Presentazione di PowerPoint

Rischio geologico dovuto a movimenti in massa,
all’azione del ruscellamento ed ai processi fluviale.
Problemi di erosione del suolo
Processi di denudazione
• fenomeni che allontanano il materiale alterato e disgregato
prodotto a spese della roccia (specialmente se si trova su un
piano inclinato) e che tendono a mettere a nudo la roccia non
alterata (talvolta provocando anche una parziale rimozione
dello stesso substrato inalterato). Questi processi sono
responsabili del modellamento dei versanti (in generale si
determina: 1) un abbassamento dei rilievi, e in questo caso si
parla di “degradazione” o di “erosione” nel senso più ampio
del termine; 2) un colmamento delle bassure, detto
“aggradazione” o meglio ancora “accumulo”)
In questo senso si
distinguono:
• Processi che si manifestano in modo estensivo
(processi areali, come il ruscellamento diffuso) e
quelli ad azione prevalentemente lineare (processi
lineari: azione dei corsi d’acqua).
Inoltre:
• Processi in cui opera la forza di gravità (processi
gravitativi, come le frane e il soliflusso; vengono
detti anche “movimenti in massa”) e quelli in cui
operano agenti di trasporto (acqua)
I processi di denudazione agiscono con
una efficacia maggiore se lungo i
versanti si hanno rocce degradate (cioè
ridotte in frammenti più piccoli a causa
di processi di disgregazione meccanica
e/o alterazione chimica)
I fenomeni di degradazione meteorica
delle rocce (weathering) vengono
indicati anche con il termine di processi
elementari
I Processi elementari - la degradazione meteorica
I processi di degradazione meteorica (weathering)
sono costituiti dall'insieme delle modificazioni
fisiche e chimiche che una roccia subisce al contatto
con gli agenti atmosferici. Essi hanno come risultato
quello di produrre una disgregazione della roccia in
elementi più piccoli e disaggregati o di procedere ad
una trasformazione chimica dei minerali costituenti
una roccia; in entrambi i casi si può giungere alla
parziale o totale scomparsa di una roccia.
I principali processi di degradazione meteorica si distinguono in
due gruppi diversi:
a) processi di natura fisica o processi clastici, che producono
la disgregazione e la frantumazione della roccia originaria;
b) processi di natura chimica, che consistono nella alterazione
allo stato solido o nella dissoluzione della roccia.
Processi
Crioclastismo
F
I Termoclastismo
S
I Idroclastismo
C
Aloclastismo
I
Bioclastismo
C
H
I
M
I
C
I
Rocce
Tutte
Tutte
Argillose
Tutte
Tutte
H2 O
Zone
Climatiche
Ghiaccio
Si
Crio
Freddoclasti
umide
No Radiazione Termo
Caldosolare
clasti
aride
Acqua
Si
Idroclasti
Umide
Sali
Si
Aloclasti
Varie
No Organismi Bioclasti
Varie
Idratazione
Ossidazione
Idrolisi
Alcune
Alcune
Silicatiche
Si
No
Si
Azioni
biochimiche
Tutte
No
Rocce
Solubili
Si
Soluzione o
Corrasione
Agenti
viventi
Acqua
Prodotti
Idrati
Ossigeno
Ossidi
Acqua
Minerali
Residuali
Organismi
Suoli
viventi
Acqua e
CO2
Umide
Varie
Caldoumide
Varie
Umide
I processi di tipo fisico portano alla disgregazione della roccia in frammenti di varie
dimensioni detti clasti (dal greco klastos, spezzato).
Fra questi il più importante può essere ritenuto il fenomeno legato alla pressione che
l'acqua che congela e aumenta di volume esercita all'interno delle fratture della
roccia (crioclastismo o gelivazione). In alta montagna, dove questo fenomeno è ben
presente, esso produce quei grandi accumuli di elementi rocciosi a spigoli vivi (falde o
coni di detrito) che si trovano ai piedi dei versanti.
L'azione di frantumazione delle rocce può anche essere dovuta alle ripetute dilatazioni e
contrazione che una roccia subisce durante il riscaldamento e il raffreddamento; si ha così
il fenomeno del termoclastismo, tipico delle zone desertiche, dove più marcate sono le
escursioni termiche giornaliere.
