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Sistemazioni non convenzionali a basso impatto ambientale : le rampe in massi




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Sistemazioni non convenzionali a  basso impatto ambientale : le rampe in massi



Le rampe in pietrame sono opere non convenzionali a basso impatto ambientale le cui finalità principali (come già accennato nel paragrafo 1.1.) sono quelle dedicate, come per le opere classiche come le briglie, alla sistemazione del fondo dell’alveo o dei torrenti  contro l’erosione del fondo mobile, abbandonando il concetto di  pendenza di “compensazione”, cioè quella pendenza  di  equilibrio  dinamico  nei  confronti  del  trasporto  solido  e  del controllo della naturale tendenza evolutiva del corso, ma attraverso un profilo che si adatti maggiormente alla morfologia dell’alveo.


fig. 1.5 Rampa a blocchi (affluente F. Rodano Francia) e rampa per risalita dei pesci

Le rampe in pietrame (fig. 1.5) sono realizzate tramite una scogliera in massi di grossa pezzatura e dotate di una pendenza superiore all’alveo in cui vengono inserite. Rispondendo al principio di “ricostruzione morfologica” le rampe non alterano la “continuità” dell’alveo, permettendo così sia un interscambio biologico  tra  zona  di   monte   di   valle   che  il  ripopolamento   ittico,  che costituiscono, peraltro, gli obbiettivi secondari a cui risponde la costruzione della rampa.

I   “criteri di ricostruzione morfologica” si basano sull’idea di riconoscere ai massi la capacità di riprodurre la morfologia naturale di quei torrenti montani che, pur non presentando alterazioni da interventi antropici, presentano già un assetto stabile. La “ricostruzione morfologica” ha, quindi, come base di partenza, la conoscenza dei sedimenti presenti nell’alveo. Questi, organizzandosi grazie alla corrente, danno luogo a unità morfologiche con caratteristiche ben definite, che possono essere osservate e quantificate in parametri  geometrici.  Caratteristiche  dei  corsi  torrentizi,  sono  le configurazioni a step pool o a riffe-step pool, il cui studio può aiutare la ricostruzione morfologica mediante opere in pietrame, come le rampe, con lo scopo di ripristinare, lungo il corso, le condizioni di naturale e ritmica variazione di velocità media e   tirante idrico. Quindi l’inserimento di opere come le rampe deve essere basato sulle caratteristiche lunghezze d’onda morfologiche, in termini di stati decelerativi e accelerativi, del corso d’acqua.


A seconda, quindi, della tipologia di corso in cui vengono utilizzate possiamo avere strutture di altezza ridotta (fino a 2-3 metri) con pendenze non superiori al 15 % nell’ambito fluviale, mentre in quello torrentizio le altezze possono essere ben più ragguardevoli con pendenze del 30% o 40%. In planimetria può presentare un andamento sia rettilineo che curvo, mentre  longitudinalmente possiamo avere rampe  con “paramento di monte”, per cui il manufatto ha una altezza fuori terra H rispetto al fondo fluviale, o “semplice” quando il profilo longitudinale della rampa si inserisce come un tratto a pendenza maggiore che collega due tratti  fluviali a pendenza minore, Geometricamente si possono avere rampe :

-     Uniformi, con pendenza uniforme e pari al rapporto H/Lr;

-     Bidimensionali, o step and pool, con avallamenti in senso longitudinale disposti in modo regolare, così da perseguire al meglio gli obiettivi di ricostruzione morfologica;

-     Tridimensionali,  che  variano  cioè  sia  in  senso  longitudinale  che trasversale.


 

fig. 1.6 Geometria rampa: uniforme; bidimensionale; tridimensionale

Possiamo anche aver cunette centrali per il deflusso delle portate di magra che ne alterano ulteriormente la geometria. Possono essere realizzate disponendo un materiale di base di minor pezzatura, con sopra elementi più grossolani,

con posa sia regolare che irregolare (fig 1.7)

fig. 1.7 Configurazione boulders : irregolare;a righe; ad arco


Infine vanno ricordate tutta quella serie di opere complementare come difese spondali, opere di stabilizzazione della rampa (pali e “boulders”), nonché le opere necessarie alla protezione del bacino di dissipazione, dove generalmente si viene a collocare il risalto idraulico.

