Progettazione idraulica - relazione

Station B D S Q Q

φ

st 50 g s s

[m] [-] [m] [-] [m /s] [Kg/s]

3

0085 50.32 2.01∙10 0.03125 2.65 2.25∙10 22.500

−2 −2

0084 33.97 6.44∙10 0.03125 2.65 4.86∙10 4.8600

−3 −3

0083 34.25 1.61∙10 0.03125 2.65 1.22∙10 12.200

−2 −2

0082 47.25 2.86∙10 0.03125 2.65 3.01∙10 3.0100

−3 −3 48

Capitolo 5

0081 58.65 1.65∙10 0.03125 2.65 2.16∙10 2.1600

−3 −3

0080 30.71 1.01∙10 0.03125 2.65 6.87∙10 6.8700

−2 −3

0079 37.54 3.54∙10 0.03125 2.65 2.95∙10 2.9500

−3 −3

0078 19.46 7.40∙10 0.03125 2.65 3.20∙10 3.2000

−3 −3

0077 18.31 5.38∙10 0.03125 2.65 2.19∙10 2.1900

−3 −3

0076 20.01 9.98∙10 0.03125 2.65 4.44∙10 4.4400

−3 −3

0075 19.56 1.38∙10 0.03125 2.65 5.99∙10 5.9900

−2 −3

0074 18.84 1.11∙10 0.03125 2.65 4.64∙10 4.6400

−2 −3

0073.5 Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge

0073 20.02 1.74∙10 0.03125 2.65 7.73∙10 7.7300

−2 −3

0072 23.41 2.70∙10 0.03125 2.65 1.41∙10 14.100

−2 −2

0071 25.58 1.41∙10 0.03125 2.65 8.02∙10 8.0200

−2 −3

0070 26.47 3.20∙10 0.03125 2.65 1.88∙10 18.800

−2 −2

0069 17.07 1.10∙10 0.03125 2.65 4.19∙10 41.900

−1 −2

0068 14.37 3.64∙10 0.03125 2.65 1.16∙10 116.20

−1 −1

Tabella 5. 5: Trasporto solido totale nelle varie sezioni durante il passaggio del picco di piena per Tr = 30 anni.

Station B D S Q Q

φ

st 50 g s s

[m] [-] [m] [-] [m /s] [Kg/s]

3

0085 66.45 2.34∙10 0.03125 2.65 3.45∙10 34.500

−2 −2

0084 34.74 1.17∙10 0.03125 2.65 9.06∙10 9.0600

−3 −3

0083 35.60 2.66∙10 0.03125 2.65 2.10∙10 21.000

−2 −2

0082 54.55 3.08∙10 0.03125 2.65 3.74∙10 3.7400

−3 −3

0081 69.89 2.02∙10 0.03125 2.65 3.15∙10 3.1500

−3 −3

0080 44.02 1.06∙10 0.03125 2.65 1.03∙10 10.300

−2 −2

0079 49.68 3.78∙10 0.03125 2.65 4.17∙10 4.1700

−3 −3

0078 20.40 1.10∙10 0.03125 2.65 5.00∙10 5.0000

−2 −3

0077 19.53 9.20∙10 0.03125 2.65 4.00∙10 4.0000

−3 −3

0076 21.14 1.62∙10 0.03125 2.65 7.60∙10 7.6000

−2 −3

0075 19.76 2.26∙10 0.03125 2.65 9.90∙10 9.9000

−2 −3

0074 19.35 1.85∙10 0.03125 2.65 7.94∙10 7.9400

−2 −3

0073.5 Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge

0073 21.01 3.25∙10 0.03125 2.65 1.52∙10 15.200

−2 −2 49

Capitolo 5

0072 24.18 4.67∙10 0.03125 2.65 2.51∙10 25.100

−2 −2

0071 29.01 2.72∙10 0.03125 2.65 1.75∙10 17.500

−2 −2

0070 29.71 5.22∙10 0.03125 2.65 3.45∙10 34.500

−2 −2

0069 31.28 1.01∙10 0.03125 2.65 7.00∙10 70.000

−1 −2

0068 27.01 3.07∙10 0.03125 2.65 1.85∙10 185.00

−1 −1

Tabella 5. 6: Trasporto solido totale nelle varie sezioni durante il passaggio del picco di piena per Tr = 100 anni.

