Opere Montane Parte 3

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova

concrete check dam

mudslide control

slit check dam

bottom sills

stream diversion

floating debris control

concrete & steel check dam

groynes

settling basin

bank revetment

ponding area


TRASPORTO SOLIDO

8/vdC2/vACF 22wD

2wD

22wHwc r /viR

2c r dF 3

ws d)(R

*)R e(d)(

RFws

c r

Bedload transport: the threshold of movement

Shields diagram

Hydrodynamic force acting on the single grain … and the weight stabilization force


APPROCCIO SEMPLIFICATO PER LA VELOCITÀ CRITICA

equilibrio del grano sul fondo alveo

d) /(2 gCV wwsc r

ISBASH (1932 – 1936)

instabilità per

- scorrimento -> C=0,86

- rotolamento -> C=1,20

6/1

16

7/

h

zvv z

Vcr = V ? C=?

rolling (overturning)

sliding


BRIGLIE E SOGLIE

CHECK DAMS

BOTTOM SILLS

design slope

natural slope

filling

erosion natural slope design slope

drains overflow section


VERIFICHE DI STABILITÀ

Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli. Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.

Per costruzioni di tipo 1 e 2 e Classe d’uso I e II, ricadenti in Zona 4, è ammesso il METODO DI VERIFICA ALLE TENSIONI AMMISSIBILI

D.M. LL. PP. 14.02.92, per strutture in cls e in acciaio D.M. LL. PP. 20.11.87, per strutture in muratura D.M. LL. PP. 11.03.88, per opere e sistemi geotecnici

stability analysis

Tipi di costruzione e relativa vita nominale (anni)

1 Opere provvisorie – Opere provvisionali - Strutture in fase costruttiva ≤ 10

2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o

di importanza normale

≥ 50

3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di

importanza strategica

≥100

NUOVE NORME TECNICHE SULLE COSTRUZIONI

(D.M. 14 gennaio 2008) e

ISTRUZIONI PER L’APPLICAZIONE (Cicolare 2 febbraio 2009)

STATI LIMITE


IL CASO CLASSICO DELLA BRIGLIA A GRAVITA’ Verifiche di stabilità Riferimenti legislativi

- D.M. 11.03.1988 - D.M. 16.01.1996

Verifiche

statiche a sifonamento per scavi a valle …

Analisi statica

a ribaltamento

a scorrimento

a schiacciamento

FR 1,5

FS 1,3

stability analysis



Briglia in esercizio • Caso non drenato

FR = 0,89 1,5 FS = 0,83 1,3

Un esempio numerico: H=7 m, B=4 m, P=2 m, h=1,5 m, hv=4,8 m

FR = 1,72 1,5 FS = 3,37 1,3

Briglia in esercizio • Caso drenato

ANALISI DELLE SPINTE SECONDO RANKINE (con stime speditive del processo filtrante)


MODELLAZIONE DEL PROCESSO FILTRANTE

0 5 10 15 20 m

0 5 10 m

Ammasso poroso omogeneo (K=10-5 m/s)

Analisi non stazionaria del movimento di una singola fase fluida all’interno di un mezzo poroso (saturo e/o non saturo)

Curve di saturazione

Dominio “illimitato”


Evoluzione del transitorio all’arrivo di una piena

1

2 3

8

6 7

9

4 5

(briglia drenata)


Briglia in esercizio • Caso drenato

distribuzione delle pressioni dell’acqua

RISULTATI

FR = 1,42 1,5 (1,72) FS = 2,11 1,3 (3,37)

FR = 1,08 1,5 (0,89) FS = 1,14 1,3 (0,83)

Differenze con stime speditive

in più in meno

Briglia in esercizio • Caso non drenato

(sempre basati sulla teoria di Rankine)


VERIFICA SECONDO GLI STATI LIMITE ULTIMI (SLU)

???Fh

L3/L[EE vood

carichi permanenti

carichi variabili


SCAVI LOCALIZZATI

z1 5,2qH3 7 8,0s 3 5,05,02m a x

132,090

57,02,0

max yd

qh75,4s

SCHOKLITSCH

d90 in mm h e y1 in m q in m3/s,m

Tlog89410

e164,182,1

y

s3

7Tlog

2

max

Tlog89 410x

y 3

m a x

2

)v/ (T 22wc r

local scour

downstream a bottom sill

downstream an abrupt drop


SIFONAMENTO

HEAVING

54i

i

s/h

/)(F

e

c

o

wwsa t

2/sh

2/s)(F

w

2owsat

PIPING

Fh

L3/LF vo

F

h

ds23/bs2dF 2211

da limi a sabbia grossa 8,5÷5,0

ghiaia da fine a grossa con massi 4,0÷2,5

argilla da molle a molto compatta 3,0÷1,6

piping & heaving

loose dense clay

gravel boulders

silt coarse sand


SOTTOPPRESSIONI uplift beneath hydraulic structures


ESEMPIO DI DERIVAZIONE

example of derivation


PORTATA SOLIDA

2/33/2s d5,4 2iq5,2q

SHIELDS

MEYER - PETER

c rss Cq

DU BOIS

bedload transport

qs [kg/s,m] solid discharge q [kg/s,m] discharge i [m/m] energy slope d [m] grain diameter

