Tav.2 - Rel Idraulica

8/13/2019 Tav.2 - Rel Idraulica

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OPERE DI DIFESA ALLAPICE DEL CONOIDE SUL TORRENTE LESINA NEI

COMUNI DI DELEBIO E ANDALO VALTELLINO - RELAZIONE IDRAULICA

1 PREMESSA ........................................................ ............................................................ .......................................... 2

2 DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI IN ALVEO ........................................................... ................................. 3

3 VERIFICHE IDRAULICHE DI MOTO PERMANENTE.................................................. ................................. 6

3.1 M ODELLO DI CALCOLO UTILIZZATO ....................................................... ........................................................... ... 6 3.2 C ONDIZIONI DI CALCOLO ................................................... ........................................................... ....................... 7

3.2.1 Geometria dellalveo .......................................................... ........................................................... ............. 7 3.2.2 Portata defluente................................................................. ........................................................... ............. 7 3.2.3 Condizioni al contorno ....................................................... ........................................................... ............. 7 3.2.4 Scabrezza ........................................................ ........................................................... ................................. 8

3.3 S IMULAZIONI IDRAULICHE EFFETTUATE .......................................................... .................................................. 13 3.4 O UTPUT DEI CALCOLI IDRAULICI ........................................................... ........................................................... . 13 3.5 S INTESI DEI RISULTATI ....................................................... ........................................................... ..................... 13

3.5.1 Ante operam...................... ............................................................ ........................................................... . 13 3.5.2 Post Operam ................................................... ........................................................... ............................... 14 3.5.3 Interrimento .................................................... ........................................................... ............................... 15

4 COMPATIBILITA IDRAULICA DEL NUOVO PONTE ........................................................... ..................... 16

5 CONCLUSIONI.............................. ............................................................ ........................................................... . 17

6 ALLEGATI RISULTATI DEI CALCOLI IDRAULICI .................................................. ............................... 18


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1 PREMESSA

La presente relazione specialistica finalizzata alla verifica di compatibilit idraulica degli interventi

di progetto previsti nellalveo del torrente Lesina.

Dal 2004 ad oggi sono stati svolti dagli scriventi professionisti tre studi idraulici sul torrente:

2004: nellambito dellindividuazione delle fasce di rispetto sul reticolo idrico principale sono

state effettuate delle verifiche in moto permanente della tratta compresa tra la brigliaimmediatamente a monte di Torrazza e la passerella pedonale di via Fanfulla da Lodi;

2005: al fine di valutare i possibili effetti della presenza della frana di Canargo, ubicata nella

parte mediana del bacino imbrifero del torrente in sponda sinistra, stato redatto uno

studio geologico idrologico idraulico preliminare;

2006: allo scopo di caratterizzare esaurientemente il fenomeno di propagazione dellonda

di piena nelle condizioni studiate nel 2005 sono state eseguite simulazioni idrauliche di

moto permanente bidimensionale e tridimensionale.

Gli studi sopra elencati hanno permesso di inquadrare compiutamente le problematiche idrauliche

e di trasporto solido di cui possono essere oggetto il torrente Lesina e labitato di Delebio durante

gli eventi di piena.

Gli interventi di progetto sono finalizzati a:

ottenere adeguati franchi idraulici sulla piena centenaria ed evitare esondazioni anche in

concomitanza del transito dellonda di piena prodotta dellerosione dello sbarramento

causato dalla ipotetica frana di Canargo;

creare un volume di invaso per il materiale eroso presso la frana di Canargo che,

nellipotesi pi gravosa, potrebbe essere trasportato verso valle dal torrente in piena.

