Corso di Erosione e Difesa del Suolo

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1 Corso di Erosione e Difesa del Suolo Docente: Prof. Santo Marcello Zimbone Collaboratori: Dott. Giuseppe Bombino - Ing. Demetrio Zema Lezione n. 6: La sistemazione dei versanti Anno Accademico

2 Indice Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Generalità Classificazione delle pratiche di conservazione del suolo Principi fondamentali Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Aree agricole Pascoli Aree boschive Aree destinate alla realizzazione di opere e/o infrastrutture

3 Indice Interventi sulla morfologia della pendice Modifica del profilo longitudinale Interruzione della continuità dei percorsi Generalità Coltivazione a strisce Graticciate o viminate Fascinate Palificate o stecconate Gradonate vive Cordonate vive

4 Indice Terrazzamenti Canali terrazze Fosse livellari Trash and stone lines Silt fences Barriere vegetali Drenaggio con fasciname

5 Indice Interventi di conservazione del suolo su scarpate artificiali e pendici a forte pendenza Inerbimento Reti, stuoie o tessuti in materiale naturale Griglie, reti e tessuti in materiale sintetico Grate vive e palificate vive di sostegno Muro di sostegno in pietrame Muro di sostegno in pietrame con talee Muro di sostegno in elementi prefabbricati in calcestruzzo Muro di sostegno con armatura metallica (c.d. terre rinforzate)

6 Indice Gabbionata con talee Integrazione di elementi verdi e strutturali Struttura di sostegno in legname e pietrame con talee Copertura diffusa con astoni Reti paramassi Esempi Efficacia antierosiva degli interventi di conservazione del suolo

7 Materiale didattico Slides delle lezioni frontali V. Ferro. Sistemazione dei bacini idrografici. McGraw Hill, Milano L. Da Deppo,, C. Datei,, P. Salandin.. Sistemazione dei corsi d acqua. d Edizioni Libreria Cortina, Padova A. Armanini.. Principi di idraulica fluviale. Editoriale BIOS, Cosenza G. Benini.. Sistemazioni idraulico-forestali. Ed. UTET, Torino D. Citrini, G. Noseda.. Idraulica. Casa Editrice Ambrosiana. Milano, 1994 U. Maione.

8 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Generalità Conservazione del suolo controllo dei processi erosivi nei versanti di un bacino idrografico Finalità ridurre l erosione l idrica favorire i processi di infiltrazione idrica rallentare il trasferimento della corrente lungo la pendice proteggere le superfici esposte con una copertura vegetale accrescere l attitudine l del suolo a resistere agli sforzi tangenziali Le opere connesse sono definite opere di sistemazione idraulico-forestale di tipo estensivo contrastano fenomeni di erosione diffusa od areale

9 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Generalità Classificazione in relazione alle modalità costruttive ed ai materiali impiegati: opere di tipo ingegneristico (es.: muretti, piccole briglie, fosse livellari) opere realizzate con materiali costruttivi vivi creazione di ecosistemi in grado di auto-sostenersi componente inerte: : assicura la stabilità durante il periodo di sviluppo della vegetazione e perde gradualmente importanza componente viva: accresce nel tempo la sua funzionalità, svolgendo la sua funzione di stabilizzazione e consolidamento

10 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Generalità Valutazione del fenomeno erosivo confronto tra la perdita di suolo effettiva e quella tollerabile T Valutazione di T on-site tolleranza stabilita facendo ricorso a criteri legati specificatamente alla superficie erosa (es. mantenimento dell attitudine produttiva di un area max valore di T per la quale non risulta pregiudicata l utilizzazione agricola dell area in termini economici Valutazione di T off-site tolleranza stabilita valutando le implicazioni del fenomeno erosivo sulle zone di accumulo dei sedimenti erosi (es. interrimento di serbatoi, degrado della qualità delle acque nei corpi idrici)

11 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Generalità E preferibile intervenire sul distacco piuttosto che sul trasporto solido il controllo del trasporto solido, consentendo la deposizione delle particelle più grossolane,, determina un arricchimento della corrente nella frazione più fina,, responsabile del degrado delle risorse idriche (trasporto di prodotti chimici, torbidità delle acque) Distacco Trasporto solido Trasporto solido Deposizione Suolo Suolo

12 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Classificazione delle pratiche di conservazione del suolo colturali uso della vegetazione di supporto lavorazioni e sistemi di controllo in aggiunta alle pratiche colturali strutturali attuati in zone puntuali della superficie

13 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Classificazione delle pratiche di conservazione del suolo Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Interventi sulla morfologia della pendice Interventi di conservazione del suolo su scarpate artificiali e pendici a forte pendenza

14 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Principi fondamentali Efficacia della copertura vegetale (apparato fogliare, scabrezza superficiale, biomassa interrata, apparati radicali) Efficacia della copertura diretta della superficie del suolo (residui vegetali, pacciamatura)

15 Tecniche di intervento per la difesa dei versanti Principi fondamentali Copertura della superficie da garantirsi durante i periodi di massima erosività delle precipitazioni Mantenimento di elevati livelli di biomassa nel suolo (es. con somministrazione di letame) Minimizzazione degli interventi che accrescono l erodibilità del suolo (es. lavorazioni meccaniche) Somministrazione di ammendanti (favoriscono l infiltrazione)

16 Aree agricole Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Scelta di colture che garantiscono la max protezione nei periodi più critici dal punto di vista climatico Colture di copertura fra due colture principali (trifoglio, erba medica, grano, avena, segale, miscugli di graminacee e leguminose) Rotazioni colturali con colture foraggere (leguminose) apparato aereo denso e basso + apparato radicale sviluppato

