Diga

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Introduzione

Diga Barriera costruita per ostruire o deviare il corso di un fiume e raccoglierne le acque in un bacino artificiale.

Generalmente le dighe vengono costruite per aumentare il salto d’acqua naturale di un fiume, in modo da sfruttarlo per generare elettricità (vedi Energia idraulica), alimentare canali e sistemi di irrigazione e di approvvigionamento idrico, aumentare il livello dell’acqua del fiume per renderlo navigabile o controllare il livello nei periodi di piena e di siccità, o ancora per creare laghi artificiali a scopo ricreativo. Spesso le dighe svolgono contemporaneamente molte di queste funzioni.

La prima diga a noi nota fu costruita verso il 4000 a.C. in Egitto, allo scopo di deviare il corso del Nilo ed edificare la città di Menfi sui terreni sottratti alle acque. Molte antiche dighe a terrapieno, tra cui quelle costruite dai babilonesi, facevano parte di complessi sistemi di irrigazione che trasformavano regioni improduttive in fertili pianure. A causa dei danni provocati dalle inondazioni, pochissime dighe risalenti a oltre un secolo fa sono ancora integre. La costruzione di grandi dighe, virtualmente indistruttibili, divenne possibile solo con l’utilizzo del cemento idraulico e del calcestruzzo, e con l’introduzione delle moderne macchine per movimento di terra.

La possibilità di regolare il flusso delle acque influenza profondamente le prospettive economiche di vaste regioni. Nei paesi in via di sviluppo, l’acquisizione della capacità di costruire dighe per generare elettricità, prevenire le inondazioni e irrigare i terreni agricoli rappresenta uno dei passi fondamentali verso il consolidamento dell’organizzazione industriale.

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Progettazione

Una diga deve essere impenetrabile all’acqua per impedire le perdite eccessive e l’indebolimento della struttura stessa. Il progetto deve inoltre tenere conto delle diverse sollecitazioni cui la struttura è sottoposta, quali la gravità, la pressione dell’acqua trattenuta, la tendenza al sollevamento causato dalla pressione idrostatica sulle fondamenta, le spinte trasmesse dal terreno, talvolta generate anche da movimenti sismici.

Quando si prende in considerazione un possibile sito di edificazione di una diga, il rischio sismico deve essere valutato nell’ambito di un’analisi geologica approfondita (vedi Geologia): i geologi devono inoltre stabilire se le fondazioni naturali sono soggette a infiltrazioni e se sono in grado di sostenere il peso della struttura e delle acque da essa trattenute.

In passato, per la mancanza di adeguate analisi geologiche, si sono verificate terribili catastrofi. Un episodio tragicamente celebre è il disastro della diga in calcestruzzo del Vajont, al confine tra Veneto e Friuli. Il 9 ottobre 1963, migliaia di persone persero la vita a causa di una poderosa ondata, sollevata da una gigantesca frana di materiali rocciosi caduta nel bacino artificiale della diga. L’ondata fu tale da scavalcare la diga ad arco, alta ben 265 m. L’energia della massa d’acqua in caduta da quell’altezza devastò la sottostante cittadina di Longarone e diversi chilometri di fondovalle. La frana fu determinata da vari fattori geologici, e in particolar modo dall’indebolimento dei pendii rocciosi della zona, già ripidi e instabili, causato dall’acqua trattenuta.

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Altezza delle dighe

L’altezza massima di una diga è determinata dalla topografia del sito; tuttavia altri fattori possono imporre un limite inferiore a quello massimo teoricamente raggiungibile. Se lo scopo primario della diga è la produzione di energia elettrica, l’altezza è fondamentale, poiché la quantità di energia generata è direttamente proporzionale alla caduta, ossia all’altezza dell’acqua raccolta.

Nelle dighe progettate per prevenire le inondazioni (vedi Prevenzione delle inondazioni), invece, il fattore principale è l’ampiezza del bacino artificiale formato dalla diga, benché spesso accada che, oltre una certa altezza, l’aumento della capacità del bacino non giustifichi gli elevati costi di costruzione che ne risultano. Altri fattori che possono indurre a limitare l’estensione del bacino sono il valore della porzione di territorio che verrebbe sommersa e l’interferenza con autostrade e ferrovie.

Il lago o bacino artificiale formato da una diga può essere molto vasto. Ad esempio, il lago Kariba, formato dalla diga omonima sul fiume Zambesi, alta 128 m, completata nel 1959 e situata al confine tra Zimbabwe e Zambia, è lungo 282 km e si estende su una superficie di 5180 km².

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Sfioratori

Una volta stabilito il livello massimo del bacino, è necessario tenerlo sotto controllo, affinché non venga superato. A questo scopo si rende necessario uno scarico superficiale, detto sfioratore, che faccia effluire l’eccesso di acqua senza danneggiare la diga, la centrale elettrica o l’alveo del fiume oltre la diga. Il tipo più diffuso di sfioratore è il cosiddetto troppopieno, costituito da una parziale interruzione della sommità della diga, che risulta così tagliata da una linea arrotondata di displuvio, un po’ più bassa della sommità stessa. Per poter utilizzare al massimo la capacità del bacino, il troppopieno può venire chiuso da paratie mobili che limitano l’efflusso delle acque. In dighe come quelle del Mississippi, l’efflusso delle acque è talmente imponente che lo sfioratore occupa l’intera lunghezza della struttura: l’insieme appare come una successione di frangiflutti verticali che sostengono paratie mobili. Un altro tipo di sfioratore è lo scarico a scivolo, un largo canale di calcestruzzo in leggera pendenza, usato soprattutto per le dighe a terrapieno, non molto alte.

Le alte dighe ad arco costruite nei canyon rocciosi hanno normalmente pareti troppo ripide verso valle per potervi installare uno sfioratore. Nella diga Hoover, sul fiume Colorado, negli Stati Uniti, ad esempio, viene usato uno scaricatore superficiale a pozzo. Questo tipo di sfioratore, molto usato nelle dighe situate in bacini idrografici di dimensioni ridotte e non soggetti a forti inondazioni, consiste in un pozzo verticale, situato a monte della diga, che lascia fluire l’acqua del bacino quando il suo livello supera il limite prefissato; il pozzo è collegato a un condotto orizzontale che attraversa la diga e scarica l’acqua nel fiume sottostante.