Monitoraggio delle portate in tempo reale

IL MONITORAGGIO IN TEMPO
REALE DELLE PORTATE
CAE offre ai propri Clien una soluzione innova va per il monitoraggio in tempo reale delle portate dei corsi
d'acqua, che perme e di oltrepassare i limi delle tradizionali scale di deflusso in condizioni di moto
uniforme.
La scala di deflusso tradizionale fornisce risulta acce abili se si è interessa alla valutazione del bilancio
idrico a scala annuale, dominato da portate medio-basse, mentre può risultare inadeguata per la valutazione
dei deflussi di piena dove si possono comme ere errori anche del 30%.
In condizioni di portata elevata infa si può verificare il fenomeno del cappio di piena, ovvero a parità di
livello idrometrico corrispondono due valori di portata differen nel caso in cui la misurazione venga
effe uata in fase di crescita o in fase di diminuzione dell'onda di piena. CAE ha quindi sviluppato un modello
per il calcolo della portata basato sulla misura in tempo reale del livello idrometrico e della velocità
superficiale del corso d'acqua.
Il sistema di monitoraggio in tempo reale CAE è cos tuto a campo dall'idrometro ad ultrasuoni ULM20 e dal
sensore di velocità superficiale a tecnologia radar RVM20 collega ad una stazione di acquisizione, entrambe
proge a per la misurazione dei rispe vi parametri senza il conta o con l'acqua. I da rileva dai sensori
sono invia alla centrale di controllo del sistema dove vengono processa dal so ware specialis co FLOW e
resi disponibili all'utente (ai so ware di visualizzazione CAE). L'u lizzo di sensori che non necessitano di
conta o con il fluido rende il sistema CAE estremamente semplice da installare e manutenere, anche ad
integrazione di stazioni idrometriche già esisten , eliminando il rischio di danneggiamen dovu al trasporto
solido della corrente.
MODELLO DI CALCOLO IN TEMPO REALE DELLE PORTATE
Il modello per il calcolo in tempo reale della portata messo a punto da CAE si basa sulla conoscenza morfoba metrica della sezione di riferimento e sulla misura dire a del livello idrometrico e della velocità
superficiale della corrente nel punto di misura. Nella fase iniziale di implementazione del sistema viene
condo a una campagna di rilievo della sezione di misura, estesa fino alla quota di sfioro, da inserire
all'interno del so ware FLOW che in funzione del livello idrometrico e di un piano di riferimento editabile
calcola in automa co l'area bagnata della sezione ad ogni scadenza programmata.
Il modello di calcolo della portata proposto è in grado, dopo un'iniziale calibrazione dei parametri sitospecifici, di s mare la velocità media della corrente all'interno della sezione di misura a par re dai da di
velocità superficiale e, per ogni livello idrometrico misurato, di combinarli con l'area bagnata res tuendo una
misura affidabile in tempo reale della portata in corrispondenza del sito di installazione.
La calibrazione viene eseguita a raverso una modellazione una tantum del segmento del corso d'acqua
all'interno del quale ricade la sezione di interesse. Questa si basa su una serie di campagne di misura dire a
della portata in diversi regimi idraulici e su un certo numero di rilievi topo-ba metrici a monte e a valle della
sezione di misura. In alterna va il modello di calcolo può essere calibrato, conoscendo la geometria della
sezione di misura, u lizzando una scala di deflusso in corso di validità se rappresenta va delle condizioni di
deflusso medie della corrente.
SCHEMA LOGICO DEL MODELLO
MONITORAGGIO DELLE PORTATE
Una volta calibrato il modello offre la possibilità di:
Ÿ misurare le portate in tempo reale con un miglioramento della precisione nella determinazione della
Ÿ
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portata;
riconoscere il cappio di piena;
misurare la velocità come precursore del picco di piena;
rilevare cambiamen sostanziali nella geometria dell'alveo nella sezione di misura;
allungare il periodo di vita del modello rispe o alla tradizionale scala di deflusso, grazie alla possibilità di
modificare la sezione di riferimento;
misurare corre amente anche in presenza di trasporto solido sul fondo,
fornire informazioni diagnos che circa la qualità delle misure.
