sono comunque complete e accessibili presso gliarchivi dellAutorit di bacino copie numeriche delleserie cartografiche storiche che rappresentano lastafluviale di Po, come ad esempio gli Atlanti prodottidalla Commissione Brioschi a scala 1:50.000 (Fig. 6),le cartografie della prima levata IGMI a scala 1:25.000,le restituzioni aereo-fotogrammetriche alla scala1:10.000 e 1:50.000 prodotte dallex Magistrato per ilPo a corredo dei rilievi delle sezioni in alveo e golena edei profili arginali (anni 1954, 1966, 1979, 1988 e1995) oltre alle Cartografie Tecniche Regionali a scala1:10.000, prodotte allincirca negli anni 80 del secoloscorso. LAutorit di Bacino sta inoltre realizzando unanuova versione della cartografia a scala 1:10.000, coe-rente con i rilievi topografici di terra e LIDAR condottinegli anni 2004-2005 e con i rilievi aereo-fotogramme-trici e le orto-foto-carte a scala 1:2.000 realizzati con-testualmente.

    Fig. 5. DTM del fiume Po da rilievo LIDAR, rappresentazionedelle classi di quote per scale di colore, a valle della confluenzadel fiume Sesia nel Po.

    Fig. 4. Profilo di fondo medio dellalveo del fiume Po, dal rilievo2005.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po336

    Lavori originali

    Sono di particolare interesse infine i voli aereo-fotogrammetrici, realizzati a scale e per scopi diversi;anche in questo caso il patrimonio documentale risultamolto vasto, ancorch frammentato. Sono comunquedisponibili per la consultazione presso la sede dellAu-torit di bacino e di AIPO numerosi voli a copertura dibacino (GAI del 1954, Volo Italia 1994), voli a coper-tura di asta fluviale (voli Po 1975, 1992, 1995, 2004-2005) o realizzati per documentare particolari condi-zioni idrologiche del fiume (Po 2002 magra e Po 2000piena).

    Cartografia delle caratteristiche geomorfologichedellalveo e delle aree inondabili del fiume Po

    La cartografia, realizzata dallo Studio Geomap diFirenze per conto dellAutorit di bacino, descrive eaggiorna (rispetto ad una precedente versione realizza-ta sempre dallo Studio Geomap per NIER/CER nel1982) le modificazioni morfologiche intervenute nel-lalveo del Po e valuta alcuni aspetti relativi alle dinami-che in atto nella regione fluviale quali, in particolare: le eventuali interazioni tra alvei fluviali abbandonati e

    lattuale sistema difensivo (dalle piene e dalle divaga-zioni planimetriche del corso dacqua);

    le caratteristiche dei predetti alvei in funzione dellacapacit di riconnettersi allambiente fluviale e/o diessere sede di deflusso durante le piene, valutatemediante parametri morfologici e topografici ove

    possibile; lintensit dei fenomeni erosivi che hanno interessato

    le sponde; le altezze delle scarpate dei terrazzi fluviali, in modo

    da evidenziare quelli che possono fisicamente limita-re lespansione di eventuali acque di esondazione.Lambito di analisi la fascia C del Po, dalla con-

    fluenza del torrente Stura di Lanzo a Pontelagoscuro.Nel lavoro sono state rilevate le forme morfologiche

    presenti nellarea di studio, sia naturali che dorigineantropica, alcune delle quali, seppur poco significativenel breve periodo, sono utili per una migliore e picompleta caratterizzazione dellalveo e dellambientefluviale.

    Le informazioni e le conseguenti valutazioni sonostate ricostruite a partire dallanalisi delle foto storichee recenti. Lattivit consistita in prima istanza nel-lanalisi foto-interpretativa della documentazione di-sponibile.

    Il periodo preso in considerazione dallanalisi mor-fologica compreso tra il 1979 e il 2002 poich lemodificazioni morfologiche verificatesi tra il 1954 e il1979 sono state documentate nella precedente carto-grafia NIER/CER (Fig. 7). stato inoltre possibilericostruire lo stato del corso dacqua nel 2002, analiz-zando un volo effettuato nei primi mesi di quellanno,mentre il Po si trovava in una situazione di magraparticolarmente intensa.

    Fig. 6. Stralcio della Cartografia della Commissione tecnico-scientifica istituita con R Decreto 16 febbraio 1873 per suggerire iprovvedimenti di cui abbisogna il fiume, a scala 1:50.000.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 337

    Lavori originali

    Le informazioni e le conseguenti valutazioni sonostate inserite in formato numerico in una banca datipredisposta per il progetto. Gran parte delle informa-zioni ottenute stata originariamente rappresentata inuna cartografia tematica in scala 1:10.000 per la por-zione di territorio situata allinterno degli argini mae-stri, e in una serie di sezioni in scala 1:25.000 per quellaesterna (Fig. 8).

    Caratteristiche dei sedimentiLa difficolt di simulare la complessa dinamica geo-

    morfologica e sedimentologica del fiume Po mediantemodelli concettuali e matematici a fondo mobile hareso necessario ricorrere a metodi supportati da valu-tazioni sedimentologiche. Queste hanno consentito diinterpretare levoluzione litologica e granuolometricadei sedimenti lungo la progressiva, funzione dei mec-canismi che regolano la produzione, il trasporto e lasedimentazione degli stessi.

    Si proceduto quindi allo studio della costituzionelitologica dei sedimenti (mineralogica e litologica deigranuli sabbiosi monomineralici e polimineralici, litolo-gica dei ciottoli ghiaiosi) e granulometrica (curva cu-mulativa e relativi parametri statistico-sedimentologici,competenza e capacit di trasporto).

    Il numero di campioni prelevati (291 lungo i 490 kmdi asta) e la loro distribuzione spaziale sono stati deter-minati tenendo conto delle dinamiche attive dellalveodel fiume Po, del relativo assetto geomorfologico edella presenza di potenziali fonti di apporti solidisignificativi (affluenti, tratti di sponda in erosione,

    presenza di sedimenti in alveo o sulle barre a tessituradiversificata). Allo scopo di ottenere informazioni sullatipologia dei sedimenti trasportati dai principali affluen-ti appenninici sono stati eseguiti specifici campiona-menti anche nel loro alveo (v. Taro, Parma, Enza).

