COSTRUZIONI IDRAULICHE

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1 COSTRUZIONI IDRAULICHE Opere idrauliche delle dighe Prof. L. Butera 1

2 OPERE IDRAULICHE ACCESSORIE ALLE DIGHE I parte Bibliografia consigliata E. Scimemi Compendio di Idraulica CEDAM, Padova,

3 Bibliografia consigliata M. Viparelli Correnti rapide L energia elettrica, N 7, 1958 Bibliografia consigliata D. Citrini et alii Scritti di Giulio De Marchi Milano,

4 Bibliografia consigliata G. N. Thorsky, P.J. Tilp, P.C. Haggman Slug flow in steep chutes United States Department of Interior Bureau of Reclamation. Denver, Colorado, 1967 Bibliografia consigliata A. Ghetti Idraulica Cortina, Padova,

5 Bibliografia consigliata E. Marchi, A. Rubatta Meccanica dei fluidi: principi e applicazioni idrauliche UTET, Torino, 1981 Bibliografia consigliata D.L. Vischer, W.H. Hager Dam Hydraulics John Wiley and Sons,

6 Bibliografia consigliata J. Speerli, W.H. Hager Air-water flow in bottom outlets Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 27, pp , 2000 Bibliografia consigliata I. Aydin Air demand behind high head gates during emergency closure Journal of Hydraulic Research, Vol. 40, pp ,

7 Argomenti del modulo Scarichi di superficie Canali collettori e fugatori Scarichi di superficie soggetti a saturazione Argomenti del modulo Scarichi di fondo e mezzofondo Opere di dissipazione 7

8 Argomenti della lezione Generalità Profilo tracimante fisso Scarico della portata t di piena Argomenti della lezione Profilo tracimante fisso con paratoie Dimensionamento del canale di gronda 8

9 Generalità Scarichi di superficie Gli organi accessori per il funzionamento dei serbatoi sono organi tutt altro che accessori 9

10 Scarico di superficie, Place Moulin Cosa dice il regolamento dighe? D.P.R. 1 novembre 1959: Art. 3 Massima piena e organi di scarico 10

11 La relazione idraulica dovrà giustificare il valore assunto per la portata della massima piena prevedibile, ai fini del dimensionamento degli organi di scarico avuto presente che lo smaltimento delle piene dovrà essere affidato in misura prevalente agli scarichi di superficie i quali saranno preferibilmente disposti fuori del corpo dello sbarramento 11

12 Massima piena Oggi si ragiona su tempi di ritorno di 1000 anni Prevalentemente 2/3 scarico di superficie 1/3 scarico in pressione ma per le dighe in materiale sciolto D.M. LL.PP. 24 marzo 1982 La portata massima da scaricare per il più gravoso evento di piena previsto deve essere evacuabile unicamente con gli scarichi di superficie 12

13 Profilo tracimante Fisso Fisso + paratoie Profilo tracimante fisso 13

14 Lato di valle Deriva dallo Stramazzo Bazin H B H H 0.88 H B Da cui Profilo Creager H B H H 0.88 H B 14

15 Il profilo tracimante Creager sposa il profilo inferiore provocato dalla portata Q P che tracima da uno stramazzo Bazin Q S < Q P Pressioni sul profilo tracimante Se Q S > Q P Depressioni sul profilo tracimante 15

16 È opportuna una leggera pressione sul profilo tracimante Ne segue y = x Profilo inferiore della vena tracimante del Bazin È opportuna una leggera pressione sul profilo tracimante Ne segue y = x Sagoma del Creager in calcestruzzo 16

17 y = 0.47 x 1.8 x Dove y = Y H y y = x x = X H Lato di monte La sagoma dello sfioratore lato monte, è meno impegnativa dal punto di vista idrodinamico 17

18 H α = 45 X R α Si accetta R H = r = 0.4 C Y C H = c = 0.75 Scarico della portata di piena 18

19 Q 1 t 1 - Portata di piena in arrivo al serbatoio Q 1 2 t 2 - Portata laminata 19

20 Q t 3 - Volume invasato Q lam = ( ) L H 2gH Cautelativamente conviene dimensionare lo sfioratore con la portata di piena in arrivo, salvo grandissimi volumi di laminazione 20

21 Profilo tracimante fisso con paratoie Se è necessario ridurre L o H lo sfioratore si presenta così schematicamente 21

22 Ubicazione delle paratoie A valle del canale collettore delle portate di scarico fisso All incile del canale adduttore al canale fugatore 22

23 Profilo tracimante fisso Profilo tracimante con paratoie 23

24 Incile canale adduttore Inizio canale adduttore Dimensionamento del canale di gronda 24

25 H Andamento debolmente irregolare Pelo libero nelle sezioni trasversali del canale di gronda H Il pelo libero viene assunto parallelo al fondo sezione per sezione 25

26 Pelo libero da monte verso valle nel canale di gronda Livello nel serbatoio Ciglio sfiorante Pelo libero Inizio canale a Q=cost Q 1 Q 2 Q Q tot y m y Q linearmente crescente 26

27 Ipotesi semplificative Sezione rettangolare del canale di gronda Moto permanente (piena costante) Ipotesi semplificative Azioni tangenziali lungo il moto compensate dalla componente peso del liquido lungo il moto 27

28 Si applica l equazione globale in condizioni dinamiche P + F + T + I + M1 M2 C = 0 Tra due sezioni i e la si proietta nella direzione del moto 1 2 M 1 M 2 F 1 P F 2 T F + M1 F2 M2 1 = 0 28

29 Da cui F M1 = F2 M2 In ogni sezione la spinta totale si mantiene costante t Nota Nel risalto idraulico la portata che attraversa le due sezioni interessate al risalto è la stessa 29

30 Nota Qui la portata cresce con legge nota e assegnata procedendo da monte verso valle Esempio 1 2 y m y c y c = 3 Q g L 2 tot 2 30

31 Sezione 1: inizio canale di gronda Sezione 2: termine canale di gronda Nella sezione 1 è M 1 =0 perché in essa inizia la portata nel canale di gronda F + 1 = F2 M2 Si ricava 1 γ y 2 m L = = γ yc L + ρ y 2 c L L g y c g y c 31

32 Si ricava 1 γ y 2 m L = = γ yc L + ρ y 2 c L g y c g y c Q tot u c Si ricava 1 γ y 2 m L = = γ yc L + ρ y 2 c L g y c g y c Da cui y m = 3 y c 32

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