Processi di versante

Processi di
versante
Versanti: terre elevate
tra fondi vallivi (implica
l’esistenza di
un’inclinazione).
Processi di versanti:
Movimenti di roccia e
suoli dovuti a
spostamenti di massa,
impatti di pioggia e
flusso superficiale di
acqua.
martedì 4 ottobre 2011
Geometrie dei versanti
Profilo
Convesso
Lineare
Concava
Forma del versante
Divergente
Planare
Convergente
Cresta
Piana
Avvallamento
Topografia
martedì 4 ottobre 2011
Due tipi fondamentali di versante:
Roccia in posto (Bedrock)
!
Produzione di suolo < erosione
!
Suolo ridotto o mancante con bedrock in superficie.
!
Sedimento trasportato è poco alterato
!
La forma del versante è controllata dalle
!
!
proprietà fisico-meccaniche della roccia.
Presenza di un suolo
!
Produzione di suolo ≥ erosione
!
Strato superficiale di suolo copre la roccia
!
Sedimento trasportato percorre poca strada.
!
Forma del versante controllata dalle proprietà del
!
!
suolo, sua produzione e dal tasso di trasporto
martedì 4 ottobre 2011
Evoluzione dei Versanti
Scarsa alterazione (bedrock)
Versanti inclinati
Suolo sottile o assente
Comuni in climi aridi
Presenti anche in aree umide
in rapido sollevamento e
versanti a basso tasso di
alterazione per il continuo
rinnovo (es. rocce dure), frane
in roccia e ritiro del versante
lungo angoli limite
martedì 4 ottobre 2011
Versanti in roccia
Versanti in roccia tipici di aree aride e semi-aride
con bassa produzione dei suoli.
martedì 4 ottobre 2011
Totem Pole formation, Monument Valley, Navajo Tribal Park
martedì 4 ottobre 2011
Bedrock hillslopes, Brice Canyo, Utah
martedì 4 ottobre 2011
Evoluzione dei Versanti
Trasporto limitato (suoli sviluppati)
Bassa inclinazione
con spessi suoli
generalmente in
climi umidi e caldi,
interessati da
suoli in lento movimento
con profili convessi
dei versanti.
martedì 4 ottobre 2011
Versanti con suoli sviluppati
Tipici di climi umidi e di regioni tropicali dovuto
allʼampio sviluppo della copertura pedologica.
martedì 4 ottobre 2011
Versanti con suoli sviluppati, Bolivia
martedì 4 ottobre 2011
Versanti in regioni umide tendono ad
essere mantati di un suolo ed erosi da
processi che si diffondono sul
versante, con il progressivo
arrotondamento e abbassamento del
profilo del versante. Nel tempo si
ottiene un gradiente di versante che
gradualmente diminuisce.
martedì 4 ottobre 2011
Versanti in regioni aride tendono ad
essere erosi con un progressivo
arretramento parallelo del versante
stesso, attraverso processi gravitativi
di caduta di rocce. Questo permette di
preservare la forma ed inclinazione
del versante, pur ottenendo un suo
arretramento.
Caratteristiche dei materiali
Alcuni concetti base:
Stress - forza per unità di area
!
ricordiamo che forza = massa * accelerazione !
!
(F = ma)
Stress normale – Forze agiscono perpendicolari allʼarea
Stress di taglio (shear) – Forze agiscono parallele allʼarea
martedì 4 ottobre 2011
Caratteristiche dei materiali
(φ) angolo di attrito interno (friction angle)
Caratterizza la resistenza per attrito tra le particelle di
un materiale.
(C) coesione
Forza interna di un materiale in assenza di ogni carico.
Resistenza al taglio (shear strength)
Lʼabilità del materiale a resistere alla deformazione e
rottura ed è funzione di φ e di C.
martedì 4 ottobre 2011
Caratteristiche dei materiali
Equazione di resistenza al taglio di Mohr-Coulomb
La resistenza al taglio totale (s) del materiale che
compone il versante è
!
s!
=!
C + σ' tanφ! !