    Il campionamento stato eseguito lungo stendimen-ti e/o aree campione (85 sul fiume Po e 6 sugli affluen-ti), riferite alle sezioni topografiche della rete ufficialedi monitoraggio topografico del fiume Po.

    Il campionamento stato eseguito in modo da ren-dere ogni litotipo confrontabile, dal punto di vistavolumetrico, con gli altri dello stesso litotipo.

    stata adottata una procedura che consentisse diprelevare campioni il pi rappresentativi possibile, uti-

    Fig. 7. Cartografia della indagine fotointerpretativa dellalveo del Fiume Po dalla confluenza del Tanaro a Pontelagoscuro (NIER/CER, 1982).

    Fig. 8. Stralcio della Cartografia delle caratteristiche geo-morfologiche dellalveo e delle aree inondabili del fiume Po (AU-TORIT DI BACINO DEL FIUME PO, 2008).

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po338

    Lavori originali

    lizzando diverse metodologie in funzione della granulo-metria prevalente. Per i campioni prevalentemente ghia-iosi la metodologia di campionamento stata definita inmodo da poter valutare e quantificare leventuale co-razzamento superficiale.

    Le analisi condotte hanno permesso di caratterizza-re landamento dei diametri caratteristici delle barre edellalveo (D5, D16, D50 e D84) lungo la progressiva(Fig. 9).

    Tali andamenti mettono in evidenza, tra laltro, unaforte discontinuit tessiturale esistente tra i tratti amonte e a valle del Fiume Ticino. La suddetta disconti-nuit non necessariamente sinonimo di disconti-nuit sedimentologica. Infatti, lanalisi volumetrica delleforme fluviali ed il relativo bilancio di trasporto solidohanno evidenziato un regolare trasferimento di mate-riale dal sistema braided verso i tratti di valle. Ci sispiega ammettendo che la reiterata movimentazionedelle ghiaie, allinterno del sistema braided, produca,attraverso gli urti tra i ciottoli, materiali di dimensionicompatibili con la competenza e la capacit di traspor-to dei tratti di valle.

    Secondo tale meccanismo, i tratti A e B contribui-rebbero sensibilmente alla produzione di sabbie e ghia-ietto che andrebbero ad alimentare il trasporto solidonei tratti di valle. Tale ipotesi ha trovato confermesignificative nei risultati delle analisi litologiche dei sedi-menti, i quali hanno evidenziato una stretta parentelatra la composizione dei frammenti litici sabbiosi, delquarzo monominerale (oltre che di alcuni minerali fon-damentali delle rocce ignee e metamorfiche) e quella deiciottoli presenti, in particolare, nei primi due tratti.

    Altro elemento significativo la convergenza, versovalle, dei diametri caratteristici. Considerando solo iltratto terminale I, fra Pontelagoscuro e il Po di Goro,la differenza tra il D84 e il D5 si riduce mediamente a0,2 mm.

    Il trend composizionale dei sedimenti lungo la pro-gressiva, in relazione alla dinamica di produzione, tra-sporto e deposito dei sedimenti, stato descritto sullabase delle caratteristiche dei costituenti presenti inciascun tratto che sono: ciottoli e relativa matricesabbiosa e sabbie di deposito. Gli elementi costitutividelle sabbie, utili per la comprensione dei rapportiesistenti tra sabbie e ghiaie, sono frammenti litici (tota-li, metamorfici, sedimentari), quarzo totale e monomi-nerale. Infatti, tale trend tessiturale ha evidenziato lapresenza di importanti discontinuit lungo la progressi-va. Il trasferimento del materiale in tratti contiguipresuppone la riduzione della dimensione dei ciottoli,fino a ottenere materiali compatibili con le condizioniidrauliche del mezzo di trasporto nel tratto di valle.Tale ipotesi presuppone che debbano sussistere univo-che affinit composizionali tra ciottoli, frammenti litici,quarzo litico e polimineralico. Infatti, il quarzo rappre-senta il minerale fondamentale delle rocce ignee emetamorfiche (ad affinit prevalentemente alpina) ecostituisce lelemento pi stabile, poich pi resistentesia ai fenomeni di usura meccanica che di alterazionechimica.

    Immaginando, ad esempio, la sequenza evolutiva diun ciottolo a costituzione cristallina o ignea, dovutaagli urti reiterati, che si possono manifestare durante ilsuo trasporto e la sua mobilizzazione allinterno del

    Fig. 9. Diametri caratteristici delle barre.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 339

    Lavori originali

    sistema braided, si pu ipotizzare che il ciottolo perdaprogressivamente i costituenti minerali pi deboli (mi-che, feldspati, femici), ereditando una composizionesempre pi quarzitica. I frammenti litici nelle sabbiedovrebbero avere delle affinit composizionali con leghiaie da cui sono stati prodotti. La quarzite dovrebbeinoltre rappresentare un termine evoluto degli originariciottoli magmatici e soprattutto metamorfici.

    La riduzione progressiva del volume del ciottoloquarzitico produrrebbe granuli di sabbia quarzosi, poli-e monomineralici. Verso il delta, i granuli quarzosimonomineralici dovrebbero presentare un trend positi-vo (crescente).

    Il trend evolutivo-composizionale sopra delineato haavuto conferme molto significative dai risultati delleanalisi composizionali. Il trend composizionale dei se-dimenti lungo la progressiva pu essere esaminato, inmodo sintetico, attraverso lanalisi delle variazioni com-posizionali dei ciottoli e mediante lanalisi della frazionesabbiosa presente sia come deposito che come matrice(di depositi sabbioso-ghiaiosi). In particolare, ai finidella comprensione dei meccanismi di trasporto, infunzione del diverso regime idraulico lungo la progres-siva, appare estremamente significativo seguire levo-luzione quali-quantitativa dei frammenti litici (sia meta-morfici, di origine alpina, che sedimentari, di origineappenninica), presenti nel campo dimensionale dellesabbie e confrontarli con il trend composizionale deiciottoli. Il confronto tra il trend dei frammenti litici conquello dei ciottoli evidenzia e conferma le considera-zioni di seguito riportate. Gli apporti sabbiosi a valle del sistema braided

    derivano in buona parte dalla disgregazione di ciottolidi dimensioni tali da non poter essere trasportati avalle, se non dopo avere raggiunto dimensioni com-patibili con il regime idraulico planiziale (tipico deitratti a valle del sistema braided).