Station B D S Q Q

φ

st 50 g s s

[m] [-] [m] [-] [m /s] [Kg/s]

3

0085 69.10 2.72∙10 0.03125 2.65 4.17∙10 41.700

−2 −2

0084 36.22 1.53∙10 0.03125 2.65 1.23∙10 12.300

−2 −3

0083 36.35 3.38∙10 0.03125 2.65 2.73∙10 27.300

−2 −2

0082 60.63 3.09∙10 0.03125 2.65 4.17∙10 4.1700

−3 −3

0081 73.81 2.23∙10 0.03125 2.65 3.66∙10 3.6600

−3 −3

0080 45.60 1.13∙10 0.03125 2.65 1.14∙10 11.400

−2 −2

0079 71.00 2.90∙10 0.03125 2.65 4.58∙10 4.5800

−3 −3

0078 20.83 1.33∙10 0.03125 2.65 6.16∙10 6.1600

−2 −3

0077 20.29 1.18∙10 0.03125 2.65 5.33∙10 5.3300

−2 −3

0076 22.55 1.93∙10 0.03125 2.65 9.68∙10 9.6800

−2 −3

0075 20.47 2.70∙10 0.03125 2.65 1.23∙10 12.300

−2 −2

0074 20.97 2.18∙10 0.03125 2.65 1.02∙10 10.200

−2 −2

0073.5 Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge Bridge

0073 21.48 4.68∙10 0.03125 2.65 2.23∙10 22.300

−2 −2

0072 24.59 6.19∙10 0.03125 2.65 3.38∙10 33.800

−2 −2

0071 30.34 3.68∙10 0.03125 2.65 2.48∙10 24.800

−2 −2

0070 30.14 6.96∙10 0.03125 2.65 4.66∙10 46.600

−2 −2

0069 31.53 1.33∙10 0.03125 2.65 9.32∙10 93.200

−1 −2

0068 27.22 3.87∙10 0.03125 2.65 2.34∙10 234.00

−1 −1

Tabella 5. 7: Trasporto solido totale nelle varie sezioni durante il passaggio del picco di piena per Tr = 200 anni.

Tr = 30 anni Tr = 100 anni Tr = 200 anni

Station Q [m /s] Q [kg/s] Q [m /s] Q [kg/s] Q [m /s] Q [kg/s]

