Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

IL MOTO UNIFORME (the uniform flow)

GAUCKLER - STRICKLER 2/13/2Hs iRKv

iRP

Ai

Hw

wo

DARCY - WEISBACH g2

v

R4i

2

H

COLEBROOK - WHITE

HR471,3

e

Re

51,2log2

1

H

R4vRe

6

H

10Re

m101R

s/m45,0v

IN FIUMI E CANALI

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

SCABREZZA DI FIUMI E CANALI

Qualit della superficie Scabrezza assoluta

e (10-4 m) Strickler

sK (m1/3s-1) CANALI APERTI ( HR 1,00 m)

Rivestiti con: - conglomerati bituminosi - mattoni - calcestruzzo - pietrame ad opera incerta - pietre (a seconda del tipo, della profondit e velocit)

Scavati o dragati: - in terra diritti e uniformi - in terra con curve abbastanza uniformi - in terra senza manutenzione o in roccia CORSI DACQUA MINORI ( HR 2,00 m, larghezza in piena < 30 m): - con sezioni abbastanza regolari - con sezioni irregolari e impaludamenti - torrenti con pochi massi - torrenti con grossi massi CORSI DACQUA MAGGIORI ( HR 4,00 m, larghezza in piena > 30 m): - con sezioni regolari senza massi e siepi - irregolari con sezioni accidentate AREE GOLENALI ( HR 1,00 m) - a pascolo - coltivate - con vegetazione spontanea

590 1090 390

----------

7557 7257 7757 5020

3015

6030 5020 5020

----------

4520 2515 3520 2515

----------

4530 3020

---------- 4020 5020 3020

6/190

sd

26K

n

1Ks

MANNING

2/13/2H iRn

1v

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

SCABREZZA DI FIUMI E CANALI

Qualit della superficie Scabrezza assoluta

e (10-4 m) Strickler

sK (m1/3s-1) CANALI APERTI ( HR 1,00 m)

Rivestiti con: - conglomerati bituminosi - mattoni - calcestruzzo - pietrame ad opera incerta - pietre (a seconda del tipo, della profondit e velocit)

Scavati o dragati: - in terra diritti e uniformi - in terra con curve abbastanza uniformi - in terra senza manutenzione o in roccia CORSI DACQUA MINORI ( HR 2,00 m, larghezza in piena < 30 m): - con sezioni abbastanza regolari - con sezioni irregolari e impaludamenti - torrenti con pochi massi - torrenti con grossi massi CORSI DACQUA MAGGIORI ( HR 4,00 m, larghezza in piena > 30 m): - con sezioni regolari senza massi e siepi - irregolari con sezioni accidentate AREE GOLENALI ( HR 1,00 m) - a pascolo - coltivate - con vegetazione spontanea

590 1090 390

----------

7557 7257 7757 5020

3015

6030 5020 5020

----------

4520 2515 3520 2515

----------

4530 3020

---------- 4020 5020 3020

6/190

sd

26K

n

1Ks

MANNING

2/13/2H iRn

1v

65432l n)n+ n + n + n + (n = n

Condizioni del canale Valori

Materiale dellalveo

Terra Roccia tagliata Ghiaia fine Ghiaia grossolana

n1 0,020 0,025 0,024 0,028

Grado di irregolarit

Liscio Minore Moderato Severo

n2 0,000 0,005 0,010 0,020

Variazione della sezione

Graduale Con alternanza occasionale Con alternanza frequente

n3 0,000 0,005

0,0100,015 Effetto relativo

delle ostruzioni

Trascurabile Minore Apprezzabile Severo

n4 0,000 0,0100,015 0,0200,030 0,0400,060

Vegetazione Bassa Media Alta Molto alta

n5 0,0050,010 0,0100,025 0,025-0,050 0,050-0,100

Tortuosit Minore Apprezzabile Severa

n6 1,000 1,150 1,300

Degree of meandering

Bed material

Variation in channel cross section

Degree of irregularity

Effect of obstruction

Amount of vegetation

Cowans, 1989

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SEZIONI COMPOSTE

3/2Hs

3/2Hs RKtcosRKi

vEmm

mHm

mm

m RPAA

3/2

H3/2

m2/3

sm

3/2

3/2

m2/3

sm

3/2

RKP

P

KP

A

i

v

m

m

m3/2

mHmm

m ARKsJ

QC m mCJ

QC

23m

2m

3m

AC

AC

A

33

dA)'vv(vA

1

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INTEGRAZIONE PROFILI A MOTO PERMANENTE

