L’UFAM gestisce una rete di misurazione a livello nazionale che consente di monitorare il trasporto di materiale solido nei corsi d’acqua. Per il monitoraggio dei corsi d’acqua vengono misurate la concentrazione del materiale in sospensione e la torbidità, oltre alle quantità di materiale solido di fondo accumulate in piazze di deposito selezionate. I dati rilevati possono essere richiesti all‘UFAM. In passato si misuravano anche i delta dei fiumi. Nell’ambito di progetti pilota, nei materiali in sospensione sono esaminati anche specifici parametri chimici e fisici, come i metalli pesanti e le microplastiche.
- Che cosa si intende con trasporto di materiale solido?
- Importanza del monitoraggio del trasporto del materiale solid
- Informazioni sulle singole reti di misurazione
- Rete di misurazione del materiale solido di fondo
- Rete di misurazione del materiale in sospensione
- Rete di misurazione della torbidità
- Rilievi dei delta e dei fondali lacustri
Che cosa si intende con trasporto di materiale solido?
Il trasporto di materiale solido nei fiumi e torrenti si presenta in tre forme: materiale galleggiante, materiale in sospensione e materiale solido di fondo. Di solito il materiale in sospensione costituisce la componente principale.
- Materiale in sospensione: il materiale in sospensione è costituito da particelle fini e leggere che vengono sollevate dall’acqua e mantenute in sospensione. Possono essere composte da argilla e limo e, nei tratti di fiume in forte pendenza e nei torrenti, talvolta anche da sabbia. Nei corsi d’acqua con corrente debole o nei laghi, il materiale sospeso precipita sul fondo (materiale sedimentabile) e forma strati di sedimenti.
- Materiale solido di fondo: diversamente dal materiale sospeso, quello di fondo è più grossolano ed è costituito da sabbia, ghiaia, ciottoli fino a grandi massi. Questo materiale viene trascinato sul fondo di fiumi e torrenti «rotolando, scivolando o saltando». Di conseguenza è necessaria più forza di trasporto del corso d’acqua, che si verifica per esempio in caso di deflusso maggiore (piena) o di pendenza più ripida (torrenti di montagna).
- Materiale galleggiante: è prevalentemente di origine organica. Piante acquatiche, legno o rifiuti di plastica galleggianti.
Soprattutto durante le piene si verifica spesso un aumento significativo di materiale solido. In tempi molto brevi, grandi quantità di materiale possono essere trasportate nelle zone alluvionali, causando in determinate circostanze persino modifiche del corso d’acqua.
Messnetz des Bundes für den Transport suspendierter Sedimente in Fliessgewässern – Geschichte und zukünftige Entwicklung (PDF, 1 MB, 15.09.2025)Wasser, Energie, Luft, 1/2021
Wasser, Energie, Luft, 1/2021 (PDF, 3 MB, 15.09.2025)Betrieb des Bundes-Messnetzes für den Transport suspendierter Sedimente in Fliessgewässern
Feststoffbeobachtung in der Schweiz
Questa pubblicazione non esiste in italiano. È disponibile in altre lingue. 2005
Importanza del monitoraggio del trasporto del materiale solid
Le conoscenze sul trasporto del materiale solido sono molto importanti per motivi ecologici ed economici.
- Protezione delle acque e trasporto di inquinanti: Il materiale in sospensione ha un ruolo importante per la qualità dell'acqua, poiché può assorbire e accumulare numerose sostanze inquinanti e nocive, come metalli pesanti o composti organici. Trasporta tali sostanze nel corpo idrico e contribuisce alla loro diffusione. Il materiale in sospensione funge quindi da serbatoio e – quando rilascia lentamente i composti nell'ambiente – anche da fonte secondaria di inquinamento ambientale a lungo termine. La conoscenza delle proprietà fisiche e chimiche di queste particelle e del loro carico di sostanze nocive è quindi di grande importanza per la protezione dell'integrità ecologica degli ecosistemi acquatici e per la valutazione della qualità dell'acqua.