Tu o questo, assieme alla facilità di installazione e alla rido a necessità di manutenzione grazie alla
mancanza di conta o con il fluido, rendono il sistema di misura delle portata CAE uno strumento affidabile e
preciso per il monitoraggio dei deflussi idrici anche in condizione di piena.
SENSORE IDROMETRICO AD ULTRASUONI ULM20
L'idrometro a ultrasuoni è un sensore completamente ele ronico proge ato per misurare l'aumento o la
diminuzione del livello dell'acqua nei bacini idrici.
L'idrometro a ultrasuoni è
composto da due
trasdu ori affianca : uno
trasme e un impulso
ultrasonico dire o ad un
corpo so ostante, mentre
l'altro misura il tempo
impiegato dall'impulso
stesso per percorrere la
distanza tra i trasdu ori e
la superficie del corpo.
Range di misura.2% della misura
0 ÷ 20 m
Precisione
0.2% della misura ( picamente ±1 cm)
Risoluzione
1 cm
Intervallo opera vo di temperatura
- 40 ÷ 60°C
Memoria
Flash-Eprom 128 kB (circa un anno di misura)
Compensazione temperatura
Integrata
Dimensioni
185 (Ø) x 290 mm
Peso
2.6 kg
Questo tempo fornisce la misura dell'aumento o della diminuzione del livello del corpo idrico so ostante. Il
so ware di ges one depura il segnale compensando le turbolenze locali della superficie del liquido e le
influenze della temperatura sul tempo di propagazione degli ultrasuoni.
SENSORE RADAR DI VELOCITÀ SUPERFICIALE RVM20
Il sensore di velocità superficiale RVM20 è proge ato per la misura non a conta o della velocità media
superficiale di un corpo idrico sfru ando il principio dell'effe o Doppler. Il sensore analizza e compara la
differenza di frequenza tra la radiazione emessa e quella riflessa, determinando la velocità media locale della
corrente nel cono di misura. Le condizioni o mali di installazione prevedono un profilo di sezione stabile
senza curve significa ve nelle immediate vicinanze del punto di interesse, evitando al contempo ostacoli in
grado di determinare turbolenze sul pelo libero dell'acqua in corrispondenza dello specchio di misura, come
ad esempio pietre, sal idraulici
Range di misura.2% della misura
o manufa in alveo.
L'ampiezza dello specchio di
misura del sensore varia a
secondo della distanza con
l'acqua e dalla sua inclinazione
rispe o alla ver cale.
Quest'ul ma viene
automa camente calcolata
grazie ad un sensore di
i n c l i n a z i o n e i n t e g ra t o n e l
sensore.
0,30 ÷ 15 m/s
Precisione
± 1% della misura, ± 0,02 m/s
Risoluzione
1 mm/s
Intervallo opera vo di temperatura -40 ÷ 60°C
Memoria
24 GHz
Compensazione temperatura
Integrata
Distanza dall’acqua
0.5 - 35 mm
Onda minima necessaria
3 mm
Dimensioni
175 x 154 x 246 mm
Peso
2.7 kg
SOFTWARE FLOW
FLOW è il nuovo so ware CAE dedicato al calcolo in tempo reale della portate che, oltre a tu e le tradizionali
formule per il calcolo della portate in condizioni di moto uniforme a raverso la misura di livello (scala di
deflusso), integra al suo interno l'edi ng di sezione e l'algoritmo per la determinazione della portata a
seguito di misure della velocità superficiale della corrente. Il so ware FLOW viene alimentato con i da di
livello idrometrico e velocità superficiale provenien dai sensori a campo ed è in grado di calcolare e rendere
disponibili ai so ware di visualizzazione CAE i valori di portata in tempo reale.
FLOW è dotato di un'interfaccia
utente intui va che perme e di
inserire o modificare i riferimen
plano-al metrici della sezione
d'interesse e di assegnare a ciascun
se ore il proprio coefficiente di
scabrezza.
La configurazione sito-specifica
viene completata dall'inserimento
dello zero idrometrico e dai
coefficien risultan dalle
procedure di calibrazione
p r o p e d e u
c h e
all'implementazione del modello.
Tu i parametri inseri all'interno
del so ware sono modificabili in qualsiasi momento, consentendo la raffinazione del modello nel tempo e la
possibilità di ada arsi a variazioni di natura non sostanziale a cui la sezione di misura può essere sogge a a
seguito di interven antropici o piene fluviali.
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