Costruzioni idrauliche 2 (River Engineering) - Temi svolti

Name: Costruzioni idrauliche 2 (River Engineering) - Temi svolti
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La raccolta contiene 4 temi svolti riferiti al corso di River Engineering (Costruzioni Idrauliche 2), comprendendo i 4 argomenti principali trattati; è presente inoltre un'applicazione …

Esame Costruzioni idrauliche 2

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Salandin Paolo

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2014-2015

140 pagine

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Costruzioni idrauliche 2 - River engineering - Temi svolti

Argomenti trattati

Diversione delle portate (33 pagine)
Cassa di espansione (28 pagine)
Opera di presa (39 pagine)
Sistemazione a briglie di un torrente (33 pagine)
Studio dell'andamento del livello di un lago con canale in entrata e uno in uscita (6 pagine)

Costruzioni idrauliche 2 - River engineering - Temi svolti

Diversione delle portate (33 pagine)
Cassa di espansione (28 pagine)
Opera di presa (39 pagine)
Sistemazione a briglie di un torrente (33 pagine)
Studio dell'andamento del livello di un lago con canale in entrata e uno in uscita (6 pagine)

Insegnamento di River engineering - A.A. 2012-13

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l'Ambiente ed il Territorio

Prof. Paolo Salandin

9 Settembre 2013

Allievo ingegnere: .................................. Matr: .........

Consegnati n. ... fogli di relazione e n. ... tavole grafiche

Diversione delle portate

Si deve provvedere alla diversione delle piene del corso d'acqua illustrato nello schema planimetrico allegato, caratterizzato in tutto il tratto considerato dalle seguenti caratteristiche medie: sezione trapezia larga alla base 60 m, incassata di circa 5 m sotto il piano campagna, con scarpa sinistra e destra 1,75:1, pendenza di fondo pari allo 0,2%.

Fig. 1: Schema planimetrico del tratto di corso d'acqua interessato dalla diversione.

Nella sezione di diversione la quota del piano campagna è 78,30 m s.l.m., e 1315 m più a valle, un ponte con spalle verticali in alveo restringe la larghezza della sezione a soli 40 m, valore insufficiente per garantire il libero deflusso della portata bicentenaria Q=780 m³/s. Per essere il ponte intimamente connesso al tessuto urbano non è possibile modificarlo e deve essere opportunamente ridotta la portata che transita nel centro abitato per garantire gli usuali franchi idraulici nei confronti delle sponde e della quota di sottotrave del ponte, che si localizza circa 0,50 m sopra il piano campagna.

A tal scopo l'Allievo deve dimensionare un canale diversivo con opera di presa nella sezione caratterizzata dall'ascissa curvilinea 0, scegliendo opportunamente la portata da diversione e la sezione di restituzione. Ovviamente il tracciato del diversivo dovrà essere esterno ai limiti del centro abitato, dove comunque le quote del piano campagna degradano con regolarità seguendo il tracciato medio del fiume.

Sono noti:

Il coefficiente di Gauckler-Strickler K_s=38 m^1/3/s
Le caratteristiche geotecniche medie del materiale presente in loco caratterizzato da coesione trascurabile, angolo interno d'attrito φ=32º, peso specifico γ=20,5 kN/m³, porosità n=0,30, d₁₀=0,0002 m, d₅₀=0,0026 m, d₉₅=0,0048 m

L'Allievo ingegnere provveda al dimensionamento delle opere da realizzare (opera di presa, canale diversivo e opera di restituzione) al fine di garantire il corretto funzionamento del sistema, sviluppando le verifiche necessarie. Descriva inoltre l'insieme e le varie parti con rappresentazioni grafiche in scala adeguata e redigendo una breve relazione tecnica che illustri le principali verifiche idrauliche e di stabilità.

N.B. Tutti i dati non specificati eventualmente necessari per lo sviluppo del progetto, devono essere ragionevolmente assunti.

Esercizio: Diversione delle portate

Introduzione

Al fine di controllare la portata in ingresso ad un centro abitato, si realizzano opere di diversione che derivano parte della portata proveniente da monte per poi restituirla opportunamente a valle del detto abitato stesso. Stabilita dapprima la portata da derivare, in seguito si progetteranno i manufatti di derivazione e confluenza e l'estensione e le caratteristiche geometriche del canale di diversione, in seguito dovranno effettuate tutte le verifiche statiche ed idrauliche necessarie.

1. Definizione della portata da derivare

1.1. Valutazione del tirante di moto uniforme nel canale

La sezione del canale è mostrata:

A_trapezio = ½ y² (m_sx + m_dx) + b y
P_trapezio = b + y (√(1 + m_sx²) + √(1 + m_dx²))
B = b + y (m_sx + m_dx)

L'esercizio parte dalla definizione dell'evento di progetto, fissato un prefissato il valore al colmo della piena Qc per un tempo di ritorno Tr prescelto, in questo esercizio non è nota la forma dell'onda di progetto ma è di retta una volta il colmo.

Q_c = 780 m³/s

Q_o: Portata che può transitare attraverso le corti dell'alveo da definire

Q_d: Portata che deve derivata nel canale di derivatore

Volendo definire le tirante di m...

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