- Protezione degli organismi acquatici: i sedimenti fini possono compromettere gli habitat acquatici. Gli spazi tra le particelle più grossolane sul fondo dell’alveo sono permeabili all’acqua e offrono piccole nicchie alle cosiddette specie lito-reofile. L'esempio della trota illustra bene l'importanza di queste nicchie: le trote depongono le uova nella ghiaia, dove sono ben rifornite di acqua ricca di ossigeno. Se gli spazi tra i ciottoli vengono ostruiti da sedimenti fini si interrompe lo scambio tra il fiume e la ghiaia, le uova di trota non ricevono più abbastanza ossigeno e possono morire. Un eccesso di sedimenti fini può causare la perdita di spazio vitale importante per le specie lito-reofile, con conseguente elevata mortalità delle uova e diminuzione della biodiversità. Inoltre, un'alta concentrazione di materiale in sospensione nell'acqua riduce l'incidenza della luce, limitando l'attività di fotosintesi e quindi la produzione primaria. Le alghe e le piante acquatiche crescono meno. In aggiunta, le particelle sospese assorbono calore, aumentando la temperatura dell'acqua. Un’alta concentrazione di materiale in sospensione può essere nociva per invertebrati e pesci, poiché ostruisce i loro organi di filtraggio e di respirazione e inibisce lo sviluppo di uova e larve. Le particelle fini hanno un impatto più negativo rispetto a quelle più grossolane. Il controllo del carico di particelle sospese è quindi indispensabile per proteggere la biodiversità acquatica.
- Protezione delle acque sotterranee: i sedimenti fini possono compromettere anche la ricarica della falda freatica. Il processo di ostruzione degli spazi intermedi del substrato sul fondo del corso d’acqua è chiamato anche colmatazione del letto. La colmatazione pregiudica lo scambio con le acque sotterranee e può limitare il riempimento della faldafreatica con acqua fluviale. In caso di estrazione idrica eccessiva, si abbassa il livello delle acque sotterranee. D'altro canto, i sedimenti fini fungono da strato filtrante che trattiene particelle, batteri e parte delle sostanze inquinanti, impedendo loro di penetrare nelle acque sotterranee.
- Protezione degli impianti tecnici e delle infrastrutture: il trasporto dinamico di materiale solido può rappresentare un rischio considerevole per infrastrutture quali ponti, dighe e impianti tecnici. Grazie a un monitoraggio mirato è possibile individuare tempestivamente pericoli quali erosione e abrasione e adottare misure protettive. Nella gestione degli invasi, il deposito di materiale nel bacino lacustre può ridurre la capacità di ritenzione e quindi il volume d'acqua utilizzabile per la produzione di energia elettrica. Poiché in Svizzera circa il 59,6 % dell'energia elettrica è prodotta da fonti idroelettriche (UFE, 2024), il monitoraggio attivo di queste infrastrutture da parte dei gestori degli impianti è essenziale. Anche le turbine devono essere protette dall'usura, tramite filtri o altri dispositivi tecnici che si basano su misurazioni della concentrazione e della distribuzione granulometrica del materiale in sospensione. I dati provenienti dal monitoraggio di questo materiale possono prevenire i danni causati dall'usura e garantire a lungo termine l'efficienza degli impianti.
- Interramento e navigazione: il materiale solido trasportato dagli affluenti nei laghi si deposita formando dei delta. A lungo andare, questo processo naturale di interramento può compromettere la navigazione. Per mantenere aperte le vienavigabili, è necessario misurare i quantitativi di sedimenti trasportati e depositati. All’occorrenza possono rendersi indispensabili dragaggi per eliminare gli ostacoli alla navigazione.
In più, l'accumulo di sedimenti nei delta comporta un rischio di instabilità e smottamenti, in particolare in caso di piene. Tali smottamenti possono causare danni considerevoli alle infrastrutture. Il monitoraggio dei carichi di materiale in sospensione è quindi decisivo per consentire lo sviluppo dei delta, una valutazione dei rischi a lungo termine e la pianificazione di contromisure.
- Valutazione della stabilità, dell'erosione e della perdita di suolo nei bacini idrografici: le conseguenze dei cambiamenti climatici, come periodi prolungati di siccità, precipitazioni più intense, il ritiro dei ghiacciai e l’aumento delle temperature, aumentano il tasso di erosione e la perdita di suolo nei bacini idrografici, che a loro volta possono incrementare il materiale in sospensione trasportato nelle acque. La misurazione del materiale in sospensione e di fondo fornisce indicazioni sui processi erosivi in un bacino imbrifero. Consente di confrontare i tassi di erosione tra diversi bacini imbriferi, ma anche di valutare le misure di contenimento dell’erosione stessa.
