Bacino idrografico

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Introduzione

Bacino idrografico o Bacino imbrifero Sezione di territorio all'interno della quale le acque affluiscono in un singolo corso d'acqua (torrente o fiume). I limiti di un bacino sono definiti dalla linea di spartiacque, che coincide con la linea di cresta dei rilievi montuosi. Forma e dimensioni di un bacino idrografico sono generalmente determinati dalle caratteristiche geologiche della zona, mentre la ramificazione del reticolo idrografico, ovvero la densità dei corsi d'acqua minori, dipende in modo essenziale anche dal regime delle precipitazioni, dai tipi di suolo e di vegetazione e, in misura sempre maggiore, dall'attività umana.

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Idrologia dei bacini

L'acqua delle precipitazioni atmosferiche va a ricadere all'interno di un bacino idrografico; parte di essa ritorna subito nell'atmosfera evaporando direttamente dalle superfici su cui è caduta (suolo o foglie), parte viene emessa dall'evapotraspirazione della vegetazione. Nei climi aridi e semiaridi le precipitazioni vengono interamente restituite all'atmosfera secondo queste modalità per buona parte dell'anno; il ruscellamento superficiale si verifica solo in occasione di rovesci eccezionali. Nelle regioni in cui l'ammontare delle precipitazioni supera quello dell'evapotraspirazione, invece, l'acqua confluisce in piccoli rivoli che a loro volta si uniscono a formare corsi d'acqua di portata progressivamente maggiore. Ciò non avviene però in modo regolare, dal momento che l'acqua può essere trattenuta temporaneamente da pozze e laghi di varie dimensioni oppure può infiltrarsi nel sottosuolo, per alimentare le falde sotterranee.

L'infiltrazione dipende dalle caratteristiche del terreno, ma anche dal regime locale delle precipitazioni, o comunque dalle condizioni atmosferiche che si registrano in un determinato periodo: se il suolo è già saturo d'acqua, la pioggia non può infatti infiltrarsi ulteriormente e tende a scorrere in superficie. Un periodo di piogge particolarmente frequenti o intense causa l'aumento del ruscellamento superficiale e di conseguenza la possibilità di straripamento dei corsi d'acqua maggiori. Nei bacini che ricevono abbondanti precipitazioni nevose, durante i mesi invernali vanno accumulandosi grandi volumi d'acqua allo stato solido che in primavera potranno subire uno scioglimento più o meno rapido. In primavera, quando le temperature stagionali sono particolarmente alte, diviene quindi più probabile il rischio di inondazioni.

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Rete idrografica

Laddove si concentra il deflusso superficiale, il terreno viene eroso fino a formare un canale; i canali di drenaggio, nel loro insieme, formano una rete che raccoglie tutte le acque del bacino per convogliarle al corso d'acqua principale del bacino stesso. Le caratteristiche della rete idrografica dipendono dal clima locale e dalla conformazione del territorio, ma generalmente il fattore determinante è costituito dalle caratteristiche geologiche del luogo. Le reti vengono classificate in dendritiche, intrecciate, parallele, rettangolari, radiali e anulari.

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Morfometria di drenaggio

Le caratteristiche di un bacino e dei corsi d'acqua che costituiscono il reticolo idrografico, o sistema di drenaggio, possono essere misurate quantitativamente attraverso una serie di parametri. Molte di queste grandezze possono essere espresse come percentuali, e ciò permette di mettere a confronto parametri di bacini dalle dimensioni anche molto diverse.

Robert E. Horton, un ingegnere idraulico statunitense, fu il primo a stabilire un metodo quantitativo per la misurazione dei reticoli idrografici. Il primo criterio in questo metodo è la gerarchizzazione dei corsi d'acqua: un piccolo corso d'acqua privo di affluenti è detto del primo ordine; un corso d'acqua formato dalla confluenza di due tratti del primo ordine è detto di secondo ordine, e così via. Gli indici quantitativi riguardano il numero e la lunghezza media dei corsi d'acqua per ognuno degli ordini, il rapporto di biforcazione (che misura il grado di ramificazione di un reticolo) e l'area di drenaggio. Il numero di corsi d'acqua decresce esponenzialmente al crescere dell'ordine; la lunghezza media viene calcolata dividendo la lunghezza totale di tutti i corsi d'acqua per il loro numero (essa aumenta esponenzialmente con l'ordine); il rapporto di biforcazione è il rapporto tra il numero di corsi d'acqua di un ordine e quello dell'ordine successivo. In molti reticoli idrografici il rapporto di biforcazione è approssimativamente costante ed è compreso tra 3 e 5. Horton sviluppò nel 1945 alcune leggi statistiche sulla struttura dei reticoli idrografici che successivamente avrebbero subito modifiche e ampliamenti.

Ai nostri giorni il computer rende molto agevole l'analisi dei parametri di un bacino idrografico: digitalizzando carte topografiche (vedi Carta geografica; Cartografia e Topografia) a grande scala si può ricostruire il modello tridimensionale di un bacino e da questo si ricavano rapidamente e con facilità tutte le misure geometriche e statistiche desiderate. Questo tipo di studio, che va anche sotto il nome di geomorfologia quantitativa, è utile per indagare l'evoluzione di un corso d'acqua e per prevedere la possibilità di inondazioni o per valutare la stabilità dei versanti di una valle.