La verifica idraulica della sezione in condizioni di moto uniforme può essere ragionevolmente condotta nei canali artificiali, nei quali la forma della sezione è sufficientemente regolare e non sono presenti perturbazioni tali da formare a monte e/o a valle della stessa dei profili di rigurgito.
Nel caso di moto uniforme si ha che la pendenza del pelo libero e la cadente della linea dei carichi specifici sono uguali alla pendenza dell’ alveo.
Le equazioni che descrivono il moto uniforme sono quindi:
dove:
Q = portata;
H = carico totale della corrente [m];
if = pendenza fondo alveo.
In moto uniforme, la velocità media della corrente è legata alle caratteristiche dell’alveo (pendenza, scabrezza, forma) e della corrente (profondità, area sezione liquida, raggio idraulico) e di norma si esprime a mezzo della formula di Chézy:
nella quale la cedente ih della linea dei carichi è posta pari alla pendenza dell’alveo if, R0 è il raggio idraulico e C il coefficiente di scabrezza (Strickler, Bazin Kutter,ecc.).
In particolare, l’espressione di Strickler per il coefficiente di scabrezza è:
nella quale:
c = indice di scabrezza;
R = raggio idraulico.
Il problema della verifica della sezione è quello di garantire che la portata di progetto (portata di massima piena) passi all’interno della sezione
considerata.
Il programma, dopo aver determinato la portata in condizioni di moto uniforme, calcola l’altezza raggiunta dal livello liquido nella sezione per le portate assegnate (relative ad ogni tempo di ritorno).
Generando il grafico dell’energia, in corrispondenza della portata assegnata dall’utente, il programma visualizza il grafico con le caratteristiche energetiche della corrente nella sezione e i valori della velocità e dell’altezza critiche.
A riguardo, si ricorda che l’energia della corrente nella sezione è espressa nella forma:
con E misurata a partire dalla quota di fondo alveo.
Il suo caratteristico andamento asintotico, per h tendente a zero e per h tendente all’infinito, consente di definire nel suo punto di minimo il valore k dell’altezza critica della corrente di assegnata portata Q.
Vale la pena di ricordare, inoltre, che in corrispondenza dello stato critico la corrente passa da veloce, con altezza h< hcrit, a lenta, con h> hcrit.
Dicesi, quindi, altezza critica di una corrente a pelo libero di assegnata portata Q, quell’altezza k per cui risulta minima l’energia specifica E rispetto al fondo dell’alveo.
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