Opere di Difesa Idraulica: Tipologie e Funzionamento
Il legame tra l'uomo e l'acqua è complesso: l'acqua rappresenta un bene essenziale per la vita ed irrinunciabile per lo sviluppo sociale ed economico, ma anche un elemento dall'elevato potere distruttivo. Sin dall'antichità l'uomo ha dovuto convivere e confrontarsi con l'acqua, rendendosi conto di fronteggiare un elemento difficilmente governabile, con proprie leggi alle quali doversi adattare.
La necessaria convivenza dell’uomo con la risorsa idrica e, di conseguenza, l’esigenza di proteggersi dai disastrosi effetti delle piene hanno determinato nel tempo la realizzazione di interventi mirati alla gestione e al controllo del reticolo e dei bacini idrografici.
In Trentino la storia della difesa dai pericoli naturali è nata, e si è sviluppata, di pari passo con la società alpina e, nei secoli, ha dato luogo alla realizzazione di un imponente patrimonio di opere di sistemazione idraulica a presidio del territorio.
Una storia di alluvioni...
Il francescano Giangrisostomo Tovazzi, nella sua opera 'Malographia', racconta una storia di alluvioni in Trentino che ha inizio nel 584 d.C. e termina nel 1777 d.C.. L’autore narra di una violenza spaventosa che si scatenava inaspettatamente per ragioni che trovavano spiegazione solo nella volontà divina. Ma anche nei secoli successivi la popolazione conoscerà altre disastrose alluvioni, contro le quali le opere di arginazione e di contenimento dei corsi d’acqua, promosse nei decenni precedenti, nulla poterono.
Le prime testimonianze documentate di difese arginali in legname lungo il fiume Chiese ed esempi di opere storiche preservate fino ai nostri giorni risalgono alla fine del XIV secolo.
Un punto di svolta: l’alluvione del 1882
Fu l’alluvione del 1882, una delle più disastrose che colpì l’arco alpino centro-orientale, che evidenziò il grave stato di dissesto del territorio evidenziando come le opere di arginazione e di contenimento dei corsi d’acqua promosse nei decenni precedenti fossero insufficienti.
Il 1882 segnò quindi un primo punto di svolta nelle attività e nell'organizzazione degli interventi di difesa del territorio, che entrarono a far parte di una programmazione strategica, sistematica e razionale.
Questa riorganizzazione delle sistemazioni montane, ha positivamente guidato le attività nel secolo successivo nella nostra provincia, mantenuta anche in seguito al riconoscimento dell'autonomia della regione Trentino-Alto Adige ed al passaggio di competenze sui bacini montani avvenuto nel 1949.
L’alluvione del 1966 e il Piano De Marchi
Ma altre emergenze alluvionali flagellarono puntualmente il Trentino anche dopo il 1882. È il caso dell’alluvione del 4 e 5 novembre 1966, ricordata come uno degli eventi più severi del secolo scorso che mise in ginocchio gran parte del territorio trentino, e non solo.
Ancora una volta è una grande alluvione a segnare una nuova svolta, sia sotto il profilo tecnico sia quello programmatico: le disastrose conseguenze portarono il governo e la comunità nazionale a riflettere sulle politiche attuate fino ad allora, nella consapevolezza che le esigenze di sviluppo e salvaguardia richiedevano una nuova politica di gestione del territorio.
La 'Commissione De Marchi', istituita pochi mesi dopo l'evento con l''art. 14 della legge 27 luglio 1967, n.
In Provincia di Trento, la realizzazione di interventi 'strutturali' fu per la prima volta accompagnata da politiche di intervento 'non strutturali', per la disciplina dell'espansione urbanistica e della gestione territoriale.
Più in generale, nell'arco dei trent'anni di validità del piano De Marchi, e poi fino ad oggi, è stata perseguita un'azione volta alla difesa del suolo e alla manutenzione del territorio attraverso interventi estensivi ed intensivi, cercando di riservare la giusta attenzione nei confronti degli impatti ambientali ed ecosistemici.
Oggi: un percorso di gestione integrata del territorio
Altra importante tappa nello sviluppo della pratica attuale di gestione dei corsi d'acqua, e più in generale del territorio, fu il riconoscimento della competenza provinciale sui corsi d’acqua ed i laghi iscritti nell'elenco delle acque pubbliche, attuato dalla legge provinciale 8 luglio 1976, n.