qs [kg/s,m] solid discharge [N/m2] shear stress Cs=3,335·10-6


BRIGLIE SELETTIVE

slit dam

beam dams

opened check-dams

window dam


volume filled by sediment

LA FORMAZIONE DI UN DEPOSITO STABILE A MONTE DIPENDE DAL RAPPORTO FRA LA PORTATA SOLIDA IN INGRESSO AL SISTEMA E LA

CAPACITÀ DI TRASPORTO DELLA FESSURA

QUESTA DEVE COMUNQUE ESSERE LARGA PER LIMITARE LA POSSIBILITÀ DI INTASAMENTO CHE RIDURREBBE LA BRIGLIA SELETTIVA AD UNA NORMALE

Cassone a stramazzo Qmax 30 l/s

Nastro trasportatore Qs 0,07 kg/s

Canaletta rettangolare 0,5 X 0,5 m

Similitudine Froude 1:30

Pendenza 5%

modello fisico

Materiale uniforme d50 6,4 mm

Briglia simulata con due quinte in legno

Larghezza fessura b = 22 cm Rapporto di restringimento r = 0,44

modello fisico

Prova sperimentale numero 1

modello fisico

Prova sperimentale numero 2

Q=30 l/s C=0.093

Q=15 l/s C=0.187

Misura della portata solida in uscita dalla briglia

Misura del tirante nella fessura

Misura del tirante sul deposito

Portate inferiori Verifica autopulizia

Risultati prova n°1

Non si realizza pendenza di sistemazione

Capacità fessura maggiore della portata solida da monte

modello fisico

Accumulo di materiale

Quinte libere

modello fisico

Risultati prova n°2

Si realizza pendenza di sistemazione

Capacità fessura all’inizio inferiore della portata solida da monte

Aumenta deposito =

Gradino costante

Aumenta pendenza = Aumenta energia

modello fisico

Quinte libere Forma a dorso d’asino del deposito


BRIGLIE SELETTIVE


BRIGLIE SELETTIVE 1/2


BRIGLIE SELETTIVE 2/2


BRIGLIE PER TRATTENERE I MATERIALI GALLEGGIANTI floating debris countermeasures


BRIGLIE PER TRATTENERE I MATERIALI GALLEGGIANTI floating debris countermeasures


BRIGLIE PER TRATTENERE I MATERIALI GALLEGGIANTI

detail of steel beam and concrete junction


BRIGLIA IN ALVEO A SEZIONE LARGA check dam in a wide section

embankment


BRIGLIA AD ARCO 1/2 arch check dam


BRIGLIA AD ARCO 2/2 arch check dam


BRIGLIA AD ARCO SELETTIVA 1/2 arch windows check dam


BRIGLIA AD ARCO SELETTIVA 2/2 arch windows check dam

stainless steel


BRIGLIA + VASCA DI DISSIPAZIONE + CONTROBRIGLIA

PASSI LOGICI NELLO SVILUPPO DEL PROGETTO

1) DEFINIZIONE PORTATA DI PROGETTO

2) ACQUISIZIONE GEOMETRIA E GRANULOMETRIA D’ALVEO

3) SCELTA DELLA TIPOLOGIA

4) DIMENSIONAMENTO DELLA GAVETA E DELL’ALTEZZA DELLA BRIGLIA

5) PREDIMENSIONAMENTO STATICO DELLA BRIGLIA

6) VERIFICHE STATICHE DELLA BRIGLIA (RIBALTAMENTO, SCORRIMENTO, SCHIACCIAMENTO)

7) DETERMINAZIONE DELLA LUNGHEZZA DELLA VASCA DI DISSIPAZIONE E DEL RAPPORTO DI CONTRAZIONE DELLE QUINTE

8) DIMENSIONAMENTO STATICO DELLE QUINTE

9) VERIFICHE IDRAULICHE (PIPING, HEAVING E SCAVI LOCALIZZATI A VALLE DELLA BRIGLIA E DELLE QUINTE)

