Portale di Ateneo - Unibs.it Portale di Ateneo - Unibs.it

ASPETTI GENERALI

Il corso di Costruzioni Idrauliche, come dice il nome, riguarda la complessa materia della progettazione/verifica delle opere di ingegneria destinate alla gestione delle acque, alla loro conservazione e salvaguardia, alla protezione idraulica del territorio. Pe chi si avvicini all'argomento, perciò, la prima conoscenza da acquisire è quella del ciclo delle acque, della loro distribuzione nello spazio e nel tempo, dell'interazione con la superficie terrestre e con il primo sottosuolo. Queste conoscenze sono oggetto di studio dell'Idrologia, i cui elementi essenziali fanno parte del bagaglio culturale del buon costruttore idraulico. In questo corso verranno richiamati, quando necessario, i principali concetti, definizioni, e metodi appresi in idrologia. Per gli allievi civili verranno date delle illustrazioni sintetiche.

OPERE DI SBARRAMENTO

Le risorse idriche sono strettamente connesse alla stagionalità delle precipitazioni che, nel nostro paese, possono variare dal clima endo-alpino (con massimo in estate e minimo invernale) a quello Mediterraneo delle isole (con massimo in inverno ed estati asciutte). Fra questi due estremi si sviluppano tutti gli altri regimi pluviometrici e, di conseguenza, idrometrici. Le utilizzazioni delle acque sono invece regolate dalle richieste delle utenze che possono essere poco variabili (come quelle idroelettriche) o fortemente stagionali (quelle irrigue). Da ciò consegue che, per utilizzare al meglio le risorse disponibili, appare molto importante la regolazione dei deflussi per mezzo di opere di ritenuta in grado di spostare da una stagione all'altra, o addirittura da un anno all'altro, i volumi utilizzabili.
Le opere di ritenuta possono essere classificate in vari modi: un modo semplice è quello di distinguerle in funzione del materiale che le costituisce: 1-dighe in calcestruzzo, armato o non armato; 2-dighe in materiali sciolti.
Le dighe in cls e in c.a. possono essere classificate in dighe a gravità, ad arco e a cupola, a seconda del modo in cui resistono alle sollecitazioni. In Italia ci sono esempi di tutte queste tipologie. Le dighe in materiali sciolti resistono alle spinte tramite il loro peso. Differente è il metodo di costruzione. Si distinguono dighe in terra, dighe zonate (con nucleo impermeabile), dighe in rockfill. Da un punto di vista idraulico, il problema di progetto consiste nell'assegnazione alla diga di u volume idoneo ad effettuare con assegnato valore del rischio di fallanza, la regolazione che ottimizza l'uso dell'acqua per i vari scopi.
La sicurezza della diga è assicurata dagli scaricatori, di superficie, di mezzofondo, di fondo, di esaurimento. E' fondamentale conoscere gli elementi essenziali per la progettazione di uno scarico di superficie, col profilo dello scivolo, della vasca di dissipazione o del canale di gronda. Fra gli scarichi di superficie è interessante anche lo scaricatore a calice, usato spesso nelle dighe in terra.
Le prese sono un'altro elemento essenziale e devono garantire la possibilità di sfruttamento della risorsa dal livello di massima regolazione a quello di minimo invaso. Le prese, così come gli scaricatori, possono (debbono) essere attrezzati con organi di intercettazione: palancole piane, a ventola, a settore. Non trascurabili sono anche i panconi, usati spesso per costruire piccoli sbarramenti stagionali (essenzialmente a fini irrigui) nei corsi d'acqua.

CONTROLLO DELE PIENE
Come hanno dimostrato le recenti alluvioni e gli allagamenti di vaste aree urbane, il controllo delle piene in un territorio sempre più urbanizzato è divenuto essenziale. Il corso presenta, seppur sinteticamente, le principali strutture di controllo (argini e opere di laminazione). SI parlerà anche di Piano di Assetto Irdogelogico (PAI) e dei metodi non-strutturali di gestione del rischio idraulico.

FOGNATURE E OPERE DI DRENAGGIO

Una delle opere più rilevanti è quella dei sistemi di drenaggio. Il reticolo idrografico è il migliore esempio naturale di questo sistema, indispensabile per allontanare le piogge intense dai luoghi dove cadono verso recapiti ove queste non producano danni.
La fognatura, così come i sistemi di bonifica agricola, sono le opere idonee alla regimazione delle piocce intense e delle conseguenti portate. Questo capitolo è destinato alla progettazione/verifica di reti di drenaggio tramite l'impiego delle linee segnalatrici di possibilità climatica e i modelli, di corrivazione o dell'invaso, di trasformazione afflussi-deflussi.

ACQUEDOTTI

L'utilizzazione dell'acqua vede al primo posto l'agricoltura (70%) seguita dall'industria (20-25%) e dal consumo idropotabile (5-10%). Per consentire questi usi è necessario individuare le fonti di approvvigionamento e predisporre opere di adduzione (acquedotto esterno) e di distribuzione (acquedotto interno). Fra queste, almeno per gli acquedotti civili e industriali, può essere interposto un sistema di serbatoi di regolazione.
Gli acquedotti agricoli sono costituiti da grandi canali (primari) che alimentano canali secondari e terziari. Fino a questo livello, solitamente, la gestione è affidata al consorzio che prende il nome dal canale principale o dal territorio su cui ha competenza (consorzio Medio Chiese, Consorzio Roggia Fusia, etc.). Dai terziari partono reti fittissime di canali di distribuzione ai campi che sono organizzati in 'comizi'.
Gli acquedotti industriali sono spesso a servizio di grossi distretti idroesigenti. La loro caratteristica è che usano spesso acque di lago non trattate, o poco trattare, e che hanno adduttrici importanti. Nella maggioranza dei casi però l'industria trova comodo approvvigionarsi direttamente nell'area di propria pertinenza attingendo alle falde. Questa e una delle cause di degrado delle falde avvenute in anni recenti.
Gli acquedotti idropotabili, pur essendo i meno idro-esigenti, sono i più importanti perché connessi alla salute umana. Per garantire una buona funzionalità è necessario fornire l'acqua nelle quantità necessaria e alla giusta pressione. E compito del progettista è proprio il soddisfacimento di queste esigenze.