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HEC-RAS

Descrizione

Il software HEC-RAS è un sistema integrato predisposto per un uso interattivo tramite un interfaccia grafica che permette di accedere alle altre componenti quali l'analisi idraulica, l'archiviazione e la gestione dei dati e la visualizzazione dei risultati.

 

Il sistema dispone di tre componenti principali per la modellazione idraulica secondo lo schema monodimensionale destinate rispettivamente al regime di moto permanente, vario e ad quello con fondo mobile. Le tre componenti sono comunque strettamente interconnesse, utilizzano infatti gli stessi dati geometrici. E' inoltre possibile effettuare alcuni tipi di verifiche idrauliche quali quella di erosione alle pile di un ponte.

 

Per le modellazioni idrauliche di corsi d’acqua in regime di moto vario oltre al classico schema monodimensionale è possibile anche l'utilizzo di uno schema quasi-bidimensionale che prevede l’utilizzo di celle d’accumulo poste ai lati del corso d’acqua.

Tramite l'utilizzo di alcuni elementi specifici è inoltre possibile simulare l'effetto provocato sulla corrente dalla presenza di strutture in alveo e restringimenti di sezione, sia che si tratti di opere idrauliche che di attraversamenti viari e/o ferroviari. Di conseguenza è possibile ottimizzare le caratteristiche dell'opera da eseguire affinchè si inserisca nel miglior modo nel contesto idraulico del tratto di corso d'acqua interessato dall'intervento o, qualora richiesto, può essere possibile individuare le aree soggette a diversa probabilità di esondazione. Il programma in ogni caso permette di realizzare verifiche idrauliche nelle varie situazioni in cui viene richiesto di includere in un progetto uno studio idraulico completo.

 

Moto permanente

Questa componente del sistema di modellazione serve per calcolare la variazione del pelo libero per condizioni di moto permanente o gradualmente variato. Il sistema può considerare sia una rete completa di canali, sia un sistema endoreico e sia infine un singolo corso d'acqua. La componente di moto permanente è in grado di modellare correnti lenti, veloci e miste.
La procedura di calcolo è basata sulla soluzione delle equazioni dell'energia secondo lo schema monodimensionale. Le perdite di energia considerate sono dovute alla scabrezza (eq. di Manning) ed alla contrazione e/o espansione della vena fluida, attraverso un coefficiente moltiplicatore della variazione dell'energia cinetica. L'equazione dei momenti è utilizzata nelle situazioni in cui il pelo libero dell'acqua subisce variazioni repentine. Questa situazione comprende la valutazione in corrente mista (es: risalto idraulico), dell'idraulica dei ponti e dei profili in corrispondenza della confluenza tra diversi corsi d'acqua.
L'effetto di diverse ostruzioni quali ponti, tombini, briglie e strutture in genere lungo i corsi d'acqua può essere considerata nei calcoli idraulici. Il sistema di calcolo in modo permanente è concepito per applicazioni nella sistemazione dei corsi d'acqua e delle pianure alluvionali e per gli studi finalizzati alla determinazione delle aree allagabili con diversi tempi di ritorno in caso di esondazioni dai corsi d'acqua. E' inoltre possibile valutare il cambiamento nelle caratteristiche di moto dovuto alla rettifica della sezione e/o alla realizzazione di argini.

Corso di Formazione HEC-RAS - Moto permanente

 

Moto vario

Questa componente del software è in grado di modellare la propagazione dell'onda di piena attraverso una rete di canali utilizzando lo schema monodimensionale in regime di moto vario. Il risolutore delle equazioni di moto vario è stato mutuato dal modello UNET del Dott. Robert Barkau. Questa componente di moto vario è stata sviluppata in primo luogo per il calcolo di correnti lente. Comunque con la versione 5.0, il modello può ora simulare anche correnti diverse cioè lenti, veloci, miste, risalto idraulico, ecc.
Tutti gli schemi di calcolo idraulico utilizzati per le sezioni trasversali, per i ponti, per i tombini e per le altre strutture idrauliche che erano stati sviluppati per il moto permanente sono quindi stati incorporati nel modello di calcolo per il moto vario.

Corso di Formazione HEC-RAS - Moto vario

 

Trasporto di sedimenti - Fondo Mobile

Questa componente del sistema di modellazione serve per la simulazione del trasporto solido e del fondo mobile, utilizzando uno schema monodimensionale, che derivano dall'erosione e dal deposito di materiale solido per la durata di tempo medio, tipicamente dell'ordine di qualche anno sebbene l'applicazione di questo modello sia possibile anche per singoli eventi di piena.
Il trasporto di sedimenti è valutato in funzione delle varie granulometrie di materiale presenti sul fondo anche se è possibile simulare anche una parziale o totale corazzamento del fondo. Le principali caratteristiche includono la possibilità di modellare una rete di canali, l'escavazione di materiali litoidi, varie possibilità di arginature ed anse tramite l'uso di differenti tipi di equazioni per la valutazione del trasporto solido.
Il modello è concepito per simulare tendenze d'erosione e di deposito in un corso d'acqua che derivano dalla variazione della frequenza e della durata del deflusso liquido e del livello oppure modificando la geometria del corso d'acqua. Questo sistema può essere usato per valutare la sedimentazione nelle ritenute d'acqua, per progettare restringimenti di sezione nei canali per consentire di mantenere una profondità utile per la navigazione, per prevedere l'effetto di un'escavazione sull'evoluzione geomorfologica del corso d'acqua, per stimare la massima possibile escavazione durante un evento di piena ed infine per valutare la sedimentazione in un canale rivestito.

Corso di Formazione HEC-RAS - Trasporto solido e qualità dell'acqua

 

BTT