MORFODINAMICA FLUVIALE

Presentazione sul tema: "MORFODINAMICA FLUVIALE"— Transcript della presentazione:

1 MORFODINAMICA FLUVIALE
Meandri “siberiani” Waimakariri, NZ

2 MORFODINAMICA FLUVIALE

3 quanto è “largo” un fiume ? di quanto spazio ha bisogno un fiume ?
FORMA DELLA SEZIONE quanto è “largo” un fiume ? di quanto spazio ha bisogno un fiume ? che struttura ha il campo di moto ? Drau River, Austria

4 TAGLIAMENTO vs ADIGE Verona Cornino Forgaria Trento Ponte di Pinzano

5 COSA SUCCEDE AL PASSAGGIO DI UNA PIENA?
EFFETTI IDRODINAMICI COSA SUCCEDE AL PASSAGGIO DI UNA PIENA? Risultati ottenuti attraverso modellazione numerica semplice. Se per adige (canalizzato) funzionano bene modelli 1D, per Tagliamento sono necessari modelli più complessi. Velocità corrente ↑ Celerità onda di piena ↑ Picco dell’onda di piena ↑

6 LA STRUTTURA DEL CAMPO DI MOTO
U=f(Y) Y

7 CONFIGURAZIONE ALTIMETRICA
quali forme di fondo si sviluppano ? quali effetti di “scavo” e “deposito” producono ? che struttura ha il campo di moto ?

8 BARRE FLUVIALI Naka river, JPN Toyotte pass, USA Val Passiria
Congo river

9 curvatura,confluenze, manufatti
BARRE FLUVIALI Barre “forzate” Sviluppo forzato: curvatura,confluenze, manufatti - Forme “stazionarie” Barre “libere” Sviluppo spontaneo (instabilità) Forme “migranti”

10 BARRE ALTERNATE L Si formano spontaneamente in alvei “rettilinei”
Velocità di migrazione (m/d) << velocità della corrente Problemi pratici: erosione localizzata, interazione con manufatti, navigazione Secondo la ”bar theory” sono la “causa” dei meandri L Sequenza longitudinale di zone di deposito e scavo alternate Lunghezza L  (5-15) larghezza Bo Massimo scavo  profondità Effetti topografici sul campo di moto

11 BARRE ALTERNATE Lunghezza d’onda Ampiezza

12 Configurazione di equilibrio
BARRE ALTERNATE Configurazione di equilibrio

13 INTERAZIONE MORFOLOGIA – FLUSSO IPORREICO
…il fiume non è solo ciò che si vede…

14 MORFOLOGIA – FLUSSO IPORREICO
le forme di fondo influenzano gli scambi con la zona iporreica Valutazione del tempo di ritenzione degli inquinanti (N, P, …)

15 CONFIGURAZIONE PLANIMETRICA
quale forma si sviluppa (mono-pluricursale) ? come evolve nel tempo ? che struttura ha il campo di moto ? Alatna river, Alaska Nepal

16 FORME PLANIMETRICHE: meandri e braiding
Tagliamento River, Italy Fly river, Papua

17 MEANDRI Osservazioni di campo
 curvatura C(s) = d/ds  numero d’onda  = 2/Lm C(s) = R0-1 cos(s) sine-generated curve (Leopold) C(s) = R0-1 [cos(s)-CFcos(3s)-CSsin(3s)] (Kinoshita) fattening skewing

18 MEANDRI Osservazioni di campo sinuosità  = Lm/m
Meandri “giovani” m  Lm  (10-15) B0 Meandri “maturi” Lm > m   (1-5)

19 Osservazioni sperimentali
MEANDRI Osservazioni sperimentali scavo deposito

20 MOTO IN CURVA A RAGGIO COSTANTE
Debole curvatura  = B0/R << 1 Moto sviluppato /s = 0 Alveo largo  << 1 Moto stazionario /t = 0 soluzione linearizzata – Rozovskij (1957) continuità   vdz = 0 moto trasversale a media nulla (secondario)

21 U02/R  u*v/Y0 v  (Y0/R) U02/u*
MOTO IN CURVA A RAGGIO COSTANTE  equazione del moto lungo “n”: moto secondario Effetto centrifugo Inclinazione sup. libera Moto secondario La “scala” di v U02/R  u*v/Y0 v  (Y0/R) U02/u*

22 MOTO IN CURVA A RAGGIO COSTANTE tensione “trasversale” al fondo
Moto secondario v = (Y0/R) U0F(z/Y0) f1 z/Y0 Ds/Y0 tensione “trasversale” al fondo n= -u*2 (Y0/R) f1(Ds/Y0) F

23 MOTO IN CURVA A RAGGIO COSTANTE Deformazione trasversale del fondo
 n Deformazione trasversale del fondo equilibrio “trasversale”: tensione (n)  gravità

24 fondo mobile Y = Y(n) MOTO IN CURVA A RAGGIO COSTANTE
 equazione del moto lungo “s”: moto primario fondo mobile Y = Y(n) umax esterno curva fondo fisso Y  Y0 umax interno curva

25 MEANDRI Moto secondario  deformazione trasversale del fondo
 effetto topografico sul moto primario longitudinale  Generazione di moto primario trasversale per effetto topografico  La variazione di curvatura lungo s provoca “sfasamento”

26 Che cosa succede se le sponde sono “erodibili” ?
MEANDRI Che cosa succede se le sponde sono “erodibili” ? massima erosione massima erosione  il meandro “cresce” … e “migra”

27 CANALI A LARGHEZZA VARIABILE

28 CANALI A LARGHEZZA VARIABILE Configurazione altimetrica di equilibrio
Componenti principali deformazione del fondo puramente longitudinale (armonica 0)  sezione larga: deposito  sezione stretta: scavo - deformazione del fondo trasversale (armonica 1)

29 CANALI A LARGHEZZA VARIABILE
Moto secondario