    La riduzione dimensionale dei ciottoli sarebbe, quin-di, una delle fonti principali di alimentazione digranuli sabbiosi, sia litici che monominerali. Ladiminuzione dei frammenti litici metamorfici damonte verso valle appare pertanto dovuta sia allaprogressiva disaggregazione dei componenti mo-nominerali (a scapito della concentrazione di fram-menti litici), sia allincremento relativo della frazio-ne litica di natura sedimentaria ad opera dei princi-pali affluenti appenninici (sostanzialmente Tidone,Trebbia, Taro e Parma).

    La percentuale di litici metamorfici, presenti allaprogressiva di Pontelagoscuro, tuttavia ancorarelativamente elevata (40% - 45%) e confrontabilecon la percentuale di litici sedimentari, di pertinenzaappenninica. Tale circostanza peraltro in ottimacorrelazione con il trend di variazione delle rocce

    metamorfiche e magmatiche lungo la progressiva.Considerato che a valle della confluenza del Tanarogli apporti ghiaiosi alpini ad opera degli affluenti sonodel tutto trascurabili, tale dato conferma un sostan-ziale e costante apporto di litici e granuli monomine-rali direttamente dal sistema braided, in cui tendonoa stazionare i depositi ghiaiosi provenienti dal trattoiniziale (ad affinit alpina). Inoltre, considerato che lacomposizione delle sponde mostra una affinit pre-valentemente alpina, anche i fenomeni di erosionespondale concorrono nel produrre litici e costituentimonominerali di tipo sialico.Quanto sopra descritto trova conferma anche nelle

    variazioni lungo la progressiva del quarzo sabbiosototale, dato dalla somma dei granuli quarzosi litici emonomineralici. Infatti, considerato che gli apportiappenninici sono rappresentati sostanzialmente da roc-ce sedimentarie, sia nei termini ghiaiosi che sabbiosi(come confermato dai campionamenti eseguiti sullebarre di confluenza e a monte delle confluenze, neglialvei torrentizi), larricchimento relativo della frazionequarzosa non pu che essere dovuto alla progressivadisgregazione dei litici metamorfici e ignei di prove-nienza alpina.

    Le analisi granulometriche hanno consentito infinedi definire il limite dimensionale tra il materiale chesubisce trasporto sul fondo (per fenomeni trattivi eper saltazione) e quello che subisce trasporto in so-spensione. La conoscenza di tale limite di fonda-mentale importanza poich i risultati delle osservazio-ni sperimentali suggeriscono che i depositi che com-pongono le forme fluviali sono costituiti anche damateriali fini che verosimilmente vengono veicolati insospensione, specialmente nelle fasi parossistiche diun evento di piena, per poi essere abbandonati insie-me al trasporto di fondo durante le fasi calanti dellepiene stesse. Le analisi condotte su molteplici cam-pioni hanno permesso di determinare che il limite trail sedimento trasportato in sospensione e quello tra-sportato sul fondo per saltazione pari a 0,25 mm,lungo tutta lasta fluviale oggetto di studio. Talerisultato in accordo con il valore di 0,35 mmriportato in letteratura (CATI, 1981).

    Nella Fig. 10 sono riportate le curve di regressionedei diametri caratteristici (D5, D16, D50 e D84) deisedimenti costituenti le barre che sono stati campionatinel tratto compreso tra confluenza Arda e Pontelago-scuro, segmento fluviale particolarmente significativoper la comprensione dei rapporti tra carico di fondo ecarico sospeso, per la presenza di materiali essenzial-mente sabbiosi. Si osserva come la convergenza delD84 e del D50 con il D5 e il D16 verso il delta sia daattribuire alla progressiva perdita di energia verso lafoce del Po, dovuta anche allazione di rigurgito dipen-

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po340

    Lavori originali

    dente dal livello del mare. Questo comporta che ilmateriale trasportato sul fondo sia progressivamenteselezionato verso la dimensione corrispondente al cari-co sospeso.

    Lassenza di selezione del D5 e del D16 lungo laprogressiva, nonostante si verifichi indubbiamente unaperdita di materiale lungo il tragitto (poich in casocontrario tale frazione granulometrica non la si potreb-be trovare nei depositi di fondo) verosimilmenteimputabile al costante apporto di materiale con diame-tro inferiore a circa 0,25 mm.

    Sulla base di queste osservazioni stato possibilequantificare gli apporti al fondo dovuti alla sedimenta-zione di materiale che in determinate fasi della pienaviene veicolato in sospensione, al fine di quantificareuno degli elementi di bilancio del trasporto solido.Considerato infatti che il limite granulometrico tracarico sospeso e carico di fondo risulta relativamentecostante lungo lasta del Po, tra Stura di Lanzo e Po diGoro, una stima degli apporti al fondo direttamente dalcarico sospeso pu essere eseguita sulla base dellapercentuale corrispondente al passante al diametro0,25 mm.

    I tratti di asta in cui rilevante la presenza allinternodelle barre dei materiali provenienti da carico sospesosono: tra la fine del sistema braided (localit Pancarana, a

    monte della confluenza con il Ticino) e fino a montedella foce Trebbia, in relazione alla repentina variazio-ne del regime idraulico e alla sensibile diminuzionedella pendenza, associata alla presenza della soglia diPortalbera che regola la quota di fondo;

    allinterno del tratto navigabile, tra foce Adda eBorgoforte, a causa della dinamica indotta dalle operedi navigazione e dalla conseguente apprezzabile altez-za delle forme fluviali;

    nel tratto pi a valle, tra Pontelagoscuro e il Po diGoro, a causa dellazione di rigurgito del mare, cheinduce un rallentamento della corrente, favorendo ildeposito di particelle molto fini.Per contro, lapporto solido da carico sospeso

    trascurabile nel tratto iniziale, caratterizzato da un regi-me idraulico impulsivo, fluvio-torrentizio e tra foceTrebbia e foce Adda, a causa delle dinamiche impulsi-ve associate al funzionamento dellimpianto idroelettri-co di Isola Serafini.

    Processi del funzionamentoLe tendenze evolutive dei processi in atto nellalveo

    inciso del fiume Po sono state suddivise in due catego-rie, una relativa alle modificazioni delle forme fluvialiemerse (sponde, barre e isole) e laltra relativa allevo-luzione del fondo alveo. Tali processi, che sono traloro correlati, sono stati analizzati separatamente, inquanto risultano differenti le metodologie utilizzate peril loro studio.

