Complementi di Idraulica - Esercitazioni

ACCELLERATA

VA0,880000,860000,840000,820000,800000,780000,760000,74000-100,00000 0,00000 100,00000 200,00000 300,00000 400,00000 500,00000

Successivamente si va a lavorare nel piano "q-h" con l'ipotesi di conservazione di energia (E=Cost.=E) relativa al tirante di moto uniforme che si ha all'inizio. E si è andato a confrontare "q" (relativa alla sezione con b=9m) con la "q" ricavanta nel grafico:

2 max3h q q [m /s]c max 20.8605 2.5591 3.3333q2 > q max

In tal caso "q > q" risulta essere maggiore e dunque il restringimento nel caso in esame è forte.

Successivamente si procede con il calcolo dei seguenti parametri in corrispondenza del restringimento:

h 1.0424

c2E 1.5635822

Si uguagliano sempre per la conservazione E' 1.563582 dell'energia, cioè l'energia alla quale deve arrivare la corrente per defluire sotto il ponte.

h' 1.4013741

Dove "h" è il nostro h di

rigurgito e si può determilarlo anche graficamente:

Dunque, nel caso di ristringimento forte, la corrente da VELOCE ACCELLERATA attraverso un risaltro idraulico deve diventare LENTA per poter rigurgitare (incrementando il suo consumo energetico) e poter defluire sotto il ponte. 'Si va a calcolare la S in corrispondenza del "h" e di "h", per poter assicurarci che il RISALTO sia TOT u 1a MONTE: h [m] Su totMONTE 0.7587 132732.7043 S MONTEVALLE 1.4014 169111.0609 TOTDopo di che si procede con la costruzione del profilo di corrente, sia a monte che a valle:Ds [m] 0.5 CORRENTE LENTA RITARDATA2 2 c gg xg[m] h (s-Ds)[m]ss grafico[m] s [m] h [m] [m ] hm [m] Fr R [m] J Sv [m /s] tot496.0000 0.0 1.401374 16.816488 1.401374 1.783963 0.481143 14.802748 1.136038 0.001326 1.396329 0.700687 0.695642 168278.789811495.5000 -0.5 1.396329 16.755948 1.396329 1.790409 0.483753 14.792658 1.132721 0.001341 1.391277 0.698165 0.693113 167643.242226…461.0000 -35.0

1.010805 12.129661 1.010805 2.473276 0.785424 14.021610 0.865069 0.003665 1.003738 0.505403 0.498335 133496.162113460.5000 -35.5 1.003738 12.044852 1.003738 2.490691 0.793734 14.007475 0.859887 0.003746 0.996530 0.501869 0.494661 133169.877230460.0000 -36.0 0.996530 11.958360 0.996530 2.508705 0.802361 13.993060 0.854592 0.003832 0.989164 0.498265 0.490899 132849.276346

Ds [m] 0.5 CORRENTE VELOCE ACCELLERATA2 2 c [m] h (s-Ds)[m]ss grafico[m] s [m] h [m] [m ] hm [m] Fr R [m] Jv [m /s]504.0000 0.0 0.850473 10.205670 0.850473 2.939542 1.017689 13.700945 0.744888 0.006319 0.811800504.5000 0.5000 0.811800 9.741595 0.811800 3.079578 1.091270 13.623599 0.715053 0.007324 0.807201…618.0000 114.0000 0.758749 9.104982 0.758749 3.294899 1.207699 13.517497 0.673570 0.009080 0.758748618.5000 114.5000 0.758748 9.104981 0.758748 3.294900 1.207699 13.517497 0.673570 0.009080 0.758748619.0000 115.0000 0.758748 9.104980 0.758748 3.294900 1.207699 13.517497 0.673570 0.009080 0.758748

Localizzato il

risalto: Localizzato il risalto, si va a tracciare il profilo di corrente, riportando anche la linea di fondo del canale (sia in Excel che in HEC-RAS):

Con Excel:

Con Hec-ras:

Successivamente si confrontano, sovrapponendoli:

In seguito, si è proceduto con lo stesso iter progettuale a ricavare il profilo di corrente e la zona di risalto sia per Q = 50 m/s che per Q = 100 m/s.

