Il fiume in pillole [3]: perchè i fiumi portano acqua anche se non piove?
Il ruolo fondamentale della falda idrica di subalveo
I fiumi marchigiani a causa del loro breve corso hanno pochi affluenti che li alimentano e le loro portate sono soggette a forti variazioni stagionali. La loro portata dipende dalle precipitazioni meteoriche (piogge) e in primavera (ma sempre meno) dallo scioglimento delle nevi in Appennino.
Anche nelle stagioni con lunghi periodi di assenza di precipitazioni, però, difficilmente il fiume è completamente asciutto, ma mostra sempre una portata minima di deflusso.
Un ruolo fondamentale per il mantenimento del deflusso fluviale, anche nei periodi di magra, lo svolge, infatti, la falda idrica, sia quella degli acquiferi montani (rocce calcaree dell’Appennino) che quella di subalveo (nelle ghiaie della pianura alluvionale).
La morfologia fluviale e la dinamica del corso d’acqua è diversa nei diversi tratti in cui il fiume attraversa la parte montana dell’Appennino, le fasce alto – collinari preappenniche e la zona delle colline peri adriatiche in cui si sviluppano le pianure alluvionali
Il corso dei fiumi marchigiani può essere diviso sommariamente in tre parti:
(a) il tratto appenninico, in cui il corso d’acqua, a regime torrentizio, attraversa i rilievi calcarei dell’Appennino marchigiano, con valli strette e profonde, a volte vere e proprie forre; letto ripido e roccioso, scarsi depositi detritici nell’alveo, di taglia grossolana; acque impetuose, in genere abbondanti in primavera ed autunno; pochi affluenti e molto brevi;
(b) il tratto alto-collinare, in cui il corso d’acqua attraversa rilievi arenacei e argillosi, con valli generalmente strette, letti incassati e ripidi con scarsi depositi alluvionali nell’alveo, di taglia da grossolana a media; affluenti poco numerosi e brevi; portate significative solo nel corso delle precipitazioni;
(c) il tratto della pianura alluvionale, in cui il corso d’acqua scorre in valli ampie e pianeggianti ha costruito nel tempo una piana alluvionale, prevalentemente ghiaiosa, con spessi depositi alluvionali terrazzati ai lati dell’alveo; la pendenza dell’alveo è bassa e il fiume (specie in passato) si spostava lateralmente cambiando la sua direzione di deflusso durante le piene; le portate possono essere abbondanti e presenti anche nei periodi di prolungata mancanza di precipitazioni; il trasposto solido è significativo, costituito da ghiaie e sabbie e il fiume assume struttura di tipo “braided”, ovvero si divide in tanti rami che divagano tra le proprie alluvioni, cambiando frequentemente direzione.
Le pianure alluvionali attuali sono il risultato di una lunga evoluzione dinamica, condizionata dai sedimenti trasportati dal fiume, le variazioni del livello marino, le variazioni climatiche del passato
Tratto della media piana alluvionale del fiume Potenza, in corrispondenza di Montelupone e Recanati. L'alveo di magra del fiume corre al centro con andamento curvilineo.
Il versante idrografico sinistro presenta un'ampia fascia di terrazzi alluvionali (in giallo) in cui i sedimenti del fiume giacciono alcune decine di metri di quota sopra l'alveo attuale. Essi testimoniano l'esistenza di una fase in cui il fiume scorreva ad una quota superiore all'attuale e di una successiva fase di erosione e approfondimento, maggiore verso la sponda di destra in cui le alluvioni più antiche sono state erose ed asportate. Le principale cause delle variazioni di quota delle alluvioni sono il variare del clima (alternanze di periodi freddi e periodi temperato-caldi)e il sollevamento tettonico dell'Appennino.
La pianura alluvionale è molto più complessa di quello che si può immaginare osservando i processi di superficie, poiché i sedimenti alluvionali che la costituiscono si sviluppano in profondità con spessori di diverse decine di metri. Lo spessore dei depositi alluvionali aumenta progressivamente andando verso la costa: le alluvioni, infatti, hanno colmato antiche valli fluviali, scavate dai fiumi nell’ultimo periodo glaciale, quando il livello marino era più basso dell’attuale di 70 – 100 metri. Queste ” paleovalli” sono state scavate nel substrato costituito dalle rocce di antica origine marina (come quelle che affiorano nelle colline che delimitano le valli stesse. Quando con la deglaciazione ( tra 18.000 e 10.000 anni fa; Olocene) il livello dei mari è rapidamente risalito, i fiumi per mettersi in equilibrio con il nuovo livello marino, hanno riprofilato il loro alveo depositando ingenti volumi di sedimenti, costituiti da ghiaie, sabbie, limi e argille, che hanno colmato le paleovalli innalzando il letto del fiume fino alla quota attuale.
