La diga nasce con uno scopo semplice e ben preciso: fermare l'acqua da un lato di essa. Quindi il modo più semplice ed efficace di fare questo è quello di costruire grande un muro, solido ed impermeabile. Fino a qui sembra tutto molto semplice, ma a questo punto sorgono diverse domande:



dove deve essere costruita la diga?

quanto larga deve essere la diga?

quanto alta?

quanta acqua deve fermare alle sue spalle?

perchè viene costruita la diga?

Iniziando a rispondere a questo domande si scopre che si possono costruire diverse tipologie di dighe, ciascuna di esse più adatta di altre in particolari condizioni. Dopo aver definito la struttura migliore rispetto alle nostre esigenze, si passa al problema pratico di come costruire la diga. Poniamo di aver risolto il problema della reperibilità del materiale da costruzione, un giorno, parlando con il nostro geologo di fiducia, scopriamo che le montagne non sono tutte uguali e che la roccia non sempre ha le caratteristiche ottimali per appoggiarci un muro e quindi bisogna rimediare a questo. Poi parlando con il nostro muratore di fiducia scopriamo che il calcestruzzo solidificandosi si comporta in modo strano e quindi dobbiamo pensare anche a questo e ad un altro milione di altri piccoli problemi che alla fine rendono ogni diga storia a sè. In questo documento cercheremo di analizzare quali sono le dighe e come sono fatte.



Tipologie di dighe

1) Dighe in terra

Le dighe in terra sono le dighe più semplici. In pratica sono costituite da un semplice cumulo di terra con al massimo un nocciolo stagno al centro oppure con un rivestimento impermeabile sul lato a monte. La loro dimensione è dovuta solamente ai limiti si coesione della terra o roccia con la quale sono costruite, quindi solitamente raggiungono altezze limitate e vengono sfruttate più come strutture di contenimento che di sbarramento, ma hanno il vantaggio che la loro costruzione non è particolarmente problematica. A scopo informativo le due dighe più alte del mondo sono entrambe in terra; si tratta delle dighe di Rogun(335 m di altezza) e di Nurek(300 m di altezza e 704 m sviluppo del coronamento) entrambe situate in Tajikistan. La prima è in costruzione dal 1976 e nel 1993 una piena ha distrutto parte del riempimento in roccia. Nel Veneto abbiamo il lago di Santa Croce che è formato con una diga in terra. Al fine del sito non rappresentano un caso di particolare interesse(in fondo si parla di costruire una montagna, procedimento lungo e difficile, ma tutt'altro che tecnico) e quindi per il momento non diremo di più.



2) Dighe a gravità massiccia

Sono le dighe in calcestruzzo dalla struttura più semplice. In pratica sono dei grandi blocchi di calcestruzzo di sezione triangolare che stanno al loro posto solo a causa del peso. Un'esempio italiano di queste dighe è rappresentato da quella di Ravedis. Possono anche raggiungere altezze elevate e sviluppi al coronamento notevoli, abbiamo trovato informazioni su di una diga Svizzera, chiamata Grande Dixence alta 285 metri (terza diga più alta del mondo) e con uno sviluppo di 695 m al coronamento, costruita con un volume di 6 milioni di metri cubi di cemento, per non parlare della diga delle Tre Gole in Cina che ha uno sviluppo in coronamento di 2.4 km a fronte di una altezza di 185 metri

Questa semplicità di struttura non deve però ingannare. Le problematiche connesse ad una diga di questo tipo sono notevoli.

3) Dighe a gravità alleggerita

La diga a gravità alleggerita è in sostanza un grande muro si spessore relativamente ridotto appoggiato a dei contrafforti. I contrafforti relativamente sottili conducono gli sforzi fino alle fondazioni. Questo tipo di costruzione consente chiaramente di raggiungere dimensioni notevoli, e al tempo stesso di risparmiare una grande quantità di calcestruzzo. Confrontandola con la diga a gravità massiccia si può facilmente immaginare che lo studio che deve stare dietro a questo tipo di diga sia nettamente maggiore in quanto la diga è nettamente più fragile.

