Analisi delle caratteristiche di turbolenza della corrente nella sezione apice di un canale meandriforme con vegetazione sul fondo

Abstract

Diverse ricerche (vedi ad esempio Wilson et al, 2003;. Blanckaert e Graf, 2004) hanno dimostrato che il moto di circolazione secondaria, che si sviluppa nei canali con andamento curvilineo, esercita un ruolo fondamentale nei processi di erosione spondale. In particolare, tali studi hanno mostrato che il trasporto della quantità di moto determinato dalla corrente di circolazione trasversale contribuisce a spostare il massimo della velocità longitudinale verso la sponda esterna lungo la curva. Inoltre, tale moto trasversale modifica la distribuzione dell’energia cinetica turbolenta determinando zone di alta/bassa energia turbolenta (Blanckaert e Graf, 2004; Termini e Piraino, 2011). La conoscenza delle caratteristiche di turbolenza della corrente lungo la curva è fondamentale per la predizione di diversi meccanismi di trasporto che si verificano lungo la curva (Blanckaert e De Vriend, 2005). Lavori recenti di letteratura (vedi ad esempio Perrucca et al. 2007) hanno anche messo in evidenza come il campo di moto e le caratteristiche di turbolenza della corrente che defluisce in un alveo naturale possano essere influenzate dalla presenza di vegetazione sul fondo e sulle sponde. In tale contesto, nell’ambito di un ampio programma di ricerca condotto presso il dipartimento DICAM dell’Università di Palermo mirato alla valutazione delle caratteristiche cinematiche della corrente in canali di elevata curvatura, è stata condotta una campagna di misura in un canale meandriforme di elevata ampiezza in presenza di vegetazione flessibile sul fondo. In particolare, il canale meandriforme segue la curva sine-generated, con angolo di deflessione nella sezione di inflessione pari a 110°, ha sponde rigide e fondo deformato di sabbia quarzosa (d50=0.65 mm). Il presente lavoro riguarda i dati raccolti durante due prove condotte, per lo stesso valore di portata (Q=12 l/s), rispettivamente mantenendo il fondo sabbioso (e quindi in assenza di vegetazione sul fondo – prova denominata “NV”) e introducendo vegetazione flessibile sul fondo (prova denominata “V”). Le condizioni sperimentali considerate per ciascuna prova sono state descritte in precedenti lavori (vedi ad esempio in Termini e Piraino, 2011 e in Termini, 2014, rispettivamente per la prova “NV” e per la prova “V”). Nel presente lavoro i valori delle componenti di velocità misurate nella sezione di apice del canale durante ciascuna prova sono state utilizzate al fine di analizzare l’effetto della vegetazione sulle caratteristiche di turbolenza della corrente.