Using caesium-137 and unsupported lead-210 measurements to explore the relationship between sediment mobilisation, sediment delivery and sediment yield for a Calabrian catchment

Recent concern about the many environmental problems associated with the transport of fine sediment by rivers has generated a need to obtain spatially distributed evidence of the erosion rates operating within a catchment and to explore more explicitly the links between sediment mobilization, transfer, storage and output. In the past few decades, the fallout radionuclides caesium-137 (137Cs) and unsupported lead-210 (210Pbex) have been successfully used as tracers to estimate soil erosion and deposition rates in many areas of the world. However, to date, most studies using this approach have focused on relatively small areas, such as individual fields or small catchments. There is a need to explore the potential for up-scaling the approach to larger areas or catchments. The present paper reports an attempt to use the fallout radionuclides 137Cs and 210Pbex to explore further the relationship between sediment mobilization, sediment transfer and storage, and sediment yield for a medium-scale (31.61 km2) catchment located in Calabria, southern Italy.The results emphasize that the low value of specific sediment yield derived for the study catchment from measurementsof the suspended sediment flux at the catchment outlet obscure the existence of appreciable erosion rates in many areas of the catchment. Much of this erosion is balanced by deposition and sediment storage, resulting in a relatively low sediment delivery ratio for the catchment.

Il recente interesse riguardo ai numerosi problemi ambientali collegati al trasporto di sedimenti fini lungo i corsi d'acqua continentali, ha generato la necessità di ottenere un'evidenza, spazialmente distribuita, dei tassi di erosione esistenti nei bacini idrografici e di conoscere più chiaramente le relazioni tra mobilizzazione, trasferimento, deposito e produzione dei sedimenti. Negli ultimi decenni, le ricadute di radionuclidi, quali il Cesio - 137 (137 Cs) e il Piombo - 210 (210 Pbex), sono state utilizzate con successo come traccianti per stimare il processo erosivo a livello del suolo ed i relativi tassi di deposizione in molte aree del mondo. Tuttavia, al momento, la maggior parte degli studi, utilizzando tale approccio, sono stati svolti in aree di limitata estensione, come ad esempio in campi sperimentali od in piccoli bacini. Si avverte, dunque, la necessità di estendere la potenzialità di questo tipo di approccio ad aree o a bacini di maggiori dimensioni. Il presente articolo è un tentativo di utilizzare il processo di ricaduta dei radionuclidi 137 Cs e 210 Pbex per analizzare le correlazioni tra mobilizzazione, trasferimento, accumulo e produzione dei sedimenti in un bacino di medie dimensioni (31.61 km2) localizzato in Calabria, nell'Italia meridionale. I risultati evidenziano che i bassi valori della produzione sedimentaria nel bacino in esame, derivanti da misure del flusso dei sedimenti sospesi alla sezione di chiusura, nascondono l'esistenza di apprezzabili tassi di erosione in molte aree del bacino. Gran parte dell'erosione risulta controbilanciata da processi di deposizione ed accumulo dei sedimenti, come risulta evidente dal quoziente relativamente basso di alimentazione sedimentaria per il bacino