10) PROTEZIONE DELLA GAVETA E DELLE QUINTE CONTRO L’EROSIONE

11) PROTEZIONE DEL FONDO E DELLE PARETI DELLA VASCA DI DISSIPAZIONE E DEL TRATTO IMMEDIATAMENTE A VALLE DELLE QUINTE


BRIGLIA E VASCA DI DISSIPAZIONE SUL T. RAI (S. CROCE-PIAVE-BELLUNO; ANNI '30)

check dam faced with regular stones


OPERE DI PRESA DA CORSI D’ACQUA Small river intake


OPERE DI PRESA DA CORSI D’ACQUA Small river intake


OPERE DI PRESA DA CORSI D’ACQUA Big river intake


PICCOLA DERIVAZIONE


GRANDE DERIVAZIONE


CANALI CON PORTATA PROGRESSIVAMENTE DECRESCENTE

tcosyg2

qyH

2

2

32

22

yg/q1

q)yg/()dx/dq(qy

dx

dy

0dx/dH

H2y3

)yH(HCq2

dx

dy

Hg2Cdx/dq q )yH(g2yq

tcosH

y1

Cq

yx

Cq

Hc

3

1

3

2L

Channel with decreasing discharge


BRIGLIE IN LEGNAME E PIETRAME SUL T. PIOVA (PIAVE-BELLUNO; ANNI '30)

rip rap and wood check dam


IL LEGNAME USATO NELLE OPERE IDRAULICHE DEVE POSSEDERE, CARATTERISTICHE MECCANICHE DI RESISTENZA E DURABILITÀ BEN MAGGIORI DI QUELLE RICHIESTE PER IMPIEGHI NORMALI (SOLAI, CAPRIATE ECC.).

LEGNAME 1/2

SCARSO INTERESSE PRESENTANO GLI ABETI (ROSSO E BIANCO) PER LA LORO POCA DURABILITÀ E SCARSA ATTITUDINE A ESSERE TRATTATI.

ELEVATA DURABILITÀ NATURALE POSSIEDE IL DURAME (LA PARTE PIÙ INTERNA DEL TRONCO) DEL LARICE, IL CUI ALBURNO (LA PARTE ESTERNA) PUÒ ESSERE RIDOTTO AL MINIMO CON UN’APPROPRIATA SEGAGIONE DEL TRONCO.

IL TONDAME MAGGIORMENTE ESPOSTO ALL’ABRASIONE, COME QUELLO SUL LATO DI VALLE DELLA GÀVETA DELLE BRIGLIE, È TALVOLTA RIVESTITO CON MEZZO TUBO DI ACCIAIO INOX O DI ALLUMINIO.

requested durability is higher than in the usual civil works (e.g. roof truss)

red or white firs are inadequate …

a proper choice: heartwood of larch (without sapwood)

faced with stainless steel or aluminium to reduce abrasion problems


IL LARICE (E IL CASTAGNO) È SOLITAMENTE RAPPRESENTATO DA TONDAME (SCORTECCIATO) CON DIAMETRI 20÷40 CM. LA SUA DURATA È DI CIRCA 30 ANNI, DIPENDENDO DAL TIPO DI ESSENZA E DALLO STATO IN CUI LA STRUTTURA OPERA: SE SEMPRE ASCIUTTO, O BAGNATO, O ALTERNATIVAMENTE BAGNATO.

LEGNAME 2/2

DURATE CIRCA DOPPIE (60÷70 ANNI) SONO OTTENUTE CON LEGNAME IMPIEGATO ALL’APERTO O A CONTATTO COL SUOLO UTILIZZANDO TONDAME TRATTATO IN AUTOCLAVE CON SOSTANZE CONSERVANTI. IL LEGNO VIENE TRATTATO ALLA PRESSIONE DI 8÷10 ATM. CON SOLUZIONI CALDE DI SOSTANZE ANTISETTICHE. ESSE IMPREGNANDO LA MASSA, RENDONO INATTIVE LE SOSTANZE FERMENTISCIBILI E IMPEDISCONO LO SVILUPPO DI GERMI.

PER I PALI DA INFIGGERE NEL TERRENO È TALVOLTA USATA LA CARBONIZZAZIONE SUPERFICIALE. ESSA PRODUCE LA FORMAZIONE SULLA SUPERFICIE DI SOSTANZE CATRAMOSE ANTISETTICHE ED ELIMINA I MATERIALI ORGANICI. LO STRATO CARBONIZZATO CHE SI FORMA SULLA PARTE BRUCIATA ASSORBE L’ACQUA IMPEDENDONE IL DIFFONDERSI ALL’INTERNO.

Barked larch and chestnut with a lifetime of 20-40 years

lifetime increases up 60-70 years after moist-heat sterilization

carbonization of surface layer was also adopted in the past

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Bologna 2004

BRIGLIA SELETTIVA A CORTINA D’AMPEZZO CORPO FORESTALE DELLO STATO DI BELLUNO (1968)


