Analisi di stabilità di getti turbolenti in alveo a fondo piatto ed eroso

I getti, di fondo o di superficie, sono configurazioni di moto comunemente osservate a valle di strutture idrauliche e possono provocare l’erosione localizzata dell’alveo a valle della struttura stessa. Nel pre-sente lavoro viene illustrato uno studio teorico-sperimentale sulla stabilità del getto che si sviluppa a valle di una soglia dotata di platea rigida. Vengono presentate due serie di esperimenti di laboratorio, la prima realizzata in condizione di fondo mobile, la seconda realizzata in presenza di un fondo piatto a valle della soglia. Per ciascuna serie sperimentale sono state effettuate differenti prove al variare della portata e del tirante di valle e si sono osservate, a valle della soglia, tre differenti configurazioni di getto: sommerso, di superficie e oscillante. Il getto oscillante è definito come un getto che evolve nel tempo fra una configurazione di getto sommerso a quella di un getto di superficie. Sulla base delle informazioni provenienti dall’indagine sperimentale si è sviluppato un modello per lo studio della stabilità del getto di superficie. Dal punto di vista teorico, partendo dalla proiezione della equazione del moto nel sistema di riferimento intrinseco e adottando opportune leggi di sforzo, si perviene alla determinazione analitica dei profili di velocità e di pressione, dai quali si ottengono le equazioni di De Saint Venant, con i termini correttivi, dovuti alla variazione di curvatura delle traiettorie nel campo di moto esaminato. Lo studio della stabilità delle soluzioni di tali equazioni ha permesso di ottenere mappe di stabilità dei getti, al variare dei parametri caratteristici della configurazione. I risultati di laboratorio si accordano con le previsioni teoriche. Il fondo eroso risulta indebolire le proprietà di stabilità del getto di superficie.