Lezione HEC-RAS_ Parte II

Corso diPROGETTAZIONE DI OPERE IDRAULICHEPROGETTAZIONE DI OPERE IDRAULICHE

Il software HECIl software HEC--RAS RAS UNICAL, 17 dicembre 2009

Ing. Vincenzo De Matteis

martedì 22 dicembre 2009 Il software HEC RAS 1

Il software HECIl software HEC--RASRASCorso di PROGETTAZIONE DI OPERE IDRAULICHE

S iS i

Il software HECIl software HEC RAS RAS UNICAL, 10 dicembre 2009

SommarioSommario

4 Geometria delle aste fluviali (geometric data)4.14.1 Sviluppo schema rete idrografica: inserimento aste e giunzioniSviluppo schema rete idrografica: inserimento aste e giunzioni4 24 2 Inserimento se ioniInserimento se ioni4.24.2 Inserimento sezioniInserimento sezioni4.3 Inserimento attraversamenti4.4 Inserimento opere idrauliche (trasversali e longitudinali)

4.4.1 Opere trasversali4.4.2 Opere longitudinali

4 5 G ti d ti t i i tt l t b ll4.5 Gestione dati geometrici attraverso le tabelle4.6 Importazioni dati geometrici4.7 Utilità per la gestione dati geometricip g g


4 Geometria delle aste fluviali (Geometric Data)4 Geometria delle aste fluviali (Geometric Data)

Corso di PROGETTAZIONE DI OPERE IDRAULICHE

Sviluppo schema rete idrografica: inserimento aste e Sviluppo schema rete idrografica: inserimento aste e giunzionigiunzioni

Inserimento sezioniInserimento sezioniInserimento attraversamentiInserimento opere idrauliche (trasversali e longitudinali)

O t liOpere trasversaliOpere longitudinali

Gestione dati geometrici attraverso le tabelleGestione dati geometrici attraverso le tabelleImportazione dati geometrici


4 Geometria delle aste fluviali (Geometric Data)


4.3 Inserimento attraversamenti4.3 Inserimento attraversamenti

La procedura di inserimento degli attraversamenti si compone delleseguenti fasi:

fA. apertura finestra di inserimento degli attraversamenti;B. immissione di un nuovo attraversamento;C. inserimento geometria impalcato;g p ;D. inserimento scarpate terrapieno;E. inserimento pile ponte;F l i d l d ll di l l d d ttF. selezione del modello di calcolo da adottare.




4.3 Inserimento attraversamentiA) Apertura finestra di inserimento degli attraversamentiA) Apertura finestra di inserimento degli attraversamenti

G t i D tG t i D t B id C l tB id C l tGeometric DataGeometric DataBridge Culvert Bridge Culvert




4.3 Inserimento attraversamentiA) Apertura finestra di inserimento degli attraversamentiA) Apertura finestra di inserimento degli attraversamenti




4.3 Inserimento attraversamentiB) Immissione di un nuovo attraversamentoB) Immissione di un nuovo attraversamento

Occorre inserire preventivamente quattro sezioni opportunamente distanziate dall'attraversamentoOccorre inserire preventivamente quattro sezioni opportunamente distanziate dall'attraversamento.La distanza tra le sezioni d valle (Le) è calcolata come prodotto tra rapporto di espansione e lunghezza media di ostruzione (media tra AB e CD) ilunghezza media di ostruzione (media tra AB e CD) i cui valori sono desumibili dalla tabella

Rapporto di espansioneRapporto di espansione

in funzione di:rapporto di restringimento di sezione (l/L);rapporto tra la scabrezza delle golene e quello dell'alveo attivo (Kg/Ka);( g );pendenza (S) espressa in piedi su miglia

In ogni caso il valore dato a Le non deve essere eccessivo altrimenti le perdite per espansione non

7eccessivo altrimenti le perdite per espansione non sarebbero correttamente modellizzabili. Il valore di Lc è assunto pari alla media tra AB e CD.



