INDICE 1. PREMESSA 1 2. COMPATIBILITA IDRAULICA 3

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1 INDICE 1. PREMESSA 1. COMPATIBILITA IDRAULICA 3.1. CALCOLO DELLA PORTATA 3.. IL MODELLO IDRAULICO 4.3. CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA DELLE SEZIONI DEFINIZIONI DELLE CONDIZIONI AL CONTORNO E DELLE CARATTERISTICHE DELLE SEZIONI 7.5. RISULTATI DEI CALCOLI E VERIFICHE 8

2 1. PREMESSA Il ripasciento previsto in progetto lungo il litorale del Coune di Monasterace è previsto a ezzo prelievo di sedienti provenienti dalla fiuara Stilaro ubicata iediataente a Sud del tratto oggetto di intervento. Pertanto, allo scopo di verificare la copatibilità idraulica del predetto prelievo, viene redatta la presente relazione idrologica. In particolare il prelievo è previsto in sinistra idraulica della fiuara a circa 500 verso onte dalla foce. Lo scavo sarà eseguito interaente in sinistra idraulica alla fiuara ed ipegnerà un area di larghezza pari a circa 80 (in direzione trasversale al oto) e di lunghezza di circa 00 in senso longitudinale. Si prevede un altezza di scavo variabile tra 0 (lungo il ciglio in sinistra idraulica) e 1 ad una distanza di circa 0 dai pennelli presenti lungo l argine sinistro della fiuara per un totale di circa 16800c di sedienti. La voluetria di scavo (circa 16800c) eccedente quella prevista per il ripasciento (circa 1180c) tiene conto sia di una percentuale di ateriale da non poter utilizzare perché non confore alle prescrizioni da capitolato (analisi granuloetriche, chiiche etc.) sia di un eventuale ricarica futura di ripasciento. Nell Allegato grafico in appendice è riportata la disposizione planietrica e le caratteristiche geoetriche dello scavo.

3 . COMPATIBILITA IDRAULICA.1. Calcolo della portata Il Rapporto del progetto VA.PI. (Valutazione Piene) della Regione Calabria fornisce delle relazioni in odo da arrivare alla stia della assia portata di progetto relativa ad un prefissato periodo di ritorno in un qualsiasi punto della regione di interesse. Per quanto riguarda la stia della portata nei bacini calabresi dove anchino o siano insufficienti i dati capionari, si adottano alcune relazioni epiriche suggerite dal rapporto VAPI (Versace et al., 1989): X= A rid (.1.1) X= S li (.1.) tr X= A rid I (.1.3) Arid I X= tr (.1.4) nelle quali A rid è la superficie del bacino ibrifero (k ) depurata delle aree pereabili in forazioni calcaree e da quelle sottese da significativi invasi artificiali, t r è il tepo di ritardo (ore), I tr è la edia dei assii annuali delle intensità di pioggia di durata t r ( ora -1 ), lunghezza totale delle aste fluviali. I tr = h tr t r, S li è la Il valore ottenuto viene poi oltiplicato per il fattore di crescita X T i cui valori, relativi ai diversi tepi di ritorno, sono riportati nella tabella seguente: T (anni) X T Tirreno X T Centro X T Ionio Tabella.1- Fattori di crescita delle portate al colo per le diverse sottozone idroetriche oogenee calabresi