Dove σ' lo stress normale effettivo
martedì 4 ottobre 2011
L’angolo di attrito interno determina come
la resistenza del materiale varia al variare
delle forze confinate, come si può
osservare dall’inclinazione della retta che
deriva dalla relazione tra le forze di taglio
e la forza normale.
La coesione è la proprietà intrinseca del
materiale senza pressione confinante. La
coesione aumenta dalla resistenza
dovuta alla presenza di radici.
Data la natura granulare, la sabbia ha un alto angolo di attrito
(30°-40°), invece le argille presentano un’alta coesione.
martedì 4 ottobre 2011
Proprietà dei suoli
Resistenza dei suoli:
Valori tipici di sabbia e argille
Materiale!
!
Angolo di attrito(°) ! Coesione (kPa)
Sabbia uniforme densa!
Piane fluvioglaciali
!
sabbiose!
!
Argille organiche suoli!
Argille glaciali coese!
martedì 4 ottobre 2011
32 - 40!
!
0!
36 ± 11!
22 -27!!
30 - 32!
!
!
!
12 ± 9
20 - 50
70 - 150
Proprietà delle rocce
Resistenza delle rocce:
Laboratorio vs terreno
Materiale!
!
_____Angolo di attrito(°) ! Coesione (kPa)
Campione di arenaria (lab)!!
35 - 45!
10,000 - 30,000
Campione di argilliti (lab)! !
25 - 35!
1,000 - 20,000
Arenaria (field) !
!
!
17 - 21!
120 - 150
Argillite (field)!
!
!
20 ± 6!!
69 ± 32
Resistenza delle rocce = f (scala) dovuta alle discontinuità
martedì 4 ottobre 2011
Stabilità di versante
Versanti cadono quando sforzo di taglio > resistenza al taglio
Rapporto che governa le forze di resistenza = fattore di
sicurezza (FS)
!
!
!
!
FS =! Resistenza al taglio
!
Sforzo di taglio
Alla frattura FS = 1.0
Versante è stabile se FS ≥ 1
Versante è instabile se FS ≤ 1
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamenti superficiali 8suoli)
Scivolamenti superficiali
Mobilizzazione di materiale alla superficie – generalmente
regolite
Tra i maggiori agenti geomorfologici nel paesaggio montano.
Avviene durante le precipitazioni per la riduzione della resistenza
al taglio dei materiali.
martedì 4 ottobre 2011
Movimenti profondi (roccia)
Mopvimenti profondi
Mobilizzazione di materiali più profondi, compresa la roccia
sottostante.
Altro maggiore agente geomorfologico del paesaggio montano.
Avviene durante precipitazioni e terremoti per la riduzione della
resistenza al taglio dei materiali.
martedì 4 ottobre 2011
martedì 4 ottobre 2011
Forze di resistenza:
Forze che resistono alla rottura derivano
dalla resistenza dei materiali che
compongono il versante, caratterizzarti
dall’angolo di attrito (Φ) e dalla coesione
(C).
martedì 4 ottobre 2011
Forze di scivolamento:
Forze che favoriscono la sono le
componenti del peso del corpo sopra il
piano di rottura. La forza di galleggiamento
(Archimede) dell’acqua presente nei pori,
riduce ulteriormente le forze che resistono
allo scivolamento.
Modello versate stabilità infinita
Massimo angolo di stabilità per materiali secchi senza
coesione (C = 0; dry, m=0; FS = 1)
1 = ! g h cos2β tanφ
!
g h sinβ cosβ
=
cosβ tanφ
sinβ ! !
=
!
tanφ
tanβ
Per cui, tanβ = tanφ
Lʼangolo massimo di stabilità per materiali secchi e senza
coesione è uguale allʼAngolo di Attrito.
martedì 4 ottobre 2011
Modello versate stabilità infinita
Massimo angolo di stabilità per materiali saturi senza
coesione. (C = 0; m = 1; FS = 1)
1 = ! h cos2β (γ-γw) tanφ
=
!
γ h sinβ cosβ
(γ-γw) tanφ
γ tanβ !
