Università degli Studi di Cassino Polo di Frosinone Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio

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1 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio PROFILI DI CORRENTE Corso di Idralia A.A

2 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio CORRENTI LINEARI rvatra delle singole traiettorie trasrabile filetti flidi sensibilmente rettilinei e paralleli sezioni trasversali sensibilmente piane legge idrostatia delle pressioni in ogni sezione qota di pelo libero della sezione profilo di pelo libero della orrente teoria monodimensionale CANALE DI PICCOLA PENDENZA pendenza dell alveo trasrabile sezione idria vertiale tirante idrio vertiale linea piezometria orrente linea dei arihi totali della orrente CANALE CILINDRICO o PRISMATICO sezione del anale identia lngo l asissa s Corso di Idralia A.A

3 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio MOTO UNIFORME i = J fondo del anale // pelo libero linea piezometria della orrente // linea dei arihi totali MOTO ACCELERATO MOTO RITARDATO < 0 > 0 ds ds Corso di Idralia A.A

4 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Caratteristihe energetihe della orrente in na sezione Hp: orrente gradalmente variata αv αq E = h + = h + g ga Q = ost. E = E(h) Energia speifia della orrente orrenti LENTE h > h V < V orrenti VELOCI h < h V > V F r < 1 F r > 1 orrenti in STATO CRITICO de > 0 de < 0 de h = h V = V F = 1 = 0 r Corso di Idralia A.A

5 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio V F= r Nmero di Frode gh m A h= tirante t medio b m w bw larghezza in sommità Il nmero di Frode è il rapporto tra la veloità della orrente e la veloità di propagazione delle pertrbazioni infinitesime. de d Q d Q Q A da Q 1 V = h + = + =1+ - =1- b 4 w=1- =1-Fr ga ga g A g A g hm Il valore assnto dal nmero di Frode basta ad individare il arattere inematio di na orrente a sperfiie libera. Corso di Idralia A.A

6 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Alvei a debole e a forte pendenza hp: alveo ilindrio moto niforme orrente niforme LENTA h > h V< V orrente niforme VELOCE V> V h < h ALVEO A DEBOLE PENDENZA ALVEO A FORTE PENDENZA sezione rettangolare h= αq gb h non dipende da i h dipende da i in moto niforme J = Q kar = i orrente niforme in stato ritio V= V h = h ALVEO A PENDENZA CRITICA Un anale pò essere a debole o a forte pendenza in dipendenza del valore della portata. Corso di Idralia A.A

7 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Correnti in moto permanente. Profili del pelo libero. IPOTESI: moto permanente piola pendenza orrente lineare Q = ost. de d αq αq d 1 αq da = h + = + = - ds ds ga ds g ds A ds ga ds da A A A = + = +B ds s h ds s ds αq αq A 1 - B - = i-j ds ga ga s de = i - J ds (*) αv αq E = h + = h + g ga J i Energia speifia della orrente adente piezometria eqazione differenziale generale del profilo di pelo libero di na orrente gradalmente variata in moto permanente on portata t ostante pendenza di fondo dell alveo Corso di Idralia A.A

8 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio IPOTESI: moto permanente piola pendenza orrente lineare Q = ost. alveo ilindrio de = i - J ds de de = de ds ds ds = i-j i-j i-j = = de ds 1-F r F= r V gh m Nmero di Frode A h= tirante medio m b bw w larghezza in sommità Corso di Idralia A.A

9 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio i-j = ds de la solzione erata è la fnzione h(s) he desrive il profilo di orrente > 0 orrenti lente h > h de < 0 orrenti veloi h < h = 0 stato ritio h = h i-j = 0 h = h i = J > 0 h > h i > J < 0 h < h i < J V Q J= = kr kσ R Corso di Idralia A.A

10 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Osservazioni hh 0 ds La linea del profilo non pò attraversare la linea h = h. Il moto niforme pò essere ragginto solo in via asintotia. de h h 0 ds Qando il tirante si aosta al valore h il profilo tende a disporsi perpendiolare al fondo. Il passaggio attraverso la linea aratteristia della orrente in stato ritio pò verifiarsi. Il moto niforme pò essere na orrente. Non pò esistere na orrente he si move ostantemente in stato ritio. Corso di Idralia A.A

11 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Tipi di orrente possibili ALVEI A DEBOLE PENDENZA h de h 0 h h i J i-j = ds de ALVEI A FORTE PENDENZA ALVEI A PENDENZA CRITICA OSSERVAZIONE. Se si passa da n profilo ad n altro di zona ontiga attraversando la retta di moto niforme si invertono i termini della lassifia delle orrenti in aelerate o ritardate. Se si attraversa la retta dello stato ritio si invertono i termini di entrambe le lassifihe. Corso di Idralia A.A

12 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio ALVEI A DEBOLE PENDENZA 1 h> h V< V h > h > h 1 h > h orrente lenta h > h orrente ritardata orrente lenta verso monte h h verso valle i ds asintoto al moto niforme asintoto orizzontale h< h < h h > h orrente lenta verso monte h h asintoto al moto niforme h < h orrente lenta orrente aelerata verso valle h h il profilo é alla retta h=h h < h < h h < h orrente veloe verso monte h 0 angolo finito on la linea di fondo h < h orrente veloe orrente ritardata verso valle h h il profilo é alla retta h=h Corso di Idralia A.A

13 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio ALVEI A FORTE PENDENZA 1 h< h V> V h > h > h 1 h > h orrente lenta h > h orrente ritardata orrente lenta verso monte h h verso valle h il profilo é alla retta h=h asintoto orizzontale h> h > h h < h orrente veloe verso monte h h il profilo é alla retta h=h h > h orrente veloe orrente aelerata verso valle h h asintoto al moto niforme h > h > h h < h orrente veloe verso monte h 0 angolo finito on la linea di fondo h < h orrente veloe orrente ritardata verso valle h h asintoto al moto niforme Corso di Idralia A.A

14 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio ALVEI A PENDENZA CRITICA 1 ondizione di moto instabile intorno al valore di tirante h = h h= h V= V 1 moto permanente on orrente lenta aso limite dei profili di orrente L.R. negli alvei a debole e forte pendenza moto niforme on altezza ritia aso limite dei profili di zona delle orrenti aelerate moto permanente on orrente veloe aso limite dei profili di orrente V.R. negli alvei a debole e forte pendenza Corso di Idralia A.A

15 Università degli Stdi di Cassino Polo di Frosinone Faoltà di Ingegneria Corso di Larea in Ingegneria dell Ambiente e del Territorio Osservazioni Il profilo he nase nell alveo dipende dalle ondizioni ai limiti. La ondizione al ontorno va rierata in orrispondenza della asa pertrbatrie: per le orrenti veloi a monte per le orrenti lente a valle Nell alveo a debole pendenza il moto niforme si ragginge a monte. Nell alveo a forte pendenza il moto niforme si ragginge a valle. Una pertrbazione pò risalire lngo l alveo fino all infinito a monte se la orrente è lenta e pò propagarsi solo verso valle se la orrente è veloe. Una orrente lenta è governata da valle, na orrente veloe è governata da monte. Nelle orrenti veloi le.. si aqisisono a monte e a valle raggingono ondizioni di eqilibrio. Nelle orrenti lente le.. si aqisisono a valle e a monte raggingono ondizioni di eqilibrio. Nell alveo a debole pendenza allo stato ritio si tende sempre verso valle. Nell alveo a forte pendenza allo stato ritio si tende sempre verso monte. Corso di Idralia A.A