Progettazione di una nuova paratoia per la centrale idroelettrica di S. Silvestro, Caoria (TN) - 2010

Questo progetto riguarda la modifica di un canale di scarico della centrale di Caoria, in provincia di Trento. Su incarico del progettista dell’opera è stato condotto uno studio relativo alle dinamiche di deflusso dell’acqua proveniente dagli scarichi di tre turbine e confluente in un canale in calcestruzzo, ortogonale agli scarichi stessi. Lo scarico originario allontanava l’acqua in una sola direzione rispetto al punto di immissione.
Lo studio ha analizzato il deflusso nelle due possibili direzioni, nell’ipotesi che il canale venisse prolungato nella direzione opposta a quella esistente e che la costruzione di una nuova ventola, all’interno del canale in essere, regolasse la ripartizione della portata secondo due scenari.

Obiettivo dello studio è stato il calcolo dell’angolo di apertura della ventola mobile e la verifica che i tiranti che si formavano rimanessero confinati all’interno delle sponde esistenti. Si è voluto inoltre verificare che la presenza di una soglia di fondo alta 51 cm, a valle della ventola non avesse effetti sul deflusso.

La redazione del presente studio ha richiesto lo svolgimento delle seguenti attività:

  • Analisi geometrica della ventola, del canale di scarico e dei manufatti annessi.
  • Definizione della geometria del problema, delle condizioni iniziali e al contorno del moto.
  • Modellazione idraulica tridimensionale a fondo fisso della porzione di canale compresa tra la soglia e il salto di fondo a monte del raccordo tra il canale e la nuova vasca di alimentazione.
  • Analisi dei risultati.

Sono state studiate tre differenti inclinazioni della ventola che determinano differenti condizioni della portata in uscita dal canale di scarico; in tutti e tre i casi analizzati le sponde di 4 m sono ampiamente sufficienti a contenere il deflusso.
La presenza della soglia di fondo a valle della ventola ha un effetto sulla dinamica del deflusso e consente inoltre di mantenere confinati gli effetti di dissipazione indotti dall’ostacolo costituito dalla ventola stessa.

Vista tridimensionale frontale del dominio di calcolo; sulla sponda in secondo piano si notano i 3 canali di immissione del flusso, provenienti dalle 3 turbine
Linee di flusso durante la fase iniziale di riempimento del canale di scarico. La scala di colori sulla sinistra dell’immagine indica il modulo della velocità in m/s
Dettaglio dell’effetto della soglia di fondo sul deflusso, calcolato per un’inclinazione della ventola di 18 gradi. L’immagine in alto si riferisce al caso senza soglia di fondo, quella in basso al caso con soglia