Il ruscellamento (R) è un fenomeno che avviene durante o immediatamente dopo un evento piovoso. L’acqua piovana, che non si infiltra nel terreno e quella che rimane nello strato ipodermico del suolo, comincia a muoversi quando il terreno è ormai quasi-saturo oppure quando, l’acqua accumulata nelle depressioni naturali, raggiunge il colmo dei dislivelli e ne tracima al di fuori. Ovviamente l’acqua in movimento, anche quella rimasta nello strato sub-superficiale, si muove con una velocità che funzione dell’inclinazione del versante secondo le linee di massima pendenza del terreno e verso i corsi d’acqua più prossimi.
Negli ammassi rocciosi con scarsa o assente copertura vegetale, il ruscellamento superficiale può verificarsi per eccesso di infiltrazione secondo il modello Hortoniano e si diversifica nelle soglie di afflusso. La lana d’acqua che ruscella è proporzionale alla differenza di intensità di precipitazione e velocità di infiltrazione.
Nelle zone collinari e pianeggianti, dove il suolo arato ha maggiori profondità , può verificarsi il fenomeno del ruscellamento quando il terreno, in particolare su tipologie litologiche come sequenze silico-clastiche o marnoso-argillose, giunto a saturazione non consente ulteriori perdite per infiltrazione e la precipitazione al netto dell’evaporazione si trasforma in ruscellamento
Le piogge, specie se intense, esercitano sui terreni un’azione battente tanto più efficace quanto più questi sono poveri di vegetazione e disposti lungo pendii.
Queste acque superficiali sono responsabili della rimozione di notevoli quantità di sedimenti dai versanti.
All’inizio si forma un velo d’acqua superficiale uniforme che asporta il materiale incoerente (erosione areale), poi l’acqua si divide in tanti rivoli, che defluiscono scavando piccoli solchi, che in una prima fase si modificano di continuo (erosione a rivoli), ma successivamente diventano più profondi e durevoli (erosione a solchi o lineare).
In suoli porosi ed anche coltri detritiche di alterazione superficiale dei versanti, in particolare su substrati impermeabili, può verificarsi un ruscellamento sotto-superficiale (ruscellamento ipodermico) costuito da quella porzione di precipitazione infiltrata che non raggiunge il livello di falda ma passa dalla superficie del suolo scorrendo al di sotto della superficie del suolo. Per questo si instaura un flusso d’acqua proveniente dalle zone di saturazione temporanea. La velocità dell’acqua che circola negli strati superiori del suolo ha una velocità molto superiore a quella normale delle correnti sotterranee.
Stima del Ruscellamento
La stima del ruscellamento è importante nell’ambito del bilancio idrologico che può essere semplificato come segue:
P = ETR + R + I
dove P rappresenta la precipitazione, ETR l’evapotraspirazione, I l’infiltrazione ed infine R è il ruscellamento. R ed ETR rappresentano la quantità di acqua che abbandona il sistema (Qo), dalla superficie (ruscellamento superficiale) o dalla zona subsuperficiale (ruscellamento ipodermico) per deflusso verso i corsi d’acqua (deflusso totale) o per evaporazione direttamente dal suolo dagli specchi d’acqua o traspirazione attraverso le piante, I quella invece che rimane per un certo tempo nel sistema ovvero immagazzinata come umidità nel terreno, nelle falde o negli acquiferi, P invece quella che entra nel sistema (QI)
Stima indiretta del Ruscellamento
Una prima stima del ruscellamento quindi può avvenire per differenza, ovvero indirettamente, sottraendo alla precipitazione la quantità persa dal sistema per evapotraspirazione e quella che si infiltra nel terreno:
R = P – ETR – I = P – (ETR + I)
Stima diretta del ruscellamento
Esistono alcuni metodi empirici per il calcolo della portata d’acqua interessata dal ruscellamento:
Metodo del CN per il RUSCELLAMENTO
La tabella seguente permette di stimare il ruscellamento attraverso la quantità di pioggia efficace PIe ed il valore di S che è il valore di ritenzione superficiale
(calcolo del CN – vedi tabelle)
Metodo di Kennessey
Il metodo Kennessey è una procedura di indagine volta alla caratterizzazione di un bacino attraverso dati fisiografici e climatici.
Il ruscellamento, considerato come una componente di deflusso, è una funzione della PIe e di un coefficiente, detto coefficiente di deflusso medio annuo (CK) in una determinata area che è una funzione di tre caratteristiche fisiografiche:
- permeabilità (CP)
- acclività (CA)
- copertura vegetale (CV)
La determinazione di ogni valore, viene attribuita mediante la costruzione di carte tematiche.
Le diverse formazioni geologiche vengono suddivise in 5 classi di permeabilità che comprendono sia rocce di tipo litoide, sia terreni incoerenti:
- rocce permebilità molto scarsa (calcescisti, micascisti, anfiboliti, serpentiniti)
- rocce a permeabilità scarsa (gneiss, granitoidi, quarziti, micascisti quarzitici
- rocce a permeabilità mediocre (marmi, calcefiri, calcari dolomitici e dolomie)
- rocce a permeabilità buona (accumuli morenici, coltri eluvio colluviali con potenza superiore ai 50 cm
- rocce a permeabilità elevata (alluvioni di fondovalle, conoidi di deiezione, accumuli dovuti a fenomeni gravitativi
Come si vede dalla tabella precedente ogni valore viene determinato previo calcolo dell’indice di aridità:
Ruscellamento sotterraneo
L’infiltrazione sotterranea viene calcolata indirettamente semplicemente per differenza fra gli altri parametri del bilancio. Quando il valore del deflusso ipodermico è negativo significa che ETR presenta un valore molto elevato.
(sezione in costruzione)
