Risposta idrologica di recessione e morfologia della rete di drenaggio

Il presente lavoro si inserisce nell'ambito della modellazione matematica dei processi idrologici a scala di bacino. L'obiettivo principale della ricerca svolta è lo studio delle relazioni tra la risposta idrologica di un bacino nella fase di recessione e le sue caratteristiche geomorfologiche. Le curve di recessione rappresentano la relazione tra la portata e la sua diminuzione nel corso del tempo, espressa nei termini della legge di potenza -dQ/dt = kQ^b. Recentemente si sta sviluppando la teoria geomorfologica della risposta idrologica di recessione. L'idea di fondo di tale teoria consiste nel fatto che la relazione -dQ/dt = kQ^b abbia origine dalla legge di potenza, la quale lega il numero delle origini dei canali attivi della rete di drenaggio N(t) e la sua lunghezza totale G(t) al tempo t. Il presente lavoro contribuisce alla validazione della teoria geomorfologica di recessione. Nella prima fase del lavoro sono state studiate le proprietà morfologiche del bacino ottenute con gli strumenti GIS al fine dell'analisi delle recessioni di alcuni bacini montani (torrenti Vermigliana, Fersina) seguendo l'approcio proposto da [Brutsaert and Nieber, 1977]. In uno dei casi è stata effettuata l'interpolazione spaziale delle precipitazioni con lo scopo di vagliare possibili dipendenze dei parametri di recessione dalla distribuzione spaziale eterogenea delle piogge. Nella seconda fase della ricerca sono state eseguite le sperimentazioni numeriche al fine di studiare la dinamica delle reti di drenaggio durante la fase di recessione e di valutare in modo sperimentale i fattori della relazione tra le curve di recessione "tradizionali" e quelle "geomorfologiche" e i parametri relativi. Lo strumento adottato nella ricerca è il modello idrologico distribuito accoppiato degli afflussi-deflussi CATchment HYdrology (CATHY). Il modello è stato applicato sia ad un bacino sintetico (V-catchment), sia ai bacini reali. Dallo studio effettuato si è avuto riscontro positivo su alcune delle ipotesi recenti relative alle recessioni. E' stata inoltre sperimentata la dipendenza dei parametri della curva di recessione dall'eterogeneità della distribuzione spaziale delle piogge. In merito alle modellazioni della rete dinamica realizzate con CATHY è emerso che la relazione tra la portata e la lunghezza della rete può essere espressa attraverso la legge di potenza con esponenti inferiori ad uno. La portata per unità di lunghezza è variabile nel tempo con tendenza alla stabilizzazione per i tempi lunghi. Tale constatazione è significativa, in quanto recenti teorie postulano la costanza della portata per unità di lunghezza. Le portate drenate nella rete dinamica si avvicinano alla portata totale simulata nella sezione di chiusura del bacino. Pertanto si ritiene che il metodo di analisi adottato sia lo strumento più adatto allo studio della complessità dei processi che determinano la risposta idrologica nella fase di recessione a scala di bacino. Lo studio effettuato potrà consentire gli approfondimenti necessari nell’analisi delle relazioni tra le proprietà geomorfologiche del bacino ed i processi di recessione.