BRIGLIA DI LEGNAME E PIETRAME CON PLATEA DI DISSIPAZIONE


PICCOLA BRIGLIA DI LEGNAME E PIETRAME


BRIGLIA DI LEGNAME E PIETRAME


BRIGLIE DI PIETRAME E LEGNAME


SCHEMI PLANIMETRICI DI BRIGLIE AD ARCO DI LEGNAME E PIETRAME


ESEMPIO DI BRIGLIA CONVESSA DI LEGNAME E PIETRAME


SOGLIE

OPERE TRASVERSALI NON SPORGENTI

HANNO LO SCOPO DI FISSARE NELLA SE-ZIONE IL FONDO DELL’ALVEO CIRCA ALLA STESSA QUOTA DELL’ALVEO NATURA-LE VANNO ADEGUATA-MENTE APPROFONDI-TE AL DI SOTTO DEL TALWEG PER GARAN-TIRNE LA STABILITÀ LE VERIFICHE DA CONDURRE SONO DI CARATTERE STATICO E IDRAULICO


ESEMPIO DI SOGLIA DI STABILIZZAZIONE DI LEGNAME E PIETRAME


SOGLIA IN LEGNAME CON PROTEZIONE AL PIEDE

IN PIETRAME


SOGLIA IN PIETRAME LEGATO


ESEMPIO DI SOGLIA DI STABILIZZAZIONE DI PIETRAME


ESEMPIO DI SOGLIA DI STABILIZZAZIONE DI PIETRAME


AZIONI ESERCITATE DALLA CORRENTE (1/2)

in condizioni di moto uniforme …

iRPAi Hww /0

tensione tangenziale media sul contorno


… e in assenza di moto uniforme

AZIONI ESERCITATE DALLA CORRENTE (2/2)

disuniformità della corrente per strutture in alveo (ad es. spalle o pile di un ponte) …

… per il verificarsi di un risalto

… in presenza di variazioni planimetriche d’alveo …


DIFESE CON MURI DI SPONDA


DIFESE CON SCOGLIERA 1/2


DIFESE CON SCOGLIERA 2/2


FORZA RESISTENTE

(nell’ipotesi di regolarità del moto)

SHIELDS

0,06 (?)

d << h

06,0

dws

c r

5,0

67,0106,0h

d

dws

cr

d ~ h

0,047(?)

ZELLER


APPROCCIO SEMPLIFICATO PER LA VELOCITÀ CRITICA

equilibrio del grano sul fondo alveo

d) /(2 gCV wwsc r

ISBASH (1932 – 1936)

instabilità per

- scorrimento -> C=0,86

- rotolamento -> C=1,20

6/1

16

7/

h

zvv z

Vcr = V ? C=?


… un esempio numerico …

Shields d=0,33 m

Zeller d=0,42 m

Armanini d=0,24 m

Isbash - scorr. d=0,72 m - rotol. d=0,46 m

= 0,86 per f~0,6 e CD~0,8

d) /(2 gf / CV wwsDc r

Isbasch a scorrimento

Vcr (Isbash) < V (media)

110 115 120 125 130 135 140102

104

106

108

110

112

114

esempio torrente Plan: Plan 01Geom: i=3%

RS = 2

Station (m)

Ele

vati

on (

m)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank StaQ=150 m3/s, i=3%, V=5,54 m/s, y=1,22 m, o=319 Pa

3:2 2:1


SCOGLIERA SUL FONDO


DIMENSIONAMENTO SECONDO FHWA

r

2/3

sws

1s2o

50 F/)(

K/F675,0

)g2/ (v

d

Condizioni d’esercizio Fattore di

stabilità Fs

Correnti uniformi; tratti rettilinei o leggermente curvilinei (raggio curvatu-

ra/larghezza canale > 30); trascurabile azione ondosa e/o del trasporto di detriti

galleggianti; limitate incertezze nei parametri di progetto.

1.01.2

Correnti gradualmente varie; tratti curvilinei con 30 > raggio curvatura/larghezza

canale > 10; moderata azione ondosa e/o del trasporto di detriti galleggianti. 1.31.6

Correnti prossime alla condizione critica; tratti curvilinei con raggio curvatu-

ra/larghezza canale < 10; rilevante azione ondosa (0,3 – 0,6 m) e/o del trasporto di

detriti galleggianti; marcata disuniformità planoaltimetrico della corrente; signi-

ficative incertezze nei parametri di progetto.

1.62.0

FHWA [1989]

K1 ≤ 1 = ???


1,72 1,33

SCOGLIERA SULLA SPONDA

equilibrio del grano sulla sponda

42°

2

2

1cos0tg

tgcrcr


5.2

1

21

30

gyK

VyCCCSd

ws

wtvsf

Condizioni Sf

Correnti uniformi; tratti rettilinei o leggermente curvilinei (raggio cur-vatura/larghezza canale > 30); azio-ne delle onde o del trasporto solido minima; piccole o trascurabili incer-tezze dei parametri.

1,0–1,2

Correnti gradualmente varia; tratti curvilinei (30 > raggio curvatura/ larghezza canale > 10; azione delle onde o del trasporto solido modera-ta.

1,3–1,6

Correnti in transizione; tratti curvilinei con raggio curvatura/lar-ghezza canale < 10; azione delle on-de o del trasporto solido rilevante; turbolenza in corrispondenza delle opere in alveo; significative incer-tezze nei parametri di progetto.