Nel 2006 - 2007 il torrente Lesina stato oggetto di interventi di manutenzione consistenti nello

sfalcio della vegetazione infestante, in ripristini puntuali di tratte erose, nel rifacimento dello scarico


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2 DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI IN ALVEO

Gli interventi di progetto salienti dal punto di vista idraulico sono:

1. demolizione dellattuale passerella pedonale di via Fanfulla da Lodi e della relativa pila in

alveo;

2. sistemazione del torrente in sponda destra in corrispondenza del nuovo ponte consistente

in:

a. scavo di sbancamento con ampliamento della sezione di deflusso;b. realizzazione di una scogliera in massi intasata in cls a sostegno della banca;

c. rifacimento del muro arginale con separazione dalla fondazione del nuovo ponte;


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La demolizione della passerella pedonale esistente congiuntamente alla sistemazione della

sponda destra consentono di incrementare notevolmente larea utile per il deflusso idraulicorispetto alla situazione attuale.

La realizzazione dellarginatura con le caratteristiche descritte nella relazione generale consente di

ottenere la sicurezza idraulica nel punto oggi maggiormente critico della briglia allingresso del

centro abitato.

La costruzione della briglia selettiva permette di trovare collocazione a circa 6000 m 3 di materiale

proveniente dalla frana di Canargo.

La presa idrica verr ricostituita con le medesime caratteristiche geometriche dellattuale, la

posizione tangente rispetto allarginatura eviter gli intasamenti che si verificano attualmente,

garantendo comunque un approvvigionamento continuo per effetto della quota ribassata rispetto

alla testa della briglia esistente e pari a quella odierna.

Fig. 2. Presa idrica asciutta


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Fig. 4. Opere in corrispondenza della briglia allingresso del centro abitato

I movimenti terra in alveo assicureranno un corretto deflusso delle acque in particolare durante il

periodo di magra.

Gli effetti delle opere sui livelli idrici sono calcolati e descritti nei paragrafi seguenti.


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3 VERIFICHE IDRAULICHE DI MOTO PERMANENTE

Nel modello di calcolo di seguito descritto stato importato landamento plano-altimetrico

dellalveo cos come rilevato topograficamente negli anni 2004 e 2006 e come integrato dal rilievo

celerimetrico effettuato nel 2008.

3.1 M ODELLO DI CALCOLO UTILIZZATO

Lindividuazione dei profili dacqua del torrente Lesina richiede, per effetto della presenza divariazioni della geometria e dellandamento plano-altimetrico dellalveo, la verifica delle condizioni

di deflusso in condizioni di moto permanente di tipo stazionario monodimensionale.

A tal fine stato utilizzato il modello di calcolo HEC-RAS (Versione 3.1.3) che consente di

definire i livelli idrici in qualunque sezione dellalveo risolvendo lequazione del moto:

gva

gvh

gvh vvmm 222

222

+++=+ [1]

Indicando con a laltezza del salto e con i pedici m e v rispettivamente le grandezze riferite a monte

e a valle. Il coefficiente consente di quantificare le perdite di carico concentrate.

Lequazione [1] viene risolta per differenze finite discretizzando lalveo in tratte di lunghezza s:

ji E

s

=

dove:

23 / 4

2

A Rk Q

js

= (Formula di Chezy)

2

2

2 gAQh E +=

nelle quali i la pendenza del canale, j la cadente piezometrica, R il raggio idraulico, ks il

coefficiente di scabrezza di Strickler (inverso di Manning) ed E lenergia della corrente rispetto al


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3.2 C ONDIZIONI DI CALCOLO

3.2.1 G EOMETRIA DELL ALVEO

Nel modello di calcolo sono state importate le sezioni rilevate con nellesatta ubicazione

planoaltimetrica. Per maggiore precisione di calcolo, le tratte tra una sezione e la successiva sono

state simulate interpolando i punti significativi delle sezioni rilevate, ottenendo una modellazione

geometrica dellalveo quasi continua.

In totale sono state inserite nel modello 49 sezioni trasversali, da progressiva 0 a 424.26.

Nel calcolo idraulico si sono considerate tre configurazioni geometriche dellalveo:

ANTE OPERAM : geometria attuale dellalveo;

POST OPERAM : geometria dellalveo a opere realizzate;

INTERRIMENTO : geometria dellalveo a opere realizzate con interrimento

completo della briglia selettiva.I punti notevoli di riferimento lungo lalveo si trovano alle progressive:

424.26 m: briglia nella gola;

413.20 m: controbriglia nella gola;

313.25 m: briglia di progetto;

278.32 m: briglia a monte di torrazza;

89.90 m:passerella pedonale ponte carrabile.