    Modificazioni delle forme fluviali emerseLanalisi geomorfologica delle modificazioni delle

    forme fluviali emerse stata condotta con riferimentoallintervallo di tempo compreso tra il 1982 e il 2005che significativo poich si sono verificati tre eventi dipiena straordinaria negli anni 1994, 2000 e 2002 (que-stultima solo per il tratto a valle della confluenzadellAdda), seguiti ad un periodo relativamente esteso(1982-1993) di quiescenza, in cui lattivit del corsodacqua stata determinata essenzialmente da condi-zioni di regime ordinario.

    La piena del 2002 molto significativa in quanto fudeterminata soprattutto dai bacini prealpini situati adest del Lago Maggiore. Ne consegue che, a differenzadelle piene del 1994 e del 2000, alimentate essenzial-

    Fig. 10. Diametri caratteristici dei sedimenti delle barre e relative curve di regressione tra confluenza Arda e Pontelagoscuro.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 341

    Lavori originali

    mente dai bacini piemontesi, la piena del 2002 interes-s il segmento fluviale situato a valle della confluenzadellAdda e fu verosimilmente contraddistinta da scar-si apporti solidi dai bacini piemontesi situati a montedel Ponte della Becca.

    Lanalisi geomorfologica delle forme fluviali emerse stata svolta utilizzando le cartografie geomorfologi-che dellalveo del fiume Po del 1982 e del 2002,descritte ai paragrafi precedenti, il DTM del rilievoLIDAR, le ortofoto del 2004/2005, le cartografie ae-reo-fotogrammetriche delle serie storiche e foto aereerealizzate in diversi anni dal 1982 al 2005. La metodo-logia basata sul confronto tra la condizione geomor-fologica del 1982 e quella del 2002 e al successivoconfronto con la condizione al 2005. Sulla base deiconfronti sono state definite le modificazioni planime-triche delle forme di erosione e di deposito presentinellalveo inciso del fiume Po verificatesi nei periodiesaminati. A partire da tale confronto sono state poicondotte ulteriori analisi volte a definire la caratterizza-zione dellimpronta dovuta allattivit ordinaria rispettoa quella straordinaria del corso dacqua e della morfo-dinamica che caratterizza le diverse fasi di una piena(fase ascendente, colmo, fase discendente); la tenden-za evolutiva delle forme di deposito (stabile o tendentealla stabilizzazione, instabile con tendenza alla rimobi-lizzazione e trasporto in regime ordinario e straordina-rio, instabile e soggetto alla rimobilizzazione e traspor-to solo in particolari regimi idraulici fase crescentedella piena ma con tendenza al deposito durante lafase discendente della piena stessa); la quantificazionevolumetrica delle modificazioni delle forme di erosionee di deposito.

    La quantificazione volumetrica delle modificazionidelle forme di erosione e di deposito stata eseguita a

    partire dalla misura delle loro superfici, moltiplicate perlaltezza media rappresentativa della forma stessa, ri-spetto alla quota di magra. Nella messa a punto dellaprocedura di calcolo volumetrico, la problematica piimpegnativa consistita nella definizione dellaltezzamedia rappresentativa della forma in esame e nellastima dellerrore che si commette comparando super-fici rilevate in epoche diverse, con livelli idrici di magraverosimilmente diversi. La disponibilit di dati topogra-fici di precisione e di dettaglio data dalla tecnologiaLIDAR consentir in futuro di agevolare la misura e direndere pi affidabile la metodologia di stima dellemodificazioni volumetriche. Nella Fig. 11 vengonoriportate le curve di bilancio erosione-deposito, relativealla dinamica morfologica e sedimentologica delle for-me fluviali emerse tra la confluenza della Stura diLanzo e lincile del Po di Goro, dal 1982 al 2005. Leanalisi condotte mettono in evidenza che il tratto com-preso tra la foce della Stura di Lanzo e foce Ticino incondizione di erosione (tratti A e B). A valle, fino afoce Trebbia, si ha una condizione di lieve deposito(tratto C). Tra foce Trebbia e foce Adda si ha unacondizione di equilibrio (erosioni = depositi tratto D).Il tratto navigabile, a partire da foce Adda fino a valle difoce Oglio, caratterizzato da condizioni di forte econsistente deposito in corrispondenza dei rami lateralia tergo dei pennelli (tratti E ed F). Il tronco a valle, finoa foce Panaro risulta essere in erosione (tratti G ed H).tra foce Panaro e il Po di Goro si hanno condizioni dideposito (tratto I).

    Modificazioni del fondo alveoPer determinare le linee evolutive che hanno caratte-

    rizzato levoluzione del fondo alveo lungo il corso delfiume Po stata applicata una metodologia basata sul

    Fig. 11. Bilancio delle dinamiche evolutive delle forme fluviali emerse.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po342

    Lavori originali

    confronto multitemporale tra i profili di pelo libero dimagra, ottenuti a partire dalle sezioni topografichestoriche disponibili (si vedano i paragrafi precedenti) eattraverso limplementazione di un modello di calcoloidrodinamico a fondo fisso. Questi profili fornisconolandamento del pelo libero che si forma in funzionedella morfologia media del fondo dellalveo e pertantoconducono ad una rappresentazione idraulica abba-stanza rappresentativa dellassetto del fondo alveo me-dio e delle sue variazioni nel tempo.

    Per il tratto tra foce Stura di Lanzo e foce Tanaro, letendenze evolutive del fondo alveo, valutate per ilperiodo 1999-2004, possono essere cos riassunte: dalla confluenza con lo Stura di Lanzo fino a Palaz-

    zolo Vercellese (km 160) si ha unalternanza di trattiin erosione e tratti in deposito, con valori assolutiovunque inferiori a 1-1,5 m;

    nel tratto tra Palazzolo Vercellese e Casale Monferra-to (km 180) si verificato un abbassamento genera-lizzato del fondo alveo, variabile tra 0 e 1,5 m;

    a valle di Casale Monferrato, fino a monte di Frassi-neto (km 190) si ha un tratto sostanzialmente inequilibrio;

    da Frassineto fino alla confluenza con il Tanaro si verificato un abbassamento generalizzato delle quotedi fondo medio dellalveo, con valori massimi di circa1,5-2 m, ad eccezione di un tratto limitato tra il pontedi Valenza e la confluenza del T. Grana (4 km circa),dove si verificato un innalzamento medio dellequote di fondo dellordine di 2 m.Per il tratto tra foce Tanaro e lincile del delta, le

    tendenze evolutive del fondo alveo sono state valutatea partire dal 1954. Dallanalisi dei diversi profili difondo medio si osserva principalmente un generaleabbassamento dellalveo dal 1954 in poi, per quasilintero tratto in studio, con dinamiche molto pi ac-centuate nel tratto compreso tra foce Nure e foceOglio. Solo a valle di Pontelagoscuro (km 565) ilprofilo di fondo medio dellalveo del 2005 sostanzial-mente simile a quello del 1954 (prima fase di erosionedal 1954 al 1979 e successiva fase di deposito dal 1979al 2005).

