Altri componenti canali e traverse MCSA 07/08 L13 Andrea Castelletti Politecnico di Milano

Distretto irriguo (CBN) Schema fisico CAMPOTOSTO PROVVIDENZA (P) Fucino PROVVIDENZA PIAGANINI SAN GIACOMO (SG) MONTORIO (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) Titolo presentazione - luogo presentazione S. LUCIA (SL) Mare Adriatico

Il canale la velocità di propagazione del picco w è maggiore della velocità media v; la differenza (w-v) cresce con la profondità H della corrente.

Il canale: la laminazione sez. 1 sez. 2 sez. 3 sezioni di controllo il tempo di transito del colmo cresce con la distanza; la portata al colmo decresce con la distanza; gli idrogrammi sono asimmetrici e si allargano; tronco elementare effetto di laminazione

Un esempio: il Po t SET OTT NOV diagrammi idrometrici di 5 idrometri (li) h l1 l3 l4 l2 l5

Il canale: rete causale

Il canale: modello meccanicistico plug-flow tempo di traslazione stato rappresentazione interna

Il canale: il ritardo t plug-flow Per t = 0 il sistema è non dinamico: lo stato non esiste. Dunque, per il progetto della politica, conviene fissare D in modo che t sia nullo tutte le volte che si può. Ma come determinare t ? ....

Il canale: come determinare t monte valle Se si è fortunati e si osserva un’onda allora…… t t …ma se non abbiamo un’onda? t r t Si utilizza il cross-correlogramma t* calcolato tra le serie “sbiancate”

se x = α y + εbianco → |ρxy| < 1 Correlazione fornisce una stima di ρxy è una statistica di x e y che misura l’intensità del legame tra x e y. correlazione ρ se x = α y → |ρxy| = 1 se x = α y + εbianco → |ρxy| < 1 se x = εbianco → ρxy = 0

(Auto)correlogramma Fornisce la correlazione della coppia ( yt , yt+τ ) in funzione di τ: coppie di variabili... ( yt , yt+τ ) in funzione di τ : … separate da diversi intervalli di tempo... τ … di cui vogliamo conoscere l’intensità del legame. 1

Il canale: in presenza di perdite plug-flow Se le perdite non variano con la portata Se le perdite variano con la portata In questo modo non si corre il rischio di avere valori di negativi quando la portata entrante è molto bassa.

Le zone di espansione Sono manufatti che creano un invaso in cui parte del volume defluente viene trattenuto quando la portata è particolarmente elevata. Si classificano in: zone di espansione determinano un aumento della sezione del canale oltre una portata critica casse di espansione traverse a bocca tarata determinano una strozzatura nell’alveo del canale Possono essere descritti come aggregazione di due modelli elementari: un serbatoio e un canale

Fase di concentrazione Le zone di espansione Fase di concentrazione canale serbatoio Fase di esaurimento Se i tempi di traslazione si possono considerare trascurabili

Le zone di espansione Assumendo che: la scala di deflusso del canale sia lineare per , vale a dire ; canale serbatoio il serbatoio sia cilindrico, i.e. ; la scala di deflusso tra canale e serbatoio sia lineare nella differenza di livello tra i due:

Il modello di un canale in costruzione Se il canale deve essere progettato il suo modello deve contenere up. Ogni valore di up corrisponde a una diversa alternativa. Caso più comune: il canale va dimensionato. In questo caso up è la massima portata convogliabile dal canale up = 0 corrisponde all’alternativa zero: non costruire il canale !

L’indicatore per passo del canale Anche al componente canale è spesso associato un indicatore per passo Ad esempio: il costo di una esondazione sulle rive del canale il costo ambientale che si manifesta quando la portata è troppo bassa

La traversa: struttura Un punto di diramazione è un manufatto artificiale detto traversa. soglia sfiorante profilo di rigurgito sponda del corso d’acqua bocca di derivazione traversa

Un punto di diramazione è un manufatto artificiale detto traversa. La traversa Un punto di diramazione è un manufatto artificiale detto traversa. alveo canale Caratteristiche : permette la deviazione in un canale di tutta o di parte della portata affluente; qmax può essere dotata di paratoie mobili per il controllo della portata deviata; ù il canale derivatore è dotato di uno sfioratore che limita la portata deviata ad un valore qmax.