Per cui, tanβ = [(γ-γw)/ γ] tanφ
Dato che γ ≈ 2 γw , ! tanβ = tanφ
2
Massimo angolo di stabilità per materiali saturi senza
coesione è uguale alla metà dellʼAngolo di Attrito.
martedì 4 ottobre 2011
Modello versate stabilità infinita
Debris flows tipicamente si sviluppano su versanti di 26°-45°.
Per suoli sabbiosi grossolani φ ≤ 45°e per cui tanφ ≤ 1.0.
La massima inclinazione di molti versanti con suoli è di circa 45°.
Metà dellʼAngolo di Attrito (tanφ/2 = 0.5) equivale ad un versante
di 26°. Debris flows raramente iniziano su versanti inferiori a 26°.
martedì 4 ottobre 2011
martedì 4 ottobre 2011
Soglie di inclinazione
Una volta che il versante ha raggiunto il massimo
angolo di stabilità il tasso di erosione è dominato
da unʼaumento della frequenza di frane e
scivolamenti invece che da unʼulteriore aumento
dellʼinclinazione del versante stesso.
martedì 4 ottobre 2011
Sui versanti dove le frane sono
rare (<26°) l’erosione aumenta
linearmente con l’inclinazione.
Sui versanti dove le dominano
l’erosione (>30°), l’erosione può
aumentare con piccoli aumenti di
inclinazione per il superamento di
soglie, con angoli tipici tra i 30°
ed i 40°
Globalmente, il tasso di erosione
aumenta con il rilievo locale (misurato
come il rilievo medio in un raggio di 10
km). A basso-medio rilievo locale, il
tasso di erosione aumenta lentamente,
invece per valori alti, aumenta
drammaticamente. Sia rilievo medio che
l’inclinazione media sono collegati ed
entrambi dipendenti dalla scala
Il livello superiore di inclinazione soglia
(o rilievo locale) varia in funzione della
resistenza della roccia o del suolo.
Rappresenta la transizione nella zona
dove il controllo del tasso di erosione
del versante passa dall’inclinazione del
versante alla frequenza dei fenomeni
franosi.
martedì 4 ottobre 2011
martedì 4 ottobre 2011
Tipi di movimenti di massa
CI sono 4 meccanismi diversi nel movimento di massa:
!
Flusso
!
Scivolamento
!
Colamento
!
Caduta
Tassi di movimento variano in modo sostanziale tra i vari tipi.
martedì 4 ottobre 2011
Movimenti di massa
Flusso
Movimento di massa
avviene per sforzi di taglio,
ma senza un definito piano
di scivolamento.
Lo sforzo di taglio è
massimo alla base del
flusso.
martedì 4 ottobre 2011
Movimenti di massa
Scivolamento
Si forma una frattura lungo un definito
piano di taglio.
Sforzo di taglio è uniforme lungo tutto il
flusso.
La resistenza al movimento crolla dopo la
rottura; il movimento continua fino a
quando non incontra una sufficiente
resistenza, anche per una diminuzione
dell’inclinazione del versante.
martedì 4 ottobre 2011
Movimenti di massa
Colamento
Movimento lungo versante
legato a espansione e
contrazione ciclica legata
alla gravità.
Tipicamente si ha un lento
creep
.
martedì 4 ottobre 2011
Movimenti di massa
Cadute
Movimento di suolo o roccia
attraverso l’aria.
Avviene solamente in
presenza di versanti molto
inclinati.
martedì 4 ottobre 2011
Processi erosionali
•
•
•
•
Impatti da pioggia
Creep di suoli
Flussi superficiali
Movimenti di massa
martedì 4 ottobre 2011
Trasporto di sedimento dovuti
all’impatto di gocce di
pioggia su sedimento non
consolidati.
martedì 4 ottobre 2011
Flussi superficiali
Erosione per flusso superficiale
è raro nelle aree di foresta e
montane perché:
Piogge tendono ad infiltrarsi nel
suolo.
Il terreno tende a resistere
all’erosione per la presenza
della vegetazione.
