• Non ci sono risultati.

Capitolo 3: Studio Idraulico

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "Capitolo 3: Studio Idraulico"

Copied!
24
0
0

Testo completo

(1)

Capitolo 3: Studio Idraulico

3.1 Stato attuale: problematiche

Il primo problema individuato è che la Fossa Nuova non è in grado di ricevere dal Rio Ralla il picco di portata di 61 m3

/s provocato da una pioggia di durata 2.5 ore; da uno studio già effettuato dalla H.S. s.r.l. dell’ing. Renzo Bessi risulta infatti che la portata massima scaricabile in sicurezza è pari a 10 m /s, quindi risulta inevitabile un dispositivo di laminazione delle piene che consenta di limitare il flusso in uscita.

3

E’ dunque necessario valutare gli spazi disponibili per invasare tale volume d’acqua; ovvero le superfici da poter adibire a cassa e di conseguenza i volumi d’acqua contenibili.

Prescindendo momentaneamente da questo primo problema, l’analisi dello stato attuale è stata condotta per determinare l’adeguatezza o meno del corso d’acqua a contenere la massima portata transitabile. Per far ciò ho quindi effettuato una simulazione tramite il software HEC-RAS con una pioggia costante di durata pari a quella critica e cioè di 2.5 ore e con un tempo di ritorno duecentennale.

Tale simulazione è stata effettuata considerando il moto permanente, con portata pari a quella massima al colmo.

La portata è stata fatta variare linearmente lungo il corso d’acqua, seguendo il modello idrologico proposto nel precedente capitolo.

Ci troviamo in regime di corrente lenta, quindi è stato necessario inserire una condizione al contorno di valle: in particolare è nota la quota del pelo libero della Fossa Nuova, nel punto in cui il Rio Ralla va ad inserirsi, pari a 12.62 m (s.l.m.). A monte dell’immissione del Rio Ralla, il deflusso della Fossa Nuova è regolato da una cassa di laminazione, la portata massima a valle di questa, sempre secondo lo studio della H.S. s.r.l., è di 46 m /s. Poiché questa cassa entra in funzione molto frequentemente, si può supporre che la quota del pelo libero della Fossa Nuova rimanga per molto tempo vicino alla quota massima, pari appunto a 12.62 m (s.l.m.);

(2)

è per questo motivo che nel condurre la simulazione dello stato attuale si è assunta come fissa tale altezza.

Nella figura 3.1 riporto il profilo liquido dello stato attuale fornito dal software HEC-RAS.

La corrente risulta ovunque lenta in quanto il numero di Froude è sempre minore di 1; nell’Allegato 2 ho riportato tutti i dati relativi alle sezioni trasversali in forma tabellare.

I profili hanno evidenziato un’ inadeguatezza piuttosto diffusa delle sezioni attuali al contenimento delle portate duecentennali.

Si nota inoltre che il tratto tombato nella zona del Ristorante Bonelli, vicino alla sezione di chiusura, rappresenta un punto critico: risulta infatti ampiamente insufficiente al deflusso della portata di picco provocando un innalzamento del pelo libero; il dispositivo di laminazione dovrà quindi essere collocato a monte di questa zona.

(3)
(4)

3.2 Stato di progetto: interventi proposti

Gli interventi sono volti alla messa in sicurezza dell’ intero sistema nei riguardi delle portate duecentennali e quindi alla protezione dell’abitato di Porcari da eventuali esondazioni.

E’ stato pertanto necessario dapprima individuare le zone dove poter intervenire, quindi valutare la fattibilità degli interventi proposti e la disponibilità delle superfici necessarie, infine ho fatto valutazioni di carattere idraulico per quanto riguarda i profili liquidi lungo l’alveo e lungo gli sfioratori delle casse.

Gli interventi proposti sono sostanzialmente due:

¾ Risagomatura delle sezioni e rialzamento degli argini

¾ Realizzazione di tre casse d’espansione in derivazione

Risagomatura delle sezioni e rialzamento degli argini

Si è reso necessario per prima cosa risagomare le sezioni rendendole il più regolari possibile ed acquistando così superficie utile al deflusso.