    Sono state infine condotte analisi di maggior detta-glio, riferite al confronto dei profili di fondo medioconsiderando solamente i rilievi del 1979, del 1999 edel 2005. Tali rilievi permettono di valutare le variazio-ni delle dinamiche dellalveo in periodi temporalmenteomogenei a quelli considerati nelle analisi delle tenden-ze evolutive delle forme di fondo (1982, 2002 e 2005).Dallanalisi dei profili si osserva che nel periodo 1979-1999 tra Tanaro e Trebbia il fondo alveo era abbastan-za stabile, mentre tra il 1999 e il 2005 si verificato ungenerale abbassamento. Tra Trebbia e Isola Serafini (amonte foce Adda) tra il 1979 e il 1999 si verificato un

    innalzamento delle quote medie di fondo dellalveo; trail 1999 e il 2005 tale tendenza si invertita, seppur dipoco. Nel tratto a valle di Isola Serafini, fino a monte difoce Parma, il fondo medio dellalveo ha subito duran-te lintero periodo 1979-2005 un progressivo abbassa-mento. Tra foce Parma e foce Oglio si verificato uninnalzamento delle quote di fondo tra il 1979 e il 1999;successivamente si verificata una sostanziale stabili-t. Tale fenomeno pu essere correlato al fatto che ilmateriale al fondo proveniente dagli affluenti appenni-nici, caratterizzato da una granulometria superiore aquella del Po, non pu essere movimentato dal Po incondizioni ordinarie, ma solo durante il ramo ascen-dente delle piene. Tra foce Oglio e Bergantino (km520), in provincia di Mantova si verificato nellinteroperiodo 1979-2005 un abbassamento delle quote difondo medio. Tra Bergantino e Pontelagoscuro (km565), il fondo medio dellalveo si mantenuto sostan-zialmente stabile nellintero intervallo di riferimento1979-2005. Nel tratto a valle di Pontelagoscuro ilfondo alveo ha subito un costante innalzamento nel-lintero periodo 1979-2005, correlato sia alla progres-siva perdita di energia verso la foce del Po, dovutaallazione di rigurgito ad opera del mare, sia allapportosolido da monte che, in occasione delle piene degli anni1994, 2000 e 2002, stato notevole.

    Merita un cenno particolare il comportamento deisedimenti in corrispondenza di Isola Serafini: tale tratto caratterizzato da condizioni di deposito tra foceTrebbia e Isola Serafini e da condizioni di erosione traIsola Serafini e foce Parma. Lo sbarramento e leserci-zio della centrale idroelettrica determinano un rallenta-mento della corrente a monte e quindi condizioni medieche favoriscono il deposito sul fondo, mentre a valledello sbarramento il deficit di continuit longitudinale(indotto dallo sbarramento) e laterale (indotto dalleopere per la navigazione) favorisce lerosione del fon-do alveo. Linsieme di queste azioni ha comportato, nelprimo tratto a valle dello sbarramento, lasportazionedel substrato grossolano corazzato che risulta sospesodi qualche metro rispetto al fondo alveo; lerosione delfondo alveo sta interessando pertanto i depositi preva-lentemente sabbiosi e relativamente pi antichi.

    Dopo aver valutato le variazioni del fondo mediosono stati stimati i corrispondenti volumi erosi e depo-sitati sul fondo alveo, mediante i calcoli di seguitodescritti.

    stata determinata la superficie dellalveo di magracompreso tra due sezioni, utilizzando sia la carta geo-morfologica del 1982 che quella del 2002, sia il rilievoLIDAR e le ortofoto del 2004/2005: tali superfici sonoindividuate nellambito dellalveo inciso al netto di tuttele forme emerse censite nellanalisi geomorfologica.

    stata calcolata la superficie media (1982-2002 e

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 343

    Lavori originali

    2002-2005) tra quelle precedentemente misurate. stato quindi calcolato il prodotto di tale superficie

    per la media della variazione di quota del fondo alveorelativa a ciascuna delle due sezioni estreme (1979-1999 e 1999-2004/2005).

    La somma algebrica dei volumi cos ottenuti equiva-le ai volumi complessivamente movimentati nel fondoalveo.

    I risultati cos ottenuti sono rappresentati per iltratto tra Stura di Lanzo e Tanaro (Fig. 12) e per iltratto tra Tanaro e Po di Goro (Fig. 13).

    Valutazione delle tendenze evolutive del fondo alveoattraverso lanalisi dei livelli di magra del fiume Po

    La determinazione delle tendenze evolutive in attonel fondo alveo stata condotta anche attraversolanalisi delle altezze idrometriche minime annue regi-strate. Secondo quanto indicato da CATI (1981) le

    altezze idrometriche minime si possono poi, per con-senso unanime, assumere come rappresentative, nelloro andamento generale, degli eventuali sensibili spo-stamenti di fondo. Questo concetto stato assunto abase delle determinazioni che sono servite per quantifi-care il fenomeno dellabbassamento del Po.

    In generale, si ritiene che le variazioni di livello inperiodi tra loro molto ravvicinati (qualche anno) sianoverosimilmente correlate alle differenze tra le portate dimagra, mentre le variazioni di livello in periodi prolun-gati (decine di anni) sono correlate ad una variazionedella morfologia dellalveo di magra.

    Dallanalisi delle letture idrometriche delle magreannuali (letture autunno-inverno e primavera-estate),raccolte e fornite da GOVI (com. pers.), riferite allestazioni di Becca (dal 1851 al 2006), Piacenza (dal1869 al 2006), Cremona (dal 1868 al 2006- Fig. 14),Casalmaggiore (dal 1850 al 2006), Boretto (dal 1868 al

    Fig. 13. Volume eroso e depositato lungo il fondo alveo (Tanaro Po di Goro).

