Trasporto dei detriti arborei nei corsi d’acqua
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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
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Firenze, 14 e 15 Aprile 2016
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Figure from Ruiz-Villanueva, 2014
PRODUZIONE TRASPORTO DEPOSITO
• Frane• Erosione di
sponda• Mortalità
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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
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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.
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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
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DEPOSITO
Gurnell, 2013; Gurnell et al., 2002
Tipologie di accumulo di detriti arborei osservate nei grandi corsi d’acqua
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INTERAZIONE CON LE STRUTTURE IN ALVEO: ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI
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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
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ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI
Accumulo alla singola pila Accumulo tra due pile
Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007
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ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI
Diehl, 1997; Lagasse et al., 2007
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ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI
• 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
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ACCUMULO DI DETRITI ARBOREI ALLE PILE DEI PONTI
• 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.)
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INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI
Briglia di trattenuta a griglia inclinata
Passaggio
sedimenti
Trattenuta
legname
Esempi sul fiume Rienza (BZ)
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INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI
Esempi sul fiume Rienza (BZ)
Opera di trattenuta a funi
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Il caso del fiume Sihl in Svizzera
INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI
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Bypass retention (fiume Emme, Svizzera)
Schmocker et al., 2013
INTERVENTI STRUTTURALI PER TRATTENERE I DETRITI ARBOREI
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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
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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
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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
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Ruiz-Villanueva et al. , 2014
RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D
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5 cm
RICERCHE IN CORSO: MODELLO NUMERICO 2D
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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
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CONCLUSIONI
Idana
Pescioli, “Com’era l’acqua – i bambini di Firenze raccontano”
edito da “La Nuova Italia”
nel 1967
GRAZIE PER L’ATTENZIONE !