Sezione topografica attraverso il fiume Potenza tra Montelupone e Recanati. La valle più antica scavata nel Pleistocene nelle rocce di origine marina del substrato, dal fiume è stata successivamente progressivamente riempita da sedimenti alluvionali (ghiaie, sabbie, limi e argille) per uno spessore di circa 30 metri. La pianura alluvionale in passato era di qualche decina di metri più elevata, poi il fiume l'ha reincisa fino alla quota attuale, lasciando lateralmente lembi di alluvioni antiche (terrazzi). Le alluvioni della piana alluvionale sono saturate dall'acqua di falda che affiora negli scavi (ad esempio nelle cave di ghiaia).
I depositi alluvionali fluviali sono rocce sciolte, in genere molto porose che contengono notevoli volumi d’acqua: la falda di subalveo
Un certo volume di ghiaia o di sabbia è costituita da ciottoli e da granuli, ma tra granulo e granulo c’è sempre un certo numero di spazi vuoti, i “pori”. La porosità del deposito è molto importante perché può essere colmata da aria oppure da acqua. L’enorme volume di alluvioni che si trovano nel sottosuolo delle pianure alluvionali, al di sotto del livello dell’acqua costituisce un grande serbatoio di acqua dolce: “la falda di subalveo“. Grazie alla falda noi possiamo scavare un pozzo ed emungere l’acqua dal sottosuolo.
Una stima orientativa per il fiume Potenza (superficie alluvionale di circa 115 Km2)dichiara un volume di alluvioni stimabile in 1500 milioni di m3; di cui 750 milioni di m3 sature di acqua. Se si considera una porosità media di circa il 10% le alluvioni su cui scorre il Potenza sono in grado di immagazzinare permanentemente un volume di 75-80 milioni di m3 di acqua.(1)
Il fiume alimenta la falda quando è in piena e la falda restituisce l’acqua all’alveo quando il fiume è in magra.
Tra fiume e falda si stabilisce un continuo equilibrio e scambio di acqua. Quando il fiume è in piena, nel corso delle precipitazioni, grazie all’aumento del livello e della pressione dell’acqua, molta di questa s’infiltra nel sottosuolo e va ad alimentare la falda. Questo meccanismo fa diminuire la portata del fiume e attenua l’effetto delle piene. La falda accumula un prezioso quantitativo di acqua che lentamente restituirà al fiume successivamente. Quando il fiume è in magra, la falda il cui livello piezometrico interseca l’alveo fluviale va ad alimentare il fiume. A volte la falda si trova in pressione e se trova un varco l’acqua giunge in superficie e forma delle polle di risorgiva (stoni), come accade ad esempio nel letto del fiume Potenza tra Fiuminata e Pioraco.
L’infiltrazione dell’acqua di scorrimento superficiale verso la falda del sottosuolo permette anche la depurazione dell’acqua stessa che può essere emunta per uso potabile o irriguo.
Anche l’acqua di falda, come quella del fiume, si sposta nel sottosuolo con flusso laminare da monte della valle fluviale verso la foce; questo movimento è fondamentale perché oltre a contribuire alla filtrazione dell’acqua impedisce all’acqua marina di invadere il subalveo e di salinizzare il corso fluviale. L’acqua marina, (più densa e pesante) viene infatti spinta al largo della costa (nel sottosuolo). Se la pressione della falda diminuisce (ad esempio per eccesso di emungimento 0 per mancanza di ricarica) il cuneo di acqua salina penetra nell’acquifero di subalveo e sostituisce l’acqua dolce.
La sovraescavazione dell’alveo e l’asportazione artificiale dei sedimenti alterano il rapporto tra fiume e falda causando l’impoverimento e la degradazione delle acque sotterranee.
Se si procede all’asportazione dei sedimenti in alveo, diminuendo il carico solido del fiume, il fiume inizia ad erodere sia l’alveo che le sponde. Questo produce una sostanziale alterazione dell’equilibrio tra falda e fiume con impoverimento, alterazione, inquinamento e modificazione del flusso delle acque sotterranee del subalveo e dei terrazzi laterali. Quando si aprono cave sulla pianura alluvionale o nei terrazzi laterali e si scoperchia la falda questa subisce processi di degradazione per inquinamento, evaporazione, riscaldamento, cambiamenti nel livello piezometrico e alterazione dei flussi.
(1) T. Nanni; P. Vivalda: Inquadramento idrogeologico ed influenza della tettonica sugli acquiferi di subalveo delle pianure marchigiane, 1986
