Studio geomorfologico del Fiume Magra e del Fiume Vara finalizzato alla gestione dei sedimenti e della fascia di mobilità

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1 Dipartimento di Ingegneria Civile Università degli Studi di Firenze Studio geomorfologico del Fiume Magra e del Fiume Vara finalizzato alla gestione dei sedimenti e della fascia di mobilità Massimo RINALDI & Cristina SIMONCINI Dipartimento Ingegneria Civile, Università di Firenze

2 OBIETTIVI 1. Ricavare una base conoscitiva dell evoluzione evoluzione storica e recente e dei processi geomorfologici attuali lungo i fiumi Magra e Vara; 2. Definire una serie di strumenti conoscitivi, strategie e linee guida per la gestione dei sedimenti d alveo e dei connessi processi di erosione o sedimentazione, con particolare riferimento alla definizione della fascia di mobilità fluviale; 3. Quantificare il trasporto solido e il bilancio di sedimenti ed individuare le principali aree di potenziale ricarica di sedimenti negli alvei principali; 4. Definire un piano complessivo di gestione dei sedimenti gestione dei sedimenti e della fascia di mobilità degli alvei del F.Magra e F.Vara.

3 GRUPPO DI LAVORO M.RINALDI: Professore Associato presso il dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Firenze C.SIMONCINI: Assegnista di Ricerca e Dottoranda presso il dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Firenze L.SOLARI: Ricercatore presso il dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Firenze G.DORETTI: Assegnista di Ricerca presso il dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Firenze F.VANNACCI: Tecnico di laboratorio presso il dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Firenze Collaboratori: M.BETTI: Libero professionista L.COPPI: Libera professionista S.LAMAGNA: Libera professionista F.SGORBINI: Laureando D.SOGNI: Libero professionista

4 ARTICOLAZIONE DELLA RICERCA 1. Inquadramento 2. Forme e processi attuali 3. Studio delle variazioni morfologiche 4. Carte geomorfologiche tematiche 5. Studio del trasporto solido e bilancio dei sedimenti 6. Individuazione delle aree di potenziale ricarica di sedimenti 7. Linee guida per la gestione dei sedimenti

5 INQUADRAMENTO

6 INQUADRAMENTO M-A V M-A M B VM

7 Sarzana Pioggie cumulate (mm) Villafranca L Pioggie cumulate (mm) INQUADRAMENTO INQUADRAMENTO

8 INQUADRAMENTO INQUADRAMENTO Piccatello Calamazza Portate annue (mc/s) Massime Medie Minime Portate annue (mc/s) Massime Medie Minime

9 FORME E PROCESSI ATTUALI

10 FORME E PROCESSI ATTUALI Schede di rilevamento geomorfologico RILIEVI MAGGIO OTTOBRE schede geomorfologiche (SG) 37 schede sintetiche (SS)

11 FORME E PROCESSI ATTUALI Campionamenti superficiali di sedimenti T.Stora F.Vara T.Gottero T.Mangia T.Gordana T.Usurana F.Magra T.Bagnone T.Taverone T.Aulella F.Magra 27 granulometrie Magra e Vara 8 granulometrie affluenti

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13 FORME E PROCESSI ATTUALI Campionamenti volumetrici di sedimenti

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15 FORME E PROCESSI ATTUALI Andamento dei campioni analizzati 100 Pontremoli 2004S 2006S V 80 Villafranca L. 70 Filattiera D50 (mm) Stadano Sarzana Distanza verso valle (m) F.Magra Varese L. Sesta Godano 2004S 2006S 2006V 60 Piana Battolla D50 (mm) Borghetto V F.Vara Distanza verso valle (km)

16 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE

17 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Cartografia storica

18 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Foto d epocad

19 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Foto d epocad

20 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Foto aeree

21 2003 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE

22 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Rilievi topografici dell alveo Quota (m.s.l.m.) MD2 ME1 ME Distanza (m) F.Magra

23 STUDIO DELLE VARIAZIONI MORFOLOGICHE Trend evolutivi A Larghezza (m) MA MB1 MB2 MC1 MC2 MD1 MD2 ME1 ME Distanze verso valle (km)

