È noto come la presenza di acqua nei versanti svolge la sua azione nefasta in modi mol- to diversi. Quest’ultima influenza direttamente la stabilità dei terreni, poiché da una parte aumenta il peso specifico del terreno imbibito di acqua e dall’altra modifica largamente le resistenze disponibili sui terreni pseudo-coerenti, le cui caratteristiche meccaniche risulta- no fortemente peggiorate. Quando la presenza di acqua è sovrabbondante si può assistere a vere e proprie colate. Uno dei metodi idrologici in grado di determinare la quantità di acqua infiltrata e defluita nel terreno, utilizzato nel presente lavoro, è il metodo del Curve Number (CN - SCS). Trattasi di un modello empirico a base fisica, ideato dal Soil Conser- vation Center degli Stati Uniti nel 1972 [37] che considera il deflusso superficiale come la differenza fra precipitazione e perdite, dove in queste ultime si inglobano oltre alle perdite per infiltrazione anche quelle per intercettazione da parte delle piante, per accumulo sulle depressioni superficiali e per l’imbibimento iniziale del terreno. I parametri di tale modello non sono stati calibrati solo in base ai dati di infiltrazione, ma anche a quelli relativi a prove di laboratorio e a misure sul campo di un enorme numero di bacini di varie dimensioni ne- gli Stati Uniti, messi in relazione con i tipi pedologici e di uso del suolo di ciascun bacino. La grossa mole di dati ed il continuo aggiornamento rendono questo metodo molto diffuso negli Stati Uniti e sempre più anche in Europa, grazie anche all’impiego dei software GIS. Tale metodo assume che, in un evento di piena, il volume specifico del deflusso superficiale P , sia proporzionale a quello precipitato I, depurato dall’assorbimento iniziale Ia, in ragio- ne del rapporto tra volume specifico infiltrato F , e un volume specifico S, che caratterizza la massima ritenzione potenziale del terreno:
P = (I − Ia) ·
F S
Sostituendo ad F l’espressione ottenuta dall’equazione di continuità:
F = I − Ia− P
Si ottiene la relazione che fornisce il deflusso superficiale P :
P = (I−Ia)2
CAPITOLO 6. Acquisizione della Cartografia Tematica
Il parametro S dipende fondamentalmente dalla combinazione di due fattori: la natura geo-pedologica del terreno e l’uso del suolo. L’effetto combinato di questi due fattori viene rappresentato globalmente dal parametro adimensionale CN , legato a S dalla relazione:
S = 254(CN100 − 1)
Il parametro CN è definito nell’intervallo (0 < CN < 100), i cui limiti hanno i seguenti significati:
• CN → 0 corrisponde alla situazione limite di una superficie permeabile e quindi estremamente sfavorevole al ruscellamento;
• CN → 100 corrisponde alla situazione opposta di una superficie impermeabile e quindi estremamente favorevole al ruscellamento.
6.5.1
Calcolo del parametro CN
La stima del parametro CN è stata effettuata tramite acquisizione, all’interno del software ArcMap, degli strati informativi riguardanti la litologia, la pedologia, e l’uso del suolo.
A tale scopo si è utilizzato uno strumento sviluppato dallo USGS (United States Geo- logical Survey) appositamente per ArcMap e denominato ArcCN-Runoff [38] il quale per- mette di operare direttamente con dati vettoriali di tipo shp file.
Per poter ottenere una carta dei valori di CN tramite tale strumento si è proceduto secondo tre distinte fasi:
1. associazione delle singole classi litologiche (tab. 6.4) ai quattro differenti gruppi idrologici dei suoli A - B - C - D (tab. 6.3) definiti in letteratura e indicati nel me- todo del Curve Number per descrivere le proprietà idrogeologiche dei terreni. Le associazioni sono state fatte su base di valutazioni personali nonché delle indicazioni riportate in letteratura relative alle applicazioni del metodo del CN negli ambienti italiani [39, 40];
2. intersezione tra il tema litologico riclassificato secondo la tabella 6.4 e il tema relativo all’uso del suolo scegliendo come classi il secondo livello della legenda CORINE;
3. associazione, tramite una maschera di controllo dedicata (fig. 6.11), tra i poligoni creati dall’intersezione tra i due temi descritta nel punto due con il database conte- nente i valori di CN . Il database del CN è stato creato partendo dai database presenti in letteratura, anche se questi presentano per la maggior parte valori calibrati per aree situate nel continente americano, in alcuni casi utilizzati anche in Italia con le dovute modifiche. Non potendo ottenere dati idrologici reali da utilizzare come riferimento data la grandezza dell’area in esame e i tempi a nostra disposizione, si è deciso di modificare i database presenti, adattandoli alla situazione locale, secondo la propria esperienza personale (tab. 6.5).
Si è ottenuta così una carta, in formato raster, dei valori di CN composta da celle quadrate di 100x100 metri (fig. 6.12). Ogni cella contiene un valore medio di CN ottenuto secondo le procedure sopra descritte.
GRUPPO IDROLOGICO DI
SUOLO
PROPRIETÀ DESCRIZIONE
A potenziale di ruscellamento molto basso terreni con alta capacità di infiltrazione, anche se completamente saturi e formati essenzialmente da sabbie e ghiaie, ben drenati in profondità.
B potenziale di ruscellamento basso Terreni con moderata capacità di infiltrazione, anche se completamente saturi, aventi tessitura fine o moderatamente grossolana, da moderatamente profondi a profondi, da moderatamente a ben drenati.
C potenziale di ruscellamento moderato terreni che hanno bassa capacità di infiltrazione quando sono saturi, comprendenti in genere uno strato che impedisce il movimento verticale dell’acqua e aventi tessitura da moderatamente fine a fine.
D potenziale di ruscellamento elevato terreni con bassissima capacità di infiltrazione quando saturi, costituiti principalmente da argille; terreni con falda freatica sempre vicina al piano di campagna; coltri sottili su basamento impermeabile.
CAPITOLO 6. Acquisizione della Cartografia Tematica
LITOLOGIA GRUPPO IDROLOGICO
Complesso Arenaceo-Argilloso C
Complesso Argilloso D
Complesso Carbonatico C
Complesso clastico di deposizione continentale B
Complesso Conglomeratico-Arenaceo A
Complesso Evaporitico C
Complesso Filladico-Metamorfico C
Complesso Sabbioso-Calcarenitico B
Complesso Vulcanico C
Tabella 6.4: Tabella delle classi litologiche associate al relativo gruppo idrologico
VALORI DEL PARAMETRO “CN” (Adimensionale) GRUPPO IDROLOGICO DI SUOLO
Tipologia di Uso del Territorio A B C D Acque continentali 94 10 10 10 Acque marittime 0 10 0 0 Colture permanenti 65 71 85 83 Seminativi 81 81 75 79 Zone agricole eterogenee 79 68 75 78 Zone aperte con vegetazione rada o assente 98 78 74 63 Zone boscate 53 74 71 70 Zone caratterizzate da vegetazione arbustiva e/o erbacea 80 78 73 74 Zone estrattive, discariche e cantieri 65 78 55 91 Zone industriali, commerciali e reti di comunicazione 78 93 74 78 Zone umide interne 0 25 25 0 Zone umide marittime 25 25 25 25 Zone urbanizzate 92 63 71 71 Zone verdi artificiali non agricole 0 80 92 58
Tabella 6.5: Valori del CN in funzione dell’uso del suolo usati nel presente lavoro.
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