Il carico sedimentario dei fiumi, se analizzato in base al meccanismo di trasporto, può essere classificato come "dissolved load", "suspended load" e "bedloald". Il dissolved load è la parte del sedimento che viene trasportata in soluzione, sotto forma di ioni, prodotti principalmente dal weathering chimico all'interno del bacino. Il suspended load consiste generalmente in piccole particelle (argilla, limo e sabbie fini) che vengono trasportate dal flusso idrico senza che si verifichino rilevanti interazioni con il letto dell'alveo. Infine, con il termine bedloald si identifica il trasporto di materiale più grossolano (solitamente ghiaie e ciottoli) che ha frequenti e/o continui contatti con il letto del fiume. Il weathering chimico dei minerali carbonatici e silicatici rappresenta un'importante "trappola" di CO2, in quanto contribuisce a sottrarla dall'atmosfera. La quantità di CO2 atmosferica catturata può essere stimata, a scala di bacino, attraverso la misura dei prodotti delle reazioni chimiche di weathering disciolti nelle acque superficiali. Nella letteratura scientifica, ad oggi, si possono trovare numerose ricerche orientate all'analisi della (debole) correlazione, a scala stagionale, tra le portate idriche e il corrispondente dissolved load. Tuttavia le stesse variabili non sono state analizzate, con lo stesso livello di accuratezza, alla scala temporale del singolo evento di piena. Inoltre, recenti analisi di revisione della letteratura hanno evidenziato la necessità di ricerche finalizzate allo studio delle relazioni che esistono tra il consumo di CO2 atmosferica, causato dal weathering chimico, e l'erosione dei suoli (weathering fisico), variabili che possono essere stimate monitorando, rispettivamente, il dissolved load e il suspended load dei fiumi. Tra gli scopi principali della nostra ricerca c'è quello di indagare la relazione tra dissolved load e suspended load all'interno di bacini idrologici caratterizzati da diversi litotipi prevalenti (silicatici o carbonatici). In particolare, lo scopo del presente contributo è quello di descrivere le prime attività e i risultati ottenuti nel bacino idrografico del torrente Niccone, un affluente del fiume Tevere (Italia centrale), che è caratterizzato da depositi di flysch. In questo bacino idrografico le previsioni e le misure di pioggia, nonché i livelli dell'acqua sono monitorati attraverso, rispettivamente, l'analisi dei dati del modello COSMO-I5, l'acquisizione regolare (intervallo di 5 minuti) di informazioni dalla piattaforma radar del Dipartimento della Protezione Civile e le misure continue (intervallo di 15 minuti) ottenute da due diversi idrometri con sensori radar. Questo monitoraggio continuo consente la pianificazione e l'esecuzione delle attività di campionamento da parte degli operatori dei centri di ricerca coinvolti nello studio. Più in dettaglio, il monitoraggio permette di misurare, attraverso una procedura di lavoro definita allo scopo, il dissolved load e il suspended load, alla scala del singolo evento di piena. Il dissolved load viene misurato considerando la conducibilità elettrica e l'alcalinità dell'acqua - cioè la concentrazione dello ione bicarbonato (HCO3) - come proxy del carico disciolto del fiume. Questi due parametri sono facilmente determinabili in situ utilizzando strumenti portatili: la conducibilità elettrica può essere determinata utilizzando una sonda multi-parametrica portatile, mentre l'alcalinità utilizzando un dosimetro portatile in grado di eseguire titolazioni acido-base con HCl 0,1 N e utilizzando il metilarancio come indicatore colorimetrico. Per quanto riguarda le misure del suspended load, viene utilizzato il campionatore DH-59, che consiste in una ogiva di bronzo del peso di circa 10 kg che racchiude il contenitore dove viene prelevato il campione di acqua contenente il suspended load. Con un sistema di carrucole appositamente progettato è possibile calare il campionatore dai ponti dove sono installati gli idrometri. La velocità del flusso idrico, dato necessario per definire l'intervallo di tempo di campionamento effettuato con il DH-59, viene misurata con una pistola radar portatile (radar gun). Infine, i campioni contenenti il suspended load vengono filtrati e pesati in laboratorio. Le attività sperimentali condotte all'interno del bacino del Niccone rappresentano un primo passo per comprendere in che misura i processi di consumo di CO2 atmosferica, da parte del weathering chimico, siano influenzati dagli eventi meteo-climatici e dai conseguenti fenomeni erosivi, anche al fine di migliorare la comprensione del ciclo globale del Carbonio.