24 TREND EVOLUTIVI TRATTO MC MC1 MC2 Larghezza (m) Tempo TRATTO ME ME1 ME2 Larghezza (m) Tempo

25 TREND EVOLUTIVI MD2 Quota (m.s.l.m.) Tempo ME1 Quota (m.s.l.m.) Tempo

26 TREND EVOLUTIVI Riepilogo e possibili tendenze future Rimboschimenti,sistemazioni idraulico-forestali FATTORI ANTROPICI Escavazione di sedimenti Pennelli Dighe Soglie I I 1810/ II INCISIONE CRESCENTE /2004 III

27 TREND EVOLUTIVI Riepilogo e possibili tendenze future Variazioni di larghezza (m) A MEDIO ALTO VARA (VA VD) E MEDIO-ALTO MAGRA (MA MD1) Riduzione portate solide a scala di bacino Escavazione sedimenti Variazioni di larghezza (m) B Riduzione portate solide a scala di bacino BASSO VARA (VE) E BASSO MAGRA (MD2 ME) Pennelli, Diga (Vara) Escavazione sedimenti

28 TREND EVOLUTIVI Riepilogo e possibili tendenze future Variazioni di quota fondo (m) A MEDIO ALTO VARA (VA VD) E MEDIO-ALTO MAGRA (MA MD1) Riduzione portate solide a scala di bacino Pennelli, Dighe Escavazione sedimenti Variazioni di quota fondo (m) B BASSO VARA (VE) E BASSO MAGRA (MD2 ME) Riduzione portate solide a scala di bacino Pennelli, Dighe Escavazione sedimenti Volumi tolti dal sistema

29 CARTE GEOMORFOLOGICHE TEMATICHE 1. Carta geomorfologica dell alveo e della pianura 2. Carta delle variazioni planimetriche dell alveo 3. Carta di sintesi delle tendenze evolutive 4. Carta della fascia di mobilità funzionale

30 CARTA GEOMORFOLOGICA DELL ALVEO E DELLA PIANURA

31 CARTA GEOMORFOLOGICA DELL ALVEO E DELLA PIANURA

32 CARTA DELLE VARIAZIONI PLANIMETRICHE DELL ALVEO

33 CARTA DI SINTESI DELLE TENDENZE EVOLUTIVE

34 CARTA DI SINTESI DELLE TENDENZE EVOLUTIVE

35 CARTA DELLA FASCIA DI MOBILITA FUNZIONALE

36 STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO

37 STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Scelta delle caratteristiche medie di ogni tratto 203 sezione S.Giustina 202 Caratteristiche geometriche: quota s.l.m. (m) distanza progressiva (m) Composizione granulometrica: Passante cumulato (%) Phi Curva di durata stazione di Piccatello Regime idraulico: Q (mc/s) frequenza di superamento (%)

38 STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Metodi di analisi per il trasporto al fondo Toffaleti Yang Einstein (total load) Ackers-White Colby Toffaleti Schoklitsch Meyer Peter & Muller (1948) Brownlie Laursen (Madden, 1985) Laursen (Copeland) Ackers White D 50 MPM D 50 Parker Einstein (bed load) Profitt (Sutherland) Engelund Hansen Schoklitsch Van Rjin Toffaleti MPM Yang D 50

39 STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Scelta del modello per il trasporto al fondo

40 Bilancio di sedimenti al fondo STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Gordana Piccatello 0 MAPG MADG S.Giustina -353 MB MB2 MC Bagnone MC2PT MC2DT Taverone erosione Calamazza +274 Aulella equlibrio MD1DC +38 sedimentazione F. Vara MD ME

41 Sviluppi in corso STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Simulazione idraulica in moto stazionario dei due corsi d acqua principali mediante HEC-RAS Nuovo rilievo topografico Calcolo trasporto solido mediante formule recentemente proposte Apporto di materiale solido dalle sponde Apporto di materiale da affluenti minori

42 Sviluppi in corso STUDIO DEL TRASPORTO SOLIDO Bilancio basato su metodi geomorfologici, cioè sulla quantificazione delle variazioni volumetriche dell alveo (da foto aeree, sezioni, profili) e sull applicazione dell equazione di continuità dei sedimenti Quota (m.s.l.m.) Erosion Areas Aggradation Areas Aree erose Aree sedimentate Anno x Anno y Distanza (m)