Informazioni sulle singole reti di misurazione
Rete di misurazione del materiale solido di fondo
L'UFAM registra i volumi del materiale trasportato sul fondo dei corsi d'acqua presso circa 100 piazze di deposito. I Cantoni e gli istituti di ricerca forniscono all'UFAM i dati relativi ai volumi di materiale trasportato sul fondo raccolto nelle piazze di deposito. La stima dei volumi avviene per mezzo di strumenti topografici o in occasione dello svuotamento delle piazze di deposito.
Rete di misurazione del materiale in sospensione
Il monitoraggio del materiale in sospensione ha avuto inizio negli anni Sessanta del secolo scorso e serve a documentare lo stato delle acque, i cambiamenti a lungo termine e a verificare l'efficacia della legislazione sulla protezione delle acque e dell'ambiente.
Nel corso degli anni è stato rilevato il materiale in sospensione nei corsi d’acqua in 59 stazioni di misurazione. Attualmente le concentrazioni del materiale solido sospeso sono controllate in 14 stazioni collocate in punti strategici, sui fiumi principali a monte di grandi laghi. Il campionamento è effettuato due volte alla settimana al centro del fiume, in superficie, con un dispositivo di prelievo del materiale in sospensione sviluppato dall'UFAM. Inoltre, una volta all'anno viene eseguito un rilevamento più dettagliato del profilo trasversale del materiale sospeso nel fiume, prelevando campioni lungo diverse verticali a diverse profondità. Questo campionamento multidimensionale consente di determinare la distribuzione delle concentrazioni di materiale sospeso lungo la sezione trasversale del fiume.
Le concentrazioni misurate sono utilizzate, tenendo conto anche delle misurazioni della portata, per determinare il carico di materiale sospeso annuale. Nei prossimi anni sono previste ulteriori analisi chimiche per valutare in modo completo il carico di sostanze chimiche e la contaminazione delle acque. Saranno inclusi anche esami dei metalli pesanti e degli inquinanti organici persistenti altamente idrofobi come gli idrocarburi aromatici policiclici (PAH), poiché essi spesso sono trasportati insieme alle particelle in sospensione a cui tendono a legarsi. Inoltre, saranno determinate le dimensioni delle particelle (distribuzione granulometrica). Nel materiale in sospensione sono presenti anche microplastiche e residui dell’abrasione di pneumatici
© AWEL, Kantonale Baudirektion Zurigo/Polizia cantonale di Zurigo
Rete di misurazione della torbidità
Le misurazioni della torbidità (diminuzione della trasparenza) nelle acque sono utilizzate, fra l'altro, per stimare la concentrazione di materiale in sospensione, di cui rappresentano un indicatore non specifico. La correlazione tra i valori di torbidità e la concentrazione di materiale in sospensione non è sempre lineare a causa delle proprietà ottiche delle particelle sospese, come ad esempio il loro indice di rifrazione, la loro forma e altre caratteristiche.
Le 14 stazioni di misurazione del materiale in sospensione dell'UFAM sono equipaggiate di sonde ottiche per la misura continua della torbidità. La torbidità viene misurata mediante un metodo nefelometrico. La sonda emette un raggio di luce nell'acqua circostante. La luce viene diffusa dalle particelle presenti nell'acqua e solo una parte di essa ritorna alla finestra di misurazione della sonda. L'intensità della luce diffusa che colpisce la finestra di misurazione è una misura della concentrazione di particelle nell'acqua. Per differenti intervalli di concentrazione, la sonda può rilevare la luce diffusa con angoli diversi rispetto al raggio emesso (90° e 140° per le concentrazioni più elevate).
