Tesi di Laurea

La rappresentazione delle proprietà idrauliche del suolo nella modellistica idrologica dei bacini montani.

Riassunto: La tesi di laurea propone la continuazione di uno studio sul bacino alpino del torrente Bracciasco e del lago Palù, situati in Valmalenco (Sondrio), iniziato negli anni '70 nell'ambito del Gruppo di Studio "Piccoli Bacini" in seguito inserito nel Progetto Finalizzato C.N.R. conservazione del suolo Sottoprogetto Dinamica Fluviale. L'obbiettivo di realizzare un modello matematico che riproducesse il comportamento idrologico di tale bacino è stato raggiunto considerando il modello concentrato HEC-1 sviluppato dall'Ente Americano US Army Corps of Engineers e successivamente un modello distribuito più sofisticato sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Ambientale e del Rilevamento del Politecnico di Milano. Le fasi principali del lavoro di tesi sono state tre. Nella prima fase è stata condotta un' accurata analisi dei numerosi dati a disposizione raccolti durante gli anni '70 e '80 mediante strumenti di misura (pluviometro, pluviografo con capannina riscaldata, idrometrografo) installati entro i bacini del Torrente Bracciasco e del Lago Palù. Nella seconda fase sono stati trasferiti i dati di interesse su supporto digitale in modo da poterli elaborare successivamente come ingressi dei modelli idrologici; in particolare, è stato creato il modello digitale delle quote e della permeabilità del suolo e si sono riportati su "files" i valori delle precipitazioni e delle portate registrate sui rulli di carta dagli strumenti. La terza fase ha riguardato la simulazione del ciclo idrologico a scala di bacino durante gli eventi di piena più significativi, confrontando la risposta idrologica calcolata e osservata al variare della definizione dell'eterogeneità del suolo. L'applicazione dei modelli idrologici di cui sopra ha messo in luce le diverse peculiarità dei modelli concentrati rispetto a quelli distribuiti. I primi possono avere una valenza tecnica per descrivere la risposta dei bacini idrografici per i quali si dispone di limitate informazioni (attraverso la calibrazione dei parametri sulla base di eventi noti); nel caso in esame il modello distribuito si è rivelato più adatto per la riproduzione e l'analisi della risposta idrologica del bacino, grazie alla sua capacità di incorporare le grandezze misurate e di poter controllare la calibrazione dei parametri attraverso successive approssimazioni di tipo fisico. Lo studio degli effetti della eterogeneità degli orizzonti superficiali del suolo è stato condotto concentrando l'attenzione sul campo delle permeabilità; si disponeva di una carta dei valori misurati con risoluzione 50 m 50 m. L'attitudine del modello idrologico distribuito a fornire previsioni non solo limitate alla sezione di chiusura ma anche in ogni cella elementare in cui è stato suddiviso il bacino, ha consentito inoltre di analizzare la risposta del suolo nelle diverse aree del bacino. I risultati ottenuti sono in buona concordanza con le considerazioni geologiche relative al bacino considerato in relazione ai dati della geologia e delle misure idrologiche effettuate in sito. In particolare mettono in evidenza i diversi comportamenti idraulici delle aree inferiori rispetto a quelle superiori, caratterizzate da rocce molto fratturate del substrato lapideo affiorante; queste presentano un complicato intreccio di fratture aventi estensione, frequenza ed apertura molto varia e spessore che può raggiungere alcuni metri.