3.2.2 P ORTATA DEFLUENTE

Le simulazioni di moto permanente sono state condotte nelle condizioni di portata calcolate negli

studi idrologici e geologici effettuati negli anni passati e sopra richiamati:

TR100 conoide : deflusso della piena centenaria allapice del conoide, comecalcolata nei paragrafi precedenti, pari a 176.92 m 3 /s;

TR100 trasporto : deflusso della piena centenaria aumentata della quota parte

relativa al trasporto solido, pari a 192.50 m 3 /s;


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La prima sezione di simulazione ubicata in corrispondenza della briglia allinterno della gola dove

il passaggio dalla debole pendenza determinata dalla tratta di calma a monte della briglia, a fortependenza in corrispondenza del salto, condizione sufficiente al passaggio per laltezza critica.

La condizione al contorno di monte quindi costituita dallaltezza critica calcolata per la sezione a

progressiva 424.26 per le diverse portate di calcolo e pari a:

TR100 conoide : 272.56 m;

TR100 trasporto : 272.68 m;

DIGA+PIENA : 273.23 m.

Laltezza idrica dellultima sezione di rilievo, data la pendenza del torrente, risulta indipendente sia

dai fenomeni idraulici dovuti ai manufatti esistenti a valle (attraversamento SS38 e ferroviario) che

alle dinamiche idrauliche dellAdda durante gli eventi di piena.

3.2.4 S CABREZZA

Lalveo oggetto di studio schematizzabile dal punto di vista della scabrezza in quattro tratte

omogenee:

Inizio studio briglia a monte di Torrazza:

o fondo alveo: materiale alluvionale grossolano;

o sponda destra e sinistra: roccia, con vegetazione infestante;


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Briglia a monte di Torrazza - soglia a valle del ponte di via Torrazza:

sponda sinistra: regimazione con arginatura rivestita in massi; fondo alveo: materiale alluvionale grossolano;

sponda destra: roccia, con vegetazione infestante;

Fig. 6. Tratta a valle della briglia di Torrazza


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Fig. 7. Tratta soglia a valle del ponte via Torrazza - passerella pedonale sponda destra

Fig. 8. Tratta soglia a valle del ponte via Torrazza - passerella pedonale sponda sinistra

passerella pedonale via Fanfulla fine studio:

o sponda sinistra: regimazione con arginatura rivestita in massi;

o fondo alveo: materiale alluvionale di modeste dimensioni con fondello in

calcestruzzo sul lato sinistro;


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Fig. 9. Tratta passerella pedonale fine studio

I valori di scabrezza assegnati alle sezioni, espressi in coefficiente di Strickler [m 1/3 /s], sono stati

stimati secondo le indicazioni contenute nelle Norme di attuazione del PAI, Direttiva n4 ed in

particolare:

fondo alveo: per corsi dacqua minori in terreni montani con ciottoli e molti grossi massi 20

m1/3 /s (inizio studio ponte via Torrazza), con pochi grossi massi 30 m 1/3 /s (ponte via

Torrazza fine studio);

sponda sinistra: per alvei artificiali in muratura con scarpate lastricate 45 m 1/3 /s (dalla briglia

a monte di Torrazza a fine studio), per alvei con vegetazione arbustiva spontanea 25 m 1/3 /s

(da inizio studio alla briglia a monte di Torrazza);


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3.3 S IMULAZIONI IDRAULICHE EFFETTUATE

In totale sono state effettuate nove simulazioni idrauliche di moto permanente: ad ognuna delle treconfigurazioni geometriche dellalveo (ante operam, post operam, interrimento) sono state

applicate le tre portate defluenti (TR100 conoide, TR100 trasporto, DIGA+PIENA).

La briglia stata simulata come in line structure , in riferimento alla quale il programma di calcolo

esegue delle iterazioni di calcolo specifiche per la verifica dellenergia minima con la quale la

corrente in grado di superare lostacolo costituito dalla struttura.