1,6–2,0

5 05.1,

ddm a x

torivestim ensp esso reN

1 0 0

IL DIMENSIONAMENTO SECONDO USACE

31

15

853050

d

ddd

sC= 0,300 (massi spigolosi) = 0,375 (massi arrotondati)


SCOGLIERA SULLA SPONDA


LA DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA

La distribuzione granulometrica dei massi influisce sulla resistenza del rivestimento: gli elementi devono avere dimensioni ragionevolmente variabili all’interno dello spessore della scogliera (pari ad almeno 1,5 d50 o d100)

Diametro masso

(m) Peso masso (kg)

Percentuale di

passante

1,5 < d50 < 1,7 3,0 < G50 < 5,00 100

1,2 < d50 < 1,4 2,0 < G50 < 2,75 85

1,0 < d50 < 1,4 1,0 < G50 < 1,50 50

0,4 < d50 < 0,6 0,1 < G50 < 0,20 15

L’applicazione della procedura descritta è suggerita al caso di correnti che di poco si scostano da quelle uniformi. Dall’applicazione sulla sponda di scarpa 2:1 risulta d50=1,31,5 m (con Isbasch d50=~1,0 m)




Diametro masso

(m) Peso masso (kg)

Percentuale di

passante

1,5 < d50 < 1,7 3,0 < G50 < 5,00 100

1,2 < d50 < 1,4 2,0 < G50 < 2,75 85

1,0 < d50 < 1,4 1,0 < G50 < 1,50 50

0,4 < d50 < 0,6 0,1 < G50 < 0,20 15


ESEMPIO DI LEGATURA DI MASSI




Diametro masso

(m) Peso masso (kg)

Percentuale di

passante

1,5 < d50 < 1,7 3,0 < G50 < 5,00 100

1,2 < d50 < 1,4 2,0 < G50 < 2,75 85

1,0 < d50 < 1,4 1,0 < G50 < 1,50 50

0,4 < d50 < 0,6 0,1 < G50 < 0,20 15


ESEMPIO DI LEGATURA DI MASSI

ULTERIORI CONSIDERAZIONI (1/2)


Lo spessore della scogliera deve essere al minimo fra 1,5 d50 o d100: se la scogliera è gettata in acqua, è comunque opportuno prevedere un incremento dello spessore del 50% rispetto a quello calcolato.

Per evitare lo sprofondamento dei massi va posto al fondo della scogliera un filtro rovescio o un geotessuto con appropriate carat-teristiche meccaniche

L’estensione longitudinale dipende fortemente dalle condizioni locali della zona in cui si prevede la realizzazione del rivestimento; la scogliera deve essere continua per una lunghezza comunque maggiore del tratto che risente dell’azione della corrente.

Scavo al piede della scogliera ds=1,74(d50)-0,112,2m (d50 =0.1m)

Il taglione o la banca al piede devono essere adeguatamente approfondite (almeno 2,5 m sotto il piano delle ghiaie) ds


ULTERIORI CONSIDERAZIONI (2/2)

In alternativa al taglione si possono disporre opportune protezioni al piede, realiz-zando una trincea o una banca di dimensioni oppor-tune

Si può anche disporre un volume maggiore di massi dove sia previsto il massimo scalzamento


INTESTAZIONE DELLA SCOGLIERA

Quando la protezione con scogliera riguardi una parte a fiume, senza interessare l'arginatura maestra, nella sezione iniziale del rivestimento è necessario immorsarlo adeguatamente nell’ammasso protetto per evitare che possa prodursi un aggiramento della testa











MURO DI SPONDA DI LEGNAME E PIETRAME A PARETE DOPPIA CON

TAPPETO DI PROTEZIONE

Stones and wood wall

with double frame


MURO DI SPONDA CON LEGNAME E PIETRAME A PARETE SEMPLICE CON TAPPETO DI PIETRAME AL PIEDE

Bolo

gn

a20

04

Stones and wood wall with single frame


MURO DI SPONDA CON LEGNAME E PIETRAME A PARETE SEMPLICE a) IN FASE DI COSTRUZIONE; b) DOPO 5 MESI; c) DOPO 2 ANNI.

a) b)

c)

Bolo

gn

a20

04

Stones and wood wall with single frame


XX SECOLO (INIZIO). FORNO DI ZOLDO: DIFESE DI SPONDA IN LEGNAME E PIETRAME (ARCHE) SUL RIO PRAMPER (MAE’-PIAVE)

Bolo

gn

a20

04

Example of stones and wood wall


GABBIONI (da non utilizzare in presenza di trasporto solido)

Wire-enclosed riprap (gabions)


DIFESA DI SPONDA CON FASCINATE

LE FASCINATE SONO SIMILI ALLE VIMINATE, CON LA DIFFERENZA CHE LA LORO STRUTTURA, ANZICHÉ ESSERE COSTITUITA DA UN GRATICCIO DI VIMINI, È FORMATA DA PARECCHIE FASCINE SOVRAPPOSTE.

