• fondo scabro
• pendenza
• risalto idraulico
• soglia di fondo
• virtual bed

La presenza lungo un alveo di una qualsiasi sezione singolare (una contrazione, un brusco allargamento, una traversa, uno scalino, una soglia, una variazione della pendenza di fondo, una paratoia, un cambiamento di scabrezza) produce un alterazione spaziale dell’andamento del pelo libero, per cui il moto non si mantiene uniforme.
Le correnti di moto non uniformi (o variate) si distinguono in due distinte famiglie:
- Correnti gradualmente variate (GVF): variazioni progressive contenute dei parametri idraulici, si estendono per tratti di alveo molto lunghi, dando luogo a differenti profili di rigurgito;
- Correnti rapidamente variate (RVF): rapide variazioni dei parametri idraulici, si manifestano su tratti molto ridotti (risalto idraulico, salto di fondo, brusco restringimento o allargamento di sezione).
Tra i fenomeni di moto permanente rapidamente variato (RVF), risulta di particolare interesse, quelli che si hanno quando varia il regime della corrente da supercritica a subcritica, si ha un sollevamento repentino e brusco del pelo libero con la conseguente formazione di un gradino molto ripido, che risulta occupato in gran parte da un vortice con asse orizzontale, chiamato “rullo”, quest’ultimo in superficie si muove in senso contrario alla corrente. La conformazione di questo vortice risulta molto irregolare, ondulata e schiumeggiante, a causa della gran quantità d’aria che vi rimane intrappolata. Questo fenomeno prende il nome di risalto idraulico.
Tale fenomeno fisico riveste interesse perché molto diffuso in natura e per la possibilità di un suo utilizzo come dissipatore di energia nei bacini di dissipazione a valle delle opere idrauliche (dighe, traverse, briglie e paratoia debolmente sollevata). La notevole energia posseduta dal flusso liquido a valle di queste opere è tale da creare pronunciati fenomeni di erosione, di scalzamento del letto di fondo e, talvolta, gravi danni alle strutture, pertanto è opportuno che il suddetto fenomeno fisico sia interamente localizzato all’interno del bacino di dissipazione.
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.
Il presente lavoro, di carattere teorico-sperimentale, indaga il fenomeno del risalto idraulico su fondo declive scabro con e senza soglia.