3.4 O UTPUT DEI CALCOLI IDRAULICI

Per ognuna delle simulazioni idrauliche effettuate vengono riportati in allegato:

tabulato di calcolo delle principali grandezze idrauliche per le sezioni di calcolo ( output

HEC-RAS ); sezioni trasversali con indicazione del livello idrico ( output HEC-RAS );

profilo idraulico di moto permanente del torrente ( output HEC-RAS );

tabulato di calcolo specifico per la briglia di progetto ( output HEC-RAS ).

Per la configurazione geometrica di interrimento i risultati presentati si riferiscono alla sola tratta

che risente della modifica del fondo alveo (da prog. 424.26 a prog.278.32).

3.5 S INTESI DEI RISULTATI

3.5.1 A NTE OPERAM

Le simulazioni ante operam hanno riconfermato le problematiche gi note per tutte le portate di

verifica considerate:

esondazione in sinistra gi per la sola portata centenaria in corrispondenza della briglia

allingresso del centro abitato (livello idrico 259.80 m, quota testa muro deflettore 259.45

m);


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85 90 95 100 105 110 115 120257

258

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261

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264

Station (m)

E l e v a

t i o n

( m )

LegendEG TR 100

WS TR 100

Ground

Ineff

Bank Sta

.022 .033 .04

Fig. 11. Sezione in corrispondenza della briglia a monte di Torrazza

3.5.2 P OST OPERAM

Nella condizione post operam stata inserita una sezione ulteriore di verifica nel punto pi stretto

della gola a monte di Torrazza lungo la tratta di intervento.

La scabrezza della sponda sinistra nella tratta arginata incrementata a 45 m 1/3 /s e quella di 30

m1/3 /s in sponda destra in corrispondenza della scogliera a valle del ponte di Torrazza stata

prolungata fino alla fine del ponte di progetto.

I risultati salienti della condizione post operam sono i seguenti:

la posizione del muro arginale in corrispondenza della briglia allingresso del centro

abitato fornisce una larghezza di stramazzo superiore rispetto alla condizione ante

operam che, unitamente alla minore scabrezza della sponda sinistra per tutta la tratta amonte della briglia, consente di ottenere un livello idrico di 259.59 mslm ( TR100

conoide );

gli interventi in alveo in corrispondenza del nuovo ponte permettono di incrementare


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si riduce, avendo scelto la maggior cautela di avere un minimo di scarico tale da

escludere la possibilit che la pista funzioni da canale fugatore in caso di calamit.

La presenza della nuova briglia produce un rallentamento della corrente con un aumento dei livelli

idrici nella tratta compresa tra la controbriglia allinterno della gola e la briglia di progetto.

La struttura stata simulata come in line structure di tipo stramazzo (weir) con apertura

costituita dalla sovrapposizione di due aperture:

Fessura : stata cos denominata lapertura centrale di larghezza 2 m e altezza 4,

posizionata sul fondo alveo a quota 257.87 m;

Stramazzo : indica la gaveta soprastante di altezza 1.55 m e larghezza 19.15 m,

posizionata alla quota minima della gaveta 261.87 m.

Le aperture cos definite approssimano per difetto le aree effettive di deflusso fornite dalla briglia di

progetto.Lapertura centrale in grado di convogliare fino a 40 m 3 /s.

La corrente si mantiene lenta sia monte che a valle della struttura.

3.5.3 I NTERRIMENTO

Si ipotizzato lintero interrimento della briglia fino alla quota della gaveta (261.87) simulandolocon un innalzamento del fondo alveo a monte della struttura con pendenza longitudinale pari a

quella attuale, considerata pendenza di equilibrio dellalveo.

In corrispondenza della briglia si viene quindi a creare un salto di fondo di altezza pari a 4 m.