4.3 Inserimento attraversamentiB) Immissione di un nuovo attraversamentoB) Immissione di un nuovo attraversamento

OptionsOptions Add a BridgeAdd a BridgeOptions Options Add a Bridge Add a Bridge and/or a Culvertand/or a Culvert




4.3 Inserimento attraversamentiC) Inserimento geometria impalcatoC) Inserimento geometria impalcato





Geometric DataGeometric DataBridge Culvert Bridge Culvert Deck/Roadway Deck/Roadway

Di t di t t il t di t d l t Distance: distanza tra il paramento di monte del ponte e la sezione immediatamente a monte.

Width: larghezza dell'impalcato in senso longitudinale. WeirCoef: coefficiente da utilizzare nella formula dello

stramazzo. Upstream/Downstream: definisce la geometria

dell'impalcato attraverso il profilo del paramento di monte e di valle.

U.S./D.S. Embankment SS: pendenza del terrapieno di accesso al ponte, lato monte/valle, espressa come distanza orizzontale sul dislivello.

Max Allowable Submergence: valore massimo dellaMax Allowable Submergence: valore massimo della percentuale di impegno della sezione del ponte in altezza.

Submergence Criteria: seleziona il metodo da utilizzare per ridurre il coefficiente dello stramazzo autilizzare per ridurre il coefficiente dello stramazzo a causa del livello idrico di valle.

Min Weir Flow El: specifica un valore minimo della quota di energia a monte.




4.3 Inserimento attraversamentiD) Inserimento scarpate terrapienoD) Inserimento scarpate terrapieno






Inserite le spalle del ponte (scarpate terrapieno) nel caso esse impegnino una parte della sezione del corsod'acqua è necessario tenere conto del fatto che ci sarà una porzione inattiva dal punto di vista del deflusso

delle acque della sezione posta subito a valle e di quella subito a montedelle acque della sezione posta subito a valle e di quella subito a monte.

I tratti indicati con AB e CD non partecipano aldeflusso.





Geometric DataGeometric Data Cross Section Data Cross Section Data Options Options Ineffective Flow AreaIneffective Flow Area

NormalNormaldue aree inattive sulle duedue aree inattive sulle due

Multiple BlocksMultiple Blockspiù zone inattive anchepiù zone inattive anchedue aree inattive sulle due due aree inattive sulle due

spondespondepiù zone inattive anche più zone inattive anche lontano dalle spondelontano dalle sponde




4.3 Inserimento attraversamentiE) Inserimento pile del ponteE) Inserimento pile del ponte

Geometric DataGeometric DataBridge Culvert Bridge Culvert Pier Pier

Add/Copy/delete Add/Copy/delete Aggiunge/copia/cancella

una pila

Centerline Station Centerline Station distanza progressiva lungo

la sezione dove è posizionato l'asse della pila

tabella di inserimento della larghezza della sezione per tratti attraverso coppie di larghezza (Pier WidthPier Width) e

Inserimento di materiale flottante che si accumuli a ridosso delle pile del ponte nel calcolo del profilo di corrente. Per far ciò occorre spuntare l'ozione

“Apply floating debris to this pierApply floating debris to this pier” e quindig zz ( )altezza corrsipondente

(ElevationElevation) lato monte e lato valle (Upstream/Downstream.Upstream/Downstream.

“Apply floating debris to this pierApply floating debris to this pier” e quindi inserire larghezza (Debris WidthDebris Width) ed altezza

(Debris HeightDebris Height) del materiale che is accumula.




4.3 Inserimento attraversamentiE) Inserimento pile del ponteE) Inserimento pile del ponte

Nel caso l'attraversamento (ponte o tombino) sia inclinato, con θθ angolo di inclinazione della strutturarispetto alla direzione della corrente allora il deflusso delle acque può risultare disturbato.

θθ << 2020°° non si verificano particolari disturbi al deflusso; θθ >> 2020°° deflusso disturbato e quindi la portata transitabile in corrispondenza dell'attraversamento

diminuisce.