La morfologia del Rio Ralla ha consentito di utilizzare una sezione di forma trapezia con base di 3 m e scarpa pari a 1.25: tale valore è compatibile con la tipologia del terreno attraversato (sabbie limose).

Si è poi provveduto a rialzare gli argini pressoché lungo l’intero corso d’acqua. Ovviamente nel far ciò si è controllato che ogni qual volta si alzava l’argine di una sezione, la quota raggiunta fosse compatibile con quella dell’argine della sezione di monte.

Si è inoltre verificato che i nuovi argini non fossero esageratamente elevati rispetto al piano di campagna.

Il rialzamento massimo è di circa 1.8 m, in una sola sezione, mentre nelle altre in media è stato di circa 0.5 m; ciò permette di garantire un franco di almeno 50 cm, che, viste le piccole dimensioni del corso d’acqua e il tempo di ritorno duecentennale, può ritenersi sufficiente.

(5)

Le risagomature effettuate, così come le elevazioni degli argini rispetto alla situazione attuale sono visibili nelle apposite tavole relative alle sezioni attuali e modificate.

Realizzazione di tre casse d’espansione in derivazione

Sono state poi realizzate tre casse d’espansione in derivazione; si è scelto questa tipologia di casse, e non quelle in linea, in quanto il Rio Ralla, nella zona di intervento, è arginato e la sua pendenza di fondo è relativamente piccola, ci troviamo infatti in zone pressoché pianeggianti.

Partendo da monte, la prima cassa è stata ricavata sulla sponda destra del corso d’acqua, in località Poderaccio; ha una superficie di 205000 m ed è la più grande delle tre. Lo sfioratore è stato posto tra la sezione 35 e la 34. Con questa cassa si riesce a ridurre il picco di piena di quasi il 50%, consentendo di mettere in sicurezza il centro abitato di Porcari che si trova immediatamente a valle.

2

Le seconda cassa è stata ricavata subito dopo il centro abitato, sulla sponda sinistra; occupa una superficie di 105000 m e lo sfioratore è collocato tra le sezioni 26 e 25. 2

Anche la terza cassa ha una superficie di 105000 m

,

è situata in localià Pacchioni, sulla riva sinistra del Rio Ralla, prima del tratto tombato nella zona del ristorante Bonelli; lo sfioratore è stato posto tra la sezione 12 e la 11.

2

Queste due ultime casse consentono di ridurre ulteriormente la portata di picco fino a 10 m /s, valore che la Fossa Nuova è in grado di ricevere in sicurezza. 3

Le casse sono state calcolate in regime di moto vario.

Si è anzitutto verificato tramite HEC–RAS che il numero di Froude della corrente risulti minore di 1 e di essere quindi in presenza di una corrente lenta; pertanto i profili liquidi lungo il rio stesso e lungo gli sfioratori sono stati determinati procedendo da valle verso monte.

Le quote e le lunghezze delle soglie sfioranti sono state determinate tramite successive simulazioni con il software HEC–RAS in modo da ottenere a valle delle stesse una portata che non fosse maggiore di 10 m /s. 3

(6)

Gli idrogrammi utilizzati sono quelli forniti dal software HEC-HMS per una pioggia di durata 2.5 ore e la portata è stata fatta variare linearmente lungo il corso d’acqua, seguendo il modello idrologico proposto nel precedente capitolo.

Ovviamente nelle simulazioni sopra citate le casse sono state considerate contemporaneamente in modo da tener conto dell’effetto dell’una sull’altra.

Inoltre, visionando la planimetria, si è determinato approssimativamente la quota media del piano di campagna delle casse, quota che è stata inserita nel software; si è verificato poi che la massima altezza d’acqua nelle casse, fornita da HEC-RAS, fosse minore della quota delle soglie sfioranti in modo da non provocare un funzionamento rigurgitato.