Erosione per flusso superficiale
è più comune in aree semiaride o aree con forti disturbi
dei suoli.
martedì 4 ottobre 2011
200 m dalla
cresta
~400 m dalla
cresta
martedì 4 ottobre 2011
~800 m dalla
cresta
1200 m dalla
cresta
martedì 4 ottobre 2011
Soil Creep
Lento – troppo lento da percepire senza misure o altri
indicatori.
Soil creep
i)
!
Tipicamente è segnalato da recinti inclinati,
alberi con tronchi concavi, ecc…
Eʼ un processo con velocità si mm/yr o meno
ii)! Soliflusso: lento flusso di materiale coesivo
saturo in acqua, a volte aiutato dal gelo
(geliflusso)
martedì 4 ottobre 2011
Soil Creep
Figure 13.27
martedì 4 ottobre 2011
Pistol Butt trees, Nevada (soil creep)
martedì 4 ottobre 2011
“Terracettes”
terrazzette
martedì 4 ottobre 2011
Rock Creep
Rock Creep
Deformazione
gravitativa lenta
dovuta a versanti in
roccia molto inclinati.
Deformazione
meccanica.
Rock creep, Marathon, Texas
martedì 4 ottobre 2011
Rock Creep
martedì 4 ottobre 2011
Nei Flussi, lo sforzo di taglio
avviene attraverso il
movimento di massa senza
un definito piano di
scivolamento; il materiale
viene distrutto durante il
flusso.
martedì 4 ottobre 2011
Negli Scivolamenti, la frattura
avviene lungo un ben definito
piano si taglio; i blocchi di
materiali sopra la rottura, possono
muoversi come un’unità coerente,
preservano le strutture e forme
relitte.
Nei Crolli, rocce o suoli si
muovono verso il basso attraverso
l’aria. Le cadute possono avvenire
solamente su versanti molto ripidi,
tali come falesie o terrazzi.
Flussi di detrito
(Debris Flows)
Debris flows
Sono flussi di materiale
roccioso o detrito, saturo
dʼacqua, che si muovono
con varie velocità
allʼinterno di canali ben
distinti.
Tipicamente avviene in
suoli/terreni granulari e
grossolani
Tolt River, Washington
martedì 4 ottobre 2011
Debris Flows
Deformazioni interne
Contenuto relativamente
alto di acqua – flusso di
tipo fluido.
Avviene una frattura lungo
un piano ben definito
all’interfaccia suolo-roccia.
Tolt River, Washington
martedì 4 ottobre 2011
Debris Flows
Debris flows: rapido movimento di suolo, roccia e acqua che
percorre lunghe distanze.
Area sorgente: Controllata dall’umidità del suolo e
dall’inclinazione del versante; tipicamente da 26° a 45°.
Zone di distacco e trasporto: Alcune frane superficiali
percorrono lunghe distanze dalla zona di distacco lungo
strette valli o canaloni – possono aumentare da 100 a 1000
volte il proprio volume.
Zona di deposizione: I depositi di debris flows raggiungono
quindi zone di versanti con inclinazioni molto basse dove la
resistenza del materiale supera lo sforzo di taglio: da 3° a 6°.
martedì 4 ottobre 2011
Debris Flows
Area Sorgente:
Debris flows si generano normalmente in
suoli superficiali sottili su inclinazioni >26°.
Impluvio molti incisi sono tipicamente le
aree sorgenti.
Zona di trasporto:
Debris flows possono crescere
sostanzialmente per abrasione del
materiale lungo il loro percorso. I
detriti nel percorso costruiscono
degli argini lineari.
Zona di deposizione:
La deposizione dei debris
flows avviene quando il
versante diventa poco
inclinato e la resistenza al
taglio supera le forze di
movimento. Il deposito può
contenere massi sparsi e
tronchi d’albero.
martedì 4 ottobre 2011
Movimento (runout)
Debris Flow
Sedimenti grossolani
fluiscono lungo il
versante (Sierra Nevada
a sud di Reno, Nevada)
martedì 4 ottobre 2011
Debris flow (runout)
Venezuela, 1999 dopo 20
centimetri di pioggia sono
stai seguiti da altri 90 cm di
pioggia in 2 settimane!
