Analisi della dinamica passata ed attuale del fiume Piave nel Vallone Bellunese finalizzata ad una gestione integrata del suo corridoio fluviale

Obbiettivo della presente ricerca è definire i tempi e l’entità dei cambiamenti morfologici avvenuti nel fiume Piave e sviluppare strategie e strumenti di gestione innovativi capaci di assicurare il raggiungimento e il mantenimento degli standard di qualità imposti dalla legislazione europea (Direttiva Quadro sulle Acque 2000/60/CE). Il fiume Piave nasce nelle Alpi Orientali italiane (superficie bacino idrografico 3899 km2) ed il suo canale principale dalle sorgenti (poste a circa 2000 metri al confine italo-austriaco) alla foce (mar Adriatico a nord-est di Venezia) è lungo 220 km e attraversa le province di Belluno, Treviso e Venezia. Il tratto analizzato è situato nella parte centrale del bacino montano ed ha una lunghezza di 13,5 km. In questo tratto il Fiume Piave è caratterizzato da una tipologia morfologica predominante pseudomeandriforme (wandering) presentando comunque alcune zone in cui l’andamento è a canali intrecciati (braided). L’attività di ricerca è stata divisa in due fasi principali, nella prima fase si è cercato di definire una base. conoscitiva dell’evoluzione del corridoio fluviale, sia storica che recente, attraverso l’analisi dei principali processi fluviomorfologici, mentre nella seconda fase si è cercato di sviluppare una serie di mappe e strumenti utili per la gestione della fascia di pertinenza fluviale in situazioni sia ordinarie che di emergenza. Nella prima fase sono state analizzate sei serie di foto aeree (1960, 1970, 1991, 2000 , 2003 e 2006) per la comprensione e l’analisi dell’evoluzione planimetrica del corridoio fluviale. Attraverso l’utilizzo di un software GIS (ESRI ArcGIS 9.1) l’analisi delle foto aeree ha portato all’identificazione delle seguenti classi d’uso del suolo: alveo attivo, aree urbane e industriali, cave ed impianti di vagliatura, coltivi, isole con vegetazione arborea, isole con vegetazione pioniera, vegetazione perifluviale arborea, vegetazione perifluviale arbustiva e vegetazione perifluviale erbacea. Le foto aeree del 2006, prodotte da un volo appositamente commissionato nel luglio 2006 dal Dipartimento TESAF, grazie al loro elevato grado di dettaglio sono state inoltre utilizzate per la definizione delle seguenti forme fluviali all’interno dell’alveo attivo: canale principale, canale secondario, canale di morta, barra bassa laterale, barra bassa longitudinale, barra alta laterale, barra alta longitudinale, isola con vegetazione pioniera e isola con vegetazione arborea. Si è poi passati allo sviluppo della seconda fase attraverso la definizione di una cartografia di sintesi in grado di definire la fascia di mobilità funzionale ed analizzare la dinamica evolutiva delle superfici boscate con particolare riferimento alla loro interazione con fenomeni di piena e conseguenti processi erosivi. In questa fase ci si è concentrati in particolare sullo studio dei processi fluviali e delle conseguenze morfologiche sviluppatesi a seguito di due eventi di piena avvenuti negli anni 1966 (Tempo di ritorno > 200 anni) e 2002 (Tempo di ritorno = 12 anni). La scelta di questi due eventi di piena è stata fatta inquanto si è voluto valutare l’evoluzione morfologica del corridoio fluviale sia a seguito del verificarsi di eventi “estremi” (1966) sia a seguito del verificarsi di eventi più frequenti ma sempre di una certa magnitudo (2002) . Scopo di questa parte dello studio è stato inoltre l’analisi delle criticità all’interno delle pertinenze fluviali, individuando i sottotratti e learee maggiormente soggette a subire forti modificazioni durante gli eventi di piena. La definizione di queste aree si è basata oltre che sull’analisi della dinamica storica anche sulle possibili alterazioni antropiche sviluppatesi a seguito della costruzione di opere protettive. Successivamente partendo dal concetto di Fascia di Mobilità Funzionale si è provveduto alla definizione di una nuova metodologia per la definizione di Fasce di Gestione Fluviale in grado di meglio adattarsi a sistemi fluviali con una dinamica morfologica profondamente influenzata da interventi antropici. La necessità di sviluppo di questa nuova metodologia è nata dal fatto che l’entità delle modifiche morfologiche del sistema fluviale Piave è tale che applicare il concetto di “Fascia di divagazione storica” (la fascia del corridoio fluviale interessata dalla dinamica fluviale nel corso degli ultimi duecento anni) avrebbe portato a far coincidere questa fascia con l’intero corridoio fluviale compreso all’interno dei terrazzi di origine glaciale. Questo risultato avrebbe avuto una scarsa utilità ai fini sia gestionali che di predisposizione di progetti di riqualificazione fluviale. Lo sviluppo di questa nuova metodologia ha portato ha definire una serie di fasce chiamate “Fasce di Gestione Fluviale” che possono essere la base per la definizione di strategie gestionali della vegetazione che puntino a creare corridoi con grado di intervento antropico differenziato a seconda della vicinanza o meno all’alveo attivo. Le “Fasce di Gestione Fluviale” ottenute dal punto di vista teorico nella realtà si possono tradurre in fasce di territorio all’interno delle quali il fiume è lasciato libero di assecondare le proprie tendenze evolutive ed in particolare la tendenza alla migrazione laterale senza intervenire con opere idrauliche di difesa dalle erosioni di sponda. Si è cercato infine di definire una serie di linee guida per lo sviluppo di piani di gestione fluviale in grado da un lato di produrre risultati duraturi nel tempo e dall’altro di coniugare le esigenze di sicurezza idraulica del territorio con la tutela e la protezione degli ecosistemi fluviali così come imposto dalla normativa europea sulle acque 2000/60/CE. L’analisi ha messo in luce le modificazioni sostanziali che sono avvenuto nell’intervallo