ESSE SONO GENERALMENTE DI SALICE VERDE CON CIRCONFERENZA DI 1 M (DIAMETRO ~33 CM). LE FASCINE SONO FISSATE CON PALI DI LEGNO DURO DISTANTI TRA LORO DA 30 CM AD 1 M. I PALI POSSONO ESSERE PIANTATI IN MEZZO ALLE FASCINE, A VALLE DELLE STESSE, MA ANCHE SIA A MONTE CHE A VALLE.

LE FASCINATE SI DICONO DI 1A CLASSE QUANDO SONO COSTITUITE DA ALMENO 3 FASCINE SOVRAPPOSTE (RARAMENTE PIÙ DI CINQUE); DI 2A CLASSE SE COSTITUITE DA UNO O DUE ORDINI DI FASCINE. LE FASCINATE RIDUCONO LA LORO ALTEZZA PER ASSESTAMENTO DI CIRCA IL 20%.

(willow) FASCINES a rough bundle of brushwood used for strengthening an earthen structure, or making a path across uneven or wet terrain. Typical uses are protecting the banks of streams from erosion, covering marshy ground and so on


DIFESE DI SPONDA CON VIMINATE E FASCINATE VARIAMENTE DISPOSTE


DIFESA DI SPONDA CON ASTONI DI SALICE

LA PROTEZIONE DI SPONDA PER UN CORSO D'ACQUA SOTTOPOSTO AD AZIONI NON MOLTO INTENSE PUÒ OTTENERSI CON ASTONI DI SALICE (FUSTI LEGNOSI DI 1÷3 M DI LUNGHEZZA CON UN DIAMETRO DI 4÷15 CM), DISPOSTI LUNGO LA SPONDA E ANCORATI CON FILO D'ACCIAIO E PALETTI.

GLI ASTONI SONO PROTETTI AL PIEDE CON UNA SCOGLIERA COSTITUITA DA UNA FILA DI MASSI DI ADEGUATA PEZZATURA, GENERALMENTE COLLEGATI TRA LORO.

LA SOLUZIONE È ADOTTATA PER ALVEI CON PENDENZA MINORE DEL 3% E CON LIMITATO TRASPORTO SOLIDO. LO SFORZO (MEDIO) TANGENZIALE CRITICO DI QUESTO TIPO DI DIFESA PUÒ RAGGIUNGERE I 300 N/m2.

Willow logs


DIFESA DI SPONDA CON ASTONI DI SALICE B

olo

gn

a20

04

Willow logs


COPERTURA DIFFUSA CON ASTONI DI SALICE Willow logs


COPERTURA DIFFUSA CON ASTONI DI SALICE a) IN FASE DI COSTRUZIONE; b) DOPO 3 ANNI; c) DOPO 5 ANNI.

a)

b) c)

Bolo

gn

a20

04

Willow logs


RIASSUNTO: DIFESE DI SPONDA

MURI (in calcestruzzo rivestiti o in pietrame e legname)

SCOGLIERA

GABBIONI (da non utilizzare in presenza di trasporto solido)

MASSI E TALEE DI SALICE

ASTONI DI SALICE

VIMINATE E FASCINATE

SUMMARY: Linings and bank revetments

Concrete or wood and stone walls

Rock riprap

Wire-enclosed riprap (gabions)

Stones and willow quicksets

Willow logs

(Willow) fascine


I pennelli (o repellenti) sono manufatti che, radicati nella sponda, si protendono verso l'alveo per definire, con la loro testa, i punti che fissano la nuova linea di sponda. Ma è anche opportuno ricordare come anche le briglie e le soglie contribuiscano, fissando la sezione, alla difesa delle sponde.

PENNELLI

La distanza tra due pennelli è dell'ordine di 2÷4 volte la loro sporgenza. In queste condizioni può ritenersi che il costo, con l'ammorsamento alla sponda e la difesa della testa contro lo scalzamento, sia comparabile con quello di una difesa longitudinale.

La difesa con pennelli è talvolta preferita perché la disposizione dà luogo a una successione di pozze e rapide e il succedersi delle morbide e delle piene comporta, lungo l'alveo, una trasformazione ambientale e morfologica che può favorire interessanti insediamenti di flora e fauna.