Cerchiamo ora di capire le problematiche dello sbarramento confrontandola con diga a gravità massiccia.



-Lo sbarramento chiaramente pesa molto meno, quindi stando alla teoria delle forze già analizzate sulla diga a gravità massiccia (DGM da questo punto in poi) non possiamo permetterci di avere una pressione sottostante elevata, quindi la zona delle fondamenta deve essere molto più impermeabile rispetto alla DGM.

-La spinta orizzontale del bacino si scarica sui contrafforti che di conseguenza la scaricano sul terreno a differenza della DGM che contrastava tutte le spinte su di essa con il suo solo peso. Quindi se non abbiamo delle solide fondamenta sui contrafforti, questi non riescono a scaricare la spinta del bacino, causando tensioni in tutta la diga.



4) Dighe ad arco e a volta

Il sito del Comitato Svizzero delle Dighe si riferisce a questo tipo come: "È un lavoro particolarmente elegante". Sono le dighe più caratteristiche ed è frequente incontrarle sulle vallate alpine, raggiungono dimensioni notevoli, la quarta diga più alta del mondo è una diga ad arco sul fiume Inguri in Georgia con 272 m di altezza e con uno sviluppo al coronamento di 680 m, mentre con i suoi 262 m la diga del Vajont (Diga del Colomber) è la quinta al mondo.

La struttura è costituita da una parete in calcestruzzo arcuata in senso orizzontale, e nel caso di diga a volta, anche in senso verticale. Lo sbarramento è relativamente sottile se rapportato con la sua altezza e rispetto ai tipi di diga a gravità. I lati del corpo diga sono appoggiati direttamente ai monti ai due lati della valle e su di essi scaricano la pressione esercitata dall'acqua. Nel caso delle dighe a cupola parte della spinta viene dissipata anche verso il basso.





Dato che la diga "spinge" sui lati della valle è particolarmente importante preoccuparsi della solidità di questi ultimi eventualmente attuando lavori di consolidamento che possono essere lunghi e complessi. Sarebbe interessante approfondire le problematiche di questo tipo di struttura, ma le variabili in gioco sono talmente numerose che sarebbe impossibile andare oltre a questa spiegazione minimale. Giusto per fare un'esempio della dimensione dei conti in gioco, lo studio della stabilità della diga del Vajont, nel 1955 era sviluppato con un sistema lineare di circa 400 equazioni.



Spero di essere stata chiara.



Ciao e buon carnevale!!!

Due sono le modalità .

!-Costruiscono la diga accanto al letto del fiume e poi lo deviano contro la diga

2- Deviano il fiume,costruiscono la diga e riportano il fiume sull'antico letto.

Una diga è uno sbarramento permanente su un corso d'acqua naturale che serve a creare un lago artificiale. A seconda dei materiali impiegati per la costruzione la diga può essere di calcestruzzo (o muratura), in terra, di pietrame o di materiale misto. Gli sbarramenti in calcestruzzo possono essere del tipo a gravità (anche alleggerita), ad arco o di tipologie miste (arco-gravità, volte multiple, ecc...).

La scelta del tipo di diga dipende essenzialmente dalla forma e dalla geologia della stretta del fiume e dai materiali da costruzione disponibili nelle vicinanze. Quando si incontra una valle stretta ed alta con rocce sane affioranti si pensa in primo luogo ad una diga ad arco ( che richiede ottime caratteristiche delle rocce dei versanti ). Per una valle più larga e/o con rocce fratturate si pensa ad una diga a gravità in calcestruzzo ( che richiede discrete caratteristiche delle rocce in fondazione ). Quando, invece, si incontrano strati di materiali sciolti ( argille, sabbie, ghiaie ) di grande spessore nel letto del fiume la scelta è obbligata per dighe deformabili come dighe in terra, dighe in rockfill ( pietrame ) con manto impermeabile in calcestruzzo o bituminonoso soluzioni intermedie tra le due. Lo studio della geologia/geotecnica delle fondazioni è il lavoro più importante e complesso nella progettazione di una diga. Per le dighe a gravità, ad esempio, si dice che una volta che si sono completati gli scavi raggiungendo la roccia di fondazione la diga è praticamente finita ( i.e. non ci sono più incertezze e il lavoro può andare avanti in modo "industriale" ).



