Le sistemazioni idraulico-agrarie rappresentano l’insieme delle opere e degli interventi predisposti per garantire la regimazione delle acque nei terreni agrari, e possono essere utilizzate sia per la stabilizzazione sia per la laminazione dei deflussi a valle. Esse hanno come obiettivo quello di contenere l’erosione del suolo entro limiti ammissibili, comunque non superiori alla quota di rinnovamento dovuta ai processi pedogenetici.
Problematiche legate all'abbandono e all'intensificazione agricola
Con l’abbandono di vaste aree agricole, in particolare di quelle ritenute non più vantaggiose perché inaccessibili e/o poco produttive da un punto di vista agricolo, è venuta a mancare la funzione di presidio dell’uomo sul territorio, necessario per il controllo dei fenomeni erosivi e di instabilità. Anche l’adeguamento delle strutture fondiarie e delle tecniche agronomiche alle nuove esigenze produttive si è tradotto in molti casi in un’evidente intensificazione dei fenomeni erosivi e di dissesto geologico-idraulico.
La conseguenza principale di questi cambiamenti è stato l’incremento dei fenomeni erosivi, dell’instabilità dei versanti e del disordine idrogeologico. L’introduzione in agricoltura di nuovi grossi macchinari ha generato una serie di effetti negativi sulla qualità del suolo, in particolare sulla perdita di una sua proprietà fondamentale, ovvero la struttura che è la modalità con cui le particelle primarie (sabbie, limi e argille) si uniscono in particelle composte (aggregati) separate tra loro da superfici di rottura.
E’ bene tener presente che la resistenza all’erosione da parte del suolo è legata in ultima analisi alla resistenza degli aggregati al distacco e al trasporto, quindi alla stabilità della sua struttura che non è altro che la resistenza degli aggregati all’azione degli agenti atmosferici (acque piovane battenti, ruscellanti e/o stagnanti, alternanza di gelo e disgelo, siccità, vento, ecc.) e meccanici (impatto dei mezzi meccanici, errate lavorazioni del suolo, calpestio, ecc.), che tendono invece a demolire gli aggregati stessi.
I moderni modelli di produzione agricola, come le monocolture, sono i principali responsabili sia dell’impoverimento dei suoli di sostanza organica, acqua e nutrienti, tanto da dover ricorrere a continui apporti esterni, sia della riduzione del naturale controllo dei fitofagi. Anche l’uso di macchine agricole sempre più grandi, potenti e pesanti, ha avuto sul terreno un deleterio effetto compattante in particolare in quei suoli dove il tenore di sostanza organica si trovava già a livelli bassi.
La compattazione del terreno influisce, infatti, sulla porosità del terreno determinando la variazione delle proprietà idrogeologiche dei suoli, diminuendone la capacità di infiltrazione ed aumentando il ruscellamento superficiale. Durante l’aratura, a causa dei moderni organi lavoranti che penetrano a maggiori profondità (55-60 cm) rispetto agli antichi mezzi (15 cm), possono innescarsi processi di compattazione del suolo.
L’aratura con questi mezzi, oltre a produrre il taglio orizzontale di una fetta di terreno, esercita una pressione in profondità a cui si aggiunge un contributo di pressione dovuta al peso del mezzo meccanico che crea, sotto lo strato di terra lavorato, una pellicola a bassa permeabilità chiamata suola d’aratura (o soletta di lavorazione). Questa costituisce uno strato che in cui la funzione drenante del suolo viene annullata o notevolmente ridotta con conseguente ristagno delle acque.
Questo strato può facilitare lo slittamento dello strato sovrastante, già deformato dall’aratura, ed eventuali allagamenti in occasione di piogge intense e concentrate. Ulteriori impatti negativi sulla qualità del suolo sono dovuti a l’utilizzo di colture specializzate che richiedono una serie di lavorazioni preparatorie del terreno come livellamenti del terreno, scavi e riporti, ecc. Questi provocano la traslocazione laterale del suolo.
Questa pratica demolitrice origina troncamenti nel profilo del suolo che espongono i suoi orizzonti più profondi, spesso fragili e poveri di sostanza organica, agli agenti atmosferici oppure possono portare all’affioramento del substrato, il quale può essere caratterizzato da una ridotta capacità di immagazzinamento di acqua e/o da una scarsa struttura. Nelle zone di riporto, invece, si assiste all’accumulo di materiali incoerenti che possono essere interessati da movimenti gravitativi.
Accorgimenti e tecniche di sistemazione idraulico-agraria
Gli accorgimenti da utilizzare sono di diversa tipologia e non richiedono tecniche particolarmente complesse ed anzi spesso sono piuttosto economici sia dal punto di vista realizzativo che gestionale.
Lavorazioni secondo le curve di livello (Contour Cultivation)
Le lavorazioni e la semina è bene che seguano le curve di livello (contour cultivation), questa tecnica, infatti, favorisce la formazione di aggregati stabili, sia dal punto di vista conservativo sia nella difesa dai fenomeni di erosione e di dissesto geologico-idraulico ed è più efficace rispetto a quella a “rittochino”.
