Che cosa è un debris flow

Un debris flow, ovvero una colata di detriti, è un miscuglio di acqua e sedimenti che si muove per effetto della gravità. Un debris flow rappresenta un fenomeno molto pericoloso a causa sia della estrema velocità con cui può percorrere grandi distanze, sia per la frequente assenza di chiari segni premonitori.
Si tratta di un problema che da sempre interessa la popolazione che abita in zone collinari o montane, per cui non sorprende che col passare dei secoli il fenomeno sia stato denominato in molti modi nei vari Paesi. In Giappone, ad esempio, sono ancora oggi molto diffusi tra la popolazione termini come “yama-tsunami (tsunami di montagna), “Ja-nuke (discesa del re serpente) e “yama-shio” (onda mareale di montagna).

In Italia i debris flow rappresentano un tema di grande rilevanza, basti pensare che circa il 35% del territorio è classificato come montuoso e il 41% come collinare (ISTAT, 2010). In Italia un esempio di “disastro da debris flow” è la famosa alluvione che il 25 ottobre 2011 ha colpito la Val di Vara e la Val di Magra. Durante questo evento si sono innescati centinaia di debris flow, alcuni dei quali hanno causato danni immani ed alcuni, purtroppo, la perdita di vite umane.
debris flow

Le caratteristiche di un debris flow

Un’area interessata da un debris flow (uno scorrimento superficiale evoluto a colata rapida) è suddivisa in una zona d’innesco, una zona di transito ed una zona d’accumulo:

  • la zona d’ innesco si ha lungo una superficie di rottura, che può essere collocata nella parte alta o nel lato di una concavità o di un impluvio. Lo scivolamento può avvenire anche sui tagli di versante provocati dalla costruzione di una strada, oltre che sui versanti naturali;
  • nella zona di transito la massa dislocata fluisce, eventualmente inglobando ulteriore materiale detritico e vegetale che incontra durante il suo percorso;
  • nella zona di accumulo, se presente, è dove il materiale trasportato si deposita formando un cono di deposizione, in genere in corrispondenza di zone con forte diminuzione di pendenza;

debris flow

La copertura superficiale è fondamentalmente formata da suolo residuale, prodotto dall’alterazione in situ del substrato, dal suolo colluviale, o colluvium, (materiale eterogeneo incoerente matrice sostenuto) e dal talus (materiale detritico, grossolano ed angoloso, clasto sostenuto deposto alla base dei pendii per gravità).

I debris flow si originano sia nello strato di suolo colluviale – dato da una miscuglio di suolo e frammenti di roccia trasportati, dall’azione della gravità, del vento e dell’acqua dalle zone più elevate dei versanti – che nel materiale colluviale che riempie i canali, detto ravine fill.

 

Il materiale colluviale presente dentro i canali, a differenza di quello del suolo colluviale, è composto da elementi più grossolani e viene depositato da precedenti debris flow e può diventare instabile durante intense precipitazioni.

Come si forma un debris flow?

L’iniziale movimento di scivolamento del materiale di copertura, o del materiale di riempimento dei canali, provoca una ricostituzione della massa umida in scorrimento in un flusso viscoso di fango carico di detriti verso la rete di drenaggio disponibile, fino a quando non raggiunge un gradiente più basso dove il materiale viene deposto. La trasformazione di un’iniziale massa rigida di suolo si può schematizzare in cinque stadi:

  • il primo stadio è caratterizzato dallo scivolamento traslativo del materiale di copertura che scorre lungo il contatto tra copertura e substrato. Lo scivolamento è controllato dall’aumento delle pressioni neutre dei pori – dovuto alla differenza di permeabilità tra copertura e substrato – e dalle fratture di tensione del materiale detritico, che configurano l’area sorgente;
  • nel secondo stadio, caratterizzato dal proseguimento dello scivolamento, le superfici di taglio dentro la massa in movimento riducono la resistenza al taglio della copertura e fanno incrementare la deformazione plastica;
  • l’aumento degli sforzi di taglio genera la dilatazione della massa di suolo, mentre l’acqua che riempie le fratture di tensione viene drenata nella massa dilatante, disgregando ed indebolendo ulteriormente la massa detritica, che inizia a fluire sopra la superficie del terreno;
  • la massa detritica continua a fluire verso il basso prendendo velocità, incorporando vegetazione, il suolo ed il detrito presente lungo il suo percorso generando così un debris flow.
  • la diminuzione della pendenza causa la deposizione del materiale alla base del pendio, oppure il materiale fluisce nella rete idrografica.

L’innesco di un debris flow è funzione delle caratteristiche geotecniche ed idrogeologiche del materiale che costituisce la copertura e del volume d’acqua presente nell’area d’innesco. Questi due elementi vengono controllati da fattori come la topografia (forma ed inclinazione del pendio), la vegetazione e le condizioni geologiche e strutturali del substrato. Anche la presenza di opere antropiche, come ad esempio le strade influisce su entrambi i fattori.

Approfondimenti

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Ciao, mi chiamo Antonio Nirta e sono un geologo. Mi sono laureato all’Università di Pisa e dal 2017 svolgo la libera professione.

Attraverso i post presenti in questo blog cercherò di trasmettere la mia passione per le Scienze Geologiche e di fornire informazioni che riguardano il bellissimo settore della Geologia.

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