Weathering fisico e chimico a scala di bacino. Primi risultati dai campionamenti delle acque del torrente Niccone (Italia centrale)
Marco Donnini;Ivan Marchesini;Augusto Benigni;
2023
Abstract
Il carico sedimentario dei fiumi, se analizzato in base al meccanismo di trasporto, può essere classificato come "dissolved load", "suspended load" e "bedloald". Il dissolved load è la parte del sedimento che viene trasportata in soluzione, sotto forma di ioni, prodotti principalmente dal weathering chimico all'interno del bacino. Il suspended load consiste generalmente in piccole particelle (argilla, limo e sabbie fini) che vengono trasportate dal flusso idrico senza che si verifichino rilevanti interazioni con il letto dell'alveo. Infine, con il termine bedloald si identifica il trasporto di materiale più grossolano (solitamente ghiaie e ciottoli) che ha frequenti e/o continui contatti con il letto del fiume. Il weathering chimico dei minerali carbonatici e silicatici rappresenta un'importante "trappola" di CO2, in quanto contribuisce a sottrarla dall'atmosfera. La quantità di CO2 atmosferica catturata può essere stimata, a scala di bacino, attraverso la misura dei prodotti delle reazioni chimiche di weathering disciolti nelle acque superficiali. Nella letteratura scientifica, ad oggi, si possono trovare numerose ricerche orientate all'analisi della (debole) correlazione, a scala stagionale, tra le portate idriche e il corrispondente dissolved load. Tuttavia le stesse variabili non sono state analizzate, con lo stesso livello di accuratezza, alla scala temporale del singolo evento di piena. Inoltre, recenti analisi di revisione della letteratura hanno evidenziato la necessità di ricerche finalizzate allo studio delle relazioni che esistono tra il consumo di CO2 atmosferica, causato dal weathering chimico, e l'erosione dei suoli (weathering fisico), variabili che possono essere stimate monitorando, rispettivamente, il dissolved load e il suspended load dei fiumi. Tra gli scopi principali della nostra ricerca c'è quello di indagare la relazione tra dissolved load e suspended load all'interno di bacini idrologici caratterizzati da diversi litotipi prevalenti (silicatici o carbonatici). In particolare, lo scopo del presente contributo è quello di descrivere le prime attività e i risultati ottenuti nel bacino idrografico del torrente Niccone, un affluente del fiume Tevere (Italia centrale), che è caratterizzato da depositi di flysch. In questo bacino idrografico le previsioni e le misure di pioggia, nonché i livelli dell'acqua sono monitorati attraverso, rispettivamente, l'analisi dei dati del modello COSMO-I5, l'acquisizione regolare (intervallo di 5 minuti) di informazioni dalla piattaforma radar del Dipartimento della Protezione Civile e le misure continue (intervallo di 15 minuti) ottenute da due diversi idrometri con sensori radar. Questo monitoraggio continuo consente la pianificazione e l'esecuzione delle attività di campionamento da parte degli operatori dei centri di ricerca coinvolti nello studio. Più in dettaglio, il monitoraggio permette di misurare, attraverso una procedura di lavoro definita allo scopo, il dissolved load e il suspended load, alla scala del singolo evento di piena. Il dissolved load viene misurato considerando la conducibilità elettrica e l'alcalinità dell'acqua - cioè la concentrazione dello ione bicarbonato (HCO3) - come proxy del carico disciolto del fiume. Questi due parametri sono facilmente determinabili in situ utilizzando strumenti portatili: la conducibilità elettrica può essere determinata utilizzando una sonda multi-parametrica portatile, mentre l'alcalinità utilizzando un dosimetro portatile in grado di eseguire titolazioni acido-base con HCl 0,1 N e utilizzando il metilarancio come indicatore colorimetrico. Per quanto riguarda le misure del suspended load, viene utilizzato il campionatore DH-59, che consiste in una ogiva di bronzo del peso di circa 10 kg che racchiude il contenitore dove viene prelevato il campione di acqua contenente il suspended load. Con un sistema di carrucole appositamente progettato è possibile calare il campionatore dai ponti dove sono installati gli idrometri. La velocità del flusso idrico, dato necessario per definire l'intervallo di tempo di campionamento effettuato con il DH-59, viene misurata con una pistola radar portatile (radar gun). Infine, i campioni contenenti il suspended load vengono filtrati e pesati in laboratorio. Le attività sperimentali condotte all'interno del bacino del Niccone rappresentano un primo passo per comprendere in che misura i processi di consumo di CO2 atmosferica, da parte del weathering chimico, siano influenzati dagli eventi meteo-climatici e dai conseguenti fenomeni erosivi, anche al fine di migliorare la comprensione del ciclo globale del Carbonio.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