Il calcolo idraulico ha fornito i seguenti risultati:

in corrispondenza della briglia si instaura laltezza critica;

a monte della briglia la corrente pi veloce rispetto alla condizione post operam, i

tiranti sono quindi minori tuttavia, a causa dellinnalzamento del fondo, le quote assolute

di piena risultano superiori;

li t i t i t il t d ll b i li lli t d ll l fi t


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4 COMPATIBILITA IDRAULICA DEL NUOVO PONTE

Le verifiche idrauliche sopra riportate sono conformi a quanto disposto dal Piano Stralcio delleFasce Fluviali nella direttiva infrastrutture che individua i Criteri per la valutazione della

compatibilit idraulica delle infrastrutture pubbliche e di interesse pubblico allinterno delle fasce A

e B . Esse possono quindi considerarsi valide per la verifica di compatibilit idraulica del nuovo

ponte.

In particolare in riferimento alla nuova struttura si pu affermare che:

nella condizione attuale dei luoghi la passerella pedonale e la relativa pila in alveo

producono un rallentamento della corrente e il livello idrico alla sezione 89.90 per la

portata TR 100 conoide di 248.28 mslm;

gli interventi di progetto consentono di ottenere un ampliamento della sezione defluente

e un miglioramento anche in termini di scabrezza tali da determinare un livello idrico per

la portata TR 100 conoide di 247.00 mslm;

il nuovo ponte non determiner quindi alcun effetto di rigurgito sulla corrente idrica;

le fondazioni della struttura saranno realizzate a tergo delle strutture arginali e

poggeranno su micropali al fine di evitare qualunque trasferimento agli argini;

il rifacimento dellargine in destra verr effettuato raccordando gradualmente le sezioni

di inizio e fine intervento allargine esistente.

La quota minima dellintradosso del ponte 249.40 m, il franco richiesto da normativa quindi

ampiamente rispettato.

Per un confronto immediato della situazione ante e post operam vengono riportate di seguito le

sezioni 89.90 sovrapposte in trasparenza.


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15 20 25 30 35 40 45 50242

244

246

248

250

252

Lesina Torrazza - ANTEOPERAM Plan: Centro - Torrazza 24/06/2008SEZ. 13 - Passerella

Station (m)

E l e v a

t i o n

( m )

Legend

WS TR100 conoide

Ground

Bank Sta

.022 .033 .035


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15 20 25 30 35 40 45 50242

244

246

248

250

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Lesina Torrazza - POSTOPERAM Plan: Centro - Torrazza 11/07/2008SEZ. 13 - Ponte di progretto

Station (m)

E l e v a

t i o n

( m )

Legend

WS TR100 conoide

Ground

Bank Sta


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5 CONCLUSIONI

Tutte le opere di progetto sono compatibili del punto di vista idraulico e assicurano il franco di 1metro al passaggio della piena centenaria.

Al transito della piena proveniente dallo sbarramento di Canargo il franco si riduce ma il deflusso

comunque confinato in alveo.

La volumetria invasabile dalla briglia selettiva di progetto di circa 6000 m 3, inferiore al volume

teorico che potrebbe raggiungere lapice del conoide.


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0 100 200 300 400235

240

245

250

255

260

265

270

275

Lesina Torrazza - ANTEOPERAM Plan: Centro - Torrazza 11/07/2008

Main Channel Distance (m)

E l e v a

t i o n

( m )

Legend

WS TR100 conoide

Ground

LESINA Reach 1


28/39


29/39


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Lesina Torrazza - POSTOPERAM Plan: Centro - Torrazza 11/07/2008


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0 100 200 300 400235

240

245

250

255

260

265

270

275


E l e v a

t i o n

( m )

Legend

WS TR100 trasporto

Ground

LESINA Reach 1

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: FESSURA Profile: Diga+Piena


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E.G. Elev (m) 264.80 Q Gates (m3/s) 220.71W.S. Elev (m) 264.63 Q Gate Group (m3/s) 85.85Q Total (m3/s) 277.00 Gate Open Ht (m) 4.00Q Weir (m3/s) 56.29 Gate #Open 1Weir Flow Area (m2) 33.81 Gate Area (m2) 12.28

Weir Sta Lft (m) 8.18 Gate Submerg 0.58Weir Sta Rgt (m) 33.81 Gate Invert (m) 257.87Weir Max Depth (m) 1.39Weir Avg Depth (m) 1.32Weir Submerg 0.00Min El Weir Flow (m) 263.41Wr Top Wdth (m) 25.63

