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CENNI TEORICI SUL CUNEO SALINO

Da un punto di vista teorico, il fenomeno cosiddetto di "cuneo salino" ("salt-wedge") Ŕ idraulicamente inquadrato nell’ambito dello studio delle correnti di densitÓ, ampiamente trattato in particolar modo negli anni cinquanta-sessanta dai proff. B. Poggi, G. Supino, e da A. Zanotti e F. Zoccoli che effettuarono sperimentazioni a verifica delle loro trattazioni.

Nel caso di un fiume che si immette in un serbatoio di grandi dimensioni (ad esempio un lago o un mare) si pu˛ verificare l’incunearsi sul fondo alveo del liquido a concentrazione salina superiore come descritto in fig. 1.

sezlong.jpg (14409 bytes)

Figura 1- sezione longitudinale alveo

V1 : velocitÓ della corrente del fiume

V2: velocitÓ dell’acqua del mare

h1: altezza acqua dolce

h2: altezza acqua salata

L: estensione del cuneo salino

V1c: velocitÓ allo sbocco

h: profonditÓ totale della corrente in moto permanente

seztrasv.jpg (8511 bytes)

Figura 2 - sezione trasversale alveo

h1c: profonditÓ della corrente d’acqua dolce nella sezione di sbocco.

b: larghezza della superficie libera

l: larghezza di fondo alveo

Detta r1 la densitÓ del liquido immissario e r2 quella del liquido ricevente, nella condizione molto diffusa di alveo a sezione trapezia, in condizioni di moto permanente, la velocitÓ critica nella sezione dove si origina il cuneo (sez. O, fig. 1) Ŕ definita dalla relazione seguente:

con

g: accelerazione di gravitÓ

W1c : sezione liquida

b: larghezza superficie liquida

n: inclinazione delle sponde del canale

h1c : profonditÓ della corrente nella sezione indicata

Aumentando la velocitÓ nel canale, l’altezza h1c tende a h: in questo caso il cuneo Ŕ completamente respinto e nessun ingresso Ŕ possibile.

La velocitÓ critica limite Ŕ quindi data da:

alveo a sezione trapezia
alveo a sezione rettangolare
alveo a sezione triangolare

Se nel fiume la velocitÓ media minima Ŕ superiore a dette velocitÓ critiche limite non si ha risalita del cuneo salino.

In caso contrario basta realizzare in una sola sezione del fiume una soglia (o un qualsiasi) restringimento della sezione d’alveo che faccia defluire l’acqua ad una velocitÓ superiore a quella critica limite.

 

Il procedimento da seguire per calcolare l’altezza della soglia da porre alla foce del corso d’acqua Ŕ il seguente:

  • Note le caratteristiche geometriche dell’alveo (fig. 1 e fig. 2) e quelle fisiche (densitÓ) dei fluidi, si calcola V1climite.

  • Si verifica che Vmedia minima < V1climite.

  • Se la condizione precedente Ŕ verificata Ŕ necessario restringere la sezione di sbocco del corso d’acqua fino ad ottenere in essa un valore di velocitÓ pari almeno alla V1climite. L’altezza minima della soglia si ricava imponendo il valore di V1climite nella sezione di sbocco e trovando l’altezza della sezione liquida con considerazioni geometriche, nota la portata defluente.

E’ possibile inoltre effettuare il calcolo dell’estensione del cuneo a monte della sezione di sbocco tramite la seguente formula (B. Poggi, G. Supino):

con:

Re: numero di Reynolds

q1=Q/b Q: portata

Per ulteriori chiarimenti sull’argomento si rimanda alle note bibliografiche di seguito indicate.

 

BIBLIOGRAFIA

  • Poggi B.: su "L’Energia Elettrica" n. 3 1959; n. 8 1959; n.7 1960.

  • Zoccoli F.: su "L’Energia Elettrica" n. 6 1965.

  • Zanotti A.: su "L’Energia Elettrica" n. 7 1965.

  • Ippen A. T.: "Estuary and Coastline Hydrodinamics". McGraw-Hill, N.Y., 1966.

  • Marchi E.: sul "Manuale di Ingegneria Civile", vol. 1; Zanichelli, 1996.

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