La traversa: rete causale

La traversa: modello meccanicistico Traversa non regolata: Traversa regolata: …se è imposto un deflusso minimo vitale: solo se:

Distretto irriguo (CBN) Schema fisico CAMPOTOSTO PROVVIDENZA (P) Fucino PROVVIDENZA PIAGANINI SAN GIACOMO (SG) MONTORIO (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) Titolo presentazione - luogo presentazione S. LUCIA (SL) Mare Adriatico

Caratteristiche dei serbatoi tempo di svuotamento Vutile [m3] qmax [m3/sec] Ts [ore] Campotosto 217 000 000 61.8 975.4 Provvidenza 1 690 000 85 5.5 Piaganini 950 000 54 4.9 V. Vomano 380 000 30 3.5

Piaganini

Schema fisico (bacini) CAMPOTOSTO PROVVIDENZA (P) Fucino PROVVIDENZA PIAGANINI SAN GIACOMO (SG) MONTORIO (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) Titolo presentazione - luogo presentazione S. LUCIA (SL) Mare Adriatico

CAMPOTOSTO PROVVIDENZA PIAGANINI VILLA VOMANO Distretto irriguo (P) Schema logico errato (P) PROVVIDENZA (SG) PIAGANINI (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (SL) Mare Adriatico

il ricircolo dell’acqua interessa solo ENEL; CAMPOTOSTO Ppumping Schema logico errato SGpumping (P) PROVVIDENZA (SG) PIAGANINI Difetto: il ricircolo dell’acqua interessa solo ENEL; non è correttamente descrivibile con passo giornaliero. (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (SL) Mare Adriatico

le portate turbinate, che non vengono ripompate a monte CAMPOTOSTO Ppumping Schema logico errato SGpumping (P) PROVVIDENZA Si noti: dobbiamo definire la politica dell’Autorità di Bacino, che è interessata solo all’acqua che serve, oltre ENEL, agli altri utenti. Pertanto le sue decisioni concernono: le portate turbinate, che non vengono ripompate a monte le portate di afflusso pompate a monte (SG) PIAGANINI (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (SL) Mare Adriatico

Schema logico corretto P SG M SL DMV Fucino DMV Vomano PIAGANINI CAMPOTOSTO PROVVIDENZA VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) P_pomp SG+P_pomp Acquedotto del Ruzzo DMV Montorio Vantaggio: si definiscono solo le portate minime da svasare e pompare, lasciando ENEL libera di aumentarle in base alle richieste/disponibilità della rete. si inserisce una traversa logica a valle di Campotosto per poter utilizzare un modello di serbatoio con una sola uscita.

Vincoli idroelettrici P SG M SL DMV2 Fucino DMV1 Vomano Distretto irriguo (CBN) P_pomp SG+P_pomp Acquedotto del Ruzzo DMV Montorio Vincoli idroelettrici Pompaggio : u1 u2

Il punto di confluenza Il modello di un punto di confluenza è una semplice relazione algebrica. Denotando con l’apice i=1,...,n le portate dei canali confluenti, il modello è il seguente

Schema logico corretto(traverse) P_pomp SG+P_pomp PROVVIDENZA CAMPOTOSTO DMV Vomano P DMV Fucino PIAGANINI SG Acquedotto del Ruzzo DMV Montorio M Distretto irriguo (CBN) VILLA VOMANO SL

Leggere MODSS Cap. 5

Modello di Nash con serbatoi in serie e tempi di ritardo x1 x2 xn u q

Modello di Nash con serbatoi in serie e tempi di ritardo x1 x2 xn u q Ritardi distribuiti o concentrati sono dunque equivalenti.

Modello di Nash con serbatoi in parallelo u x1 x2 xn l1u lnu l2u q2 qn q1

Modello di Nash con serbatoi in parallelo E’ la più generale funzione di trasferimento che conserva la massa, infatti data una funzione f(t) la sua trasformata di Laplace è Conservazione della massa La scelta apparente di un modello particolare è in realtà la scelta del modello più generale.