    Fig. 12. Volume eroso e depositato lungo il fondo alveo (Stura Lanzo Tanaro).

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po344

    Lavori originali

    2006) e Pontelagoscuro (dal 1807 al 2006), si osser-vata una sostanziale invariabilit dei livelli di magra finoallincirca al 1960, dopodich i livelli si sono ridottinotevolmente fino al 1990. Dopo il 1990 il fenomeno diabbassamento dei livelli di magra si generalmenteattenuato, fatta eccezione per i livelli relativi alle magreestive degli anni 2003, 2005 e 2006, i quali sono percorrelati ad eventi di magra eccezionali e non ad abbas-samenti delle quote di fondo alveo.

    Il fenomeno di abbassamento dei livelli tra il 1960 eil 1990 testimonia labbassamento generalizzato delfondo alveo del Po che si verificato in tale periodo.Tale fenomeno legato allinfluenza delle opere rea-lizzate a partire dagli anni 50 del secolo scorso,come la centrale di Isola Serafini, il completamentodelle opere di navigazione nel tratto tra Cremona efoce Mincio. Tale periodo stato inoltre caratterizza-to dallestrazione di notevoli quantit di inerti dallal-veo inciso.

    Bilancio dei sedimentiIl bilancio del trasporto solido del corso dacqua

    stato condotto secondo lo schema riportato nella Fig.15, utilizzando i dati derivanti dalle analisi descritte neiparagrafi precedenti, i dati degli apporti degli affluenti edei volumi estratti in concessione.

    In particolare in ogni tratto fluviale il bilancio dellaportata media di trasporto solido (valutata in termini divolume di trasporto nel periodo di riferimento) forni-to dallespressione:

    Gi = Gi-1 + Af - Estr + Ebar Dbar+ Esp Dsp + Efondo Dfondo

    in cui:Gi, Gi-1 = portate solide medie nelle sezioni rispettiva-mente i di valle e i-1 di monte del tratto considerato;Af = portata solida media proveniente dagli affluentinel tratto considerato;Estr = portata solida media estratta dal tratto conside-rato;Ebar = sommatoria delle portate medie rese disponi-bili dalle erosioni di barra e delle isole del tratto consi-derato;Dbar = sommatoria delle portate medie arrestatesi neidepositi di barra e delle isole del tratto considerato;Esp = sommatoria delle portate medie rese disponibilidalle erosioni di sponda del tratto considerato;Dsp = sommatoria delle portate medie arrestatesi neidepositi di sponda del tratto considerato;Efondo = sommatoria delle portate medie rese di-sponibili dalle erosioni di fondo alveo del tratto consi-derato;Dfondo = sommatoria delle portate medie arrestatesinei depositi di fondo alveo del tratto considerato.

    Il bilancio del trasporto solido del fiume Po per ilperiodo 1982-2005 riportato nella Fig. 16.

    Tra la confluenza con lo Stura di Lanzo e la foceTrebbia (212 km, pari al 43% del tratto in studio; trattiA, B, C), la portata solida al fondo in costanteaumento (da 0,1 a 4,5 Mm3 yr-1 pari a circa 21.000 m3km-1 yr-1) per effetto delle dinamiche interne al sistema(erosioni > depositi), degli apporti esterni degli affluen-ti e dal ridotto impatto antropico sulle dinamiche evolu-tive dellalveo inciso. Tali dinamiche risultano esseresostanzialmente compatibili con lattuale sistema flu-viale.

    Da confluenza Trebbia a Borgoforte, poco a valle difoce Oglio (148 km, pari al 30% del tratto in studio;tratti D, E, F) la portata solida al fondo subisce unariduzione (da 4,5 a 4,0 Mm3 yr-1) che mette in evidenzacome i depositi in atto siano superiori rispetto ai pro-cessi erosivi e agli apporti degli affluenti (Adda e corsidacqua appenninici). Tale circostanza associata alconsistente impatto antropico sul sistema fluviale, rap-presentato in prevalenza dalla centrale di Isola Serafinie dalle opere di navigazione, presenti tra Cremona efoce Oglio, che sono in grado di interferire e condizio-nare le dinamiche evolutive allinterno dellalveo inci-so. La riduzione del trasporto solido verso valle, con-seguente ai fenomeni deposizionali citati, ha indottoimportanti fenomeni erosivi a carico del fondo alveo: la

    Fig. 15. Schema del modello di analisi del bilancio del trasportosolido.

    Fig. 14. Livelli di magra presso lidrometro di Cremona.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 345

    Lavori originali

    corrente fluviale povera di sedimento si carica di mate-riale prelevandolo dal fondo, unica parte della sezionefluviale mobilizzabile;

    Da Borgoforte fino a Pontelagoscuro (91 km, pari al19% del tratto in studio; tratti G, H), limpatto antropi-co sulle dinamiche evolutive in atto nellalveo inciso siriduce notevolmente (presenza di pennelli di navigazio-ne e di opere di difesa meno diffuse, pari a circa lamet rispetto al tratto precedente). Ne consegue che ledinamiche evolutive in atto assumono nuovamente uncarattere pi naturale. Si evidenzia un incremento dellaportata solida verso valle (pi accentuato tra Borgofor-te e Ostiglia) dello stesso ordine di grandezza di quellodel tratto a monte di foce Trebbia: complessivamentesi passa allincirca da 4,0 a 5,0 Mm3 yr-1, circa 11.000m3 km-1 yr-1.

    Il tratto terminale, tra Pontelagoscuro e il Po diGoro (39 km, pari all8% del tratto in studio; tratto I)risulta caratterizzato, come esposto in precedenza, danotevoli depositi in atto sul fondo alveo, correlati al-lapporto solido associato ai tre eventi di piena straor-dinari (1994, 2000 e 2002) che transita lentamenteallinterno del tratto, a causa della progressiva perditadi energia verso la foce dovuta allazione di rigurgitodel mare.