Con Q=50 m/s:

hu 1.0483

hc 1.2096

hu < hcalveo a forte pendenza

E 1.853496

mh 1.4653

c2E 2.1979612

E' 2.197961

mh' 1.9699401

h [m] Su tot

MONTE 1.0483 263416.3255

VALLE 1.9699 334172.0418

S MONTETOT

Risalto idraulico:

Con Excel:

Con HEC-RAS:

Sovrapposizione dei grafici:

Con Q=100 m/s:

hu 1.6411

hc 1.9201

hu < hcalveo a forte pendenza

E 2.955309

mh 2.3260

c2E 3.4890452

E' 3.489045

mh' 3.1270901

h [m] Su tot

MONTE 1.6411 666309.4604

VALLE 3.1271 842062.2426

S MONTETOT

Risalto idraulico:

Con Excel:

Con HEC-RAS:

Sovrapposizione dei grafici:

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DELLAZIO MERIDIONALE

CORSO DI

IDRAULICA AMBIENTALE / COMPLEMENTI DI IDRAULICA

ESERCITAZIONE N.3 - PASSAGGIO TRA LE PILE DI UN PONTE

DOCENTE: Prof. Ing. Angelo Leopardi

Anno Accademico 2020/2021

ESERCITAZIONE n.3

1. Passaggio tra le pile di un ponte

Un tratto di un corso d'acqua, della lunghezza L = 3000 m, è caratterizzato da una sezione approssimativamente rettangolare, della larghezza di 12 m, e da una pendenza longitudinale pari a i = (0.001+X/10000). Il fondo e le sponde del corso d'acqua sono composte da materiale avente la granulometria della sabbia. Nella sezione di valle è presente una sezione di controllo, che impone il passaggio della corrente in stato critico.

A metà del tratto considerato è prevista la costruzione di un ponte, avente la sezione trasversale riportata in figura e con una carreggiata di 8 m (profondità nella direzione longitudinale del corso d'acqua).

Nell'ipotesi di dissipazioni trascurabili nel passaggio attraverso le pile del ponte, si

Per ghiaia, è stato scelto questo valore ugualmente per scopi puramente didattici in quanto con K maggiori si avevano problemi con la tipologia di alveo, poiché sarebbe uscito, nuovamente un alveo a forte pendenza (esercitazione_2), e da assegno la seguente esercitazione serviva appunto per lo studio di un restringimento in un alveo a debole pendenza.

Primo passo dell'esercitazione è stato quello di determinare i valori di tirante di stato critico "h" e il valore del tirante di moto uniforme "h". A tal fine si va a realizzare la scala di deflusso per poter determinare "h". Quindi si imposta una tabella con i valori di "h", "s", "c", "R", "Q" ed "E" in m3e "v"; dove si è partiti da un h=0.1 fino ad arrivare al valore di h in cui ci si trova la Q=10 m/s. Questo sarà il nostro "h".

Deteminare h u2 3h [m] χ [m]

“h ” si stabilisce la tipologia di alveo. In tal caso h >h , dunque si hau c u cun ALVEO A DEBOLE PENDENZA.Si procede con il tracciare il profilo di corrente:

12.00000 5.80406 12.96734 0.44759 0.00241 0.00233 0.63497 0.00393 -0.00053 -7.40189 -5.117460.49367 12.00000 5.92406 12.98734 0.45614 0.00225 0.00218 0.63890 0.00429 -0.00038 -11.18779 -7.401890.50367 12.00000 6.04406 13.00734 0.46467 0.00211 0.00205 0.64319 0.00462 -0.00025 -18.64697 -11.187790.51367 12.00000 6.16406 13.02734 0.47316 0.00198 0.00189 0.64781 0.00783 -0.00009 -85.62670 -18.646970.52931 12.00000 6.35166 13.05861 0.48640 0.00180 0.00090 0.65564 -0.65564 0.00090 -728.48441 -85.626700.52931 -1500.00000

Si riportano i valori di s – h in un grafico e si nota che si tratta di una CORRENTE LENTAACCELLERATA

Successivamente si va a lavorare nel piano “q-h” con l’ipotesi di conservazione di energia(E=Cost=E ) relativa al tirante di moto unifome che si ha all’inizio.

mE si è andato a conforntare “q ” (relativa alla sezione con b=9m) con la “q ” ricavanta nel grafico:2 max3h q q [m /s]c max 20.4137 0.9013 1.1111

In tal caso