Debris and Mud Flows

Characteristics

Debris and mud flows are a combination of fast moving water and a great volume of sediment and debris that surges down a slope with tremendous force. La consistenza è simile alla pastella delle frittelle. Sono simili alle inondazioni improvvise e possono verificarsi improvvisamente senza il tempo per un adeguato avvertimento. Dove il canale di drenaggio tende ad essere meno ripido, la massa liquida si diffonde e rallenta per formare una parte di un ventaglio di detriti o un deposito di flusso di fango. Nel canale ripido stesso, l’erosione è il processo dominante mentre il flusso raccoglie ulteriore materiale solido. Un drenaggio può avere diverse colate di fango all’anno, o nessuna per diversi anni o decenni. Sono eventi comuni nel terreno ripido del Colorado e variano ampiamente in dimensioni e distruttività. I nubifragi forniscono la fonte abituale di acqua per una colata di fango in Colorado.

Circostanze aggravanti

La probabilità di colate di fango e di danni da colate di fango è aumentata da azioni che aumentano la quantità di acqua o di terreno coinvolto. La rimozione della vegetazione su pendii ripidi, lo scarico di detriti e riempimenti in un percorso di colata di fango e la costruzione impropria di strade o movimenti di terra possono contribuire a una colata di fango. Il cedimento di una diga, di un canale di irrigazione o di un’altra struttura di gestione dell’acqua può dare inizio a una colata di fango/dei detriti se l’acqua che fuoriesce può accumulare rapidamente un grande volume di materiali del suolo. Allo stesso modo, una frana che blocca temporaneamente un torrente può causare o contribuire a una colata di detriti.

Definizione legale

H.B. 1041, Parte 1, 106-7-103 (12) definisce una colata di fango come segue:

Flusso di fango significa il movimento verso il basso del fango in uno spartiacque di montagna a causa delle caratteristiche peculiari di una resa estremamente elevata di sedimenti e di un deflusso occasionalmente elevato.

H.B. 1041, Part 1, 106-7-103 (4) definisce una pianura alluvionale di tipo debris-fan come segue:

Debris-fan floodplain significa una pianura alluvionale che si trova alla foce di un torrente affluente di una valle di montagna quando tale torrente entra nel fondovalle.

Definizione descrittiva

Una colata di fango è un fenomeno geologico per cui una massa fluida umida e viscosa di materiale a grana fine o grossa scorre rapidamente e turbolentemente verso il basso, solitamente in un canale di scolo. Tipicamente una pioggia torrenziale o un deflusso molto rapido della neve è il fattore iniziale. Il risultato è una rapida erosione e il trasporto di materiali superficiali mal consolidati che si sono accumulati nella parte superiore dell’area di drenaggio. Inclusi in questo processo complesso ci sono termini rigorosi come flusso di terra, flusso di fango e flusso di detriti. Le viscosità molto elevate dei materiali di solito risultano in un lento movimento del flusso di terra o in una combinazione di lento movimento e frattura interna delle frane.

Il trasporto fluviale (dell’acqua) dei materiali è caratterizzato dal flusso di acqua a viscosità molto bassa e sedimenti a grana fine in sospensione.

Il fango è composto prevalentemente da limo e argilla, mentre il termine detriti è comunemente applicato al materiale che consiste principalmente di massi e ciottoli mescolati con terreno e vegetazione spostati.

Le colate di fango sono tipicamente eventi ricorrenti in certi bacini di drenaggio. La combinazione di condizioni climatiche e geologiche che producono colate di fango è una caratteristica dei drenaggi soggetti a colate di fango. La miscela in movimento di acqua, suolo, roccia e vegetazione ha più comunemente la consistenza del cemento appena mescolato. Mentre si muove lungo un corso d’acqua, una colata di fango può incorporare quasi tutto nel suo percorso – alberi, rocce e detriti lasciati da flussi precedenti – che a loro volta aumentano il potere erosivo e l’energia di distruzione della massa in movimento. Nella parte inferiore del corso d’acqua, il canale del torrente può essere profondamente eroso, scavalcato e inondato dal flusso, o riempito, e la posizione e la configurazione alterate.

Un ventaglio di detriti è una forma triangolare che si forma dalla deposizione di materiale all’intersezione di una valle tributaria con una valle più grande. Il materiale consiste in sedimenti di flusso e/o materiale di colata di fango e si deposita dove il flusso cambia gradiente quando entra nella valle più grande.

Come le colate di fango a cui sono collegate e talvolta associate, le inondazioni e la deposizione di materiale sui debris fans sono eventi ricorrenti. La causa dell’inondazione è un nubifragio, una pioggia prolungata o un rapido scioglimento della neve seguito da un rapido deflusso nel canale di scolo. Mentre l’acqua e i detriti associati si muovono a valle, raccolgono e trasportano grandi quantità di materiale – rocce, vegetazione, terra, e a volte opere artificiali. Più a valle, dove il corso del drenaggio è meno confinato dalle pareti della valle e dove la pendenza del flusso è più bassa, l’acqua si diffonde in canali multipli. È questa zona, tipicamente vicino o al fronte della montagna, che viene chiamata pianura alluvionale a ventaglio detritico. In questo punto la velocità della corrente e dei detriti è più bassa, e non c’è abbastanza energia per spostare i detriti. Il carico di detriti si deposita come una massa mista che forma il ventaglio di detriti, e l’acqua cambia progressivamente da flusso multicanale a flusso in fogli.

