Relazione del corso di Sistemazione dei bacini idrografici

CALCOLO PORTATA CRITICA POST-SISTEMAZIONE 0,219

D84 (m)

0,096

ic 9,50

B (m) 2 3

h (m) A (m ) C (m) R (m) h/d Ks v (m/s) Qc (m /s)

84

0,09 0,898 9,69 0,093 0,432 9,0 0,574 0,515

0,33 3,127 10,16 0,308 1,503 18,8 2,659 8,316

0,38 3,571 10,25 0,348 1,716 19,6 3,008 10,741

Tabella 27. Calcoli della portata critica

Si procede quindi al calcolo della portata solida, prendendo come riferimento i dati riferibili

all’idrogramma liquido per tempi di ritorno di 200 anni, calcolati in precedenza e riportati in tabella

20.

Per il calcolo della portata solida nel caso della relazione non viene utilizzata la formula 45, ma una

per cui l’equazione è:

τ

sua semplificazione che trascura lo sforzo tangenziale critico c,

1,6

= 2,5 ∗ ∗ (47)

dove q è la portata liquida; tale equazione vale solo nel caso in cui q>q .

c

moltiplicata all’intervallo di tempo

Il volume della portata solida infine equivale alla portata solida Q s

∆t considerato, di 600 secondi nel caso della relazione.

48

Nelle seguenti tabelle viene riportato l’andamento delle portate solide e dei volumi solidi ottenuti, in

seguito, in figura 33 viene riportato il sedimentogramma di progetto.

Δ (sec) 600 Δ (sec) 6538

t t

i (m/m) 0,200 i (m/m) 0,096

0 0

Situazione ANTE SISTEMAZIONE Situazione POST SISTEMAZIONE

t Qs(io) Vs(io) t Qs(ic) Vs(ic)

3 3 3 3

(sec) (m /s) (m ) (sec) (m /s) (m )

0 0,34 206,62 0 0,11 63,85

10 0,34 206,62 10 0,11 63,85

20 0,35 207,44 20 0,11 64,10

30 0,36 213,40 30 0,11 65,94

40 0,39 235,87 40 0,12 72,89

50 0,59 352,29 50 0,18 108,86

60 1,08 647,76 60 0,33 200,17

70 1,76 1058,28 70 0,55 327,03

80 2,47 1482,28 80 0,76 458,05

90 3,12 1872,54 90 0,96 578,65

100 3,60 2162,87 100 1,11 668,37

110 3,79 2271,86 110 1,17 702,05

120 3,57 2139,35 120 1,10 661,10

130 2,67 1602,21 130 0,83 495,11

140 1,67 999,17 140 0,51 308,76

150 1,12 671,17 150 0,35 207,40

160 0,74 442,47 160 0,23 136,73

170 0,46 277,31 170 0,14 85,69

180 0,35 208,46 180 0,11 64,42

3 3

V (m ) 17257,97 V (m ) 5333,05

tot tot

Tabella 28. Andamento della portata solida e del volume dei sedimenti nel tempo per la

situazione di pre-sistemazione e post-sistemazione. Evidenziate in rosso le portate al colmo

Come si può notare dai valori di portata solida al colmo si assiste ad una diminuzione del 69%,

3 3

passando da 3,79 m /s a 1,17 m /s, cosi come i volumi di sedimenti al colmo che passa da 2271,86

3 3

m a 702,05 m . 49

Sedimentogramma

6,00 25,00

5,00 20,00

4,00 15,00 /S)

3,00

/S) 3

(m

3

Qs(m 10,00 Ql

2,00 5,00

1,00

0,00 0,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Tempo (intervalli di 10 minuti)

Portata solida (pre-sostemazione) Portata solida (post-sistemazione) Portata liquida

Figura 33. Sedimentogramma di progetto per le condizioni pre-sistemazione e post-

sistemazione

50

PROGETTAZIONE DI UN’OPERA DI CONSOLIDAMENTO TIPO

7.

