trasporto dei detriti arborei nei corsi d’acqua

Trasporto dei detriti arborei nei corsi d’acqua

Pina Nicoletta De Cicco

Luca Solari

Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

Università

degli studi di Firenze

La Gestione Idraulica sul Territorio ed in Ambito Urbano:

Modellazione, Prevenzione e Manutenzione

Con il patrocinio di Firenze, 14 e 15 Aprile 2016

Auditorium Cosimo Ridolfi di Banca CR Firenze

Indice• Stato dell’arte

‐

produzione, ‐

trasporto, ‐

deposito

• Il problema dell’accumulo dei detriti arborei alle pile dei ponti

‐

tipologie, ‐

effetti sui livelli idrici e sul fondo,

‐

interventi strutturali, ‐

ricerche in corso

La Gestione Idraulica sul Territorio ed in Ambito Urbano: Modellazione, Prevenzione e Manutenzione –

Firenze, 14 e 15 Aprile 2016



Figure from Ruiz-Villanueva, 2014

PRODUZIONE TRASPORTO DEPOSITO

• Frane• Erosione di

sponda• Mortalità



Martin & Benda, 2001

PRODUZIONE

Tasso di immissione detriti arborei:

Perdita detriti arborei per

deposito

Portata

volumetrica di tronchi in

ingresso

Portata

volumetrica di tronchi in

uscita

decadimento

Im

: tasso di immissione per mortalità

If

: immissione per vento

Ibe

: immissione erosione sponda

Is

: immissione frane e valanghe

Ie

: dissotterramento tronchi depositati



PRODUZIONE: EROSIONE DI SPONDA

Rickenmann et al., 2014 (Trumps workshop Bolzano) Comiti et al., 2014 (Trumps workshop Bolzano)

Una delle principali cause di immissione di legname fluttuante nei corsi d’acqua

Alluvione del 2005 in Svizzera

Bacino del fiume Vara (La Spezia), evento di piena del 25 ottobre 2011.



TRASPORTO: INCIPIENTE MOVIMENTO

Braudrick et al., 1997

FRICTION FORCE

GRAVITATIONAL FORCE

DRAG FORCE

NORMAL FORCE

Bilancio delle forze che agiscono su un tronco in un corso d’acqua

Uncongested transport

Semi‐

congested transportCongested transport

Soglia di mobilità

dei tronchi in

relazione alle

dimensioni del

corso d’acqua e del

tronco(Abbe et al., 1997)

TIPOLOGIE DI TRASPORTO



DEPOSITO

Gurnell, 2013; Gurnell et al., 2002

Tipologie di accumulo di detriti arborei osservate nei grandi corsi d’acqua



INTERAZIONE CON LE STRUTTURE IN ALVEO: ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI



ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI

• Innalzamento livelli idrici e aumento degli scavi alle pile a causa dell’occlusione prodotta dalla presenza di detriti arborei

La Spezia(2011)

• Costi di rimozione dei detriti dalle pile dei ponti e accessibilità al ponte




Accumulo alla singola pila Accumulo tra due pile

Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007




Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007




• Innalzamento livelli idrici a causa dell’occlusione prodotta dalla presenza di detriti arborei

La Spezia(2011)

Schmocker et al., 2015

LL

= lunghezza media

bastoncini di legno

dL

= diametro medio

bastoncini di legno

a = porosità

accumulo

F0

= Froude number

Aumento relativo del livello idrico a

monte dell’accumulo per diversi valori

del numero di Froude.

h0

[mm] = 100

dL

[mm]= 13

LL

[mm] = 100




• Effetto dell’accumulo di detriti arborei sull’erosione localizzata alla base delle pile

L’erosione alla pila causata

dall’accumulo di detriti arborei è fino a

tre volte maggiore che in assenza di

detriti (Pagliara & Carnacina, 2010) e

circa pari a due volte l’effettiva

larghezza della pila (De

) (Dongol, 1989;

Melville & Dongol, 1992).

Ponte alla Carraia, Firenze(Agosto 2014)Ponte Vecchio, Firenze

(Gennaio 2014)

Fortezza , Bolzano (2012)(from Gschnitzer T.)



INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI

Briglia di trattenuta a griglia inclinata

Passaggio

sedimenti

Trattenuta

legname

Esempi sul fiume Rienza (BZ)




Esempi sul fiume Rienza (BZ)

Opera di trattenuta a funi



Il caso del fiume Sihl in Svizzera




Bypass retention (fiume Emme, Svizzera)

Schmocker et al., 2013




RICERCHE IN CORSO: PROVE SPERIMENTALI SULL’INFLUENZA DELLA FORMA

DELLA PILA DEL PONTE SULL’ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI

DIMENSION VALUE

Wp [cm] 2.5

Lp [cm] 7

Hp [cm] 11.5

0.36

Wp

Lp

Hp

Due diversi numeri di

Froude:

Fr=0.5Fr=0.3



CLTOT = total

captured logs

ILTOT = total

number of logs

introduced in the

flume

Indice di attitudine alla cattura IAC

5 cm

RICERCHE IN CORSO: PROVE SPERIMENTALI SULL’INFLUENZA DELLA FORMA DELLA PILA DEL

PONTE SULL’ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI



www.iberaula.es

Woody Iber Woody Iber (Ruiz Villanueva, 2012 & Ruiz Villanueva et al., 2014)

Interazione tra tronchi

Interazione tra tronco e sponde

RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D



Ruiz-Villanueva et al. , 2014




5 cm




CONCLUSIONI

‐

Cresce la superficie forestale nazionale nell’ultimo decennio (+5,8% rispetto al 2005).‐

Le foreste italiane restano al sesto posto nella classifica dei paesi europei (escludendo la Russia) con la maggiore

estensione forestale e ricoprono il 5% della superficie forestale totale europea e il 34% della superficie totale

nazionale.‐

Implicazioni ecologiche del legname in alveo



CONCLUSIONI

Idana

Pescioli, “Com’era l’acqua – i bambini di Firenze raccontano”

edito da “La Nuova Italia”

nel 1967

GRAZIE PER L’ATTENZIONE !

trasporto dei detriti arborei nei corsi d’acqua

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