4.3 Inserimento attraversamentiE) Inserimento pile ponteE) Inserimento pile ponte

Geometric DataGeometric Data Bridge Culvert Bridge Culvert Options Options Bridge/Culvert Bridge/Culvert

Skew Bridge (and XS's)Skew Bridge (and XS's)

O i i l' l di i li i d ll'i l d lOccorre inserire l'angolo di inclinazione dell'impalcato del ponte “Deck Roadway and abutments skew angle (0Deck Roadway and abutments skew angle (0--45 45

deg)deg)” ed eventualmente quello delle pile “Pier skew angle Pier skew angle (0(0--45 deg)45 deg)”, occorre inoltre spuntare le opzioni “Skew Skew

Tutte le distanze progressive risultano diminuite in quanto la struttura è stata proiettata su un piano (( g)g) , p pz

Upstream/Downstream XS the same amount as the deckUpstream/Downstream XS the same amount as the deck” nel caso che le sezioni prossime al ponte rispettivamente a

monte e a valle abbiano la stessa inclinazione del ponte rispetto alla direzione della corrente

perpendicolare al senso della corrente

martedì 22 dicembre 2009 Il software HEC RAS 17rispetto alla direzione della corrente



4.3 Inserimento attraversamentiF) Selezione del modello di calcolo da adottareF) Selezione del modello di calcolo da adottare

Si possono verificare due casi:

Deflusso libero quando il corso d'acqua, passando sottol'attraversamento, si comporta come un canale a cielo apertop p

Deflusso in pressione, al contrario, si ha quando la corrente entra incontatto con l'intradosso dell'attraversamento.





Il deflusso libero (lowlow flowflow) può avvenire in tre modi diversi:

la corrente di monte è lenta e tale si mantiene anchenell'attraversamento (Classe A);( )

la corrente di monte è lenta ed il restringimento dovuto alla presenzadell'attraversamento provoca un passaggio per la profondità critica(risalto idraulico) (Classe B).In questo caso è necessario effettuare la simulazione in regime di

correntecorrentemista (Mixed Flow Regime Mode);

la corrente è veloce e si mantiene tale anche nel passaggio sottop ggl'infrastruttura (Classe C).





I metodimetodi didi calcolocalcolo previsti per il deflussodeflusso liberolibero e trattati in questo corso sono: energia (Energy); momento (Momentum), occorre inserire il parametro Cd funzione della forma delle pile momento (Momentum), occorre inserire il parametro Cd funzione della forma delle piledel ponte;

Yarnell (Yarnell), occorre inserire il parametro K funzione della forma delle pile delponte;

NN..BB..:: se si selezionano più metodi è necessario specificare quello che da la maggiore perdita di energiaspuntando la casella contrassegnata con “HighestHighest EnergyEnergy AnswerAnswer”


spuntando la casella contrassegnata con HighestHighest EnergyEnergy AnswerAnswer




N l di d fl i i (hi hhi h flfl ) i d it i iNel caso di deflusso in pressione (highhigh flowflow), si possono avere due situazionidiverse:

a) la corrente tocca l'impalcato del) pponte ma il deflusso avviene tuttoin pressione

b) si ha tracimazione dell'impalcatob) si ha tracimazione dell impalcatoe quindi il deflusso avviene inparte in pressione e in parte comesfioro da una briglia





I metodimetodi didi calcolocalcolo previsti per il deflussodeflusso inin pressionepressione e trattati in questo corsosono:

solo energia (Energy only); pressione e stramazzo (Pressure and/or Weir), occorre inserire i valori del

coefficiente per la soluzione delle equazioni del flusso in pressione Cd, essovaria tra 0 27 e 0 5 se la luce del ponte non è completamente impegnatavaria tra 0.27 e 0.5 se la luce del ponte non è completamente impegnata(Submerged Inlet Cd) mentre assume il valore 0.8 nel caso di impegnocompleto della luce del ponte (Submerged Inlet + Outlet Cd), ed il valore dellap p ( g ),distanza tra l'intradosso del ponte e il profilo della sezione sul paramento dimonte del ponte.





Geometric DataGeometric Data Bridge Culvert Bridge Culvert Bridge Modelling Approch EditorBridge Modelling Approch Editor


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