Si sono quindi valutate le superfici utilizzabili e si è verificato che i volumi disponibili fossero sufficienti, cercando di sfruttare al meglio le casse.

Si è poi controllato, tramite la tabella di HEC-RAS relativa alle strutture laterali, di non avere un tirante troppo basso sulla soglia sfiorante che potesse determinare uno scarso rendimento dello sfioratore stesso.

Infine si è verificato che in corrispondenza degli sfioratori gli argini fossero più elevati del massimo livello liquido che si verifica sulle soglie.

Di seguito sono indicati i dati geometrici di ciascuna cassa e del rispettivo sfioratore.

Cassa 1

¾ Superficie: 205000 m 2

¾ Quota media del p.c.: 12.2 m (s.l.m.)

¾ Altezza dello sfioratore sul fondo (p): 1,70 m

¾ Quota media dello sfioratore: 13.21 m (s.l.m.)

¾ Quota media del fondo alveo: 11.51 m (s.l.m.)

¾ Lunghezza sfioratore: 40 m

(7)

Cassa 2

¾ Superficie: 105000 m 2

¾ Quota media del p.c.: 11.6 m (s.l.m.)

¾ Altezza dello sfioratore sul fondo (p): 2.06 m

¾ Quota media dello sfioratore: 12.90 m (s.l.m.)

¾ Quota media del fondo alveo: 10.84 m (s.l.m.)

¾ Lunghezza sfioratore: 27 m

¾ Volume massimo invasabile senza provocare rigurgito: 136500 m 3

Cassa 3

¾ Superficie: 105000 m 2

¾ Quota media del p.c.: 11.2 m (s.l.m.)

¾ Altezza dello sfioratore sul fondo (p): 2.59 m

¾ Quota media dello sfioratore: 12.60 m (s.l.m.)

¾ Quota media del fondo alveo: 10.01 m (s.l.m.)

¾ Lunghezza sfioratore: 70 m

¾ Volume massimo invasabile senza provocare rigurgito: 147000 m 3

Nella tabella seguente riporto i dati principali relativi alle tre casse sopra descritte per una durata dell’evento di 2,5 ore, forniti dal software HEC-RAS.

Volume sfiorato Quota pelo libero Portata max sfiorata

m3 m (s.l.m.) m /s 3

Cassa 1 129780 12.20 21.87

Cassa 2 101290 11.48 13.91

Cassa 3 105390 11.20 9.71

(8)

Di seguito riporto alcuni dei dati di output forniti da HEC-RAS e relativi all’evento di durata 2.5 ore, in particolare:

¾ profilo liquido ottenuto a seguito degli interventi proposti ¾ profili liquidi lungo i tre sfioratori

¾ tabelle relative a ciascuna delle strutture laterali

¾ idrogrammi di piena a monte e a valle di ciascuna cassa

(9)
(10)

Figura 3.3: Profilo liquido lungo lo sfioratore della cassa 1

(11)

Figura 3.8: Profilo liquido lungo lo sfioratore della cassa 3

E.G. US. (m) 14.85 Weir Sta US (m) 14

W.S. US. (m) 14.21 Weir Sta DS (m) 54

E.G. DS (m) 14.38 Weir Max Depth (m) 0.78

W.S. DS (m) 14.29 Weir Avg Depth (m) 0.46

Q US (m3/s) 38.28 Weir Submerg 0

Q Leaving Total (m3/s) 21.87 Min El Weir Flow (m) 13.21 Q DS (m3/s) 22.54 Wr Top Wdth (m) 40

Perc Q Leaving 57.12 Q Gate Group (m3/s)

Q Weir (m3/s) 21.87 Gate Open Ht (m)

Q Gates (m3/s) Gate #Open

Q Culv (m3/s) Gate Area (m2)

Q Lat RC (m3/s) Gate Submerg

Weir Flow Area (m2) 18.47 Gate Invert (m) Tabella 3.2: Dati relativi allo sfioratore della cassa 1

(12)

