Trasporto dei detriti arborei nei corsi d acqua

Transcript

1 La Gestione Idraulica sul Territorio ed in Ambito Urbano: Modellazione, Prevenzione e Manutenzione Firenze, 14 e 15 Aprile 2016 Auditorium Cosimo Ridolfi di Banca CR Firenze Con il patrocinio di 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

2 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

3 PRODUZIONE TRASPORTO DEPOSITO Frane Erosione di sponda Mortalità Figure from Ruiz-Villanueva, 2014

4 PRODUZIONE Tasso di immissione detriti arborei: Perdita detriti arborei per deposito Portata volumetrica di tronchi in uscita decadimento Martin & Benda, 2001 I m : tasso di immissione per mortalità I f : immissione per vento I be : immissione erosione sponda I s : immissione frane e valanghe I e : dissotterramento tronchi depositati Portata volumetrica di tronchi in ingresso

5 PRODUZIONE: EROSIONE DI SPONDA Alluvione del 2005 in Svizzera Una delle principali cause di immissione di legname fluttuante nei corsi d acqua Bacino del fiume Vara (La Spezia), evento di piena del 25 ottobre Rickenmann et al., 2014 (Trumps workshop Bolzano) Comiti et al., 2014 (Trumps workshop Bolzano)

6 TRASPORTO: INCIPIENTE MOVIMENTO FRICTION FORCE NORMAL FORCE GRAVITATIONAL FORCE DRAG FORCE Soglia di mobilità dei tronchi in relazione alle dimensioni del corso d acqua e del tronco (Abbe et al., 1997) Uncongested transport TIPOLOGIE DI TRASPORTO Bilancio delle forze che agiscono su un tronco in un corso d acqua Semicongested transport Congested transport Braudrick et al., 1997

7 DEPOSITO Tipologie di accumulo di detriti arborei osservate nei grandi corsi d acqua Gurnell, 2013; Gurnell et al., 2002

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

9 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 Costi di rimozione dei detriti dalle pile dei ponti e accessibilità al ponte La Spezia (2011)

10 ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI Accumulo alla singola pila Accumulo tra due pile Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007

11 ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007

12 ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI Innalzamento livelli idrici a causa dell occlusione prodotta dalla presenza di detriti arborei L L = lunghezza media bastoncini di legno d L = diametro medio bastoncini di legno a = porosità accumulo F 0 = Froude number La Spezia (2011) Aumento relativo del livello idrico a monte dell accumulo per diversi valori del numero di Froude. Schmocker et al., 2015 h 0 [mm] = 100 d L [mm]= 13 L L [mm] = 100

13 ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI Fortezza, Bolzano (2012) (from Gschnitzer T.) Effetto dell accumulo di detriti arborei sull erosione localizzata alla base delle pile L erosione alla pila causata dall accumulo di detriti arborei èfino a tre volte maggiore che in assenza di detriti (Pagliara & Carnacina, 2010) e circa pari a due volte l effettiva larghezza della pila (D e ) (Dongol, 1989; Melville & Dongol, 1992). Ponte Vecchio, Firenze (Gennaio 2014) Ponte alla Carraia, Firenze (Agosto 2014)

14 INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI Briglia di trattenuta a griglia inclinata Esempi sul fiume Rienza (BZ) Trattenuta legname Passaggio sedimenti

15 INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI Opera di trattenuta a funi Esempi sul fiume Rienza (BZ)

16 INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI Il caso del fiume Sihl in Svizzera

17 INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI Bypass retention (fiume Emme, Svizzera) Schmocker et al., 2013

18 RICERCHE IN CORSO: PROVE SPERIMENTALI SULL INFLUENZA DELLA FORMA DELLA PILA DEL PONTE SULL ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI L p W p H p DIMENSION VALUE Wp [cm] 2.5 Lp [cm] 7 Hp [cm] Due diversi numeri di Froude: Fr=0.5 Fr=0.3

19 RICERCHE IN CORSO: PROVE SPERIMENTALI SULL INFLUENZA DELLA FORMA DELLA PILA DEL PONTE SULL ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI Indice di attitudine alla cattura IAC CL TOT = total captured logs IL TOT = total number of logs introduced in the flume 5 cm

20 RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D Woody Iber (Ruiz Villanueva, 2012 & Ruiz Villanueva et al., 2014) Interazione tra tronchi Interazione tra tronco e sponde

21 RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D Ruiz-Villanueva et al., 2014

22 RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D 5 cm

23 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

24 CONCLUSIONI GRAZIE PER L ATTENZIONE! Idana Pescioli, Com era l acqua i bambini di Firenze raccontano edito da La Nuova Italia nel 1967