Width variations in river meandering evolution and chute cutoff process

Molti modelli sono stati proposti per simulare e comprendere l'evoluzione a lungo termine dei fiumi meandriformi. Ciò nonostante, alcuni problemi di modellazione ancora necessitano di essere risolti, come ad esempio la stabilità delle simulazioni a lungo termine quando sono tenute in considerazione le variazioni di larghezza. Questa tesi propone un approccio fisicamente-statisticamente basato per simulare l'evoluzione dell'argine del fiume, cosicché i processi di erosione e deposizione agiscano indipendentemente, con una soglia di sforzi tangenziali specifica per ciascuno di essi. Inoltre, l'evoluzione della larghezza è connessa con una distribuzione di probabilità specifica per ogni fiume. Le analisi di un campione rappresentativo di configurazioni meandriformi, estratte da immagini Lidar, indicano che la funzione di densità Generalizzata dei Valori Estremi (GEV) descrive in bene la distribuzione delle larghezze lungo la sezione trasversale del canale. Per un dato fiume, i parametri della della distribuzione si mantengono praticamente costanti nel tempo, con variazioni significative osservate solo nel caso in cui eventi di "taglio del meandro" allunghino significativamente la lunghezza del fiume. il vincolo della larghezza del fiume basato sull'assunzione della distribuzione di probabilità GEV assicura la stabilità delle simulazioni a lungo termine, mano a mano che il fiume si sposta attraverso la piana alluvionale adattando la sua larghezza. L'applicazione del modello a un ramo del fiume Ucayali sembra riprodurre in maniera soddisfacente l'evoluzione della pianura del fiume e produce valori realistici delle larghezze della sezione trasversale. Il secondo argomento considerato nella tesi è la formazione di chute cutoff, che producono cambiamenti sostanziali e non locali nella piana del fiume, influenzando in tal modo l'evoluzione morfologica. L'occorrenza di questo tipo di cutoff è uno degli eventi meno prevedibili nell'evoluzione dei fiumi, dal momento che un gran numero di fattori di controllo sono coinvolti nella loro formazione e mantenimento. Negli ultimi anni contributi significativi sono comparsi in letteratura, che chiariscono i complessi meccanismi che dapprima portano all'incisione dei chutes attraverso la piana alluvionale, e che alla fine determina il destino sia della curva tagliata e del nuovo canale. In ogni caso, l'argomento non è ancora risolto, e una struttura sistematica fisicamente basata è ancora mancante. In questa tesi, sono evidenziati due differenti fattori forzanti che portano alla formazione di chute cutoffs, l'inerzia del flusso canalizzato e l'eterogeneità topografica e dei sedimenti della pianura alluvionale. Usando due modelli idrodinamici, vengono studiate le caratteristiche generali dei processi che guidano i chute cutoffs, valutando alcuni casi studio rappresentativi.