Calcolatore Canali Terrazzamenti – Salti e dispersione/irrigazione
Andrea Scotti © 2025

Introduzione tecnica sintetica (vedi anche il manuale)📘 Apri Manuale

Legge di Manning–Strickler e ipotesi

Portata teorica in moto uniforme: Q = (1/n) · A · R^{2/3} · S^{1/2}. Valgono le ipotesi classiche: moto stazionario, 1D, uniforme, superficie libera, e pendenza energetica ~ pendenza dell'alveo (S). Riferimenti: Chow (1959), manuali HEC‑RAS (USACE). L’equazione è valida come modello empirico per alvei con scabrezza equivalente; gli effetti locali (salti idraulici, curvature strette, restringimenti) vanno gestiti con coefficienti e verifiche specifiche.

Implementazione dell’app: calcoliamo una rugosità composita ncomp da fondo e pareti con una media pesata sul perimetro bagnato P = b + 2h: n_comp = (n_bed·b + n_wall·2h) / P e applichiamo un fattore pareti C_fn_eff = n_comp · (1 + C_f). Questo è un approccio ingegneristico semplice; i manuali HEC‑RAS propongono, per maggiore accuratezza, la suddivisione in sotto-sezioni per somma di conveyance.

1) Geometria & Idraulica

  • Sezione rettangolare: A = b·h, P = b + 2h, R = A/P, S = S% / 100.
  • Rugosità: scegli n_bed e n_wall (tabelle cliccabili). Valori tipici per pietrame a vista: n ≈ 0.035–0.080 (Chow, tabelle di n).
  • Capacità idraulica: Q_cap da Manning con n_eff. Q_des è la richiesta di progetto.
  • Perdite strutturali lineari: Q_loss = k_loss · P · L (l/s), input calibrabile di cantiere.

Nota: l’app non risolve profili non uniformi né salti idraulici: gli effetti locali sono trattati in modo parametrico con k_loss, k_pan, f_spray.

2) Parametri muro a secco

  • Altezza di verifica: H_wall = h + f + e con f franco di sicurezza e e interro/fondazione.
  • Volume pietrame: lato valle con spessore medio t_mean, lato monte con t_mean·(1 + k_monte[%])V pietre lungo L.
  • Peso pietrame: P pietre = ρ · V con ρ da tabella litotipi (cliccabile). Valori indicativi: arenaria ~2.0–2.4 t/m³; calcare compatto ~2.5–2.7 t/m³.
  • Franco di sicurezza: margine contro tracimazioni (onde, spruzzi, assestamenti). Linee guida per canali piccoli: f ≈ 0.10–0.25 m, maggiore in tratti curvi o con salti.

3) Irrigazione a salti

  • Schema: N salti con piatti d’acqua di lunghezza L_pan; ogni segmento introduce perdite addizionali.
  • Perdite locali: k_pan (l/s·m²) per infiltrazione sul piatto; f_spray (%) per spruzzi/tracimazione.
  • Ricorrenza di portata: l’algoritmo aggiorna Q segmento per segmento (con Q_in manuale o pari a Q_cap).

Esito, semaforo e grafico

  • Semaforo: confronta Q_out con Q_des applicando bande di tolleranza configurabili (min/max) e linea critica (evento estremo).
  • Grafico: tracce di Q_out, Q_des, Q_cap e rampe min/max/critica per valutare margini e sovraccarico.
  • Registro & CSV: salva iterazioni, esporta CSV con separatore “;” e codifica UTF‑8 (accenti e unità preservati).

Riferimenti essenziali

  1. Chow, V. T. (1959). Open‑Channel Hydraulics. Tabelle di Manning’s n e teoria del moto uniforme. Estratti tabelle n
  2. USACE HEC‑RAS (v. 6.x). Hydraulic Reference Manual: composizione della scabrezza tramite suddivisione di sezione e somma delle conveyance. Manuale
  3. USGS / FHWA (Arcement & Schneider, 1989). Guide for Selecting Manning’s Roughness Coefficients. PDF
  4. USBR. Design of Small Canal Structures e Canal Operator Manual: definizione e criteri del freeboard. DSCS · Manuale operatore

Le tabelle di n in app sono indicative e orientative; per progettazioni esecutive usare metodi compositi (conveyance) e verifiche locali dove opportuno.