Lezione 6 di Geotecnica

GEOLOGIA – DIGHE

La DIGA è un’opera di sbarramento a una valle o a un corso d’acqua ed è costruita per:

• Creare una riserva d’acqua da poter utilizzare per molteplici fini (produzione di energia, irrigazione, uso potabile o

industriale) a seconda delle necessità e senza dipendere dalle precipitazioni meteoriche o dal regime del corso

d’acqua;

• Regolare le portate fluviali (moderare le piene e integrare le portate naturali nei periodi di

• magra);

• Intercettare il corso di un fiume e facilitare la captazione dell’acqua fino alla portata che si intende derivare;

• Trattenere i materiali solidi trasportati dal corso d’acqua (briglie)

TIPOLOGIE

In base alle modalità costruttive gli sbarramenti possono essere distinti in:

1. SBARRAMENTI MURARI

a. DIGHE A GRAVITÀ: si oppongono alla spinta dell'acqua con il proprio peso, predominano gli sforzi

compressivi.

Possono essere:

a gravità massiccia

- a gravità alleggerita: formate da un sistema di speroni, o contrafforti, di forma opportuna e

- convenientemente spaziati, i quali sostengono la parete di ritenuta. (alleggeriscono l struttura

a cemento armato)

Si distinguono in dighe:

- a speroni

- a volte multiple

- a lastre

-

b. DIGHE AD ARCO:

la pressione idrostatica, per l'effetto arco, viene scaricata sulle spalle della stretta da sbarrare. Anche la parte

laterale deve contenere la spinta per scaricare sulle spalle parte della spinta

Diga ad arco-gravità

- Diga a doppia curvatura

-

2. SBARRAMENTI IN MATERIALE SCIOLTO: (dimensioni enormi rispetto agli altri)

in terra

- in muratura a secco

- in pietrame (scogliere)

-

3. DIGHE DI SUBALVEO

Dighe sotto alveo : l’acqua non vogliamo che filtri e che se ne vada da qualche parte ma la vogliamo in un bacino

quindi metto uno sbarramento in modo tale che si accumuli l’acqua vicino allo sbarramento stesso

4. TRAVERSE FLUVIALI: altezza inferiore a 10m le quali possono essere fisse o mobili

SCELTA DELL'UBICAZIONE DI UNA DIGA DI RITENUTA: fatta inizialmente sulla base di alcuni studi di carattere:

- idrologico: si devono accertare le portate idriche disponibili, le loro variazioni e la loro durata nel tempo in

rapporto al bacino imbrifero sotteso; in pratica si devono studiare:

- tipo ed evoluzione del reticolato idrografico

- volume d'acqua d'afflusso (tramite l'analisi climatologica)

- misure delle portate solide

- quantità d'acqua estraibile

- morfologico-economico: è necessario individuare i luoghi in cui si possa raccogliere il maggior quantitativo

d'acqua con la minima spesa

verifiche da un punto di vista geologico-tecnico e giudizio definitivo sulla fattibilità dell'opera

o

- posizione del serbatoio in funzione di come verranno poi utilizzate le acque; infatti, i serbatoi adibiti a

sfruttamento idroelettrico dovranno essere posti alle massime quote, mentre quelli impiegati per irrigazione,

regolazione di corsi d'acqua e scopo potabile, andranno ubicati a quote minime e il più possibile vicino al luogo

d'impiego dell'acqua stessa.

PROBLEMI GEOLOGICI RELATIVI ALLE DIGHE

1. IMPERMEABILITÀ DELL’INVASO

le acque che si raccolgono a monte dello sbarramento non devono poter sfuggire lateralmente o dal fondo in quantità tali da

rendere l'opera poco conveniente, dal punto di vista economico, o addirittura inutile.

