Costruzioni Idrauliche Appunti

Appunti delle lezioni del corso di:

COSTRUZIONI IDRAULICHE M – Prof. A. Brath – Laurea Magistrale in Ingegneria Civile, Bologna.

Indice:

1. DEFLUSSI dei corsi d’acqua e IDROLOGIA. Tecniche di misura ed elaborazioni. Curve di durata delle portate. Derivazione delle portate da un corso d’acqua: caratteristica idrologica e di concentrazione di un corso d’acqua, Deflusso Minimo Vitale (DMV) – PAG. 2
2. MODELLISTICA MATEMATICA della trasformazione AFFLUSSI-DEFLUSSI. Modelli ad evento e globali, a parametri distribuiti o concentrati, calibrazione dei modelli afflussi-deflussi. Le piene fluviali: formazione dell’onda, idrogramma unitario istantaneo, modelli lineari di trasformazione, modelli dell’invaso e della corrivazione, modelli lineari e stazionari, modelli in serie e in parallelo. – PAG. 20
3. ANALISI di FREQUENZA delle PIENE. Le grandezze idrologiche come variabili aleatorie. La metodologia statistica applicata all’analisi delle serie idrologiche. Elaborazioni su campioni. Distribuzioni di probabilità per l’analisi delle variabili idrologiche continue e discrete. Stima delle portate di piena: analisi delle serie storiche, il concetto di tempo di ritorno. Stima delle portate massime con metodi diretti: metodi statistici, formule empiriche. Tecniche di analisi regionale della frequenza delle piene. Stima delle portate massime con metodi indiretti: il concetto di evento critico, stima dell’evento critico per modello cinematice e per il modello del serbatoio lineare. – PAG. 49
4. LAMINAZIONE delle PIENE. Equazioni generali della laminazione, leggi di efflusso dai serbatoi per scarichi semplici e composti, la laminazione ottimale, evento critico per la laminazione. Evento critico nel caso della laminazione ottimale e stima dei volumi di laminazione ottimale con il metodo dell’invaso e della corrivazione. Modelli di simulazione per la stima del volume di laminazione in casi complessi. Distribuzione di probabilità delle portate laminate. – PAG. 83
5. SISTEMAZIONE dei CORSI d’ACQUA MONTANI. Richiami e complementi di idraulica delle correnti a pelo libero. Classificazione dei corsi d’acqua: fiumi, torrenti, fiumi torrentizi e relative problematiche. Correnti in alvei erodibili e trasporto solido. Caratteristiche dei sedimenti ad inizio del moto (criterio di Shields). Torrenti di scavo e torrenti di trasporto. Sistemazione delle aste torrentizie. Calcolo della pendenza di correzione del torrente. Calcolo idraulico dei bacini di dissipazione in scavo e a risalto. Briglie di trattenuta o selettive. Briglie a fessura: funzionamento idraulico. Verifiche di stabilità globale ed al dimensionamento delle briglie. Tecniche di ingegneria naturalistica nella sistemazione dei corsi d’acqua montani. – PAG. 96
6. BONIFICHE IDRAULICHE. Inquadramento normativo. I consorzi di bonifica. Tipologie per la bonifica: colmata e prosciugamento. Costipamento e delimitazione del comprensorio di bonifica. Calcolo idraulico delle reti di bonifica. Verifica delle reti con il metodo dell’invaso. Progettazione delle reti di bonifica. – PAG 135
7. Nozioni avanzate sulle RETI DRENAGGIO URBANO. Tipologia delle reti per il drenaggio urbano. Il controllo degli scarichi. Limiti allo scarico ed inquinamento delle acque meteoriche. Definizione della portata di taglio. Scaricatori di piena: tipologie costruttive, funzionamento idraulico e criteri di dimensionamento. Tipologie degli scaricatori: laterali, scaricatori a salto, derivatori frontali, scaricatori a vortice. Opere di accumulo temporaneo: vasche di prima pioggia e vasche volano. Inserimento delle vasche di prima pioggia e volano in reti esistenti. Schemi costruttivi delle vasche. Tipologie diffuse per il controllo degli scarichi: pozzi filtranti, pavimentazioni permeabili, tetti verdi, invasi modulari. – PAG. 158
8. DIGHE e TRAVERSE. Regimi fluviali e regolazione dei deflussi. Opere di sbarramento. Dighe (tipologie) e traverse. – PAG. 178

IDROLOGIA

BILANCIO IDROLOGICO A SCALA PLANETARIA

EVAPORAZ. 125 cm

PRECIPITAZIONE. 72 cm

TERRE EMERSE 30% area tot

OCÉANI 70% area tot

PRECIPITAZIONE: 0.7. 112 cm + 0.3. 72 cm ≈ 100 cm

EVAPORAZIONE: 0.3. 41 cm + 0.7. 125 cm ≈ 100 cm

PIOVOSITÀ ANNUALE IN ITALIA: 950 mm/ANNO

• ALTEZZA DI PRECIPITAZIONE: h [mm] L'acqua piovana che si accumula su una superf. ci pianta ed impermeabile in un assegnato tempo di durata Δt
• INTENSITÀ DI PIOGGIA MEDIA: i [mm/h] i = _h/^Δt
• IETOGRAMMA: andamento dell'intensitá disp. iputazione nel tempo

es. h = 240 mm, Δt = 2 gg i = 5 mm/h

RELAZIONE TRA PORTATE E LIVELLI

Si assume che per una data sez. I essa relazione bionivoca tra portate e livelli (la SCALA DELLE PORTATE) che permette di trasfor.nare le osservazioni di H₂O in osservazioni di portata.

hp:

• sez. PRISMATICA (che si ripeta uguale ovunque) e L=∞ (suff. lunga)
• ALVEO a PENDENZA COST (i=cost)
• si realizza il moto UNIFORME vale quindi la form. moto uniforme (es. MANNING).

Q=k_SAR^2/3 i^1/2

k_S = ₁/ⁿ; A=B·h; R=_B·h/^(B+2h)

se B>>h → R=_B·h/^(B+2h) → R≈h

Q = k_SB_h^5/3i^1/2

Q è α h^5/3

A sinistra:

Scala delle portate:

1. oppure

h

misurando i 2 tempi t e T₀, ricavo la posiz del galleggianto (oltre che la velocita)

Faccio questa misurazione per 4 posizoni del galleggianto = ricavo diagramma velocita.

N.B. minimo la velocita superficiale. Se faccio la_Vm del diagramma ho la stima della

MISURA della VELOCITA con ULTRASUNI

A, B, E stessa se_z trasv. in T C’e’ un tradutore

• T_t: tempo complessivo di A/K

A: posto nella direz. della corrente, B: piu’ a valle gli ultrastassoni vannno da A a B., in B sono riflessi e tornano in A