E.G. US. (m) 13.46 Weir Sta US (m) 25

W.S. US. (m) 13.3 Weir Sta DS (m) 52

E.G. DS (m) 13.48 Weir Max Depth (m) 0.52

W.S. DS (m) 13.44 Weir Avg Depth (m) 0.46

Q US (m3/s) 26.13 Weir Submerg 0

Q Leaving Total (m3/s) 13.91 Min El Weir Flow (m) 12.9 Q DS (m3/s) 12.81 Wr Top Wdth (m) 27

Perc Q Leaving 53.23 Q Gate Group (m3/s)

Q Weir (m3/s) 13.91 Gate Open Ht (m)

Q Gates (m3/s) Gate #Open

Q Culv (m3/s) Gate Area (m2)

Q Lat RC (m3/s) Gate Submerg

Weir Flow Area (m2) 12.32 Gate Invert (m) Tabella 3.3: Dati relativi allo sfioratore della cassa 2.

E.G. US. (m) 12.88 Weir Sta US (m) 10

W.S. US. (m) 12.77 Weir Sta DS (m) 80

E.G. DS (m) 12.87 Weir Max Depth (m) 0.23

W.S. DS (m) 12.84 Weir Avg Depth (m) 0.19

Q US (m3/s) 19.71 Weir Submerg 0

Q Leaving Total (m3/s) 9.71 Min El Weir Flow (m) 12.6

Q DS (m3/s) 10 Wr Top Wdth (m) 70

Perc Q Leaving 49.26 Q Gate Group (m3/s)

Q Weir (m3/s) 9.71 Gate Open Ht (m)

Q Gates (m3/s) Gate #Open

Q Culv (m3/s) Gate Area (m2)

Q Lat RC (m3/s) Gate Submerg

Weir Flow Area (m2) 13.27 Gate Invert (m) Tabella 3.4: Dati relativi allo sfioratore della cassa 3

(13)

Figura 3.9: Idrogramma di piena a valle e a monte della cassa 1

(14)

Figura 3.11: Idrogramma di piena a valle e a monte della cassa 3

Tuttavia per poter asserire di aver messo in sicurezza il sistema nei confronti di eventi duecentennali è necessario prendere in considerazione anche eventi di durata superiore a quella critica che, pur avendo un picco inferiore, possono determinare un volume sfiorato maggiore, che dovrà comunque essere contenuto nelle casse.

Si sono quindi eseguite le simulazioni relative a varie durate di pioggia determinando che i volumi massimi da invasare sono provocati da una pioggia di durata pari a 7 ore.

Tali volumi sono ancora contenibili nelle casse 1 e 3, ma non nella cassa 2, che, per evitare rigurgito, deve essere abbassata di 10 cm portando la quota del fondo a 11.5 m (s.l.m.); un’altra soluzione sarebbe stata quella di aumentare la superficie della cassa, ma ciò non è stato possibile poiché lo spazio disponibile era già stato tutto occupato.

Si riassumono nella tabella sottostante le caratteristiche finali delle tre casse e dei rispettivi sfioratori.

(15)

Cassa 1 Cassa 2 Cassa 3

Superficie (m ) 2 205000 105000 105000

Quota p.c. attuale (m) 12.2 11.6 11.2

Quota p.c. di progetto (m) 12.2 11.5 11.2

Volume max invasabile (m ) 3 207050 147000 147

Quota soglia sfiorante (m) 13.21 12.90 12.60

Lunghezza sfioratore (m) 40 27 70

Altezza dello sfioratore sul fondo (m) 1.70 2.06 2.59 Tabella 3.5: Dati riassuntivi delle casse e degli sfioratori

Si riportano poi le tabelle relative alle tre aree di invaso (storage area) fornite dal software HEC-RAS. Dai dati relativi alla massima altezza d’acqua nelle casse (W.S. Elev) si può notare che questa si mantiene sempre 1 cm al di sotto di ciascuna soglia sfiorante. W.S. Elev (m) 13.2 SA Min El (m) 12.2 SA Area (1000 m ) 2 205 SA Volume (1000 m ) 3 205.64 Inflow (m /s) 3 14.97 Outflow (m /s) 3 0 Net Flux (m3 /s) 14.97