Abbiamo già il bacino e devo capire quanta acqua perdo

CLASSIFICAZIONE DELLE PERDITE:

- limitate: perdite trascurabili in proporzione al volume del lago e al suo regime; non incidono sull'economia del

serbatoio;

- medie: sottraggono cospicue quantità d'acqua al serbatoio senza impedire che questo si colmi; il riempimento

richiede però tempi lunghi che influiscono sull'economia della diga;

- elevate: perdite che impediscono il riempimento del serbatoio sino al livello previsto con gravi conseguenze

economiche

CAUSA DELLE PERDITE:

- permeabilità dei materiali (la permeabilità è la proprietà di un materiale poroso o fessurato di farsi attraversare da

un fluido sotto l'azione di un gradiente di pressione o idraulico)

La tenuta di tale zona è assicurata quando:

• tutta l'area d'invaso è costituita da rocce impermeabili non fessurate;

• la zona d'invaso è costituita da terre sciolte aventi permeabilità molto bassa

• la zona di invaso è costituita da rocce o da terre sciolte permeabili

• le eventuali fratture o faglie presenti sono riempite da materiale impermeabile;

• le fratture e le faglie hanno giacitura tale per cui le acque vengono convogliate all'interno del bacino.

• Quando è costituita da rocce poco permeabili quando abbiamo terre sciolte con permeabilità basse si

saturano ma la tenuta della zona di rimbalzo è saturata.

• Quando è costituita da rocce o terre sciolte permeabili o impermeabili al di sotto di esse ho una zona

impermeabile

• Se la zona di invaso è costituita interamente o parzialmente da materiali permeabili se abbiamo una faglia

l’acqua qui ci va ma se la faglia è piena di argilla allora diventa come se fosse impermeabile.

- disposizione dei piani di stratificazione, scistosità, fratturazione per definire i rapporti idrogeologici esistenti tra il

serbatoio e le valli attigue, in quanto si possono identificare eventuali vie preferenziali di scorrimento delle acque.

- presenza di condotti carsici: Se si è in presenza di condotti carsici occorre valutare se le perdite sono tali da

compromettere il riempimento del serbatoio o se le cavità hanno un modesto sviluppo e possono essere

impermeabilizzate con iniezioni di cemento o con la realizzazione di diaframmi impermeabili.

Se ho carsismo che crea anche grotte ho problemi seri perché devo riempire zona di acqua e non riesco ad arrivare

al bacino

- presenza di un'antica conca lacustre suggerisce l'esistenza sul fondovalle di argille lacustri e sedimenti poco

permeabili. Tuttavia, per determinare in modo univoco la buona tenuta del serbatoio occorre accertare le cause

dello svuotamento del lago, se è avvenuto per esempio per l'apertura di vie sotterranee o per erosione della soglia, e

determinare il livello raggiunto dall'antico specchio d'acqua; tutto ciò per evitare che si ricreino le condizioni tali da

ripetere il fenomeno di svuotamento.

- andamento della piezometria: si deve capire lo scambio tra livello del lago e piezometrica: si fa sia per questioni di

stabilità sia per capire l’acqua nelle zone limitrofe (come acqua viene afferrata dal pozzo)

Caso a) qui il livello piezometrico più alto è quello del versante

Caso b) il livello I è la posizione prima della costruzione dell’invaso, il livello II è la posizione massima

dell’invaso e qui non abbiamo problemi di tenuta

- presenza di paleoalvei: l'esistenza di un doppio alveo rappresenta un grosso problema in quanto occorre riempirlo

di materiale impermeabile o addirittura chiuderlo con un ulteriore sbarramento per evitare che l'acqua trovi un'altra

via d'uscita.

- stile tettonico influenza notevolmente la circolazione idrica sotterranea in prossimità dell'invaso.

- Devo vedere se pieghe allontana acqua (anticlinale) o la convoglia (sinclinale) e se la trattiene (sinclinale,

favorevole) o no

LA TENUTA DELL'INVASO È ASSICURATA QUANDO:

- la superficie freatica si innalza sui lati della conca sino a un livello superiore a quello di massimo invaso;

- eventuali spartiacque sotterranei sono posti sempre a quote superiori rispetto a quelle di massimo invaso per

evitare che si trasformino in sfioratori.

- Ci sono numerose sorgenti

Individuazione delle perdite:

Al fine di limitare le perdite dei serbatoi, si devono e