Opere di acc m lazione

Opere di acc m lazione

Sono definite opere di accumulazione quelle che realizzano la capacità di invaso necessaria al trasferimento di volumi idrici nel tempo (Fig 1.6 e Fig. 1.7 .

Lo sbarramento o diga è definita come l'opera trasversale che intercetta i deflussi con l'obiettivo di assicurare un volume d'acqua necessario a svariati usi.

Tali opere, infatti, realizzano laghi artificiali che possono essere sfruttati per:

- impianti idroelettrici

- irrigazione

- approvvigionamento idropotabile

- navigazione fluviale

- laminazione delle piene.

La prima legge italiana in materia di dighe è costituita dal Regio Decreto n° 2540 del

31 12 1925, dove, in forma di regolamento, sono contenute le prime norme per la progettazione e la costruzione di dighe, nonché alcune disposizioni sull applicabilità delle norme stesse.

Il successivo Regio Decreto n°13 0 del 01 10 1931 specifica che " si considerano dighe quelle opere in cui si lo sbarramento è pii alto di 10 m oppure se si creano laghi artificiali di volume maggiore di 10 .000 m ".

In seguito il Regio Decreto n°1775 del 11 12 933 e il decreto del ministero dei lavori pubblici del 24 03 1982 n°44 stabiliscono le norme tecniche per la progettazione e la

_{costruzione delle dighe di sbarramento.}

Fig. .6 Hongrin Nord Daam Fig. .7 Hongrin Nord Daam planimetria

Tipologie di Dighe

Le dighe sono classificate in base ai materiali utilizzati per la costruzione del corpo diga, materiali scelti in funzione degli studi eseguiti sulle sollecitazioni a cui saranno sottoposte durante la loro vita. Per cui si distinguono dighe murarie (a gravità massicce o alleggerite, ad arco e a volta) e dighe in materiali sciolti o in terra .

Dighe in materiali sciolti o in terra

Le dighe in terra sono le dighe piü semplici essendo costituite da un cumulo di terra con, al massimo, un nocciolo stagno al centro oppure un rivestimento impermeabile sul lato a monte. I materiali di formazione vengono approvvigionati direttamente per cavatura (terre) o ricavati per abbattimento di rocce pietrame). La loro dimensione è dovuta solamente ai limiti di coesione della terra o roccia con la quale sono costruite, quindi solitamente raggiungono altezze limitate e vengono sfruttate piü come strutture di contenimento che di sbarramento. I paramenti hanno l'inclinazione propria del materiale di cui sono costituiti, cioè secondo l'angolo di attrito, per questo risultano essere sbarramenti molto larghi e necessitano per la loro costruzione, comunque non particolarmente problematica, di un notevole volume di materiale. Nella progettazione di queste opere, costituite in genere da materiale permeabile, il livello di saturazione non deve intercettare il paramento di valle, per cui si deve differenziare adeguatamente il materiale del corpo diga. A scopo informativo le due dighe piü alte del mondo sono entrambe in terra: trattasi delle dighe di Rogun (335 m di altezza) e di Nurek (300 m di altezza) entrambe in Tajikistan Fig 1 8).

Fig. .8 Nurek Daam Tajikistan)

Dighe m rarie a gravita massicce (ordinarie)

Sono le dighe in calcestruzzo dalla struttura piü semplice. In pratica sono dei grandi blocchi di calcestruzzo che stanno al loro posto solo a causa del loro peso che si oppone alla spinta un esempio italiano è la diga di Ravedis ).

Le dighe a gravità ordinarie hanno asse planimetrico rettilineo o, al piü, a debole curvatura e profilo trasversale triangolare a sezioni orizzontali piene. Essendo le sollecitazioni non uguali in ogni punto del corpo diga, il calcestruzzo non viene ovunque adeguatamente sfruttato.

E' molto importante valutare la resistenza del terreno di fondazione, ecco perché ognuna di questa strutture è diversa dalle altre.

Queste dighe possono raggiungere anche altezze elevate e sviluppi al coronamento notevoli, esempi sono la diga svizzera chiamata Grande Dixence alta 2 5 metri terza diga piü alta del mondo), con uno sviluppo di 695 m al coronamento e costruita con un volume di 6 milioni di metri cubi di cemento (Fig 1.9)., e la diga delle Tre Gole in Cina che ha uno

_{sviluppo in coronamento di 2,4 km a fronte di una altezza di 185 metri Fig 1.10).}

Fig. .9 Grande Daixence Daam Svizzera)

Fig. . 0 Three Gorges Daam Cina)

Dighe m rarie a gravita alleggerite

La diga a gravità alleggerita è in sostanza un grande muro di spessore relativamente ridotto appoggiato a dei contrafforti. I contrafforti risultano essere relativamente sottili e trasferiscono gli sforzi fino alle fondazioni. Questo tipo di costruzione consente chiaramente di raggiungere dimensioni notevoli e al tempo stesso di risparmiare una grande quantità di calcestruzzo. La costruzione di questo tipo di dighe risulta piü difficoltoso rispetto a quella delle dighe a gravità massiccia, in quanto nettamente piü fragili.