Profilatore idroacustico del flusso di sedimenti
Le misurazioni ottiche della torbidità dipendono fortemente dalle dimensioni delle particelle in sospensione. La distribuzione granulometrica di solito non è uniforme e può variare rapidamente a seconda del deflusso e delle condizioni nel bacino imbrifero. Come grandezza d’entrata continua per il calcolo del carico di materiale in sospensione, la misurazione della torbidità comporta pertanto alcune incertezze. Per migliorare la rete di misurazione e ridurre quest’incertezza, l'UFAM ha incaricato il Politecnico di Vienna di sviluppare ulteriormente e migliorare il sistema esistente. L’elemento centrale di quest’operazione è una tecnologia di misurazione idroacustica, segnatamente un profilatore acustico del flusso di sedimenti (ASFP), che consente di misurare continuamente la concentrazione di materiale in sospensione, la sua granulometria e la velocità di flusso lungo l'intera sezione trasversale del fiume. L'ASFP dovrebbe migliorare notevolmente la precisione e la risoluzione temporale delle misurazioni, registrare più accuratamente eventi come le forti precipitazioni e ridurre a lungo termine i campionamenti manuali e le analisi di laboratorio.
Rilievi dei delta e dei fondali lacustri
Osservare l'evoluzione dei delta alla foce dei fiumi che si immettono nei laghi è importante per il loro possibile effetto sui corsi d'acqua (cambiamenti morfologici, diminuzione della pendenza) e sui laghi (colmatazione, mutamenti della biosfera, prelievo di acqua potabile). Di norma, l’UFAM non effettua più rilevamenti dei delta e dei fondali lacustri. I dati batimetrici continuano a essere disponibili su swissBATHY3D, un modello digitale del terreno che riproduce in modo dettagliato la topografia dei fondali lacustri svizzeri.
Documenti
Die Mengenmässige Erfassung von Schwebstoffen und Geschiebefrachten (PDF, 9 MB, 22.03.2013)GHO Mitteilung Nr. 2
Empfehlung zur Abschätzung von Feststofffrachten in Wildbächen I (PDF, 3 MB, 26.05.2009)GHO Mitteilung Nr. 4
Empfehlung zur Abschätzung von Feststofffrachten in Wildbächen II (PDF, 13 MB, 26.05.2009)GHO Mitteilung Nr. 4
Geschiebelieferung alpiner Wildbachsysteme bei Grossereignissen (PDF, 9 MB, 02.06.2009)Ereignisanalysen und Entwicklung eines Abschätzverfahrens. Dissertation von Eva Gertsch, Universität Bern, 2009.
Feststoffverlagerung in steilen Fliessgewässern (PDF, 4 MB, 26.05.2009)GHO Mitteilung Nr. 5
Anhänge zur Dissertation von Eva Gertsch (PDF, 20 MB, 02.06.2009)Factsheets zu den untersuchten Wildbacheinzugsgebieten; Anleitung zur GIS-basierten Herleitung der Inputparameter für das Geschiebeabschätzverfahren; Vorlagen der Hang-Beurteilungsmatrix und Gerinne-Beurteilungsmatrix des Geschiebeabschätzverfahrens
Monitoring von Feststofffrachten in schweizerischen Wildbächen (PDF, 564 kB, 07.04.2010)In "Wasser, Energie, Luft", Heft 1, 2010.
Ereignisanalyse der Hochwasser vom August 2005 in Bächen des Beobachtungsnetzes der GHO (PDF, 607 kB, 19.08.2009)Studie im Auftrag des BAFU, 2009
Die Anhänge zu dieser Studie sind zu beziehen über:
hydrologie@bafu.admin.ch
Abschätzung von ereignisbasierten Feststoffvolumina in Schweizer Wildbächen mit neuronalen Netzwerken (PDF, 3 MB, 31.05.2016)Masterarbeit von Jan Baumgartner, Universität Bern, 2016
Geomorphologische Auswirkungen von Geschiebesammlern auf den Unterlauf in Wildbächen (PDF, 8 MB, 31.05.2016)Eine Untersuchung an Geschiebesammlern der Datenbank Solid. Masterarbeit von Silvia Käser, Universität Bern, 2016.
Das Modell sedFlow und Erfahrungen aus Simulationen des Geschiebetransports in fünf Gebirgsflüssen der Schweiz (PDF, 19 MB, 03.06.2016)Synthesebericht der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, 2015.
Datenbank Solid - Konzeptoptimierung (PDF, 1 MB, 03.06.2016)Schlussbericht, Universität Bern, 2015. Im Auftrag des BAFU
Altra letteratura sull'argomento è raccolta nel seguente documento. Gli studi e i rapporti possono essere richiesti al seguente indirizzo hydrologie@bafu.admin.ch.
Ultima modifica 14.10.2025
