Caratteristiche idrodinamiche della corrente in alvei vegetati

Progetto: Research project

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La stima accurata delle caratteristiche idrauliche della corrente (velocità locali e tiranti idrici) è di fondamentale interesse sia per scopi ingegneristici (protezione da eventi estremi) che per la salvaguardia dell’intero ecosistema fluviale (protezione della biodiversità). Infatti, diversi fattori interagenti, come la non regolarità del profilo della sezione trasversale, la deformazione del fondo (formazione di ripples e avvallamenti), la variabilità dell’andamento planimetrico (formazione di anse meandriformi) oltre che la presenza della vegetazione, concorrono a determinare una notevole eterogeneità sia delle altezze idriche che delle componenti di velocità della corrente e, quindi, una continua variabilità dell'habitat naturale. D'altra parte, l’evoluzione morfologica del corso d’acqua può essere considerata come un processo di “spontaneo adattamento” che si verifica quando le condizioni cinematiche della corrente vengono modificate (o per cause antropiche o per cause naturali) al fine di raggiungere una configurazione compatibile con i vincoli imposti. Diverse e complesse forme possono generarsi in funzione delle particolari caratteristiche cinematiche della corrente e dei processi di erosione e deposito che conseguentemente si innescano lungo il canale. Ad esempio, la corrente che defluisce in un canale con andamento meandriforme rappresenta una delle condizioni più complesse di studio: non solo essa è turbolenta e fortemente tridimensionale, ma la topografia del fondo che ne costituisce il contorno è estremamente variabile a causa dei processi di erosione e di deposito che si verificano.
Nella presente ricerca l’attenzione è rivolta ai corsi d’acqua con vegetazione sul fondo per i quali l’analisi del campo di moto è particolarmente complessa a causa della notevole variabilità delle caratteristiche dello strato vegetato; gli effetti causati da tale variabilità sulle caratteristiche cinematiche della corrente sono significativi e di cruciale importanza per la stabilizzazione dei sedimenti e la riduzione dei processi erosivi lungo il canale.
D’altra parte, recentemente, i tappeti erbosi vengono sempre più utilizzati come sistemi di protezione dei fenomeni erosivi del fondo e delle sponde di un corso d’acqua.
Nell’ambito del presente progetto si intende essenzialmente dare un ulteriore contributo sull’analisi delle caratteristiche cinematiche e della struttura di turbolenza della corrente che si sviluppa in un canale vegetato, al fine di interpretare gli effetti sulla resistenza idrodinamica e di definire il ruolo della vegetazione sul meccanismo di trasporto della corrente e sui conseguenti fenomeni erosivi.
L’attività che si intende sviluppare è parte di un più ampio progetto di ricerca mirato alla definizione di appropriate tecniche di protezione da utilizzare in campo ingegneristico. La ricerca proposta infatti può essere inquadrata come continuazione delle attività già avviate nell’ambito di un precedente progetto PRIN.
Nello studio degli effetti della vegetazione sulle caratteristiche idrodinamiche della corrente, la difficoltà principale è legata al fatto che, a causa della variabilità del comportamento e del grado di deformazione degli elementi vegetali all’interno del canale, il fenomeno presenta condizioni al contorno estremamente variabili. Infatti, la vegetazione flessibile oscilla in seno alla corrente cambiando posizione ed assumendo diversi gradi di inflessione: può assumere posizione eretta o può inflettersi verso il fondo (waving position) o può anche assumere posizione prona. Nel primo caso, gli elementi flessibili hanno un comportamento di tipo rigido. Inoltre, occorre tener conto che, a causa della crescita naturale della vegetazione, si ha anche una variabilità di tale comportamento nel tempo. Ciò implica una variazione temporale delle caratteristiche di scabrezza del fondo e, quindi, una con
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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