- Sistemazione a rittochino: Tipo di lavorazione eseguita lungo la lunghezza del campo ovvero parallelamente alle linea di pendenza (linea rossa). Le lavorazioni eseguite per la lunghezza del campo tendono a frazionare le acque in discesa. Viene utilizzata in caso di filari a lunghezza maggiore e inclinazione inferiore a 30%. Nelle lavorazioni perpendicolari alle linee di massima pendenza, su terreni declivi, occorre tener conto del rischio di ribaltamento del trattore.
- Contour cultivation: La contour cultivation (coltivazione del contorno) conserva il suolo seguendo la posa del terreno e creando creste che formano un’interruzione dell’acqua. Per questo previene l’erosione del suolo anche perchè i solchi che non seguono la posizione del terreno permettono un rapido deflusso dell’acqua durante le piogge. Un altro vantaggio di questa tecnica è la significativa riduzione della perdita di fertilizzanti ed il conseguente aumento di raccolti almeno fino al 50%. Questo tipo di sistemazione è efficace se siamo in presenza di una pendenza relativamente bassa (β(%)≤10-15%) e costante. Questa tecnica riunisce i pregi idraulici del girapoggio e quelli agronomici del cavalcapoggio.
Cover Crops e Catch Crops
I periodi a maggese espongono il terreno all’erosione, e di conseguenza anche alla perdita di sostanza organica. L’obbiettivo principale delle cover crops (colture di copertura) è quello di proteggere il terreno dall’erosione. Le cover crops spesso sono destinate ad essere interrate e non dare origine a nessuna produzione, tanto da essere chiamate anche colture da sovescio.
Le catch crops consentono, in un periodo di non coltivazione, di intercettare la radiazione solare e catturare gli elementi nutritivi migliorando l’efficienza dell’ecosistema che richiede così meno immissioni esterne per la produzione che diviene più econonomica. Questi vantaggi sono tanto importanti che alcune Regioni hanno inserito la pratica del sovescio nell’ambito di azioni rivolte ad aziende con gestione convenzionale del terreno o delle cover crops in azioni dedicate all’agricoltura conservativa fra le prescrizioni delle misure agroambientali.
Gestione dei residui colturali
La gestione dei residui colturali svolge una fondamentale azione protettiva nei confronti dell’erosione e delle perdite di acqua per ruscellamento ed evaporazione. Queste lavorazioni di tipo conservativo (no-till, lavorazioni ridotte) prevedono il mantenimento sulla superficie della maggior parte dei residui colturali o nei primi strati del terreno (per definizione il 30% o più). In tali pratiche la velocità di decomposizione della sostanza organica è minore rispetto alle coltivazioni tradizionali poiché il suolo non subisce azioni di rimescolamento, né variazioni nel microclima (o le subisce in minima parte).
Colture a fasce e consociazione
Le fasce devono avere andamento trasversale rispetto alle linee di massima pendenza, lungo la pendice di un versante (strip-cropping) o più in generale l’uso di colture consociate, ossia, due o più colture presenti sul terreno simultaneamente solo per una fase o per tutta la durata del ciclo colturale. L’efficacia delle colture a fasce dipende essenzialmente dalla tipologia delle colture utilizzate e dalla loro reciproca posizione sul versante.
L’effetto più conservativo si ottiene quando le colture più protettive, ad esempio le prative, sono disposte nella parte bassa dei versanti, in questo modo si abbassa la velocità dell’acqua e si deposita l’eventuale trasporto solido. Devono essere mantenute delle fasce di vegetazione lungo i bordi dei campi (es. siepi ed alberature), che negli ambienti collinari e montani devono essere disposte trasversalmente rispetto alle linee di massima pendenza.
Scoline
I terreni con pendenza β(%)> 5% sono considerati in pendio. Le scoline, che raccolgono sia l’acqua in eccesso superficiale sia quella sotto-superficiale, hanno in genere sezione trapezoidale e profondità variabile (pr = 50 ÷ 80 cm), ma comunque sempre maggiore di quella di lavorazione. s:pr (da scegliere in base alla tendenza del terreno a smottare → N.B. media coesione l’optimum è s:pr = 1:3; in terreni più coesivi può salire a s:pr = 1:5.
La distanza fra le scoline determina la larghezza dei campi. In genere basta una pendenza di βs (‰) = 0,8-1,0 ‰ per assicurare lo sgrondo. In genere si adotta la pendenza naturale. E’ bene non raggiungere pendenze βs (%) > 2-3 % per impedire fenomeni erosivi.
Aratura a colmare
E’ una tecnica agraria che consiste nel realizzare una lieve convessità ottenuta effettuando l’aratura a colmare, che determina un ammasso delle zolle nella parte centrale del campo.