Milano Sist 2003

Spur dikes (groynes)


TIPI DI PENNELLI E LORO DISPOSIZIONE RISPETTO ALLA DIREZIONE DELLA CORRENTE

Bolo

gn

a20

04


DISTANZA TRA I PENNELLI

Bolo

gn

a20

04

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova PENNELLO ORTOGONALE INTESTATO ALLA SPONDA

Bolo

gn

a20

04


PENNELLO DI

MASSI PROTETTO

CON UNA

CORTINA DI

GETTINIEZIONE

Bolo

gn

a20

04

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Bo

logna

20

04

ESEMPIO DI PENNELLO DI PIETRAME

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Pennello a L di legname e pietrame con tappeto di protezione

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Pennello a L di legname e pietrame con tappeto di protezione

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Pennello d’acciaio, calcestruzzo, legname e pietrame


DIFESA DI SPONDA PROVVISIONALE

CON ALBERI RECISI ED ANCORATI

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PROVISIONAL EROSION CONTROL

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Mil

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COLATA DI DETRITI O DEBRIS FLOW

Una colata di detriti è un moto rapido di un miscuglio di acqua e materiali, massi e fango. I detriti e i massi sono concentrati alla testa della colata; essi avanzano rotolando e scivolando. La massa in movimento ha un forte potere di erosione, così da raccogliere e convogliare lungo il percorso molti altri materiali erosi dal fondo e dalle sponde dell’alveo.

La produzione di queste colate richiede il concorso di alcune condizioni: la presenza di un ammasso detritico in stato precario di stabilità e dell'acqua, ovviamente, o di una massa fluida; e di appropriate pendenze dell'alveo o del valloncello.

La fonte dei materiali sono, naturalmente, i versanti esposti a fenomeni erosivi di varia intensità: con ammassi instabili disposti sui versanti stessi o in alveo per precedenti depositi o frane o colate, eccitati al moto rovinoso da piogge intense e dall'apporto di fluidificanti - limi e argille - che caricano l'acqua; e, forse, anche da processi di liquefazione dei materiali fini per eventi sismici.


BRIGLIE FRANGICOLATA

La funzione è quella di ridurre l'energia della colata e favorire il deposito dei materiali. La struttura dell'opera è per lo più costituita da due ali radicate alle sponde. L'apertura centrale ospita una serie di speroni di calcestruzzo o d’acciaio con luci libere tra loro di 2÷3 m in funzione delle dimensioni previste per i materiali.

Le ali sono rinfiancate con materiale d'alveo per assorbire l’urto; gli speroni hanno il paramento di monte inclinato verso valle con un angolo con l'orizzontale di 30°÷50° per ridurre la forza d'urto. Se gli speroni sono di calcestruzzo, la parte esposta agli urti viene di norma protetta con acciaio (preferibilmente inossidabile).

L’opera deve essere, di regola, posta a valle di una varice quanto più ampia possibile, in modo da poter disporre della capacità di deposito corrispondente al prevedibile volume della colata.


RIPRESA A VIDEO DI UNA COLATA DI DETRITI


BRIGLIA

FRANGICOLATA

CON SPERONI

DI ACCIAIO

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BRIGLIA

FRANGICOLATA

CON SPERONI DI

CALCESTRUZZO

Milano Sist 2003


ESEMPI DI BRIGLIE

FRANGICOLATA CON

SPERONI DI ACCIAIO

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Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova Bo

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BRIGLIA FRANGICOLATA CON SPERONI DI ACCIAIO


Sono canali a forte pendenza con sezione ristretta e rivestita e relativamente profondi.

CUNETTONI

Sono impiegati per evitare l’erosione del fondo e delle sponde, ma anche per assicurare velocità elevate e, anche con portate modeste, il trasporto dei materiali.

Milano Sist 2003

Il rivestimento dell’intera sezione è praticato per due ragioni: • la limitata sezione rende economicamente più vantaggioso il

rivestimento del fondo piuttosto che l’approfondimento dei muri di sponda con le fondamenta;

• la elevata pendenza d’alveo richiederebbe, per la stabilità del fondo, una successione di soglie con passo assai ridotto: esposte, inoltre, per la velocità della corrente e il diametro del materiale trasportato, a sollecitazioni di qualche rilievo e a elevata usura.

debris flow drainage canals


Esempi di cunettoni

rivestiti con pietrame

Cosenza 2004


Cunettone rivestito sul fondo con pietrame

Bologna 2005


CANALETTA RIVESTITA CON PIETRAME CON INTELAIATURA DI LEGNAME

Bolo

gn

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Cunettone rivestito con pietrame

Bologna 2005


IL DISASTRO DI STAVA (TESERO-TN) SUL RIO STAVA

Il 19 luglio 1985 crollarono improvvisamente due ritenute di materiale di scarto minerario poste in un valloncello in destra del rio Stava.

La corrente investì il rio Stava, affluente di destra dell’Avisio (Adige) in una sezione posta 4000 m a monte della confluenza in prossimità dell’abitato di Tesero.

Il fronte della colata raggiunse il ponte romano a Tesero, 225 s dopo l’immissione nel rio Stava.

La velocità media nel tratto alto e medio fu di 20 m/s.

Il volume mobilitato fu di 185.000 m3; le vittime furono 269.