La tipologia di opere da realizzare nel tratto del torrente Rio Battisti è quella delle briglie di

consolidamento disposte a gradinata, una semplice raffigurazione è riportata in figura 34.

Figura 34. Schema esemplificativo di briglie disposte a gradinata

La funzione di tali opere è quella di ritenzione del materiale trasportato dalla corrente a monte delle

opere, in modo da creare un letto di fondo con una pendenza inferiore rispetto a quella originale e

creare inoltre una maggiore stabilità dei versanti.

Al fine di impedire un’erosione laterale del corso d’acqua in corrispondenza la briglia è dotata di una

luce di deflusso, detta gaveta (fig.35), che ha la funzione di convogliare le portate di piena entro essa

l’onda di piena non arriva ad erodere il piede delle sponde.

cosicché

Figura 35. Schema esemplificativo della forma della briglia, con particolare della gaveta

La gaveta può avere diverse forme, ma la più usata e di facile realizzazione è quella a forma trapezia,

con un’inclinazione delle sponde di 45° e un’inclinazione della parte superiore delle ali che si

ammorsano nelle sponde del 10%, in modo da contenere anche le piene eccezionali.

Al fine di progettare in modo corretto le briglie si suddividono 2 tipologie di dimensionamento: uno

alla funzionalità dell’opera in

idraulico al fine di soddisfare le condizioni di sicurezza connesse

presenza di corrente idrica e uno statico a fine di soddisfare le condizioni di equilibrio e stabilità

globale della briglia con il coefficiente di sicurezza opportuno ed in relazione alle forze esterne di

progetto. 51

7.1 Dimensionamento idraulico

Una volta scelta la tipologia di opere da realizzare, nel caso della relazione briglie a gradonata a parete

piena con gaveta trapezia, si procede con il calcolo dei parametri idraulici.

Viene subito riportata l’immagine 36 al fine di comprendere al meglio i passaggi che verranno

effettuati e le variabili calcolate.

Figura 36. Raffigurazione dei fattori di dimensionamento idraulico di una briglia

Il primo parametro da considerare sono le dimensioni della gaveta, tendendo in considerazione che

l’altezza totale della briglia è stata assunta di 3,5 m.

risulta solitamente essere pari alla metà della larghezza dell’alveo e viene

La larghezza del gaveta

posta in centro alla briglia, in questo modo tutto il flusso delle portate di piena viene canalizzato al

centro del corso d’acqua, evitando i pericoli di aggiramento e di erosione al piede delle sponde; quindi

essendo l’alveo del torrente di larghezza 9,5 metri, si assume una larghezza superiore di base della

gaveta di 5 metri, la larghezza superiore verrà calcolata conseguentemente.

L’altezza della gaveta viene determinata con la seguente equazione:

2/3

ℎ = 0,7 ∗ (48)

rappresenta la portata unitaria del corso d’acqua , ovvero la portata che transita in una sezione

dove q

di 1 m della gaveta, per trovare la portata totale tale valore va moltiplicato per la larghezza di base

della gaveta. risulta che l’altezza

Dalla formula 48 della gaveta è di 1,83 m, a cui va sommato un franco di 0,02 m,

per cui l’altezza risulta essere di 1,85 m. 52

Essendo un metodo empirico, deve essere confermato da un metodo che considera più fattori; viene

l’utilizzo della seguente formula:

quindi utilizzato un procedimento iterativo che prevede

2 1 1

3 ( )]

= 1,705 ∗ ℎ ∗ [ + ℎ + +

2 (49)

5 ∝

Tale procedimento prevede di inserire valori di altezza della gaveta fino ad inserire quel valore di

altezza tale per cui la portata risulti uguale alla portata di progetto calcolata in precedenza, che nel

3

caso della relazione risulta essere di 21,1 m /s.