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamento/caduta
Caduta/scivolamento di
rocce coerenti o unità di
suoli attraverso una
rotazione dellʼintero
corpo
Piede
martedì 4 ottobre 2011
Testata
Scivolamento
Scivolamento composto da:
Nicchia di distacco
Piede
Blocchi di rotazione
Deformazione interna
estremamente variabile
martedì 4 ottobre 2011
Flussi di terra (Earth Flows)
Earth flows – materiale contenente acqua che si muove
generalmente in modo lento, composto da suoli o roccia fine
Slump / earthflow, central California
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamento traslazionale
Transazionale, scivolamento lungo una superficie piana
martedì 4 ottobre 2011
Danni da frane
El Salvador dopo un
terremoto di
magnitudine 7.7,
2001
martedì 4 ottobre 2011
Danni da frane
La Conchita Landslide,2005
(10 morti, 13 case distrutte)
La Conchita Landslide,1995
(9 case distrutte)
martedì 4 ottobre 2011
La Conchita Slump
martedì 4 ottobre 2011
La Conchita Slump
martedì 4 ottobre 2011
La Conchita Slump
Erano e sono presenti tracce di
vecchi scivolamenti facilmente
riconoscibili dalla morfologia,
attraverso delle depressioni e
contropendenze appena sotto la
cresta.
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamenti
rotazionali
Scivolamenti rotazionali
in Alaska
Notare come lo
scivolamento ha
spostato materiale di
frana lontano nella valle.
martedì 4 ottobre 2011
Complex slump, Central California
martedì 4 ottobre 2011
Scivolameno planare superficiale ha rismosso “suolo” su till glaciale, Vermont
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamento
rotazionale,
Anchorage,
Alaska, 1964
Notare vecchie
tracce di frana
lungo la scarpata.
martedì 4 ottobre 2011
Scivolamento roccioso (Rock Avalanches)
su Marte
martedì 4 ottobre 2011
Valange di roccia
(Rock avalances)
Frane in roccia possono
limitare il rilievo delle
catene montuose.
Testata
Runout
Mt. Cook, New Zealand:
– Gli ultimi 10 metri
della cima sono
caduti in una valanga
di roccia massiva il
14 Dicembre 1991.
Deposito
martedì 4 ottobre 2011
Valanga di detriti (debris Avalanche)
St. Elias Range, Alaska
martedì 4 ottobre 2011
Nevado Huascaran
Cordillera Blanca, Peru
Terremoto del 1970
Rottura presso la cima.
Caduta verticale di
4,100 m
Distanza orizzontale
percorsa 16 km
Velocità > 300 km/h
Morti > 20,000 persone
martedì 4 ottobre 2011
Rock Avalanches
martedì 4 ottobre 2011
Rock avalances
Frana della Val Pola:
28 Luglio 1987, Valtellina,
Italia
40 Milioni m3 di roccia
crolla sul paese di S.
Antonio Morignone e sulla
frazione di Aquilone, alla
velocità di 400 km/h
Anche se a seguito di una
evacuazione morirono 37
persone.
martedì 4 ottobre 2011
Valanghe
Caduta massiva di neve causata
dalla differenza di densità tra
strati di neve da diverse
nevicate…
martedì 4 ottobre 2011
Valanghe
Caduta massiva di neve causata
dalla differenza di densità tra
strati di neve da diverse
nevicate…
martedì 4 ottobre 2011
Crolli in roccia
Crolli
Comunemente in zone
aride e semiaride, ma
possono essere legate
a terremoti in
presenza di versanti
ripidi in tutti gli
ambienti.
rapidi e osservabili
Pasig-Potrero River, Philippines
martedì 4 ottobre 2011
Crolli in roccia
Crollo causato da spinta da
congelamento, Yosemite NP
(1996).
Area arrampicata chiamata
Glacier Point.
162,000-ton granito.
250 km/h velocità.
Ucciso molte persone.
martedì 4 ottobre 2011
Rockfall, Pasig-Potrero River, Philippines
martedì 4 ottobre 2011
Frana in azione
•
Tendono ad essere eventi minori, ma possono complessivamente
generare modificazioni significative di topografia.
martedì 4 ottobre 2011
Depositi (conoidi) di versanti
Conoidi accumulano detriti quando la rimozione alla base è inferiore
al materiale in caduta.
