IT202100005303U1 - Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il trovato oggetto del presente brevetto si basa sulla realizzazione di un ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, di seguito denominato LAKESHORE-DRAIN. Il sistema nasce come evoluzione di una tecnologia impiegata per il contenimento dei fenomeni di erosione delle spiagge, denominato ?Beach Management System? (BMS) o ?Beach Dewatering System? (BDS), gi? oggetto di brevetto dal . Tale sistema ? focalizzato sull?impiego presso spiagge costiere, in prossimit? della battigia. Qui, infatti, si realizza il fenomeno ciclico di risalita e discesa dell?onda, ed il sedimento trasportato con tali flussi tende alternativamente a depositarsi sulla battigia o nella parte passa (sommersa) della spiaggia: uno sbilanciamento tra questi quantitativi genera fenomeni di erosione o accrescimento della linea di riva. Un sistema drenante, generalmente costituito da uno o pi? dreni affiancati e da una stazione di pompaggio posti al disotto della battigia, pu? generare un fenomeno di suzione (infiltrazione) che contribuisce a diminuire l?energia della fase di discesa delle onde, producendo meccanismi favorevoli alla stabilizzazione della spiaggia. Finora, le informazioni sull?efficacia del sistema risultano discordanti e contraddittorie, poich? in generale tratte da osservazioni di campo in zone con climi meteomarini talvolta molto differente. Ci? che risulta deficitario ? la mancanza di un protocollo di progettazione univoco. Studi sperimentali alla larga scala condotti dallo scrivente, hanno chiarito che l?impiego del sistema drenante per le spiagge pu? essere applicato solo quando le forzanti meteomarine sono di modesta intensit?. Ulteriori simulazioni sperimentali e numeriche inedite hanno portato alla definizione di un modello di sistema drenante appositamente realizzato per spiagge naturali di laghi naturali o invasi artificiali. Talvolta, l?erosione delle sponde in materiali sciolti di tali corpi idrici risulta particolarmente significativa ed oltre a produrre una instabilit? delle rive, genera altri problemi connessi alla gestione stessa delle capacit? idriche dei bacini, soprattutto se impiegati per scopi industriali (irrigui, potabili e/o idroelettrici). La principale differenza con le spiagge marine ? rappresentata da un lato, dalla quasi mancanza di fenomeni ondosi, o comunque, di entit? significativamente ridotte rispetto a quelle normalmente osservabili in mare; dall?altro, si registra che le escursioni del livello idraulico nei bacini (naturali o artificiali) pu? essere molto elevato, ovvero di un ordine di grandezza superiore alle normali escursioni di marea.

Un sistema del tipo ?Beach Management System? risulta caratterizzato (vedasi Figura 1) da un dreno (1D), ovvero un tubo in materiale plastico opportunamente forato, posto interrato nella spiaggia (S) al di sotto della linea di falda (LF). L?acqua contenuta nella battigia viene captata dal dreno (D1) e fatta defluire verso un pozzetto di raccolta (PR): in esso, una pompa idraulica sommersa (PI) opera lo svuotamento controllato del pozzetto, ogni qual volta viene raggiunto un certo grado di riempimento. L?effetto idraulico del processo di infiltrazione indotta mediante il dreno, porta ad una modifica del livello di falda, che risulta significativamente depressa (FD).

Rispetto allo schema suddetto, il dispositivo LAKESHORE-DRAIN, oggetto del presente brevetto, mette a sistema un reticolo di tubi drenanti posti a diverse quote e distanze dal profilo di sponda, autoadattando il numero di dreni operativi in funzione delle variazioni del livello d?invaso. Dunque, oltre ad essere completamente differente per ambiente d?uso (sponde lacustri anzich? costa marina) viene ampliato il range di funzionamento relativamente al diverso livello idrometrico, come descritto nella sezione tipologica di Figura 2.