3 3 3

s s s

0070 5.0000 0.3977 5.0000 0.3977 5.0000 0.3977

0070 5.1600 0.4261 5.1600 0.4261 5.1600 0.4261

50

Capitolo 5

0070 7.9300 0.7125 7.9300 0.7125 7.9300 0.7125

0070 9.8000 0.8547 9.8000 0.8547 9.8000 0.8547

0070 9.9900 0.8674 9.9900 0.8674 9.9900 0.8674

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8684

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.000 0.8689

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8684 10.110 0.8718

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8677 10.670 0.9055

0070 10.000 0.8684 10.220 0.8824 12.100 1.0127

0070 10.000 0.8684 11.060 0.9354 14.890 1.2804

0070 10.000 0.8684 13.030 1.1024 19.330 1.6873

0070 10.010 0.8679 16.640 1.4467 25.550 2.3340

0070 10.630 0.9055 21.720 1.9087 33.170 3.4202

0070 12.710 1.0738 28.060 2.6239 41.860 4.8169

0070 16.210 1.4026 35.260 3.7286 51.340 6.6373

0070 20.460 1.7851 43.000 5.0447 61.500 9.0364

0070 25.310 2.3017 51.150 6.6124 72.520 11.238

0070 30.580 3.0023 59.780 8.7154 83.550 13.378

0070 35.990 3.8368 68.510 10.444 95.070 15.366

0070 41.530 4.7539 78.250 12.378 106.60 17.333

0070 47.190 5.8282 87.330 14.067 118.23 19.450

0070 53.000 7.0384 96.760 15.688 130.01 21.876

0070 58.950 8.5497 106.14 17.266 141.79 24.382

0070 65.030 9.7342 115.49 18.927 153.53 26.788

0070 71.270 10.996 125.05 20.883 164.77 29.527

0070 78.280 12.398 134.61 22.852 175.93 32.198

0070 83.820 13.397 143.95 24.786 186.59 34.779

51

Capitolo 5

0070 90.020 14.538 153.02 26.687 196.67 37.061

0070 96.230 15.574 161.69 28.785 206.38 39.600

0070 102.51 16.611 169.93 30.788 215.73 42.161

0070 108.58 17.666 178.01 32.733 224.61 44.627

0070 115.22 18.800 185.44 34.500 232.05 46.600

0070 114.78 18.757 184.05 34.143 229.53 45.916

0070 109.99 17.878 175.65 32.120 218.37 42.860

0070 102.48 16.587 162.89 28.986 202.01 38.409

0070 92.820 14.967 146.54 25.238 180.95 33.383

0070 80.210 12.692 125.25 20.817 153.61 26.744

0070 65.700 9.8359 100.02 16.129 123.10 20.342

0070 50.090 6.3826 73.930 11.469 90.470 14.542

0070 34.880 3.6616 50.450 6.4228 60.600 8.8158

0070 22.770 1.9832 32.130 3.2406 38.180 4.1624

0070 14.770 1.2496 20.250 1.7419 23.640 2.0815

0070 10.920 0.9153 13.530 1.1360 15.060 1.2757

0070 10.080 0.8698 10.670 0.8975 11.050 0.9213

0070 10.010 0.8676 10.060 0.8689 10.110 0.8701

0070 10.000 0.8683 10.000 0.8677 10.010 0.8680

0070 10.000 0.8684 10.000 0.8683 10.000 0.8690

Tabella 5. 8: Trasporto solido totale nella sezione PE0070 per Tr = 30, 100 e 200 anni.

5.4 Considerazioni sui risultati

La stima del trasporto solido è stata dunque effettuata sulla base di due diversi metodi;

uno utilizzato per il calcolo del trasporto solido al fondo (Schoklitsch) e l’altro (Engelund-

Hansen) per quello totale.

In aggiunta a tali formulazioni sono state anche impiegate le relazioni proposte da Meyer-

Peter Müller e da Ackers & White utilizzate per la stima del trasporto al fondo e totale,

rispettivamente, le quali tuttavia hanno restituito valori di portata solida incompatibili con

quelli ritenuti realistici.

Il motivo è legato al fatto che il trasporto solido è un fenomeno di estrema complessità e

ciò può comportare il raggiungimento di risultati anche molto discordanti tra loro, in base

alla metodologia applicata fra le varie disponibili in letteratura. 52

Capitolo 5

Nel caso in esame la formulazione di Engelund-Hansen ha restituito, come atteso, valori di

portata solida maggiori rispetto alla formula di Schoklitsch in quanto il trasporto solido

totale è rappresentato dalla somma del trasporto al fondo e di quello in sospensione e

quest’ultimo comprende sia la sospensione di materiale presente sul fondo dell’alveo sia la

componente di wash-load.

Il wash-load, tuttavia, essendo costituito da materiale fine non direttamente correlabile con

le caratteristiche idrauliche della corrente non viene considerato dalle relazione empiriche

suddette.

Inoltre dal confronto tra la Tabella 5. 4 e la Tabella 5. 8 è possibile osservare che mentre

la portata solida al fondo si innesca per valori del deflusso idrico pari a Q 14 m /s, il

3

≃

trasporto solido totale si attiva anche per valori ben inferiori Q 5 m /s.

3

≃

Ciò, pur considerando le ovvie discrepanze di risultati derivanti dall’adozione di due

formule empiriche diverse, può essere spiegato osservando che, come si evince dalla

curva granulometrica, oltre ad una componente più grossolana, l’armour layer del corso

d’acqua è costituito anche da una componente sabbiosa (-0.5 < < 4) che anche per

φ

bassi valori della portata liquida entra direttamente in sospensione senza contribuire al

trasporto solido al fondo.

È infine importante sottolineare che entrambe le formulazioni adottate restituiscono valori

di portata solida abbastanza uniformi in tutto il tratto oggetto di studio con maggiore

rilevanza nelle sezioni terminali di esso e nella sezione iniziale.

Da tale analisi in realtà è necessario escludere proprio la sezione iniziale e quella finale i

cui valori di trasporto solido eccessivamente superiori alle altre sezioni sono

probabilmente da imputare all’influenza delle condizioni a contorno imposte per la

simulazione in HEC-RAS, visto il mancato riscontro sul campo di caratteristiche

morfologiche ed idrauliche capaci di generare valori così elevati di trasporto.

In conclusione si riportano di seguito le scale di deflusso della portata solida per eventi con

tempi di ritorno di 30 (Figura 5. 3), 100 (Figura 5. 4) e 200 anni (Figura 5. 5) relative alla

sezione PE0070. 53

Capitolo 5

Scala di deflusso della portata solida

(sezione PE0070)

48.4

48.2