Moti bidimensionali su topografie accidentate

L'unità di ricerca intende approfondire gli aspetti connessi con lo studio del trasporto di sedimenti e della modellazione d'alveo in concomitanza con eventi di piena, ed in particolare con i transitori che possono aver luogo laddove si verifichi il dissesto di un'opera di ritenuta, sia essa una diga di tipo rigido o uno sbarramento in materiali sciolti, quando l'onda di piena investe regioni erodibili. Nell'ambito della complessa fenomenologia con cui evolvono tali situazioni, possono distinguersi alcuni argomenti di carattere specifico, sui quali si focalizzerà l'attenzione: - la descrizione del trasporto di sedimenti in condizioni non stazionarie, in cui siano esplicitamente portati in conto gli effetti dinamici e quindi il non equilibrio tra portata solida e capacità di trasporto. - la previsione dell'assetto morfologico dell'alveo a seguito del passaggio dell'onda di piena. - la modellazione di dettaglio del fenomeno di erosione dei rilevati in materiale sciolto, siano essi opere di sbarramento o argini, a partire dalla formazione di una breccia. - l'uso congiunto di modelli a dimensionalità differente per lo studio della propagazione delle onde di piena in alveo, in prossimità di ostacoli al deflusso e nelle regioni di esondazione. La ricerca in oggetto verterà, da un lato, sull'analisi in profondità degli aspetti salienti prima richiamati, e dall'altro sull'inquadramento dei risultati in un approccio teorico che rispetti la forte interconnessione concettuale esistente tra i singoli aspetti. L'Unità di Ricerca si propone, quindi, di esaminare in maniera dettagliata alcune caratteristiche strutturali relative a modelli per lo studio dei fenomeni di trasporto di sedimenti in condizioni di non stazionarietà e non-equilibrio. Tale analisi va considerata propedeutica alla loro applicazione a casi di reale interesse ingegneristico, ed è tuttavia necessaria alla definizione di eventuali limiti all'applicabilità o all'affidabilità degli stessi. In particolare, per modelli di questo tipo è di importanza fondamentale la descrizione dello scambio di materiale solido tra fondo e corpo idrico. Si indagherà, a mezzo di simulazioni numeriche appositamente ideate e sviluppate, l'effetto che la scelta di un particolare modello di erosione e deposizione produce sui risultati. Allo scopo, e per costituire uno strumento di analisi necessario anche per le indagini che di seguito si esporranno, verrà modificato e arricchito un codice di calcolo mono e bidimensionale mediato sulla verticale basato sul metodo dei volumi finiti, già sviluppato presso la sede dell'unità di ricerca, in maniera tale da renderlo idoneo alla simulazione dei fenomeni di trasporto di sedimenti in condizioni non stazionarie e di non equilibrio. Le informazioni così acquisite potranno costituire un'utile banca dati e permettere alle unità coinvolte nella ricerca di disporre di un banco di prova per i modelli utilizzati. Si ritiene, infatti, che dati di questo genere possano contribuire alla comprensione degli effetti legati all'inerzia della fase solida e, più in generale alla caratterizzazione del trasporto in condizioni di non equilibrio, quali quelle che generalmente si verificano nei transitori idraulici rapidi. Le Università di Napoli e Trento svolgeranno alcune sperimentazioni in maniera totalmente congiunta e coordinata. Le prove sperimentali riguarderanno la propagazione di onde di piena conseguenti alla rimozione molto rapida di uno sbarramento su un fondo erodibile, in tre particolari condizioni: - in presenza di un livello idrico anche a valle dello sbarramento. - nel caso in cui, a valle della diga, è presente un alveo curvo. - nel caso in cui la rimozione dello sbarramento avvenga in maniera solo parziale, così da determinare la propagazione di un'onda di piena bidimensionale sull'area valliva. La conduzione degli esperimenti avverrà di massima presso la sede di Trento, ma non si esclude che alcuni degli esperimenti possano essere eseguiti anche a Napoli, con il coinvolgimento in ogni caso di personale proveniente da entrambe le Università. L'attrezzatura necessaria è già in massima parte in possesso dell'Università di Trento, e sarà marginalmente integrata con i fondi del Progetto di Ricerca