4 Pertanto, nel caso in esae, essendo l area del bacino pari a circa 95 Kq e assunta pari al 70% l aliquota di area pereabile in forazione calcarea si ha A rid =0.3xA bac =8.5Kq. Applicando la relazione (.1.1) si ottiene quanto segue: Q = 1.578Arid = 6.c / s Detto valore va poi increentato del fattore di crescita associato ad un periodo di ritorno assunto pari a T r = 0anni, per cui si ha Q 0 =3.09*Q=81.0 c/s.. Il odello idraulico Sono state deterinate le condizioni di deflusso in oto peranente utilizzando un prograa di calcolo inforatizzato (River Analysis Syste RAS) basato sulle ipotesi di oto onodiensionale, stazionario, gradualente vario, a fondo fisso. Sulla scorta delle predette ipotesi, le caratteristiche idrauliche della corrente vengono calcolate, a partire da un opportuna condizione al contorno e procedendo verso onte o verso valle a seconda che il regie idraulico sia rispettivaente subcritico o supercritico, risolvendo, ediante una procedura iterativa nota coe standard step, l equazione di Bernoulli che esprie il bilancio di energia della corrente tra due sezioni consecutive: h + z α V + g = h v + z v α vv + g v + ΔH (..1) Nella (..1), avendo indicato con il pedice le grandezze che si riferiscono alla sezione di onte e con il pedice v quelle della sezione di valle: h e h v sono le altezze idriche; z e V e z v V v sono le quote del fondo alveo rispetto ad un riferiento prefissato; sono le velocità edie; α e α v sono i coefficienti di ragguaglio delle potenze cinetiche o coefficienti di Coriolis; Δ H è la perdita di carico tra le due sezioni. Per particolari situazioni localizzate per le quali il oto non può, a rigore, essere considerato gradualente vario, coe avviene, ad esepio, in corrispondenza di ponti, tobini, straazzi, risalti idraulici, ecc., nel odello ateatico vengono utilizzate l equazione di bilancio della quantità di oto ovvero relazioni di tipo epirico. L equazione (..1) esprie il ben noto principio per cui la variazione dell energia della corrente tra due sezioni è pari alla soa delle perdite continue e delle perdite di carico localizzate (in genere dovute alla presenza di strutture in alveo che producono un restringiento della corrente ed un successivo allargaento, con forazione di vortici e conseguenti fenoeni dissipativi).

5 La perdita di carico coplessiva tra le sezioni viene, quindi, valutata coe soa di due terini: Δ H = ΔH 1 + ΔH (..) Il prio terine corrisponde alle perdite di carico di tipo distribuito: essendo Δx la distanza tra le due sezioni di calcolo e valutata con la forula di Gauckler-Strickler (o con quella di Manning): in cui: ΔH 1 = J Δx (..3) J la cadente piezoetrica edia tra di esse, Q J = 4 / 3 A R K (..4) Q, A, K ed R indicano rispettivaente: portata, area della sezione idrica, coefficiente di scabrezza di Gaukler e Strickler e raggio idraulico Il secondo terine, corrispondente alle perdite di carico localizzate, viene valutato in proporzione alla differenza assoluta tra le altezze cinetiche: α vvv α V Δ H = C (..5) g g Ovviaente in oto unifore la perdita di carico localizzata risulta nulla. Il coefficiente C è stato assunto nei calcoli pari a 0.1 per il restringiento della sezione ( V > ( V > ). V v v V ) e pari a 0.3 per l allargaento Il odello utilizzato è copletato dall equazione di continuità che, coe è noto, esprie la conservazione della assa (o anche, nel caso di fluido incopriibile, del volue) entrante o uscente dal tronco del corso d acqua deliitato dalle sezioni di calcolo. La soluzione dell equazione per la deterinazione delle caratteristiche idrauliche della corrente in oto peranente viene perseguita ediante una procedura iterativa che si articola nei seguenti punti: si deterina un valore dell altezza idrica nella sezione di valle o in quella di onte (a seconda che si tratti di corrente lenta o veloce); sulla base del valore dell altezza d acqua ipotizzato si valutano la conducibilità idraulica (ossia il valore del prodotto 3 K s AR ) e l altezza cinetica nella sezione; con i valori deterinati nei passi precedenti si valuta la cadente piezoetrica edia J e si risolve l equazione (.3) nella variabile Δ H ; con i valori deterinati nei passi precedenti si risolve l equazione (.1) nell incognita altezza idrica;

6 si confronta il valore così ottenuto con quello ipotizzato e si procede iterando i punti 1-4 fino a che la differenza tra tali valori sia inferiore ad un prefissato valore di tolleranza..3. Caratterizzazione geoetrica delle sezioni. Nella procedura di calcolo per la deterinazione delle caratteristiche idrauliche della corrente è necessario, ovviaente, deterinare l area della sezione idrica A, il perietro bagnato P, il raggio idraulico R e la larghezza B della sezione in corrispondenza di un assegnato valore del tirante idrico. Per gli alvei naturali, la cui geoetria non è scheatizzabile ediante sezioni di fora seplice, per le quali le suddette funzioni presentano un espressione analitica, il odello ateatico utilizza la classica procedura di suddividere la sezione ediante strisce verticali, deliitate superiorente dal pelo libero (assunto costante in tutta la sezione) e inferiorente dal letto dell alveo (Fig..1). Procedendo in tal odo, indicata col pedice i la i esia delle N sottosezioni individuate ediante la predetta suddivisione con strisce verticali, risulta possibile valutare l area idrica A, la larghezza in superficie B e le altre grandezze funzioni dell altezza idrica h. Per il calcolo del perietro bagnato e, i P i i conseguenteente, del raggio idraulico eleentare R i, per ciascuna sottosezione, si è tenuto conto, ovviaente, anche della presenza di eventuali pareti verticali. L area idrica A, la larghezza in superficie B, il perietro bagnato P e le altre grandezze vengono, quindi, calcolate ediante le relazioni: A = B = P = N i= 1 A i N B i i= 1 N P i i= 1