Dal 2006, tutte le funzioni e le attività di difesa del suolo, di realizzazione degli interventi strutturali e di prevenzione, anche attraverso l'individuazione delle aree con pericolosità alluvionale e torrentizia, sono state inserite in un percorso di 'gestione unitaria dei corsi d'acqua'.
Da un lato si ha l'entrata in vigore del Piano Generale di Utilizzazione delle Acque Pubbliche, dall'altro, l'istituzione del Servizio Bacini montani quale struttura unica per la gestione delle attività di difesa del suolo e per la sicurezza idraulica.
Il pensiero attuale riconosce i limiti delle sole opere di difesa nel contrastare gli eventi estremi, cercando di porre maggiore attenzione e rafforzare i concetti di 'prevenzione' ed 'approccio integrato' fra le attività di sistemazione, pianificazione urbanistica e gestione del 'rischio residuo' attraverso attività di protezione civile e di comunicazione alle collettività.
Appare chiaro che l'opera di mitigazione dei pericoli naturali non potrà tuttavia mai considerarsi finita, in quanto costante ed ineluttabile risulta essere il processo di degrado messo in atto dalle forzanti naturali e, in parte, dalle attività antropiche.
Tipologie di Opere di Difesa Idraulica
Argine
Obiettivi: contenimento delle acque di piena per eventi con prefissato tempo di ritorno.
Elementi strutturali: sono costituiti da manufatti di contenimento (rilevati in terra, manufatti in muratura). Possono essere costruiti direttamente a ridosso delle sponde dell'alveo inciso dei corsi d'acqua ( in froldo), o a distanza dalle stesse, in modo da lasciare alle acque di piena maggiore area di transito e/o laminazione. Tale area, compresa tra l'alveo inciso e il manufatto di contenimento, può prendere il nome di golena.
La scarpa lato fiume dell'argine in terra viene detta petto, mentre quella lato campagna (comprendendo anche le banche) viene detta spalla, mentre la sommità dell'argine è detta corona.
Briglia
Obiettivi: ridurre la tendenza all'erosione generalizzata dei corsi fluviali, consentire la maggiore stabilità degli alvei, delle sponde e delle strutture connesse (strade, ponti, argini), stabilizzando il profilo altimetrico del letto.
Elementi strutturali: sono opere trasversali, sporgenti dall'alveo e dalle sponde ove sono fondate, in generale di altezza inferiore di 10 m, composte dai seguenti elementi caratteristici: corpo briglia, coronamento, gaveta ed ali.
Il corpo briglia, realizzato in muratura, in pietrame, in legno, in calcestruzzo, costituisce la struttura principale alla quale è affidata la stabilità della briglia. Il coronamento è costituito dalla parte sommitale del corpo briglia. La gaveta rappresenta una depressione del coronamento della briglia (di varia forma, trapezia, rettangolare o a catenaria), e può non essere presente.
Le ali sono il proseguimento del corpo briglia all'interno del terreno spondale e, insieme alle fondazioni, costituiscono l'ammorsamento della struttura al terreno in posto.
Per garantire la funzionalità e la stabilità delle briglie si rende necessaria talvolta la realizzazione di opere accessorie, quali:
- la controbriglia, costituita da una struttura trasversale continua di altezza modesta rispetto alla briglia, posta a valle a distanza adeguata dalla briglia;
- la vasca di dissipazione è costituita dal manufatto compreso tra il corpo briglia e la controbriglia, le cui dimensioni e elementi strutturali (es.
Briglia di Trattenuta e Selettiva
Obiettivi: hanno la funzione di modulare il trasporto solido durante eventi di piena, svolgendo, nella tipologia selettiva, la funzione di arresto "selettivo" del materiale di dimensioni maggiori, compresi materiali flottanti di varia natura (ceppaie ed interi alberi), lasciando viceversa passare quelli più fini.
Con l'introduzione di tali opere si può ridurre il rischio di esondazioni nei tratti di valle dovuto sia ad eventuali sovralluvionamenti (causati da squilibri tra capacità di trasporto e portata solida), sia a possibili ostruzioni delle sezioni fluviali più strette (es. luci dei ponti).
Tipologie: è possibile distinguere differenti tipologie: le briglie di trattenuta, le briglie selettive a fessura, a finestra e a griglia.
