Premessa:il fenomeno dello scavo generato da getti d ac a

Premessa:il fenomeno dello scavo generato da getti d ac a

Un getto che impatta in un bacino con fondo composto da materiale incoerente origina un fenomeno erosivo, questo perché l'azione di trascinamento provocata dal getto deviato dal fondo è superiore alle forze resistenti. La diffusione di energia che causa lo scavo genera il trascinamento del materiale verso valle che va ad accumularsi in una duna la cui forma e dimensione sono funzione dei parametri del sistema. (Fig. 1.1)

Fig. .1 Glen Canyon Daam materiale disgregato ed accumulato a valle dello sbarramento

Questo fenomeno erosivo dipende dalle caratteristiche del getto, dal livello liquido e dal tipo di materiale di fondo che stiamo esaminando, ed è evidente che comprendere le diverse variabili che influiscono sul processo, permette di prevedere lo scavo prima che si manifesti.

Il trasporto solido generato dall impatto dei getti con il fondo si presenta con la messa in sospensione del materiale nella zona di massima turbolenza, tale materiale, acquisita una certa velocità, viene trasportato verso valle.

La zona di scavo e quella di deposito sono legate dal movimento di un volume di materiale di fondo che viene portato in sospensione.

L'importanza di questo studio è notevole perché come si puO osservare nella realtà lo scavo a valle di un'opera puO provocare lo scalzamento delle fondazioni o, in generale,puO provocare l instabilità dell'opera interessata.

Alcune ricerche su opere esistenti denotano come l'erosione del fondo a valle di opere idrauliche sia frutto di una serie di fattori da cui non si puO prescindere, soprattutto se vogliamo stimare gli scavi, anche di diverse decine di metri, di grandi opere idrauliche. L'effetto disgregativo del getto, come dimostrato da molti studi, è funzione dell'energia che questo va a dissipare nello specchio liquido a valle. Appare chiaro come questo fenomeno si manifesti solo alla presenza di getti le cui caratteristiche di portata e di velocità siano notevoli assumendo un'importanza rilevante negli scaricatori di grandi opere

_{idrauliche come le dighe (Fig 1.2 e Fig. 1.3).}

Fig. .2 Hoover Daam scaricatori di fondo chiusi Fig. .3 Hoover Daam scaricatori di fondo aperti

In queste condizioni il getto ha un forte effetto disgregativo dovuto alla pressione che lo stesso ha sulla roccia e che si accentua col protrarsi del fenomeno nel tempo trasformando il fondo in un ammasso incoerente.

Si puO quindi affermare che lo scavo localizzato in terreni rocciosi puO essere considerato dal punto di vista di uno studio sperimentale simile a quello che si ha in terreni non coesivi.

La formazione dello scavo presenta tre fasi che coesistono nello stesso fenomeno: una prima fase disgregativa nella zona del bacino di impatto, una seconda con formazione

_{vorticosa che tiene in sospensione il materiale e un'ultima fase di deposito (Fig. 1.5).}

Fig. . 5 Glen Canyon Daam materiale accumulato a valle

Nel momento in cui termina il getto il materiale in sospensione si deposita sul fondo dello scavo e la duna di deposito non trovandosi piü in equilibrio dinamico con il getto crollerà disponendosi secondo l angolo di natural declivio del materiale, rimanendo in equilibrio sotto l'azione di forze di tipo statico.

Il fenomeno è caratterizzato da due assetti tipo: una configurazione dinamica, dove abbiamo materiale in sospensione e la pressione del getto sostiene la duna di valle, e una

configurazione dry dove il materiale in sospensione si è depositato e la duna si dispone con un angolo ben preciso.

Per non essere tratti in inganno è doveroso precisare che il valore del massimo scavo si verifica in configurazione dinamica, cioè a scaricatori aperti e di conseguenza non è apprezzabile quando osserviamo una diga con gli scaricatori chiusi, o come diremo noi in configurazione dry.

Per ovvi motivi la misura dello scavo dinamico si valuta solo nelle prove sperimentali in laboratorio su modelli, mentre nei prototipi si valuta solo lo scavo statico.

I rilievi sperimentali oggetto di studio nella tesi sono eseguiti sia in condizioni dinamiche che in condizioni statiche.

La misurazione del valore di fine scavo in condizioni dinamiche viene presa quando, non essendoci piü passaggio di materiale, la duna di valle ha raggiunto l'equilibrio.

Importante è anche controllare, per l'intera durata della prova, il livello liquido in quanto puO essere considerato una barriera fisica che si interpone tra il getto e il fondo. Concludendo si vedrà che lo scavo a valle di opere idrauliche è regolato dalle caratteristiche e dall'energia del getto, dal livello liquido a valle, dall'angolo di incidenza del getto, dal peso e dalla granulometria del materiale di fondo.