Riassunti Sistemazione dei bacini idrografici

Previsione progettuale e portata di progetto

Quando si va a fare una previsione progettuale si fa riferimento alla portata di progetto. In alcuni contesti, vanno valutate le portate di piena riferite ad eventi eccezionali, in altri contesti vanno valutate le portate ordinate nei casi di problemi di adduzione.

Definizione di portata

Si definisce portata il volume di acqua che passa in una determinata sezione in un determinato intervallo di tempo:

Q = V

Dato che non è possibile ricavare un valore preciso alla portata, suppongo che questa sia data da un integrale di superficie:

Q_s = ∫∫ σ dA

Dove: σ: componente ai trasporti velocità media locale

Considerazioni sul profilo idraulico

Andando a considerare il profilo idraulico: l'integrale di superficie ci fa pensare ad un processo di misura della portata, dato che prescinde dall'andamento della velocità indipendente dalle caratteristiche della sezione. Le condizioni di moto uniforme si riferiscono ad un fluido ideale caratterizzato dal non avere forze tangenziali che influenzano la cinematica del fluido.

Andando a creare accidenti che si avvicinano alle condizioni di fluido reale, ottengo una variabilità spaziale che punto a punto modifica e motiva per cui il valore di portata come un integrale di superficie si ricava un profilo di velocità del tipo parabolico.

Dato che la mia sezione in un corso d'acqua non sarà mai costante, parlo di un integrale che implicitamente fa concorrere energia:

Q_s = Σ σ_i ΔS_i

Supponendo di avere una sezione del corpo d'acqua, posso calcolare v_i in ogni punto, quindi vado a creare una griglia.

Misure di portata

Quando si va a fare una previsione progettuale si fa riferimento alla portata di progetto. In alcuni contesti vanno valutate le portate di piena, riferite ad eventi eccezionali, in altri casi vanno valutate le portate ordinarie nei casi di problemi di adduzione. Si definisce portata il volume di acqua che passa in una determinata sezione in un determinato intervallo di tempo:

Q = V

Dato che non è possibile ricavare un valore fisso alla portata, suppongo che questa sia data da un integrale di superficie:

Qs = ∫∫ω dv

Dove ω: corrente ai trasporti velocità media locale

Profilo idraulico e misurazione

Andando a considerare il profilo idraulico: l'integrale di superficie ci fa pensare ad un problema di misura della portata. Nel problema del misurato delle velocità, indipendente dalle caratteristiche della sezione. Le condizioni di moto uniforme si riferiscono ad un flusso ideale caratterizzato dal non avere profili tangenziali che influenzano la cinematica del fluido.

Andando a cercare i coefficienti di misura, intanto si considera un'interazione dei liquidi costante, il flusso è pulito ed il profilo tale da ottenere una variabilità spaziale, da punto a punto. È questo il motivo per cui varia la portata come in un integrale di superficie su cui ricavo un profilo di velocità del tipo paraboloide.

Dato che la mia sezione in un corso d'acqua non sarà mai costante, farà parte di un integrale che implicitamente fa concorrenza di infiniti punti, va ora sommativa che implica la concorrenza di un numero finito di punti:

Qs = Σ Vi ΔSi

Supponendo di avere una sezione del corso d'acqua, non posso calcolare V in ogni punto, quindi vado a creare una griglia.

In regime turbolento, la velocità viene istante per istante. Quindi si fa riferimento alla velocità media focale Ji che è quella di cui ci si accorge dopo un certo intervallo Ti, gradini in modo tale che Ji rimanga costante ad un letto. Superato questo arco, punto sulle oscillazioni, quindi non viene valutato istantaneamente ma su un determinato intervallo che ci porta a un valore stabile sulle velocità media focale.

Ji = A/T ∫ Jf dt

Misurazioni e scala di deflusso

Inoltre, l'andamento a parabola delle velocità mi dice che sul fondo la mia velocità cade più rapidamente, quindi ho un gradiente maggiore che mi porta ad aumentare punti di raccolta dati delle griglie sulle sponde. A questo punto, vado a fare le misurazioni di portata in punti dei corsi d'acqua che sono meno disturbati, tirando in linea d'acqua portata ad un determinato tirante.

Ricavo quindi il punto della scala di deflusso (rapporto funzionale portata e tirante); ciò significa che dovrò ripetere le misurazioni per letti minori per ottenere più punti della scala di deflusso nella medesima sezione, facendo poi ottenere la curva di taratura dalla quale ricavare la legge funzionale:

Q = g(h)h

Sezione in deflusso - Scala di deflusso per una sezione chiusa: ad un tirante corrisponde una portata. Scala di deflusso in moto vario: con cipio di piena ed in quale di portata possono corrispondere più valori di tirante. Il posizionamento di misura della portata risulta quindi lungo ed oneroso.