    Ricadute sulle attivit di pianificazionee gestione del fiume Po

    Le attivit di studio descritte nei capitoli precedentihanno consentito di disporre di una dettagliata, estesaed aggiornata conoscenza del corso dacqua ed inparticolare di tutti quei processi (riduzione della lar-ghezza dellalveo, abbassamento delle quote di fondo esquilibri nel bilancio del trasporto solido) che costitui-scono una delle principali fonti di criticit per il rag-giungimento degli standard di sicurezza e di qualit

    ambientale previsti dalla pianificazione di bacino vigen-te e dalle Direttive europee (2006/60/CE e 2007/60/CE). Le principali criticit cos individuate sono: scalzamento e forti sollecitazioni in corrispondenza

    delle opere di difesa di arginature maestre in froldo,con conseguente rischio di rottura arginale;

    scalzamento delle fondazioni dei ponti con fortiproblematiche di stabilit dei manufatti, elevati costidi adeguamento e chiusura in via precauzionaledurante gli eventi di piena di numerose ed importantivie di comunicazione;

    difficolt a derivare di numerose opere di presa (perderivazioni irrigue, per raffreddamento di centralitermoelettriche o per approvvigionamento idropota-bile) a seguito dellabbassamento dei livelli idrici dimagra a parit di portata;

    rifacimento ripetuto di alcune conche di navigazionefra cui in particolare quella del porto di Cremona;

    perdita, per progressivo interramento, di rami latera-li, lanche ed in generale di spazi fluviali naturali chevengono occupati da attivit agricole, presenti ormaiper numerosi tratti fino al ciglio della sponda;

    generalizzata semplificazione e staticit dellassettomorfologico e dei suoi processi evolutivi alla cuidinamicit spazio-temporale strettamente connessala biodiversit dellambiente fluviale;

    abbassamento della falda e perdita di zone umide condepauperamento degli habitat acquatici;

    erosione della costa adriatica per mancato apportosolido del fiume Po.Sulla scorta di tali conoscenze, il Programma gene-

    rale di gestione dei sedimenti ha definito gli obiettivi egli interventi da attuare per consentire il recupero dicondizioni di equilibrio dinamico dellalveo del Po e lamitigazione delle situazioni di criticit presenti: preservare i processi naturali laddove essi sono

    Fig. 16. Bilancio medio annuo del trasporto solido al fondo del fiume Po nel periodo 1982-2005.

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po346

    Lavori originali

    ancora presenti ed attivi; ridurre gli effetti ed i condizionamenti al sistema

    naturale generati dalle opere in alveo per riavviare ilfiume a forme meno vincolate e di maggior equilibriodinamico e valore ecologico;

    migliorare le condizioni di sicurezza idraulica dimi-nuendo il pi possibile le sollecitazioni idrodinamichein corrispondenza delle arginature e garantendo gliusi in atto (prese di derivazione, porti, attracchi,navigazione).Per conseguire tali obiettivi il Programma individua

    le seguenti linee di azione strategica: salvaguardia di tutte le forme e processi fluviali e

    monitoraggio di sorveglianza ed operativo; ripristino dei processi di erosione, trasporto solido e

    deposizione dei sedimenti attraverso la dismissione oladeguamento delle opere in alveo non pi efficaci;

    ripristino delle forme attraverso la riapertura e larifunzionalizzazione di rami laterali.Gli interventi sono distinti in straordinari ed ordinari.

    Gli interventi straordinari, generalmente strutturali, de-vono essere considerati lo start-up del Programma, inquanto servono a rimuovere le cause esterne pi con-dizionanti e a mettere il fiume in condizione di avviarerapidamente un processo di recupero che possa poievolvere naturalmente, senza ulteriori interventi se nondi tipo correttivo. Gli interventi strutturali propostisono raggruppati nelle seguenti tipologie: dismissione di difese spondali (circa 21 km) che

    interferiscono e non sono pi funzionali agli obiettividi progetto;

    realizzazione di nuove opere per la difesa dei froldiarginali (circa 24 km) fortemente sollecitati anche inrelazione allabbassamento del fondo alveo;

    realizzazione di opere flessibili pennelli (circa 7 km)per lindirizzamento della corrente nel rispetto deiprocessi evolutivi del fiume;

    adeguamento delle opere di regolazione dellalveonavigabile abbassamento delle quote di sommit deipennelli (circa 37 km);

    riapertura di 29 rami laterali per una lunghezzacomplessiva di circa 73 km in modo da riconnettereforme relitte o in via di completa disattivazione alledinamiche morfologiche dellalveo del Po;

    correzione del tracciato di alcuni meandri la cuievoluzione naturale stata influenzata dalla presenzadi opere e che, nello stato attuale, induce condizionidi rischio sulle arginature.Fra gli interventi di carattere non strutturale assume

    particolare rilevanza lindividuazione delle opere di di-fesa non strategiche da non mantenere e da monitorareper verificarne la progressiva dismissione nel tempo.Lungo i circa 490 km di asta fluviale da Torino allinci-le del Delta sono presenti complessivamente 500 km di

    difese spondali strategiche per la salvaguardia di centriabitati e arginature e 105 km di difese spondali nonstrategiche (fra cui in particolare 21 km, come sopraspecificato, sono da dismettere con interventi struttu-rali in quanto interferenti).

    Esempio di intervento programmatonel tratto superiore del corso del fiume Po

    Nel tratto superiore il fiume Po presenta complessi-vamente buone condizioni potenziali di naturalit. Lal-veo ha, o aveva fino a non troppo tempo fa, un assettopluricursale caratterizzato da una buona diversit am-bientale. I condizionamenti imposti dalluomo per esi-genze di sicurezza idraulica sono limitati agli arginiprincipali, che nel tratto in oggetto non sono ancoracontinui su entrambe le sponde e che sottendono unaregione fluviale (fascia B) abbastanza ampia, non pre-giudicando pertanto un adeguato miglioramento del-lassetto morfologico e ambientale. I condizionamentipi forti sono invece imposti dalle opere di difesaspondale, le cosiddette prismate in calcestruzzo,realizzate negli anni 60 e 70 del secolo scorso perrecuperare spazio allagricoltura e per buona parte adoggi non pi strategiche ai fini della difesa idraulica e inalcuni casi addirittura interferenti.

    Le proposte di intervento pi rilevanti per il trattosuperiore riguardano pertanto la dismissione, per buo-na parte, di tale sistema di opere spondali, funzionale alrecupero della continuit laterale del trasporto solido eal ripristino di un assetto pluricursale dellalveo.

    La riattivazione dei rami laterali, dovendo gli stessiessere attivi perlomeno a partire da valori di portataordinaria e formativa, dovr in alcuni casi prevedereattivit di scavo che chiaramente dovranno essereprogettate tenendo conto dellattuale assetto ecologicodella regione fluviale ed individuando i necessari inter-venti di rinaturazione delle attuali aree golenali.