Tecnica dell'aratro talpa
Questo tipo aratro pratica un taglio verticale nel terreno che facilita la penetrazione dell’ acqua nei condotti sotterranei scavati dall’ obice e pressati dal lisciatoio. Al momento della realizzazione il terreno deve essere asciutto in superficie e plastico alla profondità delle gallerie che dovranno avere un diametro di ∅ = 10-12 cm, una lunghezza di l = 50-100 cm ed una pendenza di β(%) = 0,5% ed essere profonde hy = 70-80 cm ed una interdistanza d = 3,8 m e comunque sfociare nelle scoline.
Questa tecnica, dai costi ridotti, funziona con efficacia solo nei terreni argillosi, poichè negli altri le gallerie si occludono facilmente.
Drenaggio sotterraneo
Per questo tipo di drenaggio, che ha un ottima azione emungente, ma costi elevati, vengono scavate fosse profonde 1-2 m, il cui fondo viene ricoperto per 40 50 cm con materiale drenante (es. fascine, ghiaia, pietre) e ricoperto di terra. Si utilizzano tubi (dreni) sotterranei che offrono all’ acqua da allontanare percorsi preferenziali sfocianti in fossi di scolo. La pendenza è variabile tra βs (‰) = 1-3 ‰.
Fosse livellari
Le fosse livellari divergono leggermente dalle curve di livello, in modo da assicurare una pendenza β(%)= 1 ÷ 2,5% a seconda della maggiore o minore erodibilità dei suoli. Hanno una z ∼ 10 cm o comunque superiore rispetto a quella di lavorazione e generalmente la loro interdistanza è d = 60 ÷ 100 m, in funzione della piovosità tipica della zona, dell’erodibilità dei suoli, della pendenze, della morfologia della pendice, dell’ordinamento colturale e dalla profondità di lavorazione.
La fossa livellare ha una sezione triangolare se viene realizzata con l’aratro; se invece viene scavata con gli scavafossi è trapezoidale. In quest’ultimo caso la fossa presenta una base larga b ∼ 30 cm e sponde di inclinazione ∝ ∼ 30° rispetto alla verticale. Le fosse livellari devono essere riformate dopo ogni lavorazione in quanto questa, specie nei terreni argillosi, viene eseguita a rittochino sull’intero versante senza tenere conto delle fosse esistenti che vengono pertanto occluse e successivamente ritracciate nella preesistente ubicazione.
A volte le fosse livellari vengono sostituite con strade-fosso livellari, caratterizzate da una sezione in contropendenza, che oltre a raccogliere le acque di deflusso e convogliarle negli acquidocci, facilitano la circolazione dei mezzi meccanici.
Canali-terrazza
Sono costituiti da canali e dagli adiacenti arginelli, situati immediatamente a valle, realizzati con il terreno di riporto derivante dallo scavo effettuato per la realizzazione del canale stesso o dalle zone limitrofe. Il loro andamento è trasversale rispetto alla massima pendenza per ridurre la lunghezza dei versanti collinari e quindi la velocità delle acque di scorrimento superficiale ed il rischio di erosione.
La lunghezza dei tre fronti di scavo ovvero il dislivello a valle è, in genere, di l > 4,2 m. La realizzazione dei canali- terrazza, generalmente effettuata su versanti con una pendenza β(%) =≤ 15%, richiede un modellamento superficiale, variabile in funzione della pendenza e del tipo di canale, ma, in ogni caso, ininfluente. Sono costruiti con una pendenza delle sponde, sia del canale che dell’arginello di almeno 4:1, ma preferibilmente di 8 :1 (orizzontale/verticale) per consentire un agevole movimento dei mezzi meccanici.
Con questo tipo di morfologia é infatti possibile lavorare e coltivare l’intera superficie dell’appezzamento che non presenta perciò tare improduttive. Questo tipo di canali-terrazza vengono realizzati quando il versante ha una pendenza β(%)= 8 ÷ 15-20%. A maggiore pendenza diventerebbe difficoltosa la lavorazione del fronte a valle del rilevato. Sono costruiti con una pendenza di 2:1 (orizzontale/verticale) ed é necessario l’inerbimento pertanto l’area corrispondente alla larghezza del fronte a valle non é utilizzabile ai fini produttivi.
La larghezza dell’area coltivata é, in questo caso, compresa tra il piede del fronte a valle del rilevato e la sommità dell’arginello del canale sottostante. Il terreno per la formazione del rilevato può essere preso in parte a monte ed in parte a valle , oppure soltanto dalla parte a valle.
Canali a base larga senza pendenza
Tipo di sistemazione particolarmente indicato per la conservazione dell’umidità in zone di bassa piovosità su terreni permeabili e con pendenze β(%) ≤ 4%. Sono una variante dei canali a base larga senza pendenza dove la base del canale é estremamente larga con b = 7,5 ÷ 22 m a seconda della pendenza del terreno e del tipo di coltura.
Il canale é costruito logicamente senza pendenza trasversale ed é chiuso alle estremità da un arginello di ha < hr (altezza del rilevato del canale in modo) che in caso di piogge eccezionali il surplus di acqua tracimi dall’arginello di chiusura del canale defluendo all’acquidoccio senza provocare danni.
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