Sono dighe in calcestruzzo caratterizzate da una struttura particolarmente semplice. I grandi blocchi di calcestruzzo di sezione triangolare stanno al loro posto solo grazie al peso. Possono anche raggiungere altezze elevate e sviluppi notevoli al coronamento. Viste dall'alto, le dighe a gravità sono dritte o leggermente curve e la parete rivolta verso monte è quasi verticale. Queste dighe garantiscono grande stabilità, determinata in primo luogo dal loro peso, e richiedono in generale poca manutenzione. Un esempio di questo tipo di dighe è una diga svizzera, chiamata Grande Dixence alta 285 m (è terza diga più alta del mondo) e con uno sviluppo di 695 m al coronamento, costruita con un volume di 6 milioni di metri cubi di cemento. Per non parlare della diga delle tre gole a Wuhan, Cina, che ha uno sviluppo in coronamento di 2,4 km a fronte di un altezza di 185 m.





Dighe ad arco [modifica]

Diga ad arcoLe dighe ad arco sono tra le strutture più affascinanti create dall'uomo. La loro struttura è particolarmente leggera grazie alle caratteristiche di resistenza degli archi, che consentono di scaricare ai vincoli laterali (e quindi alla montagna) il carico dell'invaso. Le dighe ad arco possono essere a curvatura semplice, lavorando come una serie di archi orizzontali sovrapposti (tipiche per le valli con "forma ad U") o a doppia curvatura lavorando come una cupola (tipiche per le valli con "forma a V"). La struttura riceve la spinta dell'acqua dell'invaso (ed altre azioni secondarie) e la scarica sulle sponde della vallata, dette "spalle", come l'arco o la cupola scaricano il proprio peso e le azioni degli agenti atmosferici sulle fondazioni.



Le dighe ad arco sono realizzate in calcestruzzo generalmente non armato con le opere accessorie (scarichi di superficie e di fondo, opera di presa, etc.) generalmente poste nel corpo della struttura. Il "fattore di snellezza" di alcune di queste dighe è molto superiore a quello di un guscio d'uovo.



Gli italiani hanno realizzato nel dopoguerra una serie di dighe ad arco particolarmente ardite (i.e. estremamente snelle), come ad esempio la diga di Osiglietta, inventando soluzioni innovative come il "pulvino" (un giunto speciale di collegamento tra struttura e fondazione).



Recentemente diverse grandi dighe ad arco sono state realizzate in Cina (ad esempio Ertan con altezza pari a 240 m e larghezza alla base di soli 55 m contro i 220 m che avrebbe avuto una equivalente diga a gravità).



La recente tecnologia di posa del calcestruzzo detta "RCC" (calcestruzzo rullato compattato, ideata originariamente dagli italiani per la diga di Alpe Gera) ha restituito la competitività economica a questa soluzione penalizzata dai crescenti costi della mano d'opera (una diga ad arco richiede minori volumi di calcestruzzo ma più mano d'opera di una equivalente diga a gravità).



Una delle più famose dighe ad arco a doppia curvatura è la tristemente famosa diga del Vajont, alta ben 261 metri e larga alla base solo 22. Per rendersi conto della resistenza di questo tipo di dighe basta pensare che la diga di Vajont è rimasta praticamente intatta alla tragica frana del Monte Toc. e tuttora sostiene la pressione di circa 200 metri di terra e roccia residui della frana.





Dighe a contrafforti [modifica]

Diga a contraffortiLe dighe a contrafforti, dette anche a gravità alleggerita, sono sostanzialmente una variante delle dighe a gravità. Inclinando il paramento di monte e lasciando delle cavità nel corpo della diga si sfrutta, in estrema sintesi, il peso dell'acqua per la stabilità allo scorrimento al posto del peso del calcestruzzo. Sono state realizzate diverse centinaia di dighe nel mondo di questa tipologia fino agli anni settanta-ottanta ma oggi sono poco frequenti per l'aumento del costo della mano d'opera che non è più compensato dalla riduzione dei volumi di calcestruzzo (rispetto alla diga a gravità). In generale si può dire che la maggiore complessità di realizzazione ed il leggero aumento di rischio dovuto alla concentrazione delle spinte in fondazione rende ad oggi questo tipo di diga spesso meno conveniente rispetto alle altre tipologie.