Le rocce argillose, che assorbono acqua e sono soggette ad alternanza di
imbibizioni e di essiccamento, sono quelle che risentono del fenomeno
dell'idroclastismo, che genera una serie di fratture poligonali quando le
argille si essiccano e perdono il loro contenuto d'acqua.
Anche le acque salate che penetrano nelle fessure delle rocce
esercitano un'azione di fratturazione (aloclastismo); infatti
l'evaporazione dell'acqua provoca il deposito e la cristallizzazione dei
sali che esercitano una pressione in grado di ampliare la porosità e la
fessurazione della roccia. Questo fenomeno è particolarmente
presente nelle zone costiere.
Infine anche gli esseri viventi (radici delle piante, cavità o gallerie scavate
da animali scavatori) con la loro azione possono concorrere alla
frantumazione della compagine rocciosa (bioclastismo).
Esfoliazione
Processo di degradazione dovuto alla diminuzione del carico litostatico delle
rocce sovrastanti (a causa della loro erosione)
La genesi dei blocchi sferoidali può essere legati a uno o più dei seguenti processi:
1.
2.
3.
4.
processi di idrolisi dei silicati;
degradazione (fisica e/o chimica) che agisce preferenzialmente sugli spigoli;
asportazione del suolo (o regolite) sovrastante;
esfoliazione;.
Esempi di prodotti derivanti da processi di
disfacimento chimico
Complessivamente la degradazione
meteorica produce una
frammentazione delle rocce
PROCESSI DI DILAVAMENTO
Fenomeni di dilavamento (o ruscellamento: prodotto dalle acque piovane e dipende
pertanto dalle precipitazioni meteoriche, risultando un processo discontinuo nel
tempo)
 depositi colluviali (depositi rilasciati dalle acque dilavanti)
Rientrano in questa classe i fenomeni di erosione e di trasporto prodotti dalle acque di
pioggia che impattano sulla superficie topografica o scorrono lungo un versante senza un
percorso ben definito (acque dilavanti o acque selvagge), asportando particelle di terreno o
di roccia. L'azione di erosione è maggiore in relazione alla presenza di materiale di
copertura eluviale, di regolite o di suolo.
I processi comprendono l'azione meccanica delle gocce di pioggia, quella areale del
ruscellamento diffuso e quella della formazione embrionale di rivoli e solchi lungo un
versante.
Forme particolare legata all'azione delle acque dilavanti sono i calanchi, che si originano
quando l'azione delle acque selvagge su rocce argillose produce una scultura minuta, composta da
un insieme di solchi e di creste; queste forme, quando interessano diffusamente estesi territori,
sono conosciute anche con il termine inglese di bad land (cattive terre) dal nome che i pionieri
americani davano alle vaste plaghe a calanchi tipiche degli ambienti aridi del Dakota e della
California
processi elementari del dilavamento:
splash erosion (erosione della pioggia battente): consiste nell’azione
meccanica esercitata soprattutto dalle grandi gocce e dalla pioggia
intensa, sul terreno
sheet erosion (erosione areale): azione legata al ruscellamento diffuso,
ossia quando le acque piovane scorrono in maniera areale raccolgono
manifestandosi con un carattere estensivo
rill erosion (erosione a rivoli): quando ha inizio una concentrazione delle
acque in piccole depressioni (rivoli) che tagliano solamente la roccia
alterata (detrito, suolo o regolite), non interessando le rocce del
substrato
gully erosion (erosione a solchi): quando i rivoli si approfondiscono per una
forte concentrazione del flusso superficiale, intaccando il substrato
roccioso, si passa ai fossi o solchi di erosione (l’evoluzione più spinta e più
diffusa di queste forme porta all’origine dei calanchi)
sheet flood (inondazione a coltre o a lamina): quando l’intensità della
pioggia da luogo ad un velo d’acqua di forte spessore che scorre ad alta
velocità
Fattori del dilavamento:
1. natura del terreno (suoli o
roccia);
2. fattori morfologici (pendenza,
forma e lunghezza dei versanti);
3. fattori climatici (i climi con
regimi di piogge incostanti
favoriscono il dilavamento);
4. presenza di copertura vegetale
(protegge il suolo);
5. fattori antropici (diboscamento
e pratiche agricole; in questi
casi può innescarsi l’erosione
accelerata).