Con tale metodologia l’altezza della gaveta risulta essere di 1,73 m, a cui va sempre aggiunto il franco

per cui l’altezza di gaveta corretta e che viene utilizzata nel dimensionamento

di 0,02 m, idraulico

risulta essere di 1,75 m.

Viene riportata in seguito la tabella riportante i calcoli effettuati al fine di individuare tale altezza di

gaveta: Q progetto 21,1 Altezza idrologica Verifica Q progetto

3

(m /s)

Alfa (°) 60 1,73 21,1

Beta (°) 60

Franco (m) 0,02 Altezza corretta 1,75

Tabella 29. Calcolo iterativo per la determinazione dell’altezza della gaveta

La determinazione della larghezza superiore della gaveta è ora possibile e va calcolata tenendo conto

dell’inclinazione delle sponde laterali della gaveta, per cui l’equazione risulta essere:

ℎ

= + 2 ∗ ( ) (50)

∝

Dall’equazione la larghezza superiore della gaveta risulta essere di 7,00 m.

Si procede ora a dimensionare lo spessore del coronamento, ovvero lo spessore della briglia in

corrispondenza della gaveta. e prevede l’utilizzo

Vi sono diversi metodi empici per il suo calcolo, il primo è quello proposto da Zoli

dell’abaco riportato in figura 37, consiste nel determinare l’incrocio fra i valori di altezza del corpo

briglia Z (riportato alle ordinate) e di altezza della gaveta h, rappresentata da una serie di rette oblique,

ed infine stabilire a che valore corrisponde nell’asse delle ascisse, rappresentante lo spessore b,

l’equazione che riassume tale metodo è la seguente:

(0,1

= 0,7 + ÷ 0,2) ∗ (51)

L’equazione fornisce un valore di spessore del coronamento pari a 1,05 m.

53

Figura 37. Grafico per il dimensionamento dello spessore al coronamento con il metodo Zoli

si basa sul criterio della stabilità dell’ala, e lo spessore del coronamento è

Il secondo metodo invece

definito dalla seguente equazione: = 0,7 ∗ ℎ (52)

Dove h è l’altezza della gaveta. Da questa equazione risulta uno spessore al coronamento di 1,22 m.

L’ultimo metodo considerato è quello proposto da Romiti, il quale utilizza la seguente equazione:

= 0,8 + (2 ∗ ) (53)

84)

lo spessore del coronamento risulta essere di 1,42 m.

Per il dimensionamento dello spessore al coronamento si è scelto di utilizzare un valore medio dei 3

risultati trovati, per cui si assume un valore pari a 1,25 m.

Un altro parametro da considerare è lo spessore della base della briglia, ai fini del calcolo di tale

fattore sono state utilizzate 2 diverse formule.

La prima, proposta da Zoli, si riconduce al grafico di figura 37 e lo spessore della base è definito dalla

curva dell’altezza della gaveta e l’altezza della briglia; dall’incrocio risulta essere bari a 2,80 m.

La seconda invece, proposta da Romiti, prevede un calcolo che risulta valido solo nel caso in cui nello

; l’equazione è la

2

spigolo di monte si ammetta una tensione di trazione ammissibile di 0,5 kp/cm

seguente: 2

+ 3ℎ −

√ (54)

=∗ + ℎ + 4,55

è l’altezza della briglia, l’altezza della gaveta

dove z h e S lo spessore del coronamento.

Tale equazione porta ad uno spessore della base di 3,21 m.

54

Avendo calcolato 2 valori di spessore della base, si prende come valido quello risultante dalla media

tra i 2 valori, ovvero di 3,00 m.

L’ultimo passaggio è quello di dimensionare le fondazioni della briglia, definire le dimensioni del

gorgo a valle della briglia e la distanza della controbriglia, come mostrato in figura 36.

Si è quindi innanzitutto calcolata la profondità massima del gorgo (t) a valle della briglia, che

corrisponde anche con l’altezza della controbriglia, la qual