La maggior parte delle colate di fango in Colorado hanno origine in bacini di drenaggio che si dirigono in aree montuose alte e sterili. Tali aree sono più suscettibili all’erosione da deflusso rapido che non i pendii più dolci e vegetati. I ventagli di detriti associati e le loro pianure alluvionali si verificano per lo più lungo le fronti delle montagne e i lati ripidi delle valli.

Severità del problema

Le colate di fango diventano una seria minaccia alle opere costruite dall’uomo e alla vita umana quando la gente inavvertitamente sceglie di vivere in aree attive di colata di fango. Le colate di fango possono verificarsi senza un preavviso maggiore di un temporale in aumento o di un rapido aumento della temperatura primaverile. La maggior parte delle colate di fango in Colorado si verificano in primavera e in estate, i mesi con il maggior deflusso della neve e delle precipitazioni.

Molte aree panoramiche delle valli di montagna in Colorado sono sottoposte a un’intensa pressione di sviluppo. L’incerta periodicità delle colate di fango e detriti e delle inondazioni, combinata con la memoria corta delle persone, può portare a circostanze molto pericolose se queste aree soggette a colate di fango vengono sviluppate.

Perché i ventagli di detriti e le colate di fango sono geneticamente correlati, i problemi associati ad essi sono simili. La posizione dei debris fans alle fronti delle montagne li rende più accessibili alle persone e alla pressione di sviluppo.

Criteri per il riconoscimento

Quasi tutte le aree di colata di fango in Colorado si trovano nelle parti inferiori dei torrenti tributari dei torrenti principali quando entrano nella valle principale. Sono più facilmente riconoscibili per la presenza di depositi recenti di colata di fango e per la caratteristica topografia ondulata delle aree a ventaglio. L’estensione massima di questi depositi e il ventaglio associato rappresenta la probabile estensione massima delle colate di fango e del pericolo. Questo è vero anche se alcune parti del ventaglio possono essere coperte dalla vegetazione, indicando una temporanea inattività. Il materiale della colata di fango è una miscela eterogenea di fango, ciottoli angolari o rocce più grandi, terra, vegetazione e detriti grossolani di alberi. La cima di una colata di fango o di un ventaglio di detriti è solitamente ruvida o ondulata quando predomina il materiale di dimensioni maggiori e relativamente liscia se la maggior parte del materiale nel flusso è a grana fine. Il colore e la composizione del materiale del flusso è comunemente simile al bedrock predominante vicino alla parte superiore del bacino di drenaggio da cui è stato derivato. Al bordo dell’area del flusso, c’è una transizione pronunciata dalla vegetazione disturbata e dalla superficie ondulata del terreno alla vegetazione normale e alle condizioni di pendenza. Le colate di fango più recenti sono quasi prive di vegetazione. L’aspetto lordo dell’area della colata di fango è più comunemente un letto del fiume carico di fango e detriti che termina a valle come un ventaglio nell’area di deposito. Nel caso di certi drenaggi che portano un grande volume d’acqua e occasionali colate di fango, il torrente può tagliare il suo canale profondamente nel ventaglio piuttosto che cambiare canale costantemente. In questi casi la topografia tipica dei debris fan è assente o non facilmente riconoscibile e il fango e i detriti possono essere depositati in o vicino al flusso che occupa la valle principale.

Il riconoscimento preliminare dei debris fan è aiutato dalla loro posizione vicino alle fronti delle montagne, la loro superficie irregolare, la molteplicità dei piccoli canali di flusso sulla loro superficie, la loro forma triangolare (a ventaglio), i depositi poco ordinati tipici delle colate detritiche. Altri criteri di riconoscimento sono gli alberi in piedi ammaccati e/o parzialmente sepolti. Accurate indagini possono fornire la documentazione di eventi storici.

Conseguenze dell’uso improprio della terra

Le conseguenze dell’uso improprio delle colate di fango e delle aree di debris-fan vanno da occasionali inconvenienti per gli abitanti umani alla perdita della vita e alla distruzione totale di tutte le opere dell’uomo nell’area interessata. Poche aree soggette a colate di fango sono siti adatti alla costruzione di strutture permanenti. La natura imprevedibile e il movimento spesso rapido delle colate di fango rendono anche la posizione di strutture semipermanenti, come le case mobili, estremamente pericolosa. Anche nei casi in cui la frequenza o la grandezza delle colate di fango o di detriti è tale da rendere accettabile un certo sviluppo, la natura dei vecchi depositi di colate di fango è incerta, e le normali attività umane come gli scavi e l’irrigazione dei prati potrebbero turbare e possibilmente riattivare il movimento dei depositi. Inoltre, molte aree a ventaglio hanno falde acquifere stagionali molto alte che possono influenzare negativamente lo smaltimento delle acque reflue in loco e altre considerazioni di pianificazione.

In generale, le aree di colata di fango e debris flow più pericolose dovrebbero essere evitate. Nei casi meno gravi, si raccomandano attente misure di mitigazione e tipi di sviluppo compatibili.

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