Tabella 3.6: Dati relativi alla cassa 1 Tabella 3.7: Dati relativi alla cassa 2

W.S. Elev (m) 12.59 SA Min El (m) 11.2 SA Area (1000 m ) 2 105 SA Volume (1000 m )3 146.23 Inflow (m /s) 3 8.23 Outflow (m /s) 3 0 Net Flux (m3 /s) 8.23 Tabella 3.8: Dati relativi alla cassa 3

Nell’Allegato 2 inoltre si riporta la tabella relativa ai dati delle varie sezioni trasversali per una pioggia di durata 7 ore.

W.S. Elev (m) 12.89 SA Min El (m) 11.48 SA Area (1000 m ) 2 105 SA Volume (1000 m3) 147.92 Inflow (m3 /s) 10.59 Outflow (m3 /s) 0 Net Flux (m /s) 3 10.59

(16)

Ai piedi di ciascuno dei tre sfioratori è stata prevista la realizzazione di una vasca di dissipazione in cemento per evitare che il getto dell’acqua provochi erosioni del terreno. Tali vasche sono realizzate a livello del piano di campagna, ed in corrispondenza della controsoglia, per evitare il ristagno dell’acqua verranno realizzati dei tubicini di diametro pari a 8 cm che permetteranno all’acqua di fuoriuscire.

I particolari relativi alla vasca e alla soglia sfiorante sono riportati nell’apposita tavola mentre i calcoli per il dimensionamento sono riportati nel prossimo paragrafo.

Per la realizzazione di tali casse non è stato necessario intervenire sugli argini delle sezioni: infatti, per quanto riguarda la cassa 1, che si estende dalla sezione 35 alla 31, la quota della soglia sfiorante è di 13.21 m, la quota dell’argine destro (lato cassa) della sezione più a valle è a quota 14.90 m, abbondantemente più alta rispetto alla soglia; ciò permette anche il funzionamento rigurgitato dello sfioratore e consente quindi di invasare un’ulteriore quantità d’acqua.

Anche la seconda e la terza cassa, che si estendono rispettivamente dalla sezione 26 alla 22 e dalla 12 alla 10, non presentano questo tipo di problema; gli argini sono stati infatti realizzati alla stessa quota dell’argine sinistro del rio (lato cassa) della sezione più a valle, cioè a 13.93 m e 13.43 m rispettivamente; anch’essi quindi permettono il funzionamento rigurgitato della soglia sfiorante.

Si è infine controllato che il massimo dislivello tra la sommità arginale delle casse e il piano di campagna fosse inferiore a 4 m; in questo caso il dislivello massimo è di 2.7 m.

Gli argini delle tre casse hanno una larghezza in sommità di 3.5 m in modo da renderli percorribili anche da mezzi meccanici per eventuali manutenzioni; la scarpa adottata è di 3:2.

Il piano di campagna delle tre casse si trova ad una quota superiore rispetto al fondo del rio, pertanto, per il loro svuotamento, sono sufficienti i consueti scarichi a gravità. Tuttavia, per un eventuale svuotamento con pompe da cantiere sono state predisposte apposite zone pavimentate.

Nei pressi delle sezioni 31, 23 e 10, dove si riscontrano le quote più basse del p.c. di ogni cassa, sono situati gli scarichi a gravità per i quali è previsto un dislivello di circa 30 – 40 cm rispetto alla quota del fondo del corso d’acqua in quel punto.

(17)

3.3

Dimensionamento delle vasche di dissipazione

Cassa 1

Si è scelto di realizzare la vasca di dissipazione a livello del piano di campagna della cassa stessa (in rilevato), senza realizzare bacini di dissipazione in depressione, per evitare il ristagno dell’acqua.