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: FESSURA Profile: TR100 conoide E.G. Elev (m) 263.66 Q Gates (m3/s) 173.04W.S. Elev (m) 263.56 Q Gate Group (m3/s) 78.43Q Total (m3/s) 176.92 Gate Open Ht (m) 4.00Q Weir (m3/s) 3.88 Gate #Open 1Weir Flow Area (m2) 5.44 Gate Area (m2) 12.28Weir Sta Lft (m) 9.08 Gate Submerg 0.53Weir Sta Rgt (m) 31.64 Gate Invert (m) 257.87Weir Max Depth (m) 0.25Weir Avg Depth (m) 0.24Weir Submerg 0.00Min El Weir Flow (m) 263.41Wr Top Wdth (m) 22.56

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: FESSURA Profile: TR100 trasporto E.G. Elev (m) 263.77 Q Gates (m3/s) 185.72W.S. Elev (m) 263.66 Q Gate Group (m3/s) 79.25Q Total (m3/s) 192.50 Gate Open Ht (m) 4.00

Q Weir (m3/s) 6.78 Gate #Open 1Weir Flow Area (m2) 7.97 Gate Area (m2) 12.28Weir Sta Lft (m) 8.64 Gate Submerg 0.55Weir Sta Rgt (m) 32.08 Gate Invert (m) 257.87Weir Max Depth (m) 0.36Weir Avg Depth (m) 0.34Weir Submerg 0.00Min El Weir Flow (m) 263.41Wr Top Wdth (m) 23.44

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: Stramazzo Profile: Diga+Piena E.G. Elev (m) 264.80 Q Gates (m3/s) 220.71W.S. Elev (m) 264.63 Q Gate Group (m3/s) 134.86Q Total (m3/s) 277.00 Gate Open Ht (m) 1.55Q Weir (m3/s) 56.29 Gate #Open 1

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: Stramazzo Profile: TR100 conoide (Continued)


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Weir Avg Depth (m) 0.24Weir Submerg 0.00Min El Weir Flow (m) 263.41Wr Top Wdth (m) 22.56

Plan: Centro - Tor LESINA Reach 1 RS: 313.35 Gate Group: Stramazzo Profile: TR100 trasporto E.G. Elev (m) 263.77 Q Gates (m3/s) 185.72W.S. Elev (m) 263.66 Q Gate Group (m3/s) 106.47Q Total (m3/s) 192.50 Gate Open Ht (m) 1.55Q Weir (m3/s) 6.78 Gate #Open 1Weir Flow Area (m2) 7.97 Gate Area (m2) 29.68Weir Sta Lft (m) 8.64 Gate SubmergWeir Sta Rgt (m) 32.08 Gate Invert (m) 261.87Weir Max Depth (m) 0.36

Weir Avg Depth (m) 0.34Weir Submerg 0.00Min El Weir Flow (m) 263.41Wr Top Wdth (m) 23.44


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HEC-RAS Plan: Centro - Tor River: LESINA Reach: Reach 1 (Continued)Reach River Sta Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev Max Chl Dpth Crit W.S. Crit Depth E.G. Elev E.G. Slope Flow Area Vel Chnl Top Width Froude # Chl Specif Force Num Trials


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(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m2) (m/s) (m) (m3)Reach 1 278.32 Diga+Piena 277.00 257.52 260.24 2.72 260.25 2.73 261.44 0.015648 57.54 4.73 24.97 0.94 208.11 6.00Reach 1 278.32 TR100 conoide 176.92 257.52 259.59 2.07 259.63 2.11 260.52 0.018782 41.46 4.27 24.17 0.98 116.01 5.00

Lesina Torrazza - INTERRIMENTOPOST Plan: Centro - Torrazza 11/07/2008LESINA R h 1


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0 100 200 300 400235

240

245

250

255

260

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270

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( m )

Legend

WS TR100 conoide

Ground

LESINA Reach 1

Tav.2 - Rel Idraulica

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