17 Aree agricole Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Colture multiple (impianto contemporaneo di colture sulla stessa superficie) competizione idrica con la coltura produttiva + difficoltà di meccanizzazione Pacciamatura o mulching: : disposizione sulla superficie di materiale di origine organica (paglia, stocchi di cereali, foglie, trucioli) o minerale (pietrame) riduzione dei fenomeni di sigillatura superficiale,, di erosione da impatto ed incremento delle resistenze idrauliche al moto Agro-forestry integrazione fra essenze arboree, colture erbacce e zootecnia

18 Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Aree agricole Lavorazione del terreno Lavorazione dello strato superficiale modifica della scabrezza superficiale e aumento delle depressioni superficiali e della velocità di infiltrazione Interramento dei residui della coltura precedente prima della nuova semina FAO: min 30% della superficie Non lavorazione semina + copertura della superficie con stoppie Effettuazione delle lavorazioni con terreni in tempera (idoneo contenuto idrico)

19 Aree agricole Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Uso di sistemi di lavorazione poco perturbativi (es. minimum tillage, sod seeding) Non amminutamento del terreno Lavorazione secondo le isoipse (contouring) incremento della scabrezza e della capacità di accumulo superficiale (talvolta favorisce fenomeni di erosione canalizzata)

20 Aree agricole Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Variante: assolcamento incrociato sbarramento dei solchi con arginelli di terra Condizionatori o stabilizzatori di struttura (gesso, calce, polimeri) incrementano la stabilità degli aggregati

21 Pascoli Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Modesto impegno economico + connotazione ecologica per il mantenimento della vegetazione naturale in zone semi-aride In aree più umide connotazione economica più frequenti pratiche agronomiche (specie foraggere, fertilizzazione, rinnovo periodico della vegetazione) Pascolo controllato: buona rigenerazione copertura del terreno utilizzazione max 40 50% del pascolo + soddisfacente

22 Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Aree boschive Garantiscono la migliore efficienza nella conservazione del suolo Fenomeni di alterazione del bosco realizzazione della viabilità,, lavorazioni preparatorie di impianto e fuoco Il pascolo danneggia la lettiera con la rimozione della biomassa ed il calpestio del bestiame

23 Interventi di conservazione del suolo in relazione all uso dei versanti Aree destinate alla realizzazione di opere e/o infrastrutture Sono le aree più a rischio per l assenza di copertura vegetale Necessario contrastare il fenomeno erosivo con la reintroduzione della copertura vegetale,, magari con il riutilizzo del terreno rimosso

24 Interventi sulla morfologia della pendice Modifica del profilo longitudinale Generalità Modellazione del tratto vallivo del pendio con la realizzazione di un profilo concavo riduzione della capacità di trasporto della corrente ed attivazione di fenomeni di deposizione

25 Strisce vegetali di colture da reddito e colture protettive alternate,, normali alla linea di max pendenza Muretti Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Coltivazione a strisce

26 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Graticciate o viminate Vive (zone terrose od umide) Secche (terreni grossolani)

27 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Graticciate o viminate

28 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Fascinate Posa di fascine costituite da ramaglia di specie con elevata capacità vegetativa (salici, pioppi) e loro fissaggio al terreno con paletti di legno 1. fosso profondo cm 2. fascine con almeno 5 rami di diametro > 1cm 3. paletti di legno di lunghezza > 60 cm

29 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Palificate o stecconate

30 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Gradonate vive Gradonata con talee (sistemazione a cespuglio secondo Schiechtel): scavo di banchine e posa di un letto di talee disposte a pettine (10 30 talee per metro) Gradonata con talee e piantine talee e piantine radicate 1. Riempimento con il materiale di scavo 2. Piante radicate 3. Ramaglia viva o talee (10 rami per ogni m)

31 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Cordonate vive 1. Stangame longitudinale con corteccia 2. Letto di ramaglia di conifere 3. Strato di terreno (10 cm) 4. Talea di salice (lunghezza=60cm, densità= 10 talee al m) 5. Terreno di riporto

32 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Cordonate vive

33 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Terrazzamenti Suddivisione della pendice in serie di ripiani pianeggianti o leggermente inclinati verso monte o verso valle normali alla linea di max pendenza: a gradoni (terreni ripidi) ripiani a debole pendenza od orizzontali + scarpate vegetate o muretti a secco a canali (pendenza max 10 12%) 12%) pendio interrotto da fosse lungo le isoipse che intercettano i deflussi

34 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Canali terrazze Canali delimitati a valle da arginelli realizzati con il terreno di riporto scavato: inclinati: convogliano i deflussi ad un acquidoccio naturale od artificiale od a tubazioni sotterranee con velocità controllate della corrente non inclinati: finalizzati alla conservazione dell acqua

35 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Fosse livellari Sistema di canali lungo le isoipse che convogliano i deflussi ad un collettore terminale (acquidoccio a rittochino lungo la max pendenza) Pendenza max: : 1 2,5% 1 Lunghezza max: : 200 m Interdistanza df: m m valutabile con la USLE 1/ m T d f = 22.1 RKSPC

36 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Fosse livellari Dimensionamento idraulico Determinazione del tempo di corrivazione t c (formula di Kirpich) Determinazione della pioggia oraria h tc,tr con T r = 2 5 anni Scelta del coefficiente di deflusso δ Determinazione della portata Q con la formula razionale Determinazione dell area contribuente S A δht,tr S c A QTR = 3.6t c

37 Interventi sulla morfologia della pendice Interruzione della continuità dei percorsi Fosse livellari Sezione rettangolare o trapezia Si stabilisce la velocità ammissibile V A ( m/s per suoli sabbiosi, m/s per suoli franchi, m/s per suoli argillosi