Dighe in terra [modifica]

Appartengono alla tipologia delle dighe in materiali sciolti, assieme agli altri tipi (pietrame alla rinfusa, in muratura a secco). Il Regolamento Italiano Dighe impone particolari condizioni di realizzazione delle dighe in terra, prima su tutte non ammette la tracimazione attraverso l'opera stessa. La diga deve prevedere uno scarico di fondo, che permette di smaltire la portata di massima piena calcolata considerando il franco di sicurezza. Quest'ultimo deve essere più alto di 1,5 metri rispetto all'altezza della semionda di massima piena presumibile. Le altezze che è possibile raggiungere al coronamento dalla base possono tranquillamente raggiungere i 150 metri purché vengano considerate tutte le particolari condizioni ambientale e soprattutto i possibili problemi legati alla realizzazione di uno sbarramento di elevate dimensioni.





Dighe mobili [modifica]

La diga mobile, o a livello costante, ha un'altezza limitata; è generalmente costruita a valle del corso dei fiumi, preferibilmente in un luogo di debole pendenza. Si utilizza generalmente questo tipo di diga nella sistemazione degli estuari e dei delta dei fiumi.



Secondo il tipo di costruzione la diga mobile può essere:



A cancellazione sul fondo del fiume per permettere lo smaltimento totale o in posizione intermedia per creare uno stramazzo.

A battente ad asse verticale, come le moderne dighe olandesi di Maeslantkering, o la chiusa del porto-canale di Cesenatico per impedire alle maree di esondare.

1=battente, 2=stramazzo, 3=paratoia a ventola, 4=paratoia a settoreA battente ad asse orizzontale con possibilità di sfogo verso l'alto quando il flusso diventa critico, cosa che evita di costituire un ostacolo allo smaltimento delle acque in tempo di piena.

- La parte fissa corrisponde ad una piattaforma. - Una grande paratoia a settore, che in posizione di chiusura totale determina uno battente che si sostiene sulla piattaforma, mentre in posizione di sollevamento completo, lascia lo smaltimento completamente libero. - Una paratoia a ventole, che permette di regolare lo smaltimento a stramazzo e il livello d'acqua a monte della diga.



Lo smaltimento dell'acqua può prodursi sotto il battente quando la paratoia a settore inferiore è sollevata (e questo permette anche di pulire la superficie della piattaforma), o con la cima in stramazzo, quando la paratoia superiore a ventole è abbassata.



A=Laguna, B=Mare, 1=basamento, 2=paratoia, 3=aria compressa, 4=acqua espulsaParatoia a gravità, di un funzionamento teoricamente molto semplice, la paratoia a gravità comporta soltanto pochi elementi meccanici. Si tratta di una paratoia, che è una "camera d'aria" articolata attorno ad una cerniera fissata su una base di calcestruzzo.



In posizione riposo la "camera" si riempie d'acqua e la paratoia scende dal suo peso sul fondo.



In posizione attiva, dell'aria compressa caccia l'acqua e permette alla paratoia di risalire

per gravità. L'altezza dipende dalla quantità d'aria.





Tale metodo è in applicazione nel progetto MOSE che deve proteggere la Laguna di Venezia dell'Acqua alta.



Espressione per il calcolo della forza [modifica]

La seguente formula esprime la spinta esercitata da una massa di liquido nei confronti di una parete contenitrice verticale e quindi si presta bene al calcolo della forza orizzontale esercitata dall'acqua su di una diga:





dove:



densità del liquido

accelerazione di gravità

profondità del bacino

superficie verticale contro la quale il liquido "spinge"





ciauz!!!!!!!!!!

deviano il fiume...