ETD

• Arno river
• Cambiamento climatico
• Climate change
• Fiume Arno
• Piene fluviali
• Portata fluviale
• River discharge
• River floods
• Suspended load
• Trasporto solido in sospensione

Sediment transport in the Arno catchment remains a poorly understood process, mainly due to the limited availability of direct measurements, particularly in recent decades. Against this backdrop, this study aims to provide an up-to-date contribution based on new experimental observations collected during flood events in the period 2023–2025, thereby partially filling a significant knowledge gap.
The available time series, derived from the Annali Idrologici, cover a total of 53 years of observations (1933–1942 and 1953–1995). In the subsequent decades, systematic measurements in the downstream sections gradually ceased, giving way to studies based predominantly on indirect approaches founded on simplified relationships between river discharge and sediment transport.
This study, by contrast, is based on direct measurements taken during recent flood events, in which it was possible to collect multiple samples within individual events, allowing, for the first time after 30 years of a total absence of measurements, an analysis of the dynamics of suspended sediment transport on an intra-event scale. Although this dataset is still limited and not statistically representative, it currently constitutes a unique reference for the Arno basin.
The results highlight that sediment transport cannot be described solely as a function of river discharge. At the intra-event scale, complex dynamics emerges, with behaviour that sometimes follows the flood hydrograph and at other times deviates significantly.
Furthermore, a comparative analysis of the various events reveals differences, even of an order of magnitude, in the sediment load for the same flow rate, suggesting high variability in the system and the possible presence of a seasonal component, with autumn events generally more effective at mobilising fine sediments than spring events.
The behaviour of the sandy fraction (>63 µm) is also of particular significance, as during intense events it can account for a significant proportion of suspended transport. This finding contrasts with the traditional interpretation that the mobilisation of sand is primarily linked to long-duration events, highlighting instead the effectiveness of intense convective events in mobilising even the coarser fractions.
Overall, results suggest that, in the context of climate change, despite a trend towards a reduction in annual water volumes, the increasing frequency of intense convective events plays a key role in the dynamics of sediment transport.
It is therefore necessary to adopt an integrated approach to catchment management, taking into account the non-linear relationship between river discharge and sediment transport, the characteristics of sub-basins, and the climatic and landscape factors that govern sediment production and transport. Furthermore, the restoration and expansion of direct measurements remain essential for a proper understanding of the observed processes.

Il trasporto solido nel bacino dell’Arno rappresenta un processo ancora oggi poco conosciuto, principalmente a causa della limitata disponibilità di misure dirette, soprattutto negli ultimi decenni. In questo contesto, il presente lavoro si propone di fornire un contributo aggiornato basato su nuove osservazioni sperimentali raccolte durante eventi di piena nel periodo 2023–2025, colmando in parte una significativa lacuna conoscitiva.
Le serie storiche disponibili, derivanti dagli Annali Idrologici, coprono complessivamente 53 anni di osservazioni (1933–1942 e 1953–1995). Nei decenni successivi le misure sistematiche nelle sezioni di valle sono progressivamente venute meno, lasciando spazio a studi basati prevalentemente su approcci indiretti fondati su relazioni semplificate tra portata liquida e trasporto solido.
Il presente studio, al contrario, si basa su misure dirette effettuate durante eventi di piena recenti, nei quali è stato possibile raccogliere più campioni all’interno dei singoli eventi, consentendo, per la prima volta dopo 30 anni di assenza totale di misure, un’analisi della dinamica del trasporto solido in sospensione su scala intra-evento. Pur trattandosi di un dataset ancora limitato e non statisticamente rappresentativo, esso costituisce oggi un riferimento unico per il bacino dell’Arno.
I risultati evidenziano come il trasporto solido non possa essere descritto unicamente come funzione della portata liquida. Su scala intra-evento emerge infatti una dinamica complessa, con comportamenti che talvolta seguono l’idrogramma di piena e altre volte se ne discostano significativamente.
Inoltre, un’analisi di confronto tra i vari eventi mostra delle differenze, anche di un ordine di grandezza, nel carico solido a parità di portata, suggerendo una forte variabilità del sistema e la possibile presenza di una componente stagionale, con eventi autunnali generalmente più efficienti nella mobilizzazione dei sedimenti fini rispetto a quelli primaverili.
Particolare rilievo assume anche il comportamento della frazione sabbiosa (>63 µm), che durante eventi intensi può rappresentare una quota significativa del trasporto in sospensione. Questo risultato contrasta con l’interpretazione tradizionale secondo cui la mobilizzazione delle sabbie sarebbe legata principalmente a eventi di lunga durata, evidenziando invece l’efficacia degli eventi convettivi intensi nel mobilizzare anche le frazioni più grossolane.
Nel complesso, emerge come, in un contesto di cambiamento climatico, nonostante una tendenza alla riduzione dei volumi idrici annui, la crescente frequenza di eventi convettivi intensi assume un ruolo chiave nella dinamica del trasporto solido.
Si evidenzia pertanto la necessità di un approccio integrato alla gestione del bacino, che tenga conto della non linearità tra portata liquida e trasporto solido, delle caratteristiche dei sottobacini e dei fattori climatici e territoriali che controllano la produzione e il trasferimento dei sedimenti. Rimane inoltre fondamentale il recupero e l’incremento delle misure dirette, indispensabili per una corretta comprensione dei processi osservati.