Dati :

¾ Portata massima sfiorata : Q = 21.87 m /s 3

¾ Larghezza sfioratore : B = 40 m

¾ Battente medio sullo sfioratore : h0 =1.04 m

¾ Altezza soglia rispetto al piano vasca : H = 1.01 m

= =

B Q

q 0.547 m /s (portata sfiorata per unità di larghezza) 2

Per calcolare l’altezza d’acqua al termine della soglia sfiorante ( ) si è utilizzata l’equazione della curva caratteristica ad energia specifica costante, ipotizzando che non vi fosse dissipazione d’energia sullo sfioratore. Tale equazione dà due soluzioni, quella che interessa è ovviamente quella relativa al campo delle correnti veloci.

1 h ) ( 2 0 1 1 g H h h h q= ⋅ ⋅ ⋅ + − → h1 = 0.088 m = = = 067 . 0 327 . 0 1 1 h q v 6.21 m/s = ⋅ = 1 1 1 h g v

Fr 6.68 al termine della soglia la corrente è veloce

Più a valle la corrente è lenta, pertanto si forma un risalto. E’ bene contenere il risalto all’interno della vasca di dissipazione poiché dove esso è localizzato si creano una serie di vortici che possono dar luogo a fenomeni erosivi. Il risalto è delimitato da due

(18)

altezze d’acqua (altezze coniugate), una nel campo delle correnti veloci ( ) e l’altra nel campo delle correnti lente ( ).

1 h 2 h Si determina h2: = − ⋅ + ⋅ ⋅ =0.5 1 ( 1 8 12 1) 2 h Fr h 0.79 m

Al termine della vasca si realizza una controsoglia in modo da avere risalto annegato all’interno della vasca. Perché ciò si verifichi occorre che questa controsoglia abbia un altezza tale che l’altezza d’acqua subito a monte di essa sia maggiore dell’altezza coniugata del risalto h2.

Sulla controsoglia la corrente scorre con un altezza pari a quella critica hc:

= =3 2 g q hc 0.31 m

L’energia specifica sopra la controsoglia e quindi anche subito a monte di essa è : = ⋅ = c c h H 2 3 0.47 m

Pertanto l’altezza subito a monte della controsoglia (h3) è pari a :

c h z h =Δ + ⋅ 2 3

3 Δz=altezza della controsoglia

Tale altezza, come detto in precedenza deve essere maggiore di ; imponendo

l’uguaglianza tra queste due altezze si ricava il valore minimo dell’altezza della controsoglia che consente di avere un risalto annegato.

2 h 2 3 2 3 h h z h =Δ + ⋅ c = → Δz+0.47=0.79 → Δz 0.32 m

Si realizza quindi una controsoglia alta 40 cm. =

(19)

La lunghezza della vasca di dissipazione è pari a sei volte l’altezza del risalto: = − ⋅ =6 (h2 h1) L 4.21 m

Si realizza una vasca lunga 4.5 metri.

Cassa 2

Si è scelto di realizzare la vasca di dissipazione a livello del piano di campagna della cassa stessa (in rilevato), senza realizzare bacini di dissipazione in depressione, per evitare il ristagno dell’acqua.

Dati :

¾ Portata massima sfiorata : Q = 13.91 m /s 3

¾ Larghezza sfioratore : B = 27 m

¾ Battente medio sullo sfioratore : h0 =0.47 m

¾ Altezza soglia rispetto al piano vasca : H = 1.40 m

= =

B Q

q 0.515 m /s (portata sfiorata per unità di larghezza) 2

Per calcolare l’altezza d’acqua al termine della soglia sfiorante ( ) si è utilizzata l’equazione della curva caratteristica ad energia specifica costante, ipotizzando che non vi fosse dissipazione d’energia sullo sfioratore. Tale equazione dà due soluzioni, quella che interessa è ovviamente quella relativa al campo delle correnti veloci.

