The present work analyzes the wood presences in Dolomites streams. The processes that contribute to the formation, input, and transfer of such material in network channel have been investigated. Main task is to assess for guidance planning risk management in mountain areas. The study sites are represented by 13 mountain basins (drainage area ranging from 1 to 70 Km2), located in the upper part of Cordevole watershed basin (Province of Belluno). More than 9,000 wood elements were counted during the field survey. Wood storage is highly variable (8-106 m3 per hectare of streambed area), but a significant inverse relationship with drainage area is evident, as well as with occurrence of hillslope instabilities. Median log diameters do not vary considerably among the study basins (0.08 – 0.13 m), whereas large differences exist with regard to log length (0.79 – 3,75 m). The ratio between log length and the average channel width remains close to 1 for channels < 3rd order (A<10 km2), and drops for higher-order basins (down to 0.2-0.3). Therefore, a much higher mobility of wood elements might be envisaged for such channels, and this could be a reason for their lower wood load per unit of bed area. However, these larger basins present also higher degrees of human impact (roads, towns, control works) which are presumed to contribute to diminish the presence of in-channel wood. The second part of the research has been directed to develop a forecast tool able to assess the in-channel wood (LW). A GIS based model was chosen to create a spatial analyst in order to reproducing three main processes: 1) recruiting LW 2) slope transfer, 3) in-channel wood translation. For the first processes the areas of likely LW have been identified, through the intersection of the forest map and the hydrogeological instability susceptibility map (obtained by the means of the method of Weight of Evidence). The simulation of input and transfer along streams was obtained by applying the functions of LW propagation and decay, related to the soil morphology, the flow distance from network channel and stream power function. The model results are satisfactory: the simulated volume of LW are on the same order of magnitude as observed in the field surveys (Relative error = 0,04-4,9; average relative error = 1.2). Finally, different maps are presented to show the stream reach who are at highest risk of LW storage.

Il presente lavoro analizza la presenza del materiale legnoso in corsi d’acqua delle Dolomiti. Sono stati studiati i processi che concorrono alla formazione, all’immissione e alla traslazione di tale materiale nelle reti idrografiche. Lo scopo finale è quello di dare delle indicazioni nella pianificazione della gestione del rischio idraulico in territorio montano. La ricerca ha riguardato 13 bacini montani di diversa grandezza (da circa 1 a 70 Km2) all’interno dell’Alto Cordevole (Provincia di Belluno). Lungo i collettori analizzati sono stati rinvenuti più di 9000 elementi legnosi. La quantità di legname presente nei collettori è risultata molto variabile (8-106 m3 per ettaro di superficie d’alveo), ma con una significativa correlazione inversa tra volume legnoso ed area drenata, ed una chiara associazione alla presenza di versanti instabili. Le dimensioni mediane dei tronchi rilevati presentano diametri abbastanza simili fra i diversi bacini (0,08-0,13 m), mentre la lunghezza risulta più differenziata (varia da 0,79 a 3,75 m). E’ stato calcolato che il rapporto tra la lunghezza dei tronchi e larghezza del canale è maggiore per i bacini con area drenata inferiore ai 30-40 km2, con valori prossimi all’unità nei bacini fino al 3° ordine, e coefficienti pari a 0,2 0,3 in quelli di 4° e 5° ordine. Si può quindi affermare che nei torrenti di ordine maggiore c’è una maggiore mobilitazione del legname. Questo aspetto, può essere una delle cause possibili della relazione inversa che sussiste tra volume areale di legname ed area drenata del bacino; tuttavia, la forte riduzione dei volumi legnosi nei corsi d’acqua più grandi è sicuramente ascrivibile al loro elevato grado di antropizzazione, (abitati, strade) che comporta frequenti interventi di sistemazione idraulico-forestale e di rimozione della vegetazione e del “detrito” vegetale in alveo. La seconda parte dell’attività di ricerca è stata indirizzata alla messa a punto di uno strumento previsionale per la quantificazione del legname in alveo (LW). Si è scelto di creare un modello di analisi spaziale su base GIS che simula distintamente i tre principali processi: 1) reclutamento di LW; 2) trasferimento lungo i versanti; 3) movimentazione del legname lungo la rete idrografica. Per il primo punto sono state individuate le aree sorgenti di legname potenzialmente reclutabile attraverso l’intersezione della carta dei particellari forestali e la carta della suscettibilità ai dissesti (ottenuta attraverso il metodo del Weight of Evidence). La simulazione dell’immissione in alveo e della successiva traslazione è stata ottenuta applicando delle funzioni di propagazione e decadimento legate alla morfologia del territorio, alla flow distance dalla rete idrografica ed alla stream power. Il modello ha restituito dei risultati soddisfacenti, simulando un volume di LW entro lo stesso ordine di grandezza di quello rilevato in campo. (errore relativo = 0,04-4,9; errore relativo medio = 1,2). Infine sono state redatte delle mappe in cui si evidenziano i tratti di torrente maggiormente a rischio di deposito eccessivo di legname.

Il legname in alveo nei torrenti alpini: analisi quantitativa e modellazione GIS / Rigon, Emanuel. - (2009).

