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Hydrologic Risk · verifica idraulica
Un nuovo motore per il moto permanente, validato sezione per sezione
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Profilo del pelo libero per Tr 50, 200 e 500 anni, con quota critica e linea dell’energia, calcolato dal nuovo motore sul progetto del tutorial.
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Gentile collega,
in Hydrologic Risk la verifica idraulica in moto permanente ha un motore di calcolo nuovo. Il profilo del pelo libero si calcola a regime misto: il programma stabilisce sezione per sezione dove la corrente è lenta e dove è veloce e individua il risalto idraulico, senza che tu debba scegliere a priori il verso di calcolo.
Prima di rilasciarlo lo abbiamo messo alla prova contro soluzioni analitiche, contro gli esempi ufficiali USACE e contro HEC-RAS 6.6. Sui casi analitici lo scarto dal riferimento è sotto 0,1 mm; sull’esempio Mixed Flow Regime Channel è al massimo di 0,2 mm, con il risalto nella stessa sezione. Il dossier di validazione è pubblicato su geostru.eu.
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Come calcola il nuovo motore
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Passi standard, senza passo di scansione — fra due sezioni successive si impone il bilancio dell’energia e l’altezza si ottiene risolvendo direttamente l’equazione. I tratti troppo lunghi vengono divisi in sottopassi. |
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Regime misto, risalto per spinta — la corrente lenta si calcola da valle verso monte, la veloce da monte verso valle; in ogni sezione prevale il profilo con la spinta totale M = A·yG + Q²/(gA) maggiore. Dove prevale la lenta si forma il risalto. |
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Alveo e golene separati — la sezione è divisa in golena sinistra, alveo e golena destra, ognuna con il proprio Ks. Capacità di portata K = Ks·A·R2/3, coefficiente di Coriolis α dalla distribuzione delle capacità, cadente media dalle capacità delle due sezioni. |
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Perdite di contrazione ed espansione — oltre all’attrito, le perdite localizzate sulla variazione di altezza cinetica (coefficienti 0,1 e 0,3). |
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Condizioni al contorno ai due capi — per ogni tempo di ritorno: moto uniforme, altezza critica o altezza imposta, a valle per la corrente lenta e a monte per la veloce. Nel dubbio, moto uniforme a valle e a monte. |
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Avvisi e risultati — a fine calcolo il programma segnala sezioni troppo distanti, passaggi per l’altezza critica e cambi di regime. Per ogni Tr: profilo con quota critica ed energia, tabella copiabile con portata, tirante, velocità e numero di Froude. |
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La validazione
Il dossier segue l’impostazione richiesta dalle NTC 2018 (§10.2) per l’affidabilità dei codici di calcolo. HEC-RAS 6.6 è stato eseguito con tolleranza di 0,1 mm invece dei 3 mm predefiniti, per un confronto alla pari.
| Prova |
Risultato |
Casi analitici
7 profili (M1, M2, S2, risalto), 1.307 sezioni |
entro 0,1 mm dal riferimento, entro 2 mm da HEC-RAS; stesso regime in tutte le sezioni |
Esempi ufficiali USACE
Mixed Flow Regime Channel, Critical Creek, Channel Modification |
regime misto: max 0,2 mm, risalto nella stessa sezione; negli altri due scarto mediano 1,6–1,8 cm |
9 progetti reali
esportati da Hydrologic Risk in HEC-RAS |
8 su 9 entro 1,2 cm, con scarto mediano sotto 1,3 mm |
Dove gli scarti crescono, il dossier spiega il perché sezione per sezione: sono i tratti in cui HEC-RAS stesso non risolve l’equazione dell’energia, o in cui una sezione ha due minimi dell’energia. I file dei casi prova sono scaricabili dai clienti con licenza.
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Leggi il dossier di validazione
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Anche in questa versione
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Import ed export HEC-RAS — Esporta HEC-RAS (scheda Elaborati) scrive il progetto completo (.prj, .g01, .f01, .p01) per un controllo incrociato; Importa da HEC-RAS porta in Hydrologic Risk un progetto esistente. |
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Piogge da Hydrogeo NX — si cerca la stazione per nome e i massimi annuali di 1, 3, 6, 12 e 24 ore arrivano nel progetto; Gumbel e curva h = a·tn si ricalcolano per ogni tempo di ritorno. |
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Bacino da GeoStru Maps — un clic sul fiume nella sezione di chiusura: spartiacque, reticolo e asta principale dal DTM TINITALY 10 m (INGV), con area, quote e pendenza. Il bacino arriva in Hydrologic Risk già triangolato, senza passare da un GIS. |
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Mappe di esondazione, anche in 3D — il pelo libero calcolato viene interpolato fra le sezioni e confrontato con il DTM: area, volume e tirante massimo per ogni Tr, in planimetria e nella vista 3D, un tempo di ritorno alla volta. |
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Tavole con CAD Tools — dalla scheda Elaborati la planimetria con la mappa di esondazione si apre come DXF in CAD Tools, nel browser: misure, e con Componi tavola formato, scala e cartiglio. Per salvare e stampare basta un account GeoStru gratuito. |
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Il nuovo manuale — online su help.geostru.io in italiano, inglese, spagnolo e rumeno. La pagina sul moto permanente spiega come calcola il programma e come scegliere le condizioni al contorno. |
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Il tutorial completo
20 minuti, 16 capitoli, su un bacino reale di 76 km²: dalle piogge alla mappa di esondazione. Le condizioni al contorno e il moto permanente sono al minuto 12:42.
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| Hai Hydrologic Risk con il servizio aggiornamenti attivo? La nuova versione è inclusa: apri il programma e usa Verifica aggiornamenti, oppure scaricala dalla tua area riservata. |
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Scarica l’aggiornamento
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Per approfondire
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Per qualsiasi informazione siamo a tua disposizione.
Un cordiale saluto,
Il team GeoStru
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GeoStru
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