1 h ) ( 2 0 1 1 g H h h h q= ⋅ ⋅ ⋅ + − → h1 = 0.087 m = = = 067 . 0 327 . 0 1 1 h q v 5.91 m/s = ⋅ = 1 1 1 h g v

(20)

Più a valle la corrente è lenta, pertanto si forma un risalto. E’ bene contenere il risalto all’interno della vasca di dissipazione poiché dove esso è localizzato si creano una serie di vortici che possono dar luogo a fenomeni erosivi. Il risalto è delimitato da due altezze d’acqua (altezze coniugate), una nel campo delle correnti veloci ( ) e l’altra nel campo delle correnti lente ( ).

1 h 2 h Si determina h2: = − ⋅ + ⋅ ⋅ =0.5 1 ( 1 8 12 1) 2 h Fr h 0.745 m

Al termine della vasca si realizza una controsoglia in modo da avere risalto annegato all’interno della vasca. Perché ciò si verifichi occorre che questa controsoglia abbia un altezza tale che l’altezza d’acqua subito a monte di essa sia maggiore dell’altezza coniugata del risalto h2.

Sulla controsoglia la corrente scorre con un altezza pari a quella critica hc:

= =3 2 g q hc 0.30 m

L’energia specifica sopra la controsoglia e quindi anche subito a monte di essa è : = ⋅ = c c h H 2 3 0.45 m

Pertanto l’altezza subito a monte della controsoglia (h3) è pari a :

c h z h =Δ + ⋅ 2 3

3 Δz=altezza della controsoglia

Tale altezza, come detto in precedenza deve essere maggiore di ; imponendo

l’uguaglianza tra queste due altezze si ricava il valore minimo dell’altezza della controsoglia che consente di avere un risalto annegato.

2 h 2 3 2 3 h h z h =Δ + ⋅ c = → Δz+0.45=0.745 → Δz 0.295 m

(21)

Si realizza quindi una controsoglia alta 35 cm. =

Δz 0.35 m

La lunghezza della vasca di dissipazione è pari a sei volte l’altezza del risalto:

= − ⋅

=6 (h2 h1)

L 3.94 m

Si realizza una vasca lunga 4.2 metri.

Cassa 3

Si è scelto di realizzare la vasca di dissipazione a livello del piano di campagna della cassa stessa (in rilevato), senza realizzare bacini di dissipazione in depressione, per evitare il ristagno dell’acqua.

Dati :

¾ Portata massima sfiorata : Q = 9.71 m /s 3

¾ Larghezza sfioratore : L = 70 m

¾ Battente medio sullo sfioratore : h0 =0.20 m

¾ Altezza soglia rispetto al piano vasca : H = 1.40 m

= =

B Q

q 0.139 m /s (portata sfiorata per unità di larghezza) 2

Per calcolare l’altezza d’acqua al termine della soglia sfiorante ( ) si è utilizzata l’equazione della curva caratteristica ad energia specifica costante, ipotizzando che non vi fosse dissipazione d’energia sullo sfioratore. Tale equazione dà due soluzioni, quella che interessa è ovviamente quella relativa al campo delle correnti veloci.

1 h ) ( 2 0 1 1 g H h h h q= ⋅ ⋅ ⋅ + − → h1 = 0.025 m = = = 067 . 0 327 . 0 1 1 h q v 5.56 m/s

(22)

= ⋅ = 1 1 1 h g v

Fr 11.22 al termine della soglia la corrente è veloce

Più a valle la corrente è lenta, pertanto si forma un risalto. E’ bene contenere il risalto all’interno della vasca di dissipazione poiché dove esso è localizzato si creano una serie di vortici che possono dar luogo a fenomeni erosivi. Il risalto è delimitato da due altezze d’acqua (altezze coniugate), una nel campo delle correnti veloci ( ) e l’altra nel campo delle correnti lente ( ).

1 h 2 h Si determina h2: = − ⋅ + ⋅ ⋅ =0.5 1 ( 1 8 12 1) 2 h Fr h 0.38 m

Al termine della vasca si realizza una controsoglia in modo da avere risalto annegato all’interno della vasca. Perché ciò si verifichi occorre che questa controsoglia abbia un altezza tale che l’altezza d’acqua subito a monte di essa sia maggiore dell’altezza coniugata del risalto h2.

