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Come distinguere altezza normale, altezza critica e tirante disponibile

Profondità di riferimento, regime della corrente e vincoli geometrici

Ultimo aggiornamento: 2026-09-16

In sintesi

Altezza normale e altezza critica rispondono a domande diverse. La prima è la profondità compatibile con moto uniforme, portata, pendenza e resistenza; la seconda individua il minimo dell'energia specifica per la portata assegnata. Il tirante disponibile è invece un vincolo geometrico e funzionale dell'opera.

Nessuna delle tre grandezze coincide automaticamente con il livello reale

In presenza di rigurgiti, salti, restringimenti o condizioni imposte a monte e valle, il profilo effettivo deve essere determinato con una verifica del moto variato o vario. Altezza normale e critica restano profondità di riferimento.

Definire l'altezza normale

L'altezza normale yn soddisfa la relazione di moto uniforme per geometria, portata, pendenza del fondo e coefficiente di resistenza assegnati. Presuppone caratteristiche costanti e linea dell'energia parallela al fondo; varia quindi se cambiano pendenza, scabrezza o forma della sezione.

Sezione e grafico di energia specifica con altezza normale, critica, tirante disponibile e franco. Altezza normale, altezza critica e spazio disponibile hanno significati differenti e non coincidono necessariamente con il profilo reale.

Definire l'altezza critica

L'altezza critica yc corrisponde al minimo dell'energia specifica a portata assegnata e, nelle usuali ipotesi monodimensionali, alla condizione di Froude unitario. Dipende da portata e geometria della sezione, non dalla scabrezza usata per il moto uniforme.

Confrontare yn e yc per classificare la pendenza

Se yn è maggiore di yc, la pendenza è idraulicamente mite per quella portata e la corrente uniforme è subcritica; se yn è minore, la pendenza è ripida e la corrente uniforme è supercritica. La classificazione può cambiare al variare della portata o della geometria.

Definire il tirante disponibile come limite dell'opera

Il tirante disponibile deriva da quota di fondo, sommità utile, intradosso, argine o altro vincolo, sottraendo il franco richiesto quando applicabile. Non è una soluzione idraulica: è lo spazio entro cui il livello calcolato deve rimanere nelle condizioni di verifica.

Individuare le sezioni di controllo

Soglie, restringimenti, imbocchi, variazioni di pendenza e livelli imposti possono avvicinare la corrente alla profondità critica o fissare una condizione al contorno. Il verso con cui l'informazione si propaga dipende dal regime e determina il corretto sviluppo del profilo.

Non confondere capacità idraulica e franco

Una sezione può convogliare la portata senza superare la sommità e risultare comunque inadeguata per insufficiente franco. Il franco va verificato rispetto a prescrizioni, onde, incertezze, trasporto solido e conseguenze del superamento, senza trasformarlo in un coefficiente arbitrario.

Procedura operativa

1. Definire geometria, portata, pendenza e resistenza. 2. Calcolare yn con la relazione di moto uniforme. 3. Calcolare yc mediante energia specifica o condizione critica. 4. Classificare regime e pendenza per la portata considerata. 5. Determinare il livello effettivo con le condizioni al contorno pertinenti. 6. Confrontarlo con tirante disponibile e franco richiesto.

Errori frequenti

  • Assumere sempre il tirante reale uguale all'altezza normale.
  • Calcolare l'altezza critica con la scabrezza di Manning.
  • Trattare la pendenza come mite o ripida indipendentemente dalla portata.
  • Confondere altezza geometrica disponibile e profondità idraulica.
  • Verificare il non sormonto senza controllare il franco.

Indicazioni conclusive

Altezza normale e critica aiutano a interpretare la corrente; il tirante disponibile misura il margine dell'opera. La verifica completa richiede che queste grandezze restino distinte e siano ricondotte allo stesso riferimento altimetrico.

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Domande frequenti

L'altezza critica dipende dalla pendenza del fondo?

Non direttamente nella formulazione usuale a portata e geometria assegnate; la pendenza influenza invece l'altezza normale e il profilo della corrente.

Se yn è minore del tirante disponibile la verifica è conclusa?

Non sempre. Rigurgiti e condizioni al contorno possono produrre un livello reale superiore a yn e deve essere controllato anche il franco.

La stessa sezione è sempre a pendenza mite o ripida?

No. Il confronto tra yn e yc dipende anche dalla portata, quindi la classificazione può cambiare tra scenari.

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