43 AREE DI POTENZIALE RICARICA DI SEDIMENTI

44 AREE DI POTENZIALE RICARICA DI SEDIMENTI Individuare le aree di maggiore produzione di sedimenti nel bacino sulla base di criteri litologici, geomorfologici, di uso del suolo e di altitudine, con particolare riferimento alle frazioni relativamente grossolane che vanno a contribuire al trasporto solido al fondo 1. Sorgenti di sedimenti (frane) 2. Litologia a. Stato di attività b. Connessione RICARICA DA FRANE 3. Fisiografia RICARICA DIRETTA DA RETICOLO IDROGRAFICO 4. Uso del suolo

45 AREE DI POTENZIALE RICARICA DI SEDIMENTI Potenziale di ricarica da frane (P1) Esprime la capacità della singola sorgente di fornire materiale utile per la ricarica del trasporto solido al fondo P1= Attività x Connessione x Potenziale litologico Potenziale di ricarica diretta (P2) Esprime la capacità delle singole aree geografiche di fornire materiale utile per la ricarica del trasporto solido al fondo P2= Potenziale litologico x (Potenziale fisiografico + + Uso del suolo)

46 P1= 0 la fonte non fornisce alcuna ricarica POTENZIALE DI RICARICA DA FRANE P1= 4 la fonte fornisce la ricarica più elevata

47 P2= 0 L area non fornisce alcuna ricarica POTENZIALE DI RICARICA DIRETTA P2= 4 l area fornisce la ricarica più elevata

48 LINEE GUIDA PER LA GESTIONE DEI SEDIMENTI

49 LINEE GUIDA PER LA GESTIONE DEI SEDIMENTI Questioni chiave (a) Quanto velocemente il fiume sta sedimentando? (b) Qual è il bilancio di sedimenti? (c) Dove si depositano i sedimenti? (d) Quanto la sedimentazione influenza la morfologia e l ecologia del fiume? (e) Quanta ghiaia potrebbe essere necessario rimuovere per mitigare il pericolo di esondazione? (f) Quanta ghiaia potrebbe essere rimossa prima che la morfologia dell alveo e gli ecosistemi vengano significativamente alterati? (g) Come la rimozione di ghiaia può alterare la morfologia e gli ecosistemi? (h) Alla luce delle necessità di non interferire con gli ecosistemi, quale sarebbe il miglior modo per rimuovere ghiaia?

50 LINEE GUIDA PER LA GESTIONE DEI SEDIMENTI A. Se e quando rimuovere sedimenti A1,., A3 B. Quanti sedimenti dovrebbero essere rimossi B4,, B7 C. Da dove andrebbero rimossi C8,, C11 D. Qual è il modo migliore per rimuovere sedimenti D12, D13 E. Quanto frequentemente dovrebbero essere rimossi da uno stesso punto F. Quanto sedimenti possono essere rimossi prima che gli effetti morfologici ed ecologici diventino significativi E14 F15 G. Come andrebbero utilizzati i sedimenti rimossi G16,, G18

51 LINEE GUIDA PER LA GESTIONE DEI SEDIMENTI Piano di gestione dei sedimenti Contribuire allo sviluppo di un piano di gestione dei sedimenti e delle fasce di pertinenza che riesca a conciliare gli obiettivi di riequilibrio morfologico, sedimentologico ed ecologico con quelli di mitigazione del rischio idraulico tenendo conto delle diverse esigenze ed aspettative (sviluppo, fruizione, ecc.) CARTA DEL PIANO DI GESTIONE DI SEDIMENTI

52 ATTIVITA IN COLLABORAZIONE GRUPPO DI LAVORO Dipartimento di Ingegneria Civile (Università di Firenze) CNRS UMR 5600 (Università di Lione) Dipartimento Territorio e Sistemi Agro Forestali (Università di Padova). SITI Piana di Filattiera Area vicino alla confluenza fra Magra e Vara ATTIVITA 1) Evoluzione morfologica dell alveo 2) Granulometria dei sedimenti 3) Detriti Legnosi (LWD) 4) Vegetazione riparia 5) Aspetti sociali legati alla percezione del fiume

53 Grazie per l attenzione! l