Indice
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Capitolo 1. Strutture a basso impatto ambientale Pagina 1
1.1 Generalità sulle River Training Structures 1
1.2 Obiettivi e cause frequenti di insuccesso 2
1.3 Descrizione delle principali tipologie costruttive 5
1.3.1 Submerged Vanes 5
1.3.2 Rock Vanes 7
1.3.3 Bendway Weirs - Stream Barbs 9
1.3.4 Spurs 11
1.3.5 Constructed Riffles 13
1.3.6 Cross Vanes 17
1.3.7 W-Weirs 19
1.3.8 J-Hook Vanes 21
1.4 Opinioni dei professionisti su i River Training Structures 24
1.5 Studi sperimentali su i River Training Structures 27
1.6 Obiettivi della ricerca 28
Capitolo 2. Apparato Sperimentale 30
2.1 Modello 30
2.1.1 Delimitazione del modello 30
2.1.2 Strutture testate 38
2.1.3 Materiale di fondo del canale 40
2.2 Strumenti di misura 42
2.2.1 Laser- Scan 42
2.2.2 Idrometro manuale 44
2.3 Modalità di esecuzione delle prove 46
2.3.1 Misurazioni effettuate 46
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2.3.3 Rilievo del fondo Pagina 52
Capitolo 3 Analisi Dimensionale 54
3.1 Teorema di Buckingham 54
3.2 Parametro ŋ 58
3.3 Materiale costituente la struttura J-Hook 59
3.4 Tailwater h0 60
Capitolo 4 Elaborazione dati, risultati e discussione 61
4.1 Programma degli esperimenti 61
4.2 Analisi morfologica 62
4.3 Elaborazione analitica dei dati 73
4.3.1 Massima profondità di scavo a valle della struttura 85
4.3.2 Massima profondità di scavo alla testa della struttura 90
4.3.3 Massima lunghezza di scavo a valle della struttura 94
4.3.5 Massima altezza della duna 98
4.3.6 Massima lunghezza della duna 102
4.3.7 Massima larghezza totale di scavo 106
4.3.8 Posizione del massimo scavo 110
Capitolo 5 Conclusione 115
Bibliografia 118
Indice delle Figure 121
Indice delle Tabelle 127
Introduzione
Introduzione
L’argomento del presente lavoro di tesi si pone come obiettivo quello di effettuare uno studio comportamentale, in termini qualitativi e quantitativi, di un alveo a fondo mobile in presenza di strutture a basso impatto ambientale, nello specifico soglie di fondo in massi naturali J-HOOK VANE utile alla sistemazione idraulico ambientale dei corsi d’acqua.
Vista di una struttura J-Hook
Lo studio è stato effettuato in un canale curvilineo a pendenza nulla, con tratti di raccordo rettilinei; abbiamo osservato e analizzato i diversi comportamenti al variare dei raggi di curvatura e della posizione all’interno della curva.
Introduzione
La base di partenza per il seguente studio morfologico e analitico è quella dell’analisi sperimentale in laboratorio, dove sono stati effettuati test su un modello che risulta essere in sintesi il canale curvilineo su detto.
Modello utilizzato
Lo scopo del modello è ricreare in scala ciò che avviene nelle anse dei fiumi dove l’inserimento delle soglie di fondo si rende necessario per garantire la stabilità del fondo e delle sponde.
La sperimentazione eseguita si pone a seguito di altri studi effettuati sempre sullo stesso canale con altre tipologie di strutture a basso impatto ambientale quali Cross Vanes , W-Weirs e altre. Inoltre i risultati di questo studio sono stati comparati con quelli ottenuti su studi effettuati da altri tesisti sullo stesso canale e su altri, considerando condizioni idrauliche e geometriche diverse. Come meglio verrà descritto successivamente i parametri presi in considerazione per le elaborazioni sono:
la portata liquida Q (m3/s), l’altezza della struttura hst (m ), il raggio di curvatura esterno
Re (m), la densità del materiale di fondo rispetto a quella dell’acqua Gs, diametro medio
del materiale costituente il fondo d50, la larghezza del canale B (m),
le altezze idriche dei peli liberi a monte e a valle della struttura rispettivamente hm (m) e
ho (m), la profondità di massimo scavo a valle e a fine struttura rispettivamente Zmax (m) e
Introduzione
duna l’m (m). Inoltre abbiamo valutato l’effetto della curvatura del canale considerando i
tre diversi raggi di curvatura (R=1m, R=2m, R=3m) e variando all’interno della curva la posizione della struttura ad inizio e fine curva rispettivamente Pos1, Pos2.
Il modello è stato dotato di una serie di accessori e strumenti indispensabili per la misurazione; il materiale per il fondo mobile è stato vagliato opportunamente seguendo la curva granulometrica stabilita. Il successivo lavoro di analisi è stato condotto interfacciando i singoli aspetti per ottenere una maggiore completezza di risultato.