Judean desert, Israel
martedì 4 ottobre 2011
Coesione della vegetazione sui versanti
Tipo di vegetazione C' (kPa)
Reference
Abete Duglas costiero (ceppaia) Abete Duglas Rocky Mnt. (Ceppaia) Foresta Alaska SE Latifoglie miste
Ontano Betulla Latifoglie Arbusteto Arbusteto incendiato Prateria Felce
(1984)
martedì 4 ottobre 2011
16.7 ; 2.3
8.3 ; 2.9
3.4 - 5.9
13.1
2 – 12
1.5 - 9.0
4.3
0 - 3.0
0.4 - 0.8
0.5 - 0.7
1.7
Burroughs & Thomas (1977)
Burroughs & Thomas (1977)
Wu et al. (1979); Swanston (1970)
Reneau & Dietrich (1987)
Endo & Tsuruta (1969)
Takahasi (1968)
Riestenberg & Sovonick-Dunford(1983)
Terwilliger & Waldron (1991)
Terwilliger & Waldron (1991)
Terwilliger & Waldron (1991)
Burroughs
Cicatrici di Debris Flows a CB1 and CB2, Coos Bay,
Oregon
martedì 4 ottobre 2011
CB2 debris flow, Coos Bay, Oregon
martedì 4 ottobre 2011
Nicchia di distacco di CB2 debris flow, Coos Bay, Oregon
martedì 4 ottobre 2011
CB2 debris flow, Coos Bay, Oregon
Debris flow alla base di un versante che si trasformano in un
reticolo idrografico.
martedì 4 ottobre 2011
Incisioni su versanti
Problema: Come fanno gli avvallamenti (piccole
valli) a persistere se vengono naturalmente
riempite di materiali?
Soluzione: è necessario unʼaltro processo – I
grandi fiumi erodono le valli, ma cosa succede
dove piccoli avvallamenti non hanno acqua che
scorre regolarmente al loro interno.
La convergenza topografica crea aree umide dove
la falda freatica influenza la stabilità del versante –
aree inclinate e convergenti tendono a muoversi.
martedì 4 ottobre 2011
Incisioni su versanti
Sezione trasversale ad un avvallamento riempito di colluvio. Washington
martedì 4 ottobre 2011
Riempimenti di colluvio che
accumulano nelle incisioni
sulle depressioni in roccia
sono legati a movimenti
superficiali i.e. ruscellamenti)
che portano alla formazione di
instabilità del versante.
Ciclo di
riempimento e
svuotamento
delle incisioni
Nel tempo le incisioni vengono
di nuovo riempite di materiale
eroso dai versanti superiori,
andando a re-iniziare il ciclo.
martedì 4 ottobre 2011
Dopo la rottura, la superficie
del bedrock può essere incisa
prima che il materiale
colluviale riesca a riempire
l’incisione.
Incisioni su versanti
Calanchi su incisioni riempite, Pacifica, California
martedì 4 ottobre 2011
Sviluppo di incisioni di versante, Pacifica, California
martedì 4 ottobre 2011
1982 debris flow, Pacifica, California
martedì 4 ottobre 2011
Incisione drenata con
un canale, Northern
California
martedì 4 ottobre 2011
Formazione dei canali
Testa dei canali: La parte più a
monte dove l’acqua si concentra
in un flusso tra due rive.
– Transizione tra ruscellamento e I
canali.
– “punto di equilibrio” nel trasporto dei
sedimenti tra processi diffusi e
processi di incisione.
Canali che necessitano di
ruscellamento iniziale.
Inizio dei canali avviene per:
– Flusso superficiale saturo
– Erosione per infiltrazione
martedì 4 ottobre 2011
Xc è la distanza critica tra la cresta del bacino a quella d’inizio
dello scavo del canale.
martedì 4 ottobre 2011
Xc è la distanza critica tra la cresta del bacino a quella d’inizio
dello scavo del canale.