Sulla controsoglia la corrente scorre con un altezza pari a quella critica hc:

= =3 2 g q hc 0.125 m

L’energia specifica sopra la controsoglia e quindi anche subito a monte di essa è : = ⋅ = c c h H 2 3 0.188 m

Pertanto l’altezza subito a monte della controsoglia (h3) è pari a :

c h z h =Δ + ⋅ 2 3

3 Δz=altezza della controsoglia

Tale altezza, come detto in precedenza deve essere maggiore di ; imponendo

l’uguaglianza tra queste due altezze si ricava il valore minimo dell’altezza della controsoglia che consente di avere un risalto annegato.

2 h

(23)

2 3 2 3 h h z h =Δ + ⋅ c = → Δz+0.188=0.38 → Δz 0.192 m

Si realizza quindi una controsoglia alta 25 cm. =

Δz 0.25 m

La lunghezza della vasca di dissipazione è pari a sei volte l’altezza del risalto:

= − ⋅

=6 (h2 h1)

L 2.13 m

(24)

3.4

Conclusioni

La presente tesi ha avuto come oggetto lo studio idrologico ed idraulico del bacino del Rio Ralla, bacino facente parte del comprensorio di bonifica del Bientina, zona da sempre particolarmente delicata da un punto di vista idraulico.

Il sistema presenta infatti allo stato attuale un’insufficienza nei riguardi degli eventi duecentennali; in particolare la Fossa Nuova, in cui il Rio Ralla confluisce, non è in grado di ricevere il picco di portata proveniente dal bacino.

L’obiettivo proposto è stato quindi di ridurre questo picco invasando temporaneamente il volume d’acqua in eccesso.

Per ottenere questo risultato sono state inserite tre casse di laminazione in derivazione che sono in grado di limitare la portata a 10 m3

/s, valore che, secondo

gli studi effettuati dalla H.S. s.r.l. è compatibile con il reticolo idrografico a valle.

Con questo intervento, abbinato ad una risagomatura diffusa delle sezioni e ad un modesto rialzamento generale degli argini, è stato possibile anche mettere in sicurezza il centro abitato di Porcari, attraversato dal Rio Ralla, e le intersezioni con le importanti vie di comunicazione presenti sul bacino.

Nello studio degli interventi proposti si è inoltre cercato di porre attenzione alla loro fattibilità pratica e alla loro inseribilità nel contesto attuale della zona.

Figura

Figura 3.1: Profilo liquido allo stato attuale dovuto ad una pioggia di 2.5 ore con Tr=200 anni
Tabella 3.1 : Dati delle casse per una pioggia di 2.5 re
Figura 3.2: Profilo liquido a seguito degli interventi proposti (pioggia duecentennale di 2.5 h)
Figura 3.3: Profilo liquido lungo lo sfioratore della cassa 1
+4

Riferimenti

Documenti correlati

Based on numerous interviews with key actors from Sirte and on both warring sides, this paper analyses how the strategic importance of Sirte has evolved since Haftar’s LAAF

Le motivazioni di questa differenza sono da ricercarsi principalmente nella percezione della fonte che gli utenti hanno: diverse ricerche hanno dimostrato infatti come

• Malaysia: As part of a comprehensive strategy aimed at preventing and countering violent extremism and countering terrorism in Malaysia, the government has set up

Il titolo di questa tesi di laurea riprende solo la seconda parte della frase, negandone di fatto il significato complessivo: all’Opera Bevilacqua La Masa infatti la

La legittimazione ad una tale politica espansionistica sarebbe stata facilmente individuata nel modello della politica imperialistica di Francia, Inghilterra, o

The present study examines the evolution of one of Vladimir Nabokov’s bilingual texts, from the Russian novel Kamera Obskura to its English self-translation, published under the

Coming to terms with these parameters of our understanding means not only to understand the social world as a product of history but also to understand historical reality itself

Le previsioni di scenario per il trading delle azioni si basano sull’abilità di anticipare i trend a rialzo e ribasso. Per quanto riguarda invece l’attività di trading