1. Obiettivo e principio di funzionamento
La stazione di misura di portata ha lo scopo di determinare la quantità d’acqua che attraversa una sezione di fiume in un determinato intervallo di tempo. Il risultato si ottiene combinando tre tipi di dati: la forma e l’area della sezione bagnata, il livello idrico e la velocità media della corrente. L’integrazione di questi parametri permette di stimare la portata in modo continuo e automatico.
2. Rilievo batimetrico e definizione della sezione
Il primo passo consiste nel rilievo della sezione del corso d’acqua. L’operazione può essere eseguita con strumenti batimetrici, sensori di pressione oppure con rilievi manuali, in funzione della scala del sito. I punti rilevati lungo la linea trasversale del fiume consentono di ricostruire il profilo del fondo e calcolare l’area bagnata corrispondente a ciascun livello dell’acqua. Da questi dati si ottiene la cosiddetta “curva sezione-livello”, che rappresenta la relazione tra la quota del pelo libero e la forma della sezione idrica.
3. Installazione del sensore di livello
Il sensore di livello costituisce il cuore del sistema di misura continua. Può essere di tipo piezometrico, radar o ultrasonico, a seconda delle condizioni ambientali e della precisione richiesta. Il sensore va installato in posizione protetta, ad esempio all’interno di un tubo di calma o di un pozzetto di misura, per ridurre l’effetto delle onde e delle variazioni turbolente. Il dato acquisito viene registrato da un data logger e archiviato a intervalli regolari. L’alimentazione può essere garantita da un sistema fotovoltaico con batteria tampone, per garantire autonomia a lungo termine.
4. Misura della velocità della corrente
La misura della velocità può essere realizzata con due approcci complementari. Il primo prevede l’uso di un sensore fisso, di tipo Doppler o elettromagnetico, installato in un punto rappresentativo della sezione. Questo sensore fornisce una misura continua della velocità locale, che potrà essere correlata alla velocità media mediante una fase di calibrazione. Il secondo approccio consiste nell’esecuzione di campagne di misura a campione, utilizzando strumenti portatili come ADCP, mulinelli o sensori Doppler a immersione. Le misure effettuate su più verticali e profondità consentono di stimare il profilo di velocità e di definire un fattore di conversione tra velocità locale e velocità media.
5. Calibrazione e curva di deflusso
Una volta disponibili più misure in condizioni idrauliche differenti, è possibile costruire la curva di deflusso, ossia la relazione empirica tra livello e portata. Questa curva consente, nel tempo, di stimare automaticamente la portata conoscendo unicamente il livello misurato. La calibrazione iniziale è una fase fondamentale, perché permette di ridurre l’incertezza e garantire la coerenza delle misure nel lungo periodo.
6. Componenti e configurazione della stazione
Una stazione di misura di portata comprende tipicamente:
- un sensore di livello installato in tubo di calma o pozzetto;
- un sensore di velocità Doppler o elettromagnetico, posizionato in zona di corrente uniforme;
- un data logger multicanale con memoria interna e trasmissione remota;
- un sistema di alimentazione autonoma basato su pannello solare e batteria;
- un supporto meccanico in acciaio inox o alluminio, con fissaggi resistenti alla corrente;
- un software per l’elaborazione dei dati e la costruzione delle curve di correlazione.
7. Manutenzione e controllo di qualità
Per garantire l’affidabilità dei dati nel tempo, è necessario effettuare controlli periodici sulla taratura dei sensori e sulla pulizia delle superfici di misura. È buona norma programmare almeno una campagna annuale di verifica della velocità e un controllo visivo della stabilità delle installazioni dopo eventi di piena. La manutenzione preventiva, unita al confronto con misure dirette, assicura la validità delle serie storiche di portata e la continuità del monitoraggio.
8. Risultato finale
Combinando le misure di livello e velocità, la stazione consente di ricostruire in tempo reale l’andamento della portata fluviale. Il sistema fornisce dati continui e affidabili, utili per studi idrologici, gestione delle risorse idriche e modellazione dei processi fluviali.