Cono di cenere con ruscelli, Kohala, Hawaii
martedì 4 ottobre 2011
Valli senza canali si formano quando la resistenza del
materiale che compone la superficie supera quella del
flusso superficiela. à Xc molto grande.
martedì 4 ottobre 2011
La parte più elevata senza
canali delle valli può
diventare sede di
movimenti di versanti per
la presenza di suoli
colluviati per creep
superficiale e della
saturazione dei colluvi
stessi.
Versanti convessi, Marin
County, California
martedì 4 ottobre 2011
Ruscelli si formano su versanti esterni alle valli dove la
resistenza all’erosione della superficie è minore rispetto la
capacità di scorrimento superficiale à Xc molto piccolo.
martedì 4 ottobre 2011
Ruscellamento, New Mexico
martedì 4 ottobre 2011
Ruscellamento su bancata stradale, Brazil
martedì 4 ottobre 2011
Canali in formazione alla base delle incisioni.
martedì 4 ottobre 2011
14 m across
3200 m across
Paesaggio è
composto da creste e
valli a tutte le scale,
ma solo alla scala più
dettagliata rivela la
natura del network in
formazione e
definisce la
transizione tra
versanti e valli.
Montgomery and Dietrich, 1992, Science
martedì 4 ottobre 2011
c
a
b
d
Rete di canali ha
un’estensione finita.
Lo spazio tra gli
avvallamenti a scala
ridotta dipende dalla
competizione tra
incisione valliva e
processi di erosione.
L’analisi frattale può
portare a definire la
transizione canaleversante.
martedì 4 ottobre 2011
Localizzazione de la testa
del canale e topografia.
Montgomery and Dietrich, 1989
martedì 4 ottobre 2011
Inizializzazione dei canali
Modello per la formazione di
canali da frane superficiali.
– Topografia convergente causa
l’accumulo di colluvio eroso da
versanti adiacenti.
– Alla soglia critica, I franamenti
avvengono con esposizione del
materiale sottostante.
– L’erosione del materiale
sottostante per saturazione da
scorrimento superficiale inizia a
formare I canali.
martedì 4 ottobre 2011
Testata di canale controllata da infiltrazione su versante a
bassa inclinazione.
Testa di calanco, Tennessee Valley, California
martedì 4 ottobre 2011
Flusso superficiale controlla
la testata dei canali su
versanti a basso angolo.
United Kingdom
martedì 4 ottobre 2011
Tennessee Valley, California
Frane controllano la testata
dei canali. Versanti inclinati.
martedì 4 ottobre 2011
Canali iniziano quando il ruscellamento superficiale supera la
resistenza all’erosione della superficie.
Oregon Coast Range
N. California
Canalizzato
Testa canale
S. California
Summary
Montgomery and Dietrich, 1992, Science
martedì 4 ottobre 2011
Non canalizzato
Canalizzato
Applicazione
su DEM della
soglia versantearea canalizzata
Non canalizzato
= versante
Transizione
Montgomery and Dietrich, 1992, Science
martedì 4 ottobre 2011
Canali
osservati sul
terreno.
La dimensione dell’area sorgente dei canali riflette il bilancio tra i processi atti a
incidere i canali e la resistenza all’erosione della superficie. Conseguentemente,
versanti inclinati soggetti a alte precipitazioni producono le minori aree sorgenti.
La dimensione dell’area di formazione dei canali, governata dal ruscellamento
sub-superficiale, tipicamente diminuisce con l’inclinazione del versante. Versanti
inclinati permettono la formazioni di piccole aree sorgenti con alta densità di
drenaggio. In regioni dove esiste un controllo strutturale l’area sorgente può
essere indipendente dall’inclinazione.
Regioni secche tipicamente hanno ampie aree sorgenti dei canali a parità di
versanti. Conseguentemente, queste regioni tendono ad avere ampi versanti con
bassa densità di drenaggio. Viceversa in regioni umide si formano piccole aree
sorgenti con alta densità di drenaggio.
martedì 4 ottobre 2011
martedì 4 ottobre 2011
martedì 4 ottobre 2011
Verso i fiumi…
martedì 4 ottobre 2011