La conformazione geomorfologica delle aree alluvionali e vallive rispetto alla distribuzione orografica ed i fattori ambientali che tipicamente facilitano lo sviluppo degli insediamenti antropici hanno, nei secoli, condizionato la distribuzione della densità di popolazione sul territorio italiano, inducendo lo sviluppo urbano nelle aree periodicamente alluvionabili rendendo indispensabili gli studi per la valutazione delle piene e la realizzazione di opere idrauliche.

La stima delle piene si effettua grazie allo studio delle misurazioni pluviometriche spazializzate, del suolo, della litologia e dell’idrografia mediante la formula razionale:

(Eq. D)

dove Q è la portata, C è il coefficiente di ruscellamento, I è l’intensità di pioggia espressa in mm/h e A è l’area del bacino idrografico.

È possibile inoltre valutare se la quantità d’acqua prevista durante la piena passa in tutte le sezioni dell’alveo in modo da agire su di esse con un’eventuale laminazione della piena così da far transitare la stessa quantità d’acqua in maniera più lenta e quindi meno rischiosa.

Il rischio idraulico è distinguibile secondo le seguenti tipologie:

• Rischio esondazione, cioè la fuoriuscita di acque dalle reti di drenaggio naturali o artificiali;
• Rischio da inquinamento, presenza nella corrente liquida e/o nel materiale d’alveo di carichi inquinanti a volte in conseguenza di esondazioni;
• Rischio da dinamica d’alveo, cicli di erosione e deposizione dettati dalle interazioni tra la corrente liquida e il materiale solido.

Tra questi il rischio che più probabile e più frequente è quello provocato dalle dinamiche che agiscono in alveo, in ragione delle numerose variabili che ad esso concorrono. Le variazioni dell’alveo possono interessare il fondo, le sponde o la completa morfologia del letto. Per quel che riguarda il fondo, l’azione delle acque può portare sia ad incisione sia a sedimentazione in base all’energia che l’acqua acquista con la pendenza. Il processo di incisione provoca tipicamente instabilità delle sponde che spesso vengono erose al piede causando crolli e di conseguenza un aumento del trasporto solido, oltre a una possibile erosione regressiva degli affluenti che può andare ad intaccare strutture antropiche adiacenti al fiume, o perfino l’abbassamento dei livelli freatici provocando la morte della vegetazione e quindi una diminuzione delle forze stabilizzanti degli argini. La sedimentazione invece è la causa di un maggior apporto solido all’interno dell’alveo e quindi della riduzione della sezione idraulica che è il motivo scatenante della maggior parte delle esondazioni come avviene ad esempio nei casi di variazione morfologica dell’alveo per restringimento dei canali.

Le variazioni laterali dovute all’erosione delle sponde provocano rischi sia a breve che a lungo termine in quanto la diretta erosione delle sponde può provocare sia un’immediata perdita di terreni coltivabili o danni alle strutture adiacenti sia una sedimentazione a valle più pronunciata ricollegandosi ai danni provocati da una maggior sedimentazione.

In base a questi tipi di variazioni all’interno dell’alveo, ai tipi di erosione ed al tratto del corso d’acqua preso in considerazione, possono essere scelte varie tipologie di opere idrauliche, distinguendole tra quelle più appropriate al tratto montano e quelle più appropriate al tratto medio vallivo.

Alla prima tipologia appartengono le briglie e le soglie, utili per diminuire la pendenza, il rivestimento di canali per evitare l’erosione del fondo e le piazze di deposito per diminuire la velocità della corrente e di conseguenza il trasporto solido. Sul tratto medio vallivo invece sono spesso applicati pennelli in modo da modificare i canali di flusso e quindi le velocità nei cari punti dell’alveo.

Altri interventi di tipo più radicale sono la costruzione di argini a letto incassato o pensile, argini Hab^® (formati da grossi palloni che in caso di piena si gonfiano alzando un pannello che tende ad alzare l’altezza dell’argine), sistema a vasche Noah simili alle casse di espansione che servono per ridurre la portata e limitare i danni. In particolare quest’ultime possono essere di due tipi: in linea se vengono costruite sull’alveo, non in linea se sono costruite accanto al fiume e collegate ad esso grazie a traverse fluviali.