Elementi strutturali:
La briglia a fessura presenta, generalmente nella parte centrale, un'apertura verticale, relativamente stretta, che si estende dal basamento della briglia fino alla soglia della gaveta. Il suo funzionamento selettivo è associato alla presenza del rigurgito e alla conseguente riduzione di velocità che provoca il deposito del materiale a monte della fessura.
La briglia a finestra possiede nelle parte centrale una o più aperture di varia forma (rettangolare, quadrata, circolare) a contorno chiuso, che non interessano cioè tutta l'altezza della briglia. Il funzionamento selettivo è analogo a quello della briglia a finestra, con l'aggiunta di una componente meccanica, data dall'interferenza tra le dimensioni delle aperture e le dimensioni del materiale solido trasportato.
La briglia a griglia trattiene il materiale mediante l'azione di "filtro" esercitata dalle griglie a presidio dell'apertura. Questa ultima è estesa a tutta la larghezza della briglia, in modo tale da non provocare alcuna contrazione della sezione del corso fluviale e di aumentare il più possibile la superficie di trattenuta. Le briglie a griglia possono essere ulteriormente suddivise in funzione della disposizione degli elementi filtranti costituenti la griglia, che può essere orizzontale, verticale o a reticolato.
Cassa di Espansione
Obiettivi: riduzione delle portate al colmo mediante accumulo temporaneo dei volumi di piena.
Tipologie: in funzione dell'ubicazione delle aree destinate ad essere inondate dal corso d'acqua, le casse d'espansione si suddividono in casse in linea (o in serie) oppure in derivazione.
Elementi strutturali:
Nelle casse in linea l'effetto di laminazione viene ottenuto sfruttando il volume invasabile ricavato all'interno dell'alveo, inducendo condizioni di rigurgito tramite opere trasversali di sbarramento munite di luci a battente e a stramazzo che controllano la portata in uscita in funzione del livello che si instaura a monte.
Le casse in derivazione sfruttano le aree, generalmente inondabili, poste nelle zone adiacenti al corso d'acqua. Tali tipi di casse sottraggono attraverso l'opera di sfioro una parte dei volumi di piena in arrivo. L'invaso è in generale realizzato perimetrando l'area mediante arginature di contenimento.
Cateratta
Obiettivi: permette il passaggio delle acque dal collettore al fiume ricevente quando il livello idrico di quest'ultimo è più basso del primo e chiude il passaggio stesso quando il livello d'acqua ricevente è superiore a quello del collettore.
Elementi strutturali: il casello idraulico (o chiavica) è essenzialmente costituito da una platea in muratura o calcestruzzo e da due spalle che limitano la comunicazione collettore-ricevente. La connessione idraulica è controllata da organi meccanici (porte Vinciane , paratorie, saracinesce) con funzionamento automatico e/o manuale.
Cunettone
Obiettivi: impedisce l'erosione dell'alveo, aumenta la velocità della corrente e la capacità di trasporto solido. Questo tipo di sistemazione viene generalmente realizzata nell'attraversamento dei centri abitati o in corrispondenza del cono di deiezione.
Elementi strutturali: rivestimento dell'alveo con pietrame, muratura o calcestruzzo, resistente all'erosione della corrente.
Difesa di Sponda
Obiettivi: proteggere la sponda dai fenomeni di instabilità gravitativa e dall'azione idrodinamica esercitata dalla corrente.
Elementi strutturali: sono opere di sostegno a gravità o semigravità che vengono addossate alla sponda. Possono essere realizzate con varie tipologie di materiali e con tecniche di ingegneria naturalistica, ed essere flessibili o rigide, permeabili o impermeabili all'acqua e/o alla vegetazione. Possono essere associate ad altri elementi lineari (es. argini) oppure puntuali (es.
Intervento Diffuso di Versante
Obiettivi: consolidamento di versanti e scarpate.
Elementi strutturali: vasta gamma di tipologie di materiali, di strutture, di tecniche (ingegneria naturalistica, ingegneria geotecnica, ingegneria idraulico-forestale):
- Opere per il controllo dell'erosione superficiale: rivestimenti antierosivi biodegradabili (bioreti, biofeltri, biostuoie, ...), sintetici (geostuoie, geocompositi, rivestimenti vegetativi, geocelle, ...) e inerbimenti (semina a spaglio, zolle erbose, nero-verde, idrosemina, ...).
