Analisi sperimentale del risalto idraulico in contropendenza

In molte opere idrauliche, quali, dighe, traverse, briglie e scarichi di grandi dimensioni, si presenta sovente il problema della dissipazione dell’energia della corrente in regime supercritico. A valle di queste opere il flusso liquido dispone di un'energia molto elevata tale da creare pronunciati fenomeni di erosione, di scalzamento del letto di fondo e , talvolta, gravi danni alle strutture. Risulta quindi di grande importanza trasformare la corrente da supercritica a subcritica, così da avere una elevata dissipazione di energia e un contenimento spaziale della zona di transizione; a tal proposito riveste notevole interesse lo studio del risalto idraulico. Come è noto, infatti, il risalto idraulico, grazie ai macro vortici, alle turbolenze e ai moti secondari all’interno del roller, dissipa una notevole quantità dell’energia posseduta dalla corrente veloce; per tale comportamento ha trovato la sua più importante applicazione nei dissipatori di energia. La localizzazione del risalto idraulico è un problema che fino ad ora non ha trovato univoche soluzioni, data la sua instabilità spaziale. Da un punto di vista teorico il centro del risalto avviene in corrispondenza della sezione in cui la spinta totale della corrente veloce di monte uguaglia la spinta totale della corrente lenta di valle. La posizione, pertanto, dipende congiuntamente dalle condizioni di valle della corrente lenta e dalle condizioni di monte della corrente veloce; una piccola variazione di una, o di entrambe, influenza notevolmente la posizione e la stabilità. Per raggiungere l’obiettivo sono stati usati vari accorgimenti, quali: salti, gradini, soglie di fondo, macro scabrezza diffusa (denti di Rehbock), controbriglie, bruschi allargamenti di sezione, fondo acclive o declive. In letteratura sono presenti studi riguardanti il risalto idraulico su fondo acclive liscio, con o senza soglia di fondo, e studi su fondo orizzontale scabro, anche in questo caso con o senza soglia di fondo. Il presente lavoro, di carattere teorico-sperimentale, indaga il fenomeno del risalto idraulico su fondo acclive scabro sia in presenza che non di soglia di fondo. Scabrezza pronunciata (macro roughness) unita alla contropendenza fa supporre una maggiore dissipazione di energia, mentre la soglia di fondo conferisce stabilità al risalto.