Il legname in alveo nei torrenti alpini: analisi quantitativa e modellazione GIS

Rigon, Emanuel
2009

Abstract

Il presente lavoro analizza la presenza del materiale legnoso in corsi d’acqua delle Dolomiti. Sono stati studiati i processi che concorrono alla formazione, all’immissione e alla traslazione di tale materiale nelle reti idrografiche. Lo scopo finale è quello di dare delle indicazioni nella pianificazione della gestione del rischio idraulico in territorio montano. La ricerca ha riguardato 13 bacini montani di diversa grandezza (da circa 1 a 70 Km2) all’interno dell’Alto Cordevole (Provincia di Belluno). Lungo i collettori analizzati sono stati rinvenuti più di 9000 elementi legnosi. La quantità di legname presente nei collettori è risultata molto variabile (8-106 m3 per ettaro di superficie d’alveo), ma con una significativa correlazione inversa tra volume legnoso ed area drenata, ed una chiara associazione alla presenza di versanti instabili. Le dimensioni mediane dei tronchi rilevati presentano diametri abbastanza simili fra i diversi bacini (0,08-0,13 m), mentre la lunghezza risulta più differenziata (varia da 0,79 a 3,75 m). E’ stato calcolato che il rapporto tra la lunghezza dei tronchi e larghezza del canale è maggiore per i bacini con area drenata inferiore ai 30-40 km2, con valori prossimi all’unità nei bacini fino al 3° ordine, e coefficienti pari a 0,2 0,3 in quelli di 4° e 5° ordine. Si può quindi affermare che nei torrenti di ordine maggiore c’è una maggiore mobilitazione del legname. Questo aspetto, può essere una delle cause possibili della relazione inversa che sussiste tra volume areale di legname ed area drenata del bacino; tuttavia, la forte riduzione dei volumi legnosi nei corsi d’acqua più grandi è sicuramente ascrivibile al loro elevato grado di antropizzazione, (abitati, strade) che comporta frequenti interventi di sistemazione idraulico-forestale e di rimozione della vegetazione e del “detrito” vegetale in alveo. La seconda parte dell’attività di ricerca è stata indirizzata alla messa a punto di uno strumento previsionale per la quantificazione del legname in alveo (LW). Si è scelto di creare un modello di analisi spaziale su base GIS che simula distintamente i tre principali processi: 1) reclutamento di LW; 2) trasferimento lungo i versanti; 3) movimentazione del legname lungo la rete idrografica. Per il primo punto sono state individuate le aree sorgenti di legname potenzialmente reclutabile attraverso l’intersezione della carta dei particellari forestali e la carta della suscettibilità ai dissesti (ottenuta attraverso il metodo del Weight of Evidence). La simulazione dell’immissione in alveo e della successiva traslazione è stata ottenuta applicando delle funzioni di propagazione e decadimento legate alla morfologia del territorio, alla flow distance dalla rete idrografica ed alla stream power. Il modello ha restituito dei risultati soddisfacenti, simulando un volume di LW entro lo stesso ordine di grandezza di quello rilevato in campo. (errore relativo = 0,04-4,9; errore relativo medio = 1,2). Infine sono state redatte delle mappe in cui si evidenziano i tratti di torrente maggiormente a rischio di deposito eccessivo di legname.
2009
The present work analyzes the wood presences in Dolomites streams. The processes that contribute to the formation, input, and transfer of such material in network channel have been investigated. Main task is to assess for guidance planning risk management in mountain areas. The study sites are represented by 13 mountain basins (drainage area ranging from 1 to 70 Km2), located in the upper part of Cordevole watershed basin (Province of Belluno). More than 9,000 wood elements were counted during the field survey. Wood storage is highly variable (8-106 m3 per hectare of streambed area), but a significant inverse relationship with drainage area is evident, as well as with occurrence of hillslope instabilities. Median log diameters do not vary considerably among the study basins (0.08 – 0.13 m), whereas large differences exist with regard to log length (0.79 – 3,75 m). The ratio between log length and the average channel width remains close to 1 for channels < 3rd order (A<10 km2), and drops for higher-order basins (down to 0.2-0.3). Therefore, a much higher mobility of wood elements might be envisaged for such channels, and this could be a reason for their lower wood load per unit of bed area. However, these larger basins present also higher degrees of human impact (roads, towns, control works) which are presumed to contribute to diminish the presence of in-channel wood. The second part of the research has been directed to develop a forecast tool able to assess the in-channel wood (LW). A GIS based model was chosen to create a spatial analyst in order to reproducing three main processes: 1) recruiting LW 2) slope transfer, 3) in-channel wood translation. For the first processes the areas of likely LW have been identified, through the intersection of the forest map and the hydrogeological instability susceptibility map (obtained by the means of the method of Weight of Evidence). The simulation of input and transfer along streams was obtained by applying the functions of LW propagation and decay, related to the soil morphology, the flow distance from network channel and stream power function. The model results are satisfactory: the simulated volume of LW are on the same order of magnitude as observed in the field surveys (Relative error = 0,04-4,9; average relative error = 1.2). Finally, different maps are presented to show the stream reach who are at highest risk of LW storage.
Large Wood; Alto Cordevole; previsione legname in alveo;
Il legname in alveo nei torrenti alpini: analisi quantitativa e modellazione GIS / Rigon, Emanuel. - (2009).
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