    Lesempio di intervento a confluenza Dora Baltea significativo in tal senso: prevista la dismissionedellopera di difesa spondale presente in sponda sini-stra della Dora e la riattivazione dei due rami laterali(Fig. 17).

    Esempio di intervento programmatonel tratto inferiore del corso del fiume Po

    A valle di Isola Serafini, fino alla confluenza delMincio, il fiume presenta un alveo monocursale siste-mato per la navigazione con opere di sponda (pennelli)continue, disposte in modo alternato su entrambe lesponde e realizzate per la massima parte nel decennio1955-1964. Lalveo era dimensionato per contenereuna portata di 400 m3 s-1 corrispondente alla magraordinaria, ma a causa dellabbassamento del fondo, laportata contenuta nellalveo di magra aumentata fino

  • COLOMBO e FILIPPI - Forme e processi morfologici del fiume Po 347

    Lavori originali

    a raggiungere il valore odierno di circa 5000 m3 s-1corrispondente alla piena ordinaria.

    Tale situazione non apporta nessun vantaggio allafunzionalit della linea navigabile ma, viceversa, impe-disce, nella maggior parte degli eventi di piena, lespan-sione nelle aree golenali e la riattivazione da monte dellelanche che, dove ancora presenti, sono in via di pro-gressiva e completa sedimentazione. Sul fondo alveo,unica porzione della sezione del corso dacqua nondifesa, si manifestano cos forti sollecitazioni dinamicheche generano ulteriore erosione e conseguente abbassa-mento dello stesso. evidente che tale processo, se nondisinnescato attraverso azioni strutturali di modifica delsistema delle opere, finisce per autoalimentarsi.

    Le proposte di intervento sono pertanto finalizzate agarantire la mitigazione degli effetti provocati dallab-bassamento del fondo alveo sul sistema delle opere inalveo e sullambiente, pur nel rispetto degli usi in atto edella richiesta di sicurezza del territorio difeso da argi-nature maestre.

    Le proposte di intervento per tale tratto prevedonolabbassamento dei pennelli di navigazione in modo taleche gli stessi siano tracimabili per portate superiori a800-1000 m3 s-1 e la riattivazione dei rami laterali inmodo tale da ripristinare, a partire da tali portate, unalveo a pi rami (Fig. 18).

    CONCLUSIONI E POSSIBILI SVILUPPI FUTURILa conoscenza dettagliata delle forme fluviali e dei

    principali processi modificativi intercorsi nel recentepassato ha consentito di definire, nellambito del Pro-gramma generale di gestione dei sedimenti recente-mente approvato, lassetto di progetto e le proposte diintervento indispensabili per il raggiungimento deglistandard di sicurezza e di qualit ambientale previstidalla pianificazione di bacino vigente e dalle Direttiveeuropee (2006/60/CE e 2007/60/CE).

    La necessit di restituire dinamicit ai processi mor-fologici non regolandoli a priori bens assecondando-ne lo sviluppo e di avere conseguentemente formefluviali non fossili bens periodicamente inondate,trasformate e modellate gi a partire dalle portate ordi-narie unesigenza primaria nella gestione e riqualifi-cazione dellalveo del fiume Po.

    Obiettivo principale dellassetto di progetto propo-sto nel Programma generale di gestione dei sedimenti pertanto quello di conseguire un alveo non determi-nato a priori, ma che possa evolvere in naturalitrecuperando condizioni di equilibrio dinamico allinter-no di una fascia di mobilit compatibile con i numerosivincoli presenti lungo lasta fluviale, fra cui in partico-lare il sistema delle arginature maestre, strategico perla difesa di buona parte della pianura padana daglieventi di piena pi intensi.

    A tal riguardo lo strumento che potrebbe agevolaree facilitare il conseguimento di tale assetto di progettodellalveo fluviale rappresentato dalle fasce di mobili-t del corso dacqua. La Segreteria tecnica dellAutori-t di bacino sta lavorando alla definizione di criteri eindirizzi di usi del suolo compatibili con tali fasce. Inparticolare sono in fase di elaborazione criteri di ge-stione per le fasce morfologiche, delimitate secondo ilmetodo gi descritto ai paragrafi precedenti.

    Fig. 17. Intervento di riqualificazione alla confluenza tra DoraBaltea e Fiume Po: dismissione di una difesa spondale eriattivazione di due rami laterali.

    Dismissione difesa spondale

    Dora Opera di difesastrategica

    Riattivazionerami laterali

    Po

    Opera di difesanon strategica

    Fig. 18. Intervento di abbassamento dei pennelli di navigazionealla confluenza del Taro.

    Abbassamentopennelli

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    Lavori originali

    La fascia di mobilit di progetto individua la porzio-ne di regione fluviale entro la quale garantire, attraver-so la tutela dei processi morfologici, e incentivare,attraverso lattuazione degli interventi previsti dal Pro-gramma generale di gestione dei sedimenti, la mobilitdellattuale alveo inciso del fiume Po. Allinterno di talefascia, oltre allattuale alveo inciso, sono pertanto ri-comprese tutte quelle aree che costituiscono lambitoprincipale di intervento.

    La fascia di tutela morfologica e ambientale indivi-dua la porzione di regione fluviale da tutelare in relazio-ne alla presenza di forme morfologiche relitte che,anche se non pi attive nelle dinamiche idrauliche emorfologiche ordinarie, costituiscono elementi rile-vanti per il loro valore ambientale connesso alla pre-senza di habitat acquatici e ripariali.

    In relazione infine alle attivit di monitoraggio sievidenzia come la caratterizzazione delle forme fluvialieffettuata nel 2005 con la realizzazione dei rilievi topo-grafici, LIDAR e batimetrici possa rappresentare unanno zero sul quale impostare le attivit future fina-lizzate ad aggiornare il bilancio del trasporto solido everificare lefficacia degli interventi previsti ed attuatilungo lasta fluviale.

    RingraziamentiLe analisi e i dati descritti nel presente articolo sono tratti daglistudi propedeutici al Programma generale di gestione dei sedimentidel fiume Po realizzati dallo Studio Paoletti Ingegneri Associatied in particolare redatti dalling. Stefano Croci e dal dott. GiovanniSavazzi.

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