Nei corsi d'acqua intermittenti della regione del Mediterraneo, caratterizzati da lunghi periodi asciutti susseguiti da piene improvvise (flash floods) il regime idrologico gioca un ruolo fondamentale nel trasporto di sedimenti, in particolare della frazione in sospensione (De Girolamo et al. 2018). La quantificazione del carico totale trasportato dai corsi d'acqua intermittenti è strettamente legata alle dinamiche di trasporto a scala di evento, in quanto, come ampiamente documentato (Alexandrov et al. 2007; De Girolamo et al. 2015), la maggior parte del carico solido viene veicolato proprio durante gli eventi di piena. Le relazioni tra la portata (Q) e la concentrazione di solidi in sospensione (SSC) sono non-lineari. A scala di evento, l'analisi dell'isteresi Q-SSC può fornire rilevanti informazioni attraverso lo studio della forma, ampiezza e verso dei cicli (loops) (Evans and Davies 1998). Una analisi organica dei cicli di isteresi Q-SSC a scala di evento richiederebbe, nei casi più generali, misurazioni ad elevata frequenza di Q e SSC o in alternativa di torbidità. Le campagne di monitoraggio sono costose e per tale ragione la maggior parte dei bacini medio-piccoli della regione del Mediterraneo risultano spesso non strumentati o presentano strumentazioni non in grado di fornire un set di dati abbastanza esteso da effettuare tali studi. Negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche di analisi dell'isteresi Q-SSC basate su indici (Loyd et al. 2016, Butturini et al. 2008). Tale approccio permette una robusta descrizione quali-quantitativa dell'isteresi, attraverso il calcolo di un indice, l'Hysteresis Index (HI), adimensionale ed estrapolabile anche da un set di dati relativamente poco esteso, ma comunque rappresentativo dell'evento di piena osservato. L'HI rende, inoltre, possibile sia il confronto tra differenti eventi dello stesso bacino sia quello tra differenti bacini. Il presente studio si propone l'obiettivo di analizzare l'isteresi Q-SSC osservata negli eventi di piena registrati durante un anno di campionamento (2010-2011) nel torrente Celone (Puglia) mediante l'indice di isteresi HI proposto da Lawler et al. (2006). A tal fine sono stati utilizzati dati di Q in continuo e misure discrete di SSC. Il valore dell'HI, in modulo ed il segno positivo o negativo hanno fornito indicazioni sulla dinamica di trasporto dei sedimenti e sulla localizzazione delle aree maggiormente propense al loro rilascio, mentre l'inversione del valore dell'indice HI da positivo a negativo o viceversa, osservato durante differenti eventi successivi, sono indicativi di meccanismi quali la rimobilitazione e il progressivo esaurirsi di sedimenti disponibili
Analyzing Q-SSC Hysteresis Through Hysteresis Index in an Intermittent River: Celone (Puglia, SE Italy)
De Girolamo AM;
2022
Abstract
Nei corsi d'acqua intermittenti della regione del Mediterraneo, caratterizzati da lunghi periodi asciutti susseguiti da piene improvvise (flash floods) il regime idrologico gioca un ruolo fondamentale nel trasporto di sedimenti, in particolare della frazione in sospensione (De Girolamo et al. 2018). La quantificazione del carico totale trasportato dai corsi d'acqua intermittenti è strettamente legata alle dinamiche di trasporto a scala di evento, in quanto, come ampiamente documentato (Alexandrov et al. 2007; De Girolamo et al. 2015), la maggior parte del carico solido viene veicolato proprio durante gli eventi di piena. Le relazioni tra la portata (Q) e la concentrazione di solidi in sospensione (SSC) sono non-lineari. A scala di evento, l'analisi dell'isteresi Q-SSC può fornire rilevanti informazioni attraverso lo studio della forma, ampiezza e verso dei cicli (loops) (Evans and Davies 1998). Una analisi organica dei cicli di isteresi Q-SSC a scala di evento richiederebbe, nei casi più generali, misurazioni ad elevata frequenza di Q e SSC o in alternativa di torbidità. Le campagne di monitoraggio sono costose e per tale ragione la maggior parte dei bacini medio-piccoli della regione del Mediterraneo risultano spesso non strumentati o presentano strumentazioni non in grado di fornire un set di dati abbastanza esteso da effettuare tali studi. Negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche di analisi dell'isteresi Q-SSC basate su indici (Loyd et al. 2016, Butturini et al. 2008). Tale approccio permette una robusta descrizione quali-quantitativa dell'isteresi, attraverso il calcolo di un indice, l'Hysteresis Index (HI), adimensionale ed estrapolabile anche da un set di dati relativamente poco esteso, ma comunque rappresentativo dell'evento di piena osservato. L'HI rende, inoltre, possibile sia il confronto tra differenti eventi dello stesso bacino sia quello tra differenti bacini. Il presente studio si propone l'obiettivo di analizzare l'isteresi Q-SSC osservata negli eventi di piena registrati durante un anno di campionamento (2010-2011) nel torrente Celone (Puglia) mediante l'indice di isteresi HI proposto da Lawler et al. (2006). A tal fine sono stati utilizzati dati di Q in continuo e misure discrete di SSC. Il valore dell'HI, in modulo ed il segno positivo o negativo hanno fornito indicazioni sulla dinamica di trasporto dei sedimenti e sulla localizzazione delle aree maggiormente propense al loro rilascio, mentre l'inversione del valore dell'indice HI da positivo a negativo o viceversa, osservato durante differenti eventi successivi, sono indicativi di meccanismi quali la rimobilitazione e il progressivo esaurirsi di sedimenti disponibiliI documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