7 Legend EG 5 yr WS 5 yr Crit 5 yr Ground Bank Sta Elevation (ft) Station (ft) Fig..1: Schea di suddivisione di una sezione d alveo ediante strisce verticali..4. Definizioni delle condizioni al contorno e delle caratteristiche delle sezioni La deterinazione delle condizioni al contorno, cioè l assegnazione, in una deterinata sezione, di un valore noto del livello idrico a partire dal quale procedere al calcolo dei livelli incogniti (partendo da valle se la corrente è lenta o, viceversa, da onte se è veloce), risulta uno dei passaggi più delicati e aggiorente affetti da incertezza nella siulazione del profilo delle correnti idriche in corsi d acqua naturali. Le possibili condizioni al contorno da assegnare sono essenzialente: un livello idrico noto; il tirante idrico di oto unifore per un assegnata portata e pendenza di fondo nota; il tirante di stato critico per un assegnata portata; una scala di deflusso nota. La pria condizione al contorno, quando possibile da preferire, può essere assegnata allorquando il corso d acqua in esae confluisce in un corpo idrico recipiente (corso d acqua di aggiori diensioni,

8 lago o are) il cui livello possa considerarsi invariante nel tepo, coe nel caso in esae. La edesia condizione può essere iposta quando il livello da assegnare sia noto perché isurato in situ. Nell elaborazioni eseguite, coe condizione al contorno nella sezione di onte si è fissata, a vantaggio di sicurezza, l altezza di stato critico, nella sezione di valle, per quanto detto, è stato fissato il livello edio are (+0.00 s.l...). Per quanto riguarda il coefficiente di scabrezza, secondo quanto riportato in letteratura, si è adottato un valore pari a k= Risultati dei calcoli e verifiche L applicazione del già citato odello ateatico HEC RAS ha consentito il tracciaento dei profili di corrente in oto peranente per il corso d acqua in oggetto, con riferiento alla portata presa in esae. I risultati dei calcoli sono esposti in fora tabellare dove si riportano nell ordine le seguenti grandezze: la quota di fondo alveo (Min Ch); la quota di pelo libero in oto peranente (Water Surface); la quota delle sponde in sinistra e destra alveo (LOB ROB); il franco nei confronti del pelo libero; la velocità edia (Vel Chnl); il nuero di Froude;

9 Nelle seguenti tabelle Tab..1a e Tab..1b si riportano i risultati delle elaborazioni relativi alla condizione di deflusso in oto peranente sia in condizioni di stato attuale sia in presenza dello scavo per il prelievo dei sedienti necessari per il ripasciento: River Station Min Ch El W.S. Elev LOB Elev ROB Elev FRANCO Vel Chnl Froude () () () () (/s) (Bridge) (Bridge) (Bridge) Tab..1a- Caratteristiche idrauliche e geoetriche delle sezioni in oto peranente stato attuale

10 River Station Min Ch El W.S. Elev LOB Elev ROB Elev FRANCO Vel Chnl Froude () () () () (/s) (Bridge) (Bridge) (Bridge) Tab..1b- Caratteristiche idrauliche e geoetriche delle sezioni in oto peranente con scavo I risultati ostrano che in entrabi i casi è garantito il deflusso della portata di piena ventennale entro le sezioni, con opportuno argine di sicurezza, infatti i franchi nei confronti del deflusso sono sepre garantiti. Infine, per quanto riguarda il tratto oggetto di prelievo (copreso tra le sezioni Sez.18 e Sez.17), si può senz altro ritenere che il deflusso risulta praticaente invariato per cui è verificata la copatibilità idraulica del prelievo in esae.

11 ALLEGATO GRAFICO