Dal punto di vista idraulico, la rampa è generalmente costituita da un tratto a

 
forte pendenza, preceduto e seguito da un tratti a debole pendenza oppure, nel caso però di corsi montani, da tratti con pendenza tale che la corrente in ingresso e in uscita presenti valori di velocità confrontabili con quelli della rampa (fig 1.8).

fig. 1.8 Configurazione tipo rampa in pietrame




Di conseguenza se la pendenza della rampa è molto maggiore rispetto a quella dell’alveo (quando viene inserita al posto di una briglia e quindi rampa con paramento di mone), la corrente al piede del manufatto ha velocità notevolmente superiori a quella in alveo. Il passaggio da corrente veloce a lenta crea l’istaurarsi del fenomeno di risalto idraulico con la necessità di inserire un opportuno manufatto  dissipazione. Se la pendenza  è confrontabile con   quella   dell’alveo   (cioè   rampe   del   tipo   semplice)   le   velocità   sono paragonabili e il passaggio  può  essere più graduale,  senza la  necessità di creare un bacino di dissipazione. Nel primo caso di alveo a debole pendenza, nella sezione di ingresso della rampa, per il passaggio da corrente lenta a veloce,  avremmo  la  formazione  dell’altezza  critica,  preceduto,  sul  tratto  a


debole pendenza, da un profilo di tipo M2. In seguito nella rampa si formerà un tratto a corrente veloce e accelerata, con profili del tipo S2 e un tratto terminale di corrente lenta, dove, all’ingresso del tratto a debole pendenza, osserveremo la formazione del risalto idraulico e la consistente dissipazione di energia, dove le condizioni al contorno lo permettano. Infatti al variare della portata e del tirante idrico di valle si presentano quattro tipi di corrente :

-     risalto al piede della rampa (fig. 1.9.a);

-     lama stramazzante che si immette nella corrente di valle caratterizzata dalla presenza di un roller superficiale (fig. 1.9.b);

-     corrente con ondulazioni superficiali tipiche del risalto ondulato e zona di ricircolo in prossimità del fondo (fig. 1.9.c);

-     corrente lenta su tutta la rampa (fig. 1.9.d).

 

figura 1.9.a                                                                                                                         figura 1.9.b

 
figura 1.9.c                                                                                                                          figura 1.9.d

fig. 1.9 Configurazioni risalto


La massima efficienza da un punto di vista dissipativo viene raggiunto attraverso il primo tipo di corrente, cercando di confinare, per quanto possibile, il risalto ai piedi della rampa. Se progettata per questo primo profilo, sulla rampa possiamo osservare, man mano che aumenta il livello di valle, tutti i comportamenti fino all’ultimo caratterizzato da corrente lenta. Nel presente studio però non ci limiteremo ad osservare la corrente in condizioni supercritiche, ma anche in condizioni subcritiche, in modo da osservare con più continuità il fenomeno indagato. La dissipazione di energia, oltre che essere determinata dal risalto idraulico, viene ottenuta attraverso la superficie scabra della rampa, dove, unitamente al deflusso in condizioni di macrosabrezza, si ha un comportamento che viene definito a scala di stramazzi in regime di “skimming flow” (fig. 1.10) e dove , all’aumentare della pendenza, osserviamo la    formazione  di    scie  vorticose  formate  da  elementi  grossolani  (come  i boulders o i massi di dimensioni maggiori)  e vortici stabili, resi tali dalle tensioni tangenziali della corrente e che determina un elevato ed efficace incremento della dissipazione. Nel caso di alveo e rampa con pendenze paragonabili, lo studio può avvenire, invece, considerando l’altezza  di moto uniforme.



Vortici instabili


Pelo libero

hPseudo-bottom


Attrito dovuto allo scalino a valle del getto


Impatto della corrente sullo spigolo

Pelo libero                                                                           Pelo libero


Pseudo-bottom


Formazione di vortici stabili


fig. 1.10 regimi di skimming flow in una scala di stramazzi

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