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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.

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Gestione dei bacini

Fin dai tempi in cui le prime civiltà si svilupparono nei bacini di grandi fiumi (vedi Mesopotamia, valli del Nilo, dell'Indo, del Gange, dello Huang He e del Chang Jiang), ci si rese conto della necessità di controllare il deflusso superficiale delle acque nell'ambito di quelle regioni. Gli egizi (vedi Antico Egitto), ad esempio, fecero già nel 3500 a.C. i primi tentativi per controllare il regime del loro grande fiume; i canali scoperti tra le rovine della città di Nippur, in Mesopotamia, risalgono addirittura al 5200 a.C.

Per gran parte della storia umana, i bacini dei fiumi sono stati gestiti quasi esclusivamente in vista di un'utilità economica e per ridurre i pericoli di inondazioni; il controllo del regime dei fiumi mirava soprattutto ad assicurare un buon approvvigionamento idrico per l'irrigazione.

La realizzazione di grandi opere per il controllo dei fiumi ha avuto il suo momento più intenso nella seconda metà del XX secolo: negli anni Cinquanta e Sessanta i paesi industrializzati hanno sviluppato le tecniche di grande ingegneria per la costruzione di canali e dighe, le hanno applicate estesamente e hanno esportato gli stessi metodi anche nei paesi in via di sviluppo. Anche se le intenzioni di questo trasferimento di tecnologia erano indubbiamente lodevoli, e molti progetti hanno dato buoni risultati, non sono mancati inconvenienti a livello economico, sociale ed ecologico. Molti progetti hanno avuto infatti impatti ambientali e sociali inaccettabili, che non erano stati minimamente previsti in sede di programmazione.

Forse il caso più emblematico a questo proposito è quello costituito dalla grande diga di Assuan, in Egitto. Questa imponente opera, ufficialmente inaugurata nel gennaio del 1971, controlla il flusso del Nilo e dà origine al lago Nasser. Essa fu realizzata nell'ambito di un progetto di gestione del bacino del Nilo volto a controllare le piene stagionali, ad assicurare l'approvvigionamento di acqua per l'irrigazione nei mesi più asciutti, a incrementare la superficie coltivabile e a produrre grandi quantitativi di energia elettrica.

Tutti questi obiettivi sono stati raggiunti; tuttavia si sono verificate anche numerose conseguenze negative, in gran parte impreviste. Ad esempio, le migliaia di persone fatte sgomberare dall'area poi occupata dalle acque del lago si sono viste assegnare terre e abitazioni inadatte alla loro cultura di origine; inoltre i canali per l'irrigazione e i margini del lago costituiscono l'ambiente più adatto per la riproduzione dei portatori di malattie, come le zanzare portatrici di malaria o le piccole lumache ospiti dei parassiti che causano la schistosomiasi.

Ma soprattutto, impedendo le inondazioni stagionali, si è anche perduto il deposito del fertile strato di limo che stagionalmente ricostituiva i terreni agricoli della pianura alluvionale del Nilo; ciò ha costretto i contadini a impiegare quantità maggiori di fertilizzanti. La riduzione della quantità di sedimenti trasportata dal fiume ha turbato inoltre l'equilibrio del delta del Nilo: l'erosione costiera ha cominciato a prevalere sul deposito, e ciò ha condotto alla scomparsa di insediamenti costieri e alla messa in pericolo di particolari ecosistemi di zona umida.

A causa di problemi come questi, riscontrati sia in paesi in via di sviluppo sia in paesi industrializzati, si è cominciato a riconoscere che la gestione delle risorse idriche necessita di analisi molto complesse e pianificazioni estremamente prudenti, al fine di evitare interventi che nel lungo termine provochino sconvolgimenti ambientali irreversibili e impongano anche costi economici superiori ai ricavi.

Vedi anche Ecologia delle acque dolci; Prevenzione delle inondazioni.