2.6.2 Deflusso superficiale

L 98 GENIO RURALE E MECCANIZZAZIONE AGRARIA - IDRAULICA, IDROLOGIA E SISTEMAZIONI 2.6.2 Deflusso superficiale. Si ha deflusso superficiale quando le acque, di provenienza meteorica, scorrono sulla superficie inclinata del suolo, formando una sottile lama d acqua sui versanti, fino alla definitiva immissione nella rete idrografica. La descrizione del deflusso superficiale è argomento di grande interesse, legato sia alla formazione di piene, in quanto è il tipo più rapido di deflusso, sia ai fenomeni di perdita di suolo e più in generale di erosione. Obiettivo della descrizione è quello di legare tra loro tre caratteristiche fondamentali del deflusso (portata, velocità e altezza della lama d acqua), nonché di calcolarne le dimensioni in funzione di grandezze note. L altezza [Y] dello strato di detenzione superficiale cresce nel corso dell evento piovoso fino al raggiungimento dell equilibrio tra l intensità della pioggia e l acqua che viene asportata per scorrimento superficiale. La portata [qo] in una sezione trasversale unitaria allo sbocco di una striscia di superficie è legata all altezza dalla velocità media [V]: q0 5 Y V Il deflusso superficiale può essere turbolento o laminare, in funzione di fattori come la portata, la pendenza, la viscosità dell acqua e il grado di scabrezza della superficie. Se la velocità e l altezza della lama d acqua sono relativamente piccole, la viscosità diviene un fattore dominante e il flusso è laminare, ovvero l acqua scorre per piani o filetti fluidi paralleli alla superficie. Al contrario il deflusso diviene turbolento se la superficie è scabra e la profondità dell acqua è tale da consentire la formazione di mulinelli persistenti: in questo caso è la scabrezza superficiale a essere un fattore dominante. La soglia di transizione da deflusso laminare a turbolento viene solitamente definita in base alla diminuzione del numero di Reynolds dato dalla: Re 5 4 V R/n Dove [V] è la velocità, [R] il raggio idraulico e [n] la viscosità cinematica. Il raggio idraulico {m} è il rapporto tra la sezione liquida {m2} e il contorno bagnato {m} che è il perimetro di contatto tra acqua e suolo e, nel caso in esame, coincide con l altezza della lama d acqua essendo il contorno bagnato limitato al fondo di scorrimento. La viscosità (dinamica) [m] esprime la resistenza opposta da un fluido a ogni cambiamento di forma, diminuisce all aumentare della temperatura e per l acqua a 20 °C vale 1023 {Pa s}. La viscosità cinematica, data dal rapporto tra la viscosità e la densità del fluido, per l acqua a 20 °C viene assunta pari a 1026 {m2/s}. Moto laminare. Per la descrizione del deflusso superficiale laminare è conveniente far riferimento a un piano di larghezza unitaria, di lunghezza [Lo] e pendenza [S 5 tgb], dove [b] è l angolo di inclinazione (Fig. 2.65 a). Su tale piano insiste un afflusso con intensità [i] e si ha infiltrazione al tasso [f ]. Vengono infine assunte condizioni di moto permanente, ovvero, scelta una qualsiasi sezione, il deflusso attraverso detta sezione non cambia nel tempo. Al moto laminare in esame è applicabile l equazione di continuità, o di conservazione della massa, che impone l uguaglianza tra afflussi al volume d acqua considerato e deflussi dallo stesso. L afflusso, espresso in termini di intensità sulla proiezione orizzontale del piano, è [iLocosb] e si distribuisce completamente tra infiltrazione [fLo cosb] e deflusso superficiale [qo 5 VY]. Ne risulta: iL0 cos b 2 1 f L0 cos b 1 q0 2 5 0 e considerando l intensità efficace [i 2 f ] si ottiene: q0 5 1 i 2 f 2 L0 cos b . Si tenga presente che [qo], portata sulla striscia di larghezza unitaria, ha dimensione {L2/T }. L02_2_Idrologia.indd 98 5/31/18 8:09 AM FI è m v tà d c m d p d s s e r d c d

SEZIONE L
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GENIO RURALE E MECCANIZZAZIONE...
L’Ingegneria agraria comprende tutte quelle discipline – scientifiche e tecniche – inerenti le opere di ingegneria applicata allo sviluppo dei sistemi agricoli e forestali, e le relative applicazioni, di principi e leggi, ai processi di gestione dei fenomeni territoriali e al governo delle tecnologie e tecniche applicate; ciò al fine di studiare, modellare e valorizzare i sistemi biologici per uno sviluppo sostenibile dell’agricoltura, della produzione alimentare, dell’uso del suolo e dell’ambiente.Fra i vari settori applicativi dell’ingegneria agraria e dei biosistemi vi sono le aree che convergono nelle denominazioni di Genio rurale e Meccanizzazione agraria; in particolare, quei settori che si concentrano sulle discipline relative al campo ingegneristico dei sistemi agrari, forestali e biologici, dell’Idraulica agraria, del Rilievo e rappresentazione del territorio, delle Costruzioni rurali e della Meccanica agraria.Questa Sezione L del Manuale dell’Agronomo è stata opportunamente organizzata per corrispondere al meglio a tutte le esigenze dei contenuti circoscritti nell’ambito sopra descritto.A cominciare dai richiami di Fisica applicata e in stretto parallelismo con gli aspetti normativi, di sicurezza e benessere, si passano in rassegna i vari ambiti operativi:– idraulica, idrologia, sistemazione dei corsi d’acqua, senza tralasciare gli aspetti della gestione delle risorse idriche, dell’ingegneria naturalistica e della tutela ambientale;– geodesia, topografia e cartografia, geomatica, telerilevamento e sistemi informativi territoriali orientati all’analisi, gestione e tutela, di territorio, paesaggio e ambiente;– controllo ambientale, energetica, progettualità e gestione di strutture e attrezzature di edifici, opifici rurali e relativa impiantistica;– meccanica, motoristica, macchine e meccanizzazione agricola, con relative applicazioni gestionali e informatiche.Tutto questo insieme di conoscenze validamente e trasversalmente integrate nei due contesti, sia di Sezione così come dell’intero Manuale, contribuisce a finalizzare concretamente la professione del tecnico operante nei vari ambiti del sistema agrorurale.Coordinamento di SezionePierluigi BonfantiRealizzazione e collaborazioniMatteo Barbari, Pierluigi Bonfanti, Federico Cazorzi, Roberto Chiambrando, Alessandro Chiumenti, Roberto Chiumenti, Francesco Da Borso, Pasquale Dal Sasso, Giancarlo Dalla Fontana, Vito Ferro, Rino Gubiani, Adolfo Gusman, Massimo Lazzari, Fabrizio Mazzetto, Elisabetta Peccol, Pietro Piccarolo, Franco Sangiorgi, Giacomo Scarascia Mugnozza, Paolo Zappavigna