anni di stazioni idrometriche nell'Emmental

( Riassunto)

I fondatori delle stazioni idrometriche dell' Emmental si erano posti i segzienti questi:

1. Comprovare numericamente l' azione benefica e da tempo conosciuta ehe il bosco eser-cita sul regime idrico dei torrenti.

2. lndagare il piu possibile le cause del diverso comportamento dei bacini imbriferi boscati e non boscati.

In quattro pubblicazioni, Engler (1) e Burger (2-4), allora direttori dell'lstituto di ricerche forestali, hanno raccolto i risultati delle loro indagini. Il presente lavoro rias-sume i risultati dell'ultimo trentennio, dopo la modifica degli impianti idrometrici e dopo il trasferimento della stazione nel Rappengraben.

Sono qui ricapitolati in forma succinta, sulla scorta dei risu.ltati ottenuti, i limiti entro i quali i nostri esperimenti, durati molti anni, hanno potuto rispondere ai quesiti anzidetti.

Lo Sperbelgarben, in parte ricoperto di bei boschi disetanei, quasi completamente bos-cato, ha trattenuto circa il 10

%

in piu di acqua ehe non il Rappengraben prevalente-mente pascolativo e coperto di abeti solo lungo i corsi d' acqua, e cio a parita di precipita-zioni, nelle particolari condizioni climatiche e geologiche dell' Emmental. N ell' ambito di questo esperimento non furono intraprese indagini sull'intercezione della vegetazione forestale, arbustina ed erbacea; tuttavia emerge chiaramente dalle esperienze fatte altrove ehe le precipitazioni ehe raggiungono il terreno sono sempre maggiori dove manca il bosco ehe non sotto il bosco. D' altra parte l' evaporazione

e

inferiore sotto il manto del bosco ehe non negli altri terreni. La traspirazione delle essenze forestali

e

superiore al consumo idrico della vegetazione del pascolo, a radici meno profonde. A tale riguardo

e

indicativo il paragone tra in deflussi estivi e autunnali.

Nozioni interessanti sui fattori determinanti il regime idrico si possono acquisire para-gonando i singoli bilanci annui con le medie trentennali. A parte la quantita delle preci-pitazioni,

e

soprattutto la loro ripartizione stagionale il fattore ehe determina la percen-tuale del deflusso. /neide parimenti in /orte misura la momentanea riserva idrica del ter-reno. I relativi dati essenziali sono riassunti alla fine del capitolo C 2.

Sulla scorta di molti esempi, Engler e Burg er hanno illustrato l'influenza modera-trice del bosco sulle piene dei torrenti. Il presente materiale, raccolto nello spazio di un trentennio, consente una approfondita suddivisione e classificazione delle piene estive, da diversi profili. Le relative conclusioni sono le seguenti:

Il livello del deflusso massimo

e

funzione dell'intensita della precipitazione. Quanta piu intensa

e

la piovuta, tanto piu netta

e

la piena e tanto maggiore l' azione regolatrice del buon terreno forestale. Poiche nello Sperbelgraben il tempo di infiltrazione

e

^5-10

volte piu breve ehe non nel Rappengraben, gran parte dell'acqua piovana s'infiltra dap-prima nel terreno forestale, per scorrere negli strati superiori del terreno, lungo le pendici, ver so i corsi d' acqua. La resistenza of ferta all'infiltrazione dal terreno pascolativo -la cui cotenna

e

spesso incrostata dal calpestio del bestiame e dalla /orte insolazione -

e

221

tale ehe molta aequa defluisee sulla superfieie del terreno. Se nei riguardi dello spazio di tempo entro il quale ha luogo la piena non si eonstatano dif ferenze, la eausa va rieereata soltanto nella diversa eonf igurazione e nella diversa ripidita del pendio.

L' entita del deflusso totale, dopo una piovuta abbondante, dipende esqlusivamente dal grado di umidita ehe aveva il terreno all'inizio della preeipitazione. Qziando si pensa ehe bastano alezmi giorni di bel tempo, perehe lo strato superiore del terreno, dello spessore di un metro, sia in grado di rieevere 80-100 mm di aequa la quale almeno in parte non soggiaee alla pereolazione in quanto trattenuta sotto forma igroseopz'.ca o eapillare, allora si eapisee piu f aeilmente in ehe misura determinante possa ineidere sulla quantita del deflusso il eontenuto idrieo momentaneo del terreno.

In periodi sieeitosi, se all'inizio nella regione paseolativa il deflusso al seeondo e mag-giore, subentra poi un eapovolgimento delle eondizioni di deflusso, in media dopo una settimana di bel tempo. L' azione regolatriee del boseo sul deflusso, prolungando i periodi di magra, e importante non solo a prevenzione dei perioeoli inerenti alle piene, ma anche per l' approvvigionamento in aequa di interi paesi. Tuttavia, nella regione dell' Emmental presa in esame, l' esiguita dello strato di terreno sovrapposto agli strati impermeabili e tale ehe non riesee a trattenere a lungo grandi quantit,a di aequa. Quindi il deflusso in tempo di magra generalmente non e imponente.

Un altro importante problema relativo ai nostri torrenti e il materiale eonvogliato. I danni di una piena possono essere moltiplieati dal materiale eonvogliato. Lo Sperbel-graben ha eonvogliato alla stazione di misurazione, nel eorso della nostra indagine, 2-3 volte meno materiale ehe non il Rappengraben. Una parte del suo materiale era inoltre eostituito di legna e di humus, mentre il Rappengraben aveva portato eon se quasi esclu-sivamente limo e ghiaia. Anehe se sotto un boseo fitto, grazie alla minore quantita di aequa defluente szdla superfieie, il terreno non si apre eos'i, faeilmente eome sulle ripide pendiei paseolative, tuttavia il boseo puo ridurre l'intensita dell' erosione solo se riesee a smorzare la piena. Dove l' erosione assume proporzioni pericolose, l' azione di imbo-sehimento del baeino imbrifero deve proeedere di pari passo eon l'imbrigliamento del torrente.

