Analisi monodimensionale dei profili di rigurgito in corrispondenza di una confluenza tra corsi d'acqua naturali

Abstract

Il presente lavoro di tesi si propone di analizzare la confluenza di due corsi d’acqua naturali attraverso un approccio monodimensionale. In particolare, vengono studiati i profili di rigurgito dei due fiumi confluenti al variare delle condizioni geometriche e delle portate di ciascun corso d’acqua, con l’obiettivo di valutare l’effetto della confluenza sulle condizioni di moto sia a monte che a valle di essa. L’analisi permette quindi di esaminare l’influenza di un evento di piena di un ramo fluviale sia a valle della confluenza, sia sull’altro ramo a monte. Per effettuare tale analisi si è studiato un caso generale, opportunamente semplificato al fine di ottenere una trattazione numericamente semplice che si avvicini il più possibile al comportamento reale della confluenza. La geometria dei corsi d’acqua è stata schematizzata mediante due alvei cilindrici a sezione rettangolare che si incontrano perpendicolarmente e assumendo condizioni stazionarie. Sulla base delle ipotesi semplificative, è stato quindi implementato un codice Matlab che permette di ottenere il profilo di rigurgito dei due alvei nei pressi della confluenza al variare delle condizioni geometriche e idrauliche. Infine, la metodologia sviluppata è stata applicata ad un caso studio reale, rappresentato dalla confluenza tra il Fiume Vara e il Fiume Magra, ubicati nel levante ligure.

The aim of this thesis is to analyse the confluence of two natural watercourses through a one-dimensional approach. In particular, the backwater profiles of the two confluent rivers are investigated as a function of the geometric characteristics and discharge rates of each watercourse, with the goal of assessing the effects of the confluence on the flow conditions both upstream and downstream of it. The analysis therefore makes it possible to investigate the influence of a flood event in one river branch both downstream and upstream of the confluence. To carry out this analysis, a general case was considered and suitably simplified to obtain a numerically simple formulation while reproducing, as closely as possible, the actual behaviour of a river confluence. The geometry of the watercourses was schematised by means of two cylindrical channels with rectangular cross-sections intersecting perpendicularly, under steady-flow conditions. Based on these simplifying assumptions, a MATLAB code was developed to determine the backwater profiles of the two channels in the proximity of the confluence as a function of the geometric and hydraulic conditions. Finally, the developed methodology was applied to a real case study, namely the confluence of the River Vara and the River Magra, located in eastern Liguria, Italy.