Dighe m rarie ad arco ed a volta

Sono le dighe piü caratteristiche ed è frequente incontrarle sulle vallate alpine. Raggiungono dimensioni notevoli tant'è che la quarta diga piü alta del mondo è una diga ad arco sul fiume Inguri in Georgia con 272 m di altezza e uno sviluppo al coronamento di

680 m (Fig 1.11), mentre la diga del Vajont (Diga del Colomber) è la quinta al mondo con i suoi 262 m d'altezza (Fig 1.12)..

La struttura di queste dighe è costituita da un paramento di monte in calcestruzzo arcuata in senso orizzontale e nel caso di dighe a volta anche in senso verticale. In rapporto alla loro altezza e rispetto ai tipi di diga a gravità, lo sbarramento è da considerarsi relativamente sottile. I lati del corpo diga sono appoggiati direttamente ai monti ai due lati della vallata e su di essi scaricano la spinta esercitata dall acqua. Nel caso delle dighe a cupola parte della spinta viene dissipata anche verso il basso.

Questo opere spingono sui lati della valle ed è molto importante verificare la solidità di

_{quest' ultimi, eventualmente attuando anche lavori di consolidamento.}

_{Fig . 1 Inguri Daam Georgia)}

Fig . 2 Colomber Daam (Italia)

Organi di scarico

Scaricatori di s perficie

In molte dighe è previsto che, qualora il livello dell invaso raggiunga la massima altezza dello scaricatore, esse vengano semplicemente scavalcate dall acqua utilizzando degli sfioratori a stramazzo. Questi raccolgono e convogliano a valle dello sbarramento le acque che pervengono al serbatoio dopo il suo completo riempimento (Fig 1.13 e Fig. 1.14) .

La normativa impone che, per tali tipi di scarico, vengano realizzate delle opere atte a diminuire il potere erosivo dell acqua che tracima dalla diga al momento dell impatto col terreno. Nelle opere in terra tali manufatti di sfioro sono ovviamente separati dal corpo diga.

Una volta sfiorata, l'acqua puO essere allontanata attraverso dei canali superficiali a forte pendenza, scivoli, o tramite gallerie inclinate che la convogliano verso vasche di dissipazione fino a raggiungere il corso a valle (Fig 1.15).

Gli sfioratori devono essere dimensionati tenendo conto del sussidio dato dagli scaricatori

_{di fondo.}

Fig. . 3 Crystal Daam sfioratore di superfice Fig. . 4 Gebidem Daam sfioratore di superfice

Fig. . 5 Scivolo e vasca di dissipazione

Altro esempio di scarico di superficie è costituito da uno sfioratore circolare a calice in cui l'acqua viene inghiottita e convogliata verso il cunicolo di scarico, come si vede nelle figure sottostanti (Fig 1 16).

Per consentire un adeguato apporto d aria, vengono realizzati dei condotti di areazione, che garantiscono un regime di deflusso a pelo libero ( condotta non in pressione ).

Le "alettine", che si vedono all imbocco del calice, servono a far scendere l'acqua verticalmente in modo da garantire un flusso pulito e lineare per tutta la condotta senza

_{creare moti turbolenti che penalizzerebbero la funzione di scarico Fig 1 17).}

Fig. . 6 Hoover Daam SS)) sfioratori a calice

_{Fig. . 7 Scaricatore di superfice}

Scaricatori di fondo

Sono costituiti da una tubazione in pressione chiusa per mezzo di una o piü paratoie, seguita da una galleria a pelo libero provvista quindi di aerofori.

Queste opere sono posizionate in prossimità del fondo del bacino e quindi sono difficilmente visibili a meno che l'invaso non sia stato completamente svuotato (Fig 1.18 ). Per consentire il rapido svaso dell'impianto, il diametro degli scarichi di fondo è di solito elevato.

Il limite principale nell'utilizzo di questi scarichi sta negli organi di chiusura, le paratoie, in quanto l elevata pressione dovuta all acqua dell'invaso che spinge su esse fa si che queste siano impossibili da aprire.

Il problema è stato risolto utilizzando due organi in serie: il primo di intercettazione (a monte, atto alla ritenuta totale) ed il secondo di regolazione.

La prima paratoia, stagna e di tipo piano, è a contatto con il bacino mentre la seconda è progettata in modo da essere aperta quando necessario. Le manovre devono essere eseguite con carichi equilibrati. Inizialmente la paratoia stagna è chiusa e bloccata dalla pressione dell acqua, una volta chiusa anche l altra paratoia, si riempie, tramite un piccolo condotto chiamato tubo di sorpasso, si riempie il volume tra i due organi con acqua alla stessa altezza dell acqua che spinge sulla paratoia stagna, e quindi alla stessa pressione (cioè a carico equilibrato). A questo punto è possibile aprire la paratoia stagna di intercettazione e di seguito regolare la portata in uscita aprendo anche l altra saracinesca.

Fig. . 8 Scaricatore di fondo in costruzione foto d'epoca)

Scaricatori di esa rimento

Di dimensione ridotta, sono posizionati in fondo alla diga e servono per svuotare per intero l'invaso .