La disposizione dei dreni deve avvenire entro una predeterminato range di livello idrometrico massimo (LPO) e minimo (LMO), ad esempio corrispondenti con il Livello di Piena Ordinaria ed il Livello di Magra Ordinaria, rispettivamente. La scelta del numero dei dreni deve avvenire considerando gli abbassamenti indotti nella falda da ogni singolo dreno. Lo schema di Figura considera 4+1 dreni, ovvero 1C, 2C, 3C, 4C e NC, con NC indicante lo n-esimo tubo drenante. Ogni tubo drenante ? connesso nel punto terminale (nel senso longitudinale) ad un elemento Raccoglitore (1R) per il tramite di collettori (1C, 2C, 3C, 4C, NC rispettivamente). Il Raccoglitore, mediante un Tubo Collettore (TC), convoglia le portate drenate verso il Tombino di Raccolta (TR). Al suo interno ? presente un sistema di Pompe Sommerse (PS), che procedono ad allontanare le acque drenate. Il funzionamento efficiente ed efficace del dreno si verifica allorquando la falda freatica risulti influenzata dal dreno stesso, ovvero sino a quando il funzionamento idraulico del dreno ? del tipo ?a pelo libero?. In altre parole, quando nel dreno si instaura un moto in pressione (o comunque molto prossimo all?occlusione dell?intera sezione da parte della vena liquida drenata, ? inutile o addirittura dannoso procedere all?emungimento dal dreno. Infatti, in tali condizioni, al Raccoglitore (1R) giungerebbe una quantit? significativa di portata che non influisce sull?abbassamento della falda ma, anzi, che grava sul sistema di Pompe Sommerse che si trovano ad un carico di lavoro gravoso. Pertanto, in testa ad ogni Tubo Collettore, cio? in corrispondenza del tratto terminale di ciascun dreno, ? inserito un pozzetto (1P, 2P, 3P, 4P, NP rispettivamente) dotato di idonea valvola di regolazione antiriflusso, che permette il normale deflusso delle acque in ciascun Collettore impedendone il riflusso causato dal collegamento a valle con gli altri collettori.

Relativamente alla definizione geometrica del sistema LAKESHORE-DRAIN si identificano i seguenti parametri cardine di progettazione:

? il raggio delle condotte drenanti;

? la porosit? delle condotte drenanti;

? la distanza verticale tra i dreni;

? la distanza orizzontale tra i dreni;

? il numero dei dreni;

? la geometria delle valvole antiriflusso.

La selezione dei parametri cardine sopra descritti viene effettuata in base alle condizioni idrauliche ed ambientali del sito di progetto, come miglior compromesso tra costi di installazione, esercizio e prestazioni di difesa idraulica (intesa come efficacia del sistema drenante di imprimere una depressione al livello di falda in quiete).

Claims (6)

RIVENDICAZIONI

1. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, applicabile alle sponde in materiali sciolti di laghi o invasi artificiali, comprendente un sistema di dreni, un reticolo di collettori, pozzetti dotati di valvolore antiriflusso (1P), un raccoglitore (1R), un Tubo Collettore (TC), un Tombino di Raccolta (TR) dotato di sistema di Pompe Sommerse (PS).

2. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, secondo la rivendicazione 1, dotato di un sistema di tubazioni drenanti disposti in modo da seguire l?andamento del profilo di sponda.

3. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, secondo la rivendicazione 1, dotato di un sistema di tubazioni drenanti, con quello inferiore disposto al di sotto del livello idrometrico di magra di progetto e quello superiore disposto inferiormente ad un livello idrometrico di piena di progetto.

4. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dall?autonomia di funzionamento, capace di autoregolarsi in funzione del livello idrometrico nel bacino idraulico.

5. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dall?impiego di pozzetti con valvola antiriflusso;

6. ?Drenaggio autoadattivo di sponde naturali per il controllo erosivo nei bacini lacustri e invasi artificiali?, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da elementi disposti in configurazione ipogea, garantendo invisibilit? e ridottissimi impatti ambientali.