La determinazione della velocità media in una sezione fluviale mediante approccio entropico
Autore
Grazia Anna Maria Mazzitelli - Università degli Studi di Perugia - [2005-06]
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  • Tesi completa: 160 pagine
  • Abstract
    Nel presente studio è stato affrontato il problema della determinazione della velocità media nella sezione di un corso d’acqua naturale attraverso l’applicazione di vari approcci di calcolo: l’approccio entropico di Chiu, il metodo parabolico applicato alle velocità medie e massime delle verticali nella sezione trasversale, il metodo ellissoidico applicato anch’esso sia alle velocità medie sia alle velocità massime.
    Sono stati analizzati 16 eventi di piena del fiume Po registrati nella sezione idrometrica di Pontelagoscuro, relativi ad un periodo compreso tra il 1984 ed il 1992, per un totale di 194 verticali campionate.
    Le misure coprono valori di portata nell’intervallo 1323,47–4000,92 m3/s con una velocità media che varia nell’intervallo 0,85–1,412 m/s.
    Nel tentativo di ridurre l’errore percentuale commesso nella stima della velocità media della sezione a partire dalla conoscenza della sola velocità massima è stato affrontato il problema della ricostruzione dei profili di velocità lungo le verticali di misura per calcolare la velocità media lungo ciascuna verticale e, applicando il metodo velocità-area, ottenere la velocità media dell’intera sezione.
    La possibilità di ricostruire in modo semplice ed efficiente il solido di velocità, a partire dal campionamento della sola velocità massima della corrente, è di fondamentale interesse nell’ambito delle problematiche legate al monitoraggio della portata con tecniche tradizionali, ed in particolare durante eventi di piena eccezionali. Infatti, l’applicazione di queste metodologie consente di attuare una tecnica di campionamento che porta a ridurre sia i tempi globali della misura che i pericoli a cui sono sottoposti gli stessi operatori.
    Le cinque leggi adottate a tale scopo hanno fornito un valore medio dell’errore percentuale nella stima della velocità media della corrente rispettivamente pari a -1,48% per la relazione di Chiu, -8,22% per la relazione parabolica, -6,7% per la parabola delle velocità massime unitamente alla ricostruzione dei profili di velocità lungo le verticali, del 4,35% per la relazione ellissoidica e del 6,05% per l’applicazione della relazione ellissoidica delle velocità massime unitamente alla ricostruzione del solido di velocità.
    Dai confronti effettuati risulta che per sezioni fluviali molto ampie, come quella di Pontelagoscuro, sul fiume Po, risulta più adeguato il metodo ellissoidico rispetto a quello parabolico, sebbene gli errori siano dello stesso ordine di grandezza per quanto riguarda la determinazione delle velocità medie lungo le verticali; essi sono più elevati in prossimità delle sponde, dove si osserva una velocità molto contenuta e quindi poco influente sulla stima della velocità del flusso.
    È stata inoltre proposta una procedura di modifica della parabola e dell’ellisse delle velocità medie che ha portato ad una ulteriore riduzione dell’errore nella stima della velocità media della corrente per il metodo parabolico, non per quello ellissoidico.
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