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Quando, invece, si incontrano strati di materiali sciolti (argille, sabbie, ghiaie) di grande spessore nel letto del fiume la scelta è obbligata per dighe deformabili come dighe in terra, dighe in rockfill (pietrame) con manto impermeabile in calcestruzzo o bituminoso o soluzioni intermedie tra le due.

Lo studio della geologia/geotecnica delle fondazioni è dunque il lavoro più importante e complesso nella progettazione di una diga. Per le dighe a gravità, ad esempio, si dice che una volta che si sono completati gli scavi raggiungendo la roccia di fondazione la diga è praticamente finita (cioè non ci sono più incertezze e il lavoro può andare avanti in modo "industriale").

Lo studio di fattibilità geologica di una diga è molto importante e deve tenere conto oltre che delle caratteristiche portanti dei terreni anche della loro permeabilità, fattore fondamentale in relazione alla capacità della diga di contenere l'acqua. Dal momento che non sempre è possibile costruire la diga in zone completamente circondate da terreni o rocce impermeabili, in superficie o in profondità, si rendono necessarie delle considerazioni riguardanti il rapporto tra la litologia del sito e la sua capacità di contenere l'acqua. Ad esempio la presenza di strati o fessurazioni paralleli alla diga (quindi perpendicolare all'asse dell'invaso) è sfavorevole dal momento che la presenza di uno strato permeabile induce l'acqua ad allontanarsi ed essere così persa.