CAN-0015 · Canali · Livello avanzato
Quando una caduta o una soglia può provocare un risalto idraulico
Corrente veloce, tirante coniugato e controllo del livello a valle
Ultimo aggiornamento: 2026-09-13
In sintesi
La presenza di una soglia o di una caduta non prova di per sé l'esistenza di un risalto. Occorre verificare che la corrente a valle della struttura sia supercritica e che il livello del canale di valle consenta una transizione alla corrente lenta. Posizione ed estensione della zona turbolenta dipendono anche dalla portata e dalle condizioni di valle.
Il risalto non è un punto fisso del disegnoSe il livello di valle cambia, il risalto può spostarsi, sommergersi o uscire da un'opera di dissipazione. Vanno controllate le condizioni operative plausibili, non un'unica quota d'acqua.
Distinguere accelerazione, getto e risalto
Sopra una soglia o in corrispondenza di una caduta il flusso può accelerare. A valle un getto veloce e poco profondo può trasformarsi in una corrente più profonda, dissipando energia mediante un risalto. Distinguere questa transizione dal semplice urto localizzato e dal moto rapidamente variato presso il bordo della struttura.
Schema concettuale di corrente veloce e risalto a valle di una caduta.
Identificare il regime nei tratti significativi
Valutare portata, geometria e velocità subito prima della possibile transizione. Il numero di Froude confronta velocità media e celerità delle piccole onde; Fr maggiore di 1 indica corrente supercritica, Fr minore di 1 corrente subcritica nelle ipotesi usuali. Questi criteri descrivono il regime, non un'automatica localizzazione del risalto.
Confrontare tirante dopo la caduta e livello di valle
Per una sezione rettangolare ideale e salto libero classico, la relazione dei tiranti coniugati è y2/y1 = (sqrt(1 + 8 Fr1²) - 1)/2, con Fr1 maggiore di 1. È una relazione didattica basata sulla quantità di moto, non applicabile indiscriminatamente a sezioni irregolari, soglie complesse o getti aerati. La quota idrica del canale di valle determina se il tirante richiesto è disponibile nel punto ipotizzato.
Verificare lo spostamento della zona dissipativa
Un livello a valle insufficiente può lasciare il getto veloce oltre la platea; un livello alto può spostare il risalto verso monte o sommergere la transizione. Verificare più combinazioni portata-livello, includendo eventuali variazioni temporali del recapito. Le protezioni devono coprire le zone sollecitate nei casi sfavorevoli.
Controllare erosione, franchi e stabilità delle opere
Valutare velocità di uscita, erosione del fondo, scalzamento alle sponde, resistenza della platea e stabilità dei rivestimenti. Il risalto dissipa energia ma non sostituisce automaticamente una verifica strutturale e geotecnica dell'opera e del canale a valle.
Esempio numerico puramente didattico
In canale rettangolare ideale, per y1 = 0.40 m e Fr1 = 2, la relazione dei tiranti coniugati restituisce y2/y1 = 2.372 circa, quindi y2 = 0.949 m circa. Il confronto con il tirante effettivo di valle è indispensabile per sapere se la transizione può stabilizzarsi dove ipotizzato. Non utilizzare il risultato come dimensionamento di una vasca senza verifiche ulteriori.
Procedura operativa
1. Rilevare sezione, geometria della caduta e quote del fondo. 2. Definire portate e livelli di valle per diversi scenari. 3. Individuare le zone supercritiche mediante velocità e Froude. 4. Confrontare il tirante a valle con quello richiesto dal risalto. 5. Verificare spostamento della transizione e dissipazione. 6. Dimensionare protezioni e controllare erosione e franchi.
Errori frequenti
- Presumere un risalto stabile per ogni caduta.
- Applicare la formula rettangolare a una sezione qualsiasi.
- Ignorare livello del recapito e posizioni alternative del risalto.
- Confondere dissipazione idraulica con protezione sufficiente del fondo.
- Valutare solo la portata massima e non altri stati critici.
Indicazioni conclusive
Il punto decisivo è verificare regime a monte della transizione, tirante di valle e posizione del risalto in un insieme di scenari, collegando l'analisi idraulica alle protezioni fisiche dell'alveo.
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Domande frequenti
Una caduta genera sempre un risalto idraulico?No. Sono necessari un regime veloce e condizioni di valle capaci di sostenere la transizione; la posizione può variare.
Il numero di Froude indica dove si forma il risalto?Da solo no. Aiuta a riconoscere il regime, mentre livello di valle e geometria influenzano la posizione del risalto.
La formula dei tiranti coniugati basta a progettare una platea?No. Occorrono anche verifiche di erosione, lunghezza e stabilità delle opere per gli scenari pertinenti.