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova RIO STAVA PRIMA E DOPO IL 19/07/1985 (185.000 m3 - 269 vittime) Mil

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SIMULAZIONE DEL DEFLUSSO DEL DEBRIS FLOW LUNGO IL RIO STAVA


DISASTRO DI STAVA:

AREA CIRCA 500 m A MONTE DEL PONTE ROMANO DI TESERO \Wo

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TESERO

PonteRomano

Rio Stava

DISASTRO DI STAVA:

AREA A MONTE DEL PONTE ROMANO DI TESERO \Wo

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Co

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oc


CONO DI DEIEZIONE

Il deposito che il materiale trasportato da un torrente forma, accumulandosi all’uscita dal suo bacino, si dispone secondo una superficie conica con vertice nella parte alta: cono di deiezione.

La sistemazione del torrente è in genere ottenuta portando l’alveo verso valle lungo la traccia tra cono e territorio circostante e stabilizzando l’alveo stesso con briglie, soglie e cunettoni.

La stabilizzazione del cono di deiezione, assegnando appropriate caratteristiche all'alveo, dà modo di fare defluire il materiale solido verso valle senza depositi significativi.


CONO DI DEIEZIONE

ALLUVIAL FAN Owing to the flow as stream gradient decre-ases, coarse-grained solid material carried by the water is dropped. As this reduces the capacity of the channel, the channel will change direction over time, gra-dually building up a slightly moun-ded or shallow conical fan sha-pe. The deposits are usually poorly-sorted

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova SIATEMAZIONE DELL’IMMISSIONE DA UN CONOIDE Bologna2004


CONFLUENZE

Piccoli torrenti (in senso relativo) possono immettersi ortogonalmente al recipiente.

Nei casi di maggiore importanza l’inserzione deve avvenire con un tracciato obliquo

Le sponde devono essere protette dall’erosione

L’immissione non deve produrre rallentamenti per evitare depositi in uno dei due rami

La soluzione ideale sarebbe quella di avere il corso secondario con moto non influenzato dal recipiente: risultato ottenibile, almeno idealmente, con un salto di fondo in corrispondenza dell’immissione.

Junctions


SISTEMAZIONE DI UNA CONFLUENZA

Bolo

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Una piazza di deposito può definirsi una sorta di sghiaiatore: per trattenere, in luogo adatto per capacità e collocazione, i materiali trasportati dal corso d'acqua, la cui deposizione a valle possa rappresentare una fonte di pericolo.

PIAZZE DI DEPOSITO

L'efficacia di queste piazze può risultare un valido strumento di difesa, a patto che si provveda, dopo che un evento abbia esaurito in parte o tutta la loro capacità, alla rimozione del materiale depositato, per il quale possano immaginarsi o siano da ricercare utili impieghi nel campo delle costruzioni.

Milano Sist 2003

La disponibilità di idonee capacità (dette piazze di deposito) distribuite lungo l'alveo consente il deposito controllato del materiale solido trasportato.

BEDLOAD TRANSPORT STORAGE AREAS

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova SCHEMI DI PIAZZE DI DEPOSITO (DA C. VALENTINI, 1912)

Sistemazioni dei corsi d'acqua - Paolo Salandin, Università di Padova PIAZZA DI DEPOSITO CHIUSA DA UNA BRIGLIA SELETTIVA


PIAZZA DI DEPOSITO CHIUSA DA UNA BRIGLIA SELETTIVA


SCALE DI RIMONTA PER PESCI

Il manufatto deve consentire ai pesci il superamento di ostacoli quali briglie, traverse ecc.

Il principio è quello di alternare zone di corrente veloce (salti) con zone a velocità limitata (vasche) dove i pesci possono recuperare energie e prepararsi per il salto successivo.

La scala deve:

1) ridurre la velocità al di sotto della capacità natatoria del pesce; 2) non avere rapidi cambiamenti di portata; 3) assicurare la trasparenza dell’acqua e la visibilità del percorso; 4) essere facilmente accessibile ai pesci; 5) far passare una portata sufficiente ad attirare i pesci; 6) avere luoghi di riposo; 7) operare senza l’intervento dell’uomo.

fish ladder (or fishway, or fish pass, or fish steps)

Enable fish to pass around the barriers by swimming and leaping up a series of relatively low steps. The velocity of water falling over the steps has to be great enough to attract the fish to the ladder, but it cannot be so great that it washes fish back downstream or exhausts them to the point of inability to continue their journey upriver


SCALA DI RIMONTA PER PESCI

Pool and weir


Baffle fishway (Danil) Rock-ramp fishway


SCALA DI RIMONTA PER PESCI REALIZZATA CON MASSI NATURALI

Rock-ramp fishway


RAMPE PER LA RISALITA DEI PESCI

REALIZZATA CON PIETRAME GETTATO ALLA RINFUSA …

… REALIZZATA CON PIETRAME POSATO SU FILTRO ROVE-SCIO

ramp fishway

Documents

Opere Montane Parte 3