di tempo analizzato. I risultati indicano una forte tendenza alla riduzione dell’alveo attivo a cui si accompagnano temporanee fasi di espansione conseguenti ad eventi di piena con tempi di ritorno superiori a 10-15 anni. Tuttavia queste fasi di espansione non sono riuscite ad invertire il trend di riduzione dell’alveo attivo verificatosi nel periodo analizzato. La configurazione morfologica è passata da tipologie predominanti a canali intrecciati (braided), ancora dominanti negli anni sessanta, a tipologie pseudomeandriformi (wandering) divenute dominanti a partire dagli anni novanta. La fase di espansione dell’alveo attivo degli ultimi dieci anni sta portando ad un ritorno alla morfologia a canali intrecciati (braided) alla quale è associata una conseguente erosione delle superfici vegetate che nel tempo si sono sviluppate ai margini dell’alveo attivo. Questa nuova fase di espansione sta facendo assumere alla vegetazione e al legname in alveo nel tratto di studio un’importanza geomorfologica ed idraulica sempre maggiore Ladinamica delle isole fluviali è risultata fortemente correlata al verificarsi di eventi di piena aventi tempi di ritorno superiori a 10-15 anni, gli unici in grado di determinare una sostanziale riduzione delle superfici occupate dalle isole.

The present research aims to define the timing and the extent of the morphological changes occurred in a large gravel bed river, the Piave River in the “Vallone Bellunese” (Eastern Italian Alps) that was heavily impacted by human activities (training structures, hydropower schemes, and gravel mining) and to develop innovative strategies and tools for river management. The Piave River basin (drainage area 3899 km2) lies in the eastern Italian Alps, and the main channel flows south for 220 km from its headwaters (at ~2000 m asl near the Italy–Austria border) to the outlet in the Adriatic Sea NE of Venice. The study rich is 13,5 km long and is located between Soverzene and Belluno in the intermediate course of river within the mountain district. The morphology of the river in the study reach is dominated by braided and wandering channel patterns, but narrower reaches display an alternate bars channel pattern. To achieve the aims of the research the analysis was divided into two phases, in the first phase we collected data about recent and historical morphological evolution (historical maps, aerial photos, topographic surveys and historical photos) and produced thematic maps, in the second phase we produced maps and guidelines useful for river and fluvial corridor management. In the first phase planform changes of river features and bed planform were analyzed on six aerial photos (1960, 1970, 1991, 2000, 2003 and 2006). Aerial photos of 2006, produced by flight specially commissioned by TESAF department, were rectified and coregistered to a common mapping base at 1:5000 by GIS software (Esri ArcGIS 9.1). Significant planform features were digitized on rectified photos in order to derive planform characteristics for each image. Aerial photos of six years analized allowed the identification of these classes: unvegetated active channel, islands with arboreal vegetation, islands with shrubby vegetation, arboreal marginal vegetation, shrubby marginal vegetation, and herbaceous marginal vegetation. Furthermore, three additional classes related to human use of the river corridor were adopted: urban areas, cultivated areas, and gravel mines. The aerial photos of 2006 were also used to distinguish morphological units of the active channel: main channel, secondary channel, lateral low bar, longitudinal low bar, lateral high bar, longitudinal high bar, backwater channel, islands with arboreal vegetation and islands with shrubby vegetation, The objectives of this first phase are to quantify morphological changes in bed planform, to quantify the variation of vegetation cover, with particular emphasis on islands dynamics and to identify the driving factors of channel evolution and vegetation cover changes and thus to envisage the most likely future trends. In the second phase of analysis we produced maps and guidelines useful for river and fluvial corridor management. We analyzed the changes in bed planform due to the occurance of two flood events in 1966 and 2002. The flood event occurred in 1966, with an estimated peak discharge of ~ 3300 m3/s-1 and a RI = ~200 years, is the largest flood event of the twentieth century. The flood event occurred in 2002 with a RI = ~12 years is a more frequent flood event but that had a relevant impact on river morphology. Then we produced a series of maps, starting from the concepts of river corridor and streamway, wich aim to describe and quantify natural processes occurring within the fluvial corridor, such as bank erosion and wood input. The analysis of the historical maps and aerial photographs shows that substantial changes took place in the Piave River within the investigated time interval. The results indicates a marked tendency to the reduction in the active channel, but associated to the main flood events (RI > about 10-15 yr) an increase in the active corridor extensions is apparent. As to the morphological pattern of the entire study reach, this shifted from braided (still dominant until the 1960s) to single thread/wandering in the 1990s. The expansion phase of the last decade is associated with a general recovery of at least a wandering style, with occasional braiding morphology. Reduction of active channel has led a subsequent expansion of the portion of river corridor covered by vegetation. Similarly, the increase in active channel area that took place between 1991 and 2003 occurred mostly at the expense of vegetated areas located at the channel margins. The island dynamics were found to be strictly associated to the occurrence of major floods (RI >10–15 years), which are the only ones able to determine substantial island erosion.