23/4H

2s

2

ARK

QJ

xJJ2

1EE 1nnn1n

gA2

QzyE

2

1n1n EEE

0ydy

EdEE

1n

1ny1n

y

xdy

dJ

2

1

gA

bQ1

xJJ2

1EE

dy/Ed

Ey

1n

1n3

1n

1n2

1nnn1n

1n

y 1n

Gradually varied flow

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

INTEGRAZIONE PROFILI A MOTO PERMANENTE

23/4H

2s

2

ARK

QJ

xJJ2

1EE 1nnn1n

gA2

QzyE

2

1n1n EEE

0ydy

EdEE

1n

1ny1n

y

xdy

dJ

2

1

gA

bQ1

xJJ2

1EE

dy/Ed

Ey

1n

1n3

1n

1n2

1nnn1n

1n

y 1n

Gradually varied flow

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CANALI COLLETTORI DI PORTATA

)Ji(Adx

dSw

L

0wvL

0wmdx)x(J)x(ASidx)x(AS

dxPdSSidxAS w

JRHw

LALA

0i0i

Channel with lateral inflow

side-channel spillway

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

CANALI COLLETTORI DI PORTATA

)Ji(Adx

dSw

L

0wvL

0wmdx)x(J)x(ASidx)x(AS

dxPdSSidxAS w

JRHw

LALA

0i0i

Channel with lateral inflow

side-channel spillway

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Universit di Padova

CANALI COLLETTORI DI PORTATA

)Ji(Adx

dSw

L

0wvL

0wmdx)x(J)x(ASidx)x(AS

dxPdSSidxAS w

JRHw

LALA

0i0i

Channel with lateral inflow

side-channel spillway

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CONFLUENZE: IL TORRENTE ARDO (PIAVE)

11

21

211

w1 ybg

Q

2

ybS

22

22

222

w2 ybg

Q

2

ybS

)cy(bg

QS

33

23

w3

iL2

ybybG 2211w

6

)yyyy)(bb(R

2221

2112

w

NELLIPOTESI DI ANDAMENTO LINEARE DEL PROFILO L

x)yy(yy 121

231 SRGcosSS

E TRASCURANDO LATTRITO SUL FONDO

Junctions: the example of Ardo (Piave) stream

Hypothesis: linear behavior of the profile

and by neglecting the shear stress

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IL RISALTO IDRAULICO

211

2 F8112

1

Y

Y

FORTE9F

STABILE

OSCILLANTE

95,4F

5,45,2F

DEBOLE

ONDULATO

5,27,1F

7,11F

RISALTOFROUDE

1

1

1

1

1

21

321

1 F81116

F813

Y

H

The hydraulic jump

undular

weak broken

with instability

stable broken

strong broken

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LOCALIZZAZIONE DEL RISALTO 1/2

z)H(HYg2

qY oo2

1

2

1

211

2 F8112

1

Y

Y

23

2

3222

2

2Yg2

qYHz

Yg2

qY c22

2

2

2 Y2

3Hz

Yg2

qY

CORRENTE LENTA A VALLE CORRENTE VELOCE A VALLE

Localization of the hydraulic jump 1/2

Subcritical downstream conditions Supercritical downstream conditions

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LOCALIZZAZIONE DEL RISALTO 2/2

c212 Y5,1HHHH

CASO b) c212 Y5,1HHH

CASO a)

b/br s

21

321

121 F81116

F813HH

y

H

Localization of the hydraulic jump 2/2

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LOCALIZZAZIONE DEL RISALTO 2/2

CASO b) c212 Y2

3HHH CASO a)

2/3

21

3212

11

s

F81116

F813

2

F1F

8

27

b

br

2/321

1s

2

F1F

8

27

b

br

2/3

2

21

2

2

121

1

2

r

F

2

3

y

y

2

F

y

y

211

2 F8112

1

Y

Y

Localization of the hydraulic jump 2/2

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LOCALIZZAZIONE DEL RISALTO 2/2

CASO b) c212 Y2

3HHH CASO a)

2/3

21

3212

11

s

F81116

F813

2

F1F

8

27

b

br

2/321

1s

2

F1F

8

27

b

br

2/3

2

21

2

2

121

1

2

r

F

2

3

y

y

2

F

y

y

211

2 F8112

1

Y

Y

Localization of the hydraulic jump 2/2

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LOCALIZZAZIONE DEL RISALTO CON GRADINO NEGATIVO

21

2

11

2

12

2 F1y

z

y

y

yy2

y

21

2

1

2

1

2

12

2 F1