erosione del suolo operata dalle acque dilavanti
Erosione del suolo: quantità di suolo rimosso da una certa
area e trasportato altrove
Equazione universale dell’erosione dei suoli (USLE –
Universal Soil Loss Equation - F.A.O., 1965; Wischmeir &
Smith, 1978; AA. VV., 1977): tiene conto dell’erosione del
suolo ad opera dell’acqua che avviene essenzialmente per
l’azione della pioggia battente (erode, stacca e rimuove le
particelle di suolo a causa dell’impatto) e dell’acqua
corrente, sia dilavante che concentrata (porta via il
materiale rimosso). Questa equazione, elaborata dal
Servizio di Controllo del Suolo degli USA (U. S. Soil
Conservation Service), ha la seguente espressione:
A=R xKxLxSxC xP
A dispetto del nome, questa equazione non si adatta a tutte le condizioni climatiche e i vari
parametri che la compongono non possono essere valutati con grande precisione.
A=R xKxLxSxC xP
dove:
A = perdita annua media di suolo
R = erodibilità ad opera della pioggia - dipende dal prodotto fra
energia cinetica totale della pioggia (E) e intensità massima della
pioggia misurata nella mezzora di punta (I30); R = E x I30 / 173,6 (di
solito si ricavano valori medi annui di R)
K = fattore di erodibilità del suolo – esprime la suscettibilità di un
suolo ad essere eroso
L = fattore di lunghezza del pendio
S = gradiente topografico del pendio
C = fattore di gestione delle colture – rapporto fra l’erosione di un
suolo con specifica coltura e erosione di un suolo incolto
P = fattore che esprime gli interventi di controllo sull’erosione –
rapporto fra perdita di un suolo che si ara con una certa tecnica e
perdita di un suolo arato a “rittochino” (lungo la pendenza), ovvero
tipo di aratura che favorisce la massima erosione (aratura lungo le
curve di livello: a “girapoggio”)
Erosione secondo Fournier
Una delle metodologie più note per la stima della quantità di materiale
asportabile per erosione lungo i pendii è quella elaborata da Fournier, basata
prevalentemente su elementi climatici. L’unità di misura è espressa in t • km² •
anno.
La relazione è la seguente:
log E = 2,65 • log (Pl² / P) + 0,46 • log H • tg am -1,56
dove:
E = sedimento trascinato (t • km² • anno)
Pl = precipitazione del mese più piovoso (mm)
P = precipitazione media annuale (mm)
H = altitudine media del pendio (km s.l.m.)
am = inclinazione media del pendio (°)
Dalla interpretazione della formula risulta evidente l’elevato contributo attribuito
alle precipitazioni e, in particolare, al rapporto Pl2/P. Un significativo contributo,
oggetto di una successiva modifica dell’indice di Fournier è dato dalla quota del
bacino e dalla pendenza, vincolati da proporzionalità diretta e con crescita
esponenziale.
Erosione secondo Margaropoulos
La quantità di materiale asportabile per erosione è stimabile anche attraverso un
particolare modello di calcolo ad indici (Margaropoulos, dal nome dell’autore) che
permette di valutare la superficie potenzialmente erodibile. Detta metodologia fa
riferimento ad esperienze dirette in ambito mediterraneo ed è sempre più spesso
impiegata negli ultimi tempi date la semplicità di calcolo e la validità dei risultati ottenuti.
La relazione è la seguente:
Sr = (K+C)i • S
dove:
Sr =
S=
K=
C=
i=
(superficie resistente all’erosione, in km2)
(superficie di riferimento, in km2)
(indice di resistenza dei suoli all’erosione, da dati tabellari)
(indice protezione dei suoli da parte della copertura vegetale, da dati tabellari)
(pendenza media, in %)
Dalla interpretazione della formula risulta evidente l’elevato contributo attribuito alla pendenza
(valore i posto all’esponente), mentre dalla lettura delle tabelle impostate da Margaropoulos si evince
il ruolo svolto da copertura e geopedologia e i relativi rapporti fra tipologie differenti.