ThirtY. years' observations at the water measuring stations in the Emme Valley

(Summary)

The founders of the water measuring stations in the Emme Valley had the following ob jeetives:

1. Ta quantitatively support the long known benefieial influenee of afforestation upon the water regime of torrents.

2. Ta investigate as far as possible the eauses of the different behavior in forested and non-forested watershed areas.

Engler (1) and Burger (2-4) at the time directors of the forest experiment sta-tion, have presented the results of their investigations in Jour publications. T he existing work is a summary of the results of the last 30 years, since the alterations of the measu-ring installation and the establishment of the station in the Rappen drainage.

In as far as our long time research is able to fulfill the above cited study objectives, they shall, on the basis of the results obtained, be repeated here in condensed form.

The Sperbel drainage was almost completely forested, partially with a beautiful mixed forest. lt was under the conditions of climate and geology of the Emme Valley. lt used approximately 10

%

more water expressed on the basis of the same rainfall than did the Rappen drainage which was afforested only along the stream channel with Norway Spruce but was otherwise grazed.

lnvestigations concerning interception of forest and forest Zitter and grass vegetation were not carried out in the area under investigation. Y et we would surely consider the experience from other areas to be correct when we establish the fact that in the forest less precipitation reaches the soil than in the open areas. On the other hand, evaporation is less from under the protection of forests than the open. The transpiration of the woody growth must accordingly exceed the water consumption of the less deeply rooted grass vegetation. A comparison of the summer and fall tabulated values offers a clue to this fact.

One obtains an interesting insight into the factors controlling the water regime by comparing the individual year balances with the 30-year mean value. Besides the quan-tity of precipitation, the seasonal distribution above all else controls the percent of runoff.

The role of the current water reserve in the soil is also great. The most important point concerning this is brought together at the end of section C 2.

In many individual examples Engler and Burg er illustrated the regulating influence of forest upon peak flows. The existing material collected over a period of 30 years per-mits a comprehensive subdivision and classification of the summer floods according to different aspects. The following conclusions may be drawn:

The amount or peak of maximum runoff is controlled by the intensity of the rainfall.

The more intensive the rain showers, so much more pronounced the high water or flood peak, but also so much greater the regulating influence of a good forest soil. Since the infiltration time in the Sper5el drainage is 5-10 times less than in the Rappen drainage, therefore, a larger portion of the rain water infilters at first into the forest soil and moves through the top soil layers down slope toward the channel. In pasture land, however, the top soil has been compacted through the treading of grazing animals and a pronounced insulation and crusting causes a resistance to water penetration so great that much water flows off over the soil surface. Only the different formations and steepness of the slopes cause a difference in observed occurrence of flood peaks.

A quantity of total runoff for a given rainfall depends exclusively upon the degree of soil moisture at the beginning of the rainfall.

ff

one imagines that the top of 1 meter thickness of soil already after a number of rain free days will take up 80-100 mm of water at least partially as bound and capillary water which can be taken out of surface runoff, so it is understandable how critical the momentary water content of the soil must be in determining the quantity of runoff.

223

During dry periods beginning with the higher rate of runoff in the pasture area on the average after a dry week a reversal takes place in the runoff relation. The regulating in-fluence of the forest upon runoff in the sense of increasing the low water flows is of as great a significance in the water economy of a country as the mitigation of flood dang er. T he relatively thin soil layer over the impervious layers of our Emme Valley area of investigation is, to be sure, not in a position to bring about a Zarge durable sto-rage. The low water flow seen as a whole is also not impressive.

An additional very significant problem of our torrents is the quantity of bed load. The damages that can be caused by flood water will be multiplied through Zarge bed load transport. During the course of our investigations the Sperbel drainage has transported 2-3 times less debris to the measuring station than did the Rappen drainage. Moreover, a portion of this bed load consisted of wood and humus; in the Rappen drainage, how-ever, almost exclusively of loamy mud and gravel. ff a dense forest, because of lesser sur-face runoff leads to less soil displacement than a steep pasture slope, it can, on the other hand, only reduce erosion in as far as it is possible to decrease floods. Where erosion assumes dangerous proportions mechanical torrent stabilization must go hand in hand with the afforestation of the watershed.

Benützte Literatur

1. Eng 1 er: Untersuchungen über den Einfluß des Waldes auf den Stand der Gewässer. Mitt.

Schweiz. Anst. forstl. Versuchsw. Band XII, 1919.

2. Burg er: Einfluß des Waldes auf den Stand der Gewässer. Band XVIII, 2, 1934.

3. - Band XXIII, 1, 1943.

4. - Band XXXI, 1, 1954.

5. - Le Bassin d'alimentation de Ja Baye de Montreux. Journ. for. suisse, 1943, 9-12.

6. - Waldklimafragen (Brandiswald). Band XXVII, 1951.

Im Dokument Casparis, E. (1959). 30 Jahre Wassermeßstationen im Emmental. In A. Kurth (Ed.), Mitteilungen / Schweizerische Anstalt für das Forstliche Versuchswesen: Vol. 35/1. Festschrift. Zum siebzigsten Geburtstag von Prof. Dr. sc. techn. und Dr. h. c. Hans Burge (Seite 43-46)