- Opere di stabilizzazione superficiale: piantumazioni, fascinate vive, viminate e palizzate vive, palificate vive, gradinate vive, grate vive, materassi, ...
- Opere di sostegno: murature, muri in cemento armato, muri cellulari, terre rinforzate, gabbionate, pali, ancoraggi, spritz beton, ...
Opera di Attraversamento
Per attraversamento si intende qualunque manufatto realizzato a scopo esclusivamente infrastrutturale, connesso quindi alla rete viaria, ferroviaria, impiantistica (acquedotti, fognature, gasdotti, elettrodotti, metanodotti, ...)
Tipologie: una prima classificazione di attraversamento è data dalla ubicazione rispetto alla quota d'alveo: in elevazione oppure interrata. Nel primo caso occorre definire la dimensione della luce libera (larghezza delle sezione di deflusso al netto di pile o altri ostacoli) e della struttura dell'impalcato (sia nella direzione della corrente che in quella trasversale): viadotto, ponte, guado, passerella, tombamento e ponte canale (manufatto che consente l'attraversamento di condotte, canali o qualsiasi altro sottoservizio).
Opera di Presa
Obiettivi: consente la derivazione di portata da un corso d'acqua per convogliarla successivamente ad altri impianti (irrigui, industriali, civili).
Elementi strutturali: sono costituiti da manufatti in muratura, generalmente presidiati da organi di regolazione e intercettazione, posti in fregio all'alveo o in alveo.
Pennello
Obiettivi: i pennelli, o repellenti, hanno lo scopo di proteggere le sponde, favorendo il deposito del materiale solido tra un pennello e il successivo, e allontanando la corrente principale verso il centro della sezione.
Elementi strutturali: sono strutture trasversali all'asse del corso d'acqua che si protendono verso il centro dell'alveo a partire dalla sponda, dove sono adeguatamente immorsate. Hanno strutture prismatiche con l'asse maggiore ortogonale o inclinato rispetto alla corrente.
Rampa
Obiettivi: raccordo altimetrico graduale del fondo alveo, in generale sostitutivo di salti concentrati come quelli prodotti dalle briglie.
Scarico
Obiettivi: è finalizzato allo smaltimento di portate provenienti da casse di espansione, da manufatti di sbarramento, da impianti fognari, da impianti industriali, da impianti di bonifica.
Sfioratore
Obiettivi: è finalizzato all'alimentazione di casse di espansione in derivazione, di canali scolmatori, di scaricatori di piena, permettendo l'ingresso della portata quando viene superato nel corso d'acqua un prefissato stato idrometrico.
Elementi strutturali: sono strutture disposte longitudinalmente all'asse del corso d'acqua, realizzate sulla sponda, dove sono adeguatamente immorsate.
Sifone, Tombinature
Obiettivi: Il sifone, detto anche botte o tomba sifone consente il passaggio da una corrente a pelo libero ad un condotto in pressione, in generale al fine di superare un ostacolo che, da un punto di vista morfologico, non consente il passaggio a superficie libera né superiormente né inferiormente. La tombinatura costituisce viceversa la copertura di un tratto più o meno lungo del corso d'acqua, con funzionamento che può essere a pelo libero o in pressione.
Elementi strutturali: diversi sono le tipologie adottate e la scelta dipende dalla perdita di carico disponibile tra monte e valle dell'ostacolo, dal volume d'acqua da smaltire, dal carico solido.
Soglia, Soglia Ponte
Obiettivi: ridurre la tendenza all'erosione generalizzata dei corsi fluviali, consentendo la stabilizzazione degli alvei, delle sponde e delle strutture connesse (strade, ponti, argini), fissando una determinata quota altimetrica del letto nella sezione di imposta.
Elementi strutturali: sono, a differenza delle briglie, opere trasversali costruite a raso dell' alveo, con lo scopo primario di fissare nella sezione considerata il fondo dell'alveo circa alla stessa quota dell'alveo naturale. Le soglie possono essere impiegate sia nelle sistemazioni a gradinate o isolatamente per la correzione dei torrenti o la stabilizzazione del fondo dell'alveo.
Traversa
Obiettivi: scopo primario di derivare acqua ad usi idropotabili, agricoli o industriali.
Elementi strutturali: le traverse, come le briglie, sono opere trasversali sporgenti dall'alveo nel quale sono fondate. Anche per queste sono spesso necessarie le stesse opere accessorie richieste per le briglie.
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