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LA CAMPAGNA DI MISURE DI PORTATA DEL FIUME PO<br />
DURANTE LA MAGRA ESTIVA DELL’ANNO 2003<br />
Servizio Idrometeorologico Regionale - Area Idrologia – Regione Emilia Romagna<br />
Silvano Pecora, Maurizio Galloni, Alessandro Allodi e Mauro Noberini<br />
All’inizio del mese di giugno 2003 i livelli del fiume Po hanno avuto un andamento tale da<br />
caratterizzare la magra estiva. Durante tale evento il Servizio Idrometeorologico dell’ARPA della<br />
Regione Emilia Romagna ha prontamente avviato una campagna di misure di portata allo scopo di<br />
valutare le caratteristiche del suddetto fenomeno in modo affidabile e sperimentalmente corretto.<br />
A causa della variabilità idraulica e morfologica dell’alveo, nonché di ulteriori modifiche, anche<br />
temporanee, è necessario che la scala delle portate, in corrispondenza delle sezioni idrometriche, sia<br />
controllata ed aggiornata nel tempo. In generale, l’evoluzione delle caratteristiche dei corsi d’acqua<br />
si manifesta su lassi di tempo variabili dai pochi minuti di una frana ai millenni dell’erosione<br />
continentale. In realtà il processo evolutivo non si sviluppa in genere con continuità, ma, seguendo<br />
la disponibilità di energia di modellazione presente nel fiume, si esalta nei periodi di piena,<br />
rallentandosi nelle magre e nelle morbide successive. In pratica si distinguono periodi a sensibile<br />
variazione di scala da periodi con scala praticamente invariabile.<br />
Nel corso del rilievo idrometrico è primario l’obiettivo di ricostruire correttamente il valore della<br />
portata istante per istante, individuando la più corretta stima possibile durante gli eventuali<br />
cambiamenti da un regime ad un altro.<br />
La campagna di misure di portata durante la magra estiva 2003 è stata svolta con il preciso obiettivo<br />
di verificare ed eventualmente aggiornare le scale delle portate valide alle sezioni idrometriche<br />
disposte lungo l’asta principale del fiume Po.<br />
Figura 1 – Idrometro di Po a Boretto<br />
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La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
Nel seguito si richiamo alcune definizioni del monitoraggio idrometrico, illustrando alcuni fasi<br />
principali delle misure di portata eseguite.<br />
La scala delle portate<br />
La scala delle portate rappresenta la correlazione tra i livelli idrometrici e le relative portate fluenti<br />
in una data sezione. Tale correlazione viene sviluppata in corrispondenza di stazioni idrometriche<br />
per trasformare la misura continua dei livelli in serie di portate. La scala delle portate riflette le<br />
caratteristiche idrauliche del moto dell’acqua nella sezione e nel tratto di alveo in cui questa si<br />
trova, costituendone un semplice modello di funzionamento idraulico. Pertanto, per la corretta<br />
determinazione della scala delle portate occorre conoscere le caratteristiche morfologiche ed<br />
idrauliche del fiume nel tratto considerato.<br />
Figura 2 –Po a Pontelagoscuro<br />
La definizione delle scale delle portate necessita della disponibilità di un numero di misure di<br />
portata e del corrispondente livello idrometrico.<br />
La definizione del tratto di magra della scala delle portate è un problema particolarmente<br />
complesso, poiché la relazione tra i livelli e le portate varia per modifiche anche piccole della<br />
sezione che, unitamente agli errori anche piccoli di misura, possono comportare differenze nei<br />
valori percentualmente significative. Quando dalla statistica degli stati idrologici del fiume emerge<br />
con evidenza una lunga persistenza dei regime di magra è di notevole significatività per la misura<br />
una corretta individuazione della scala nel campo delle portate basse.
La misura correntometrica di portata<br />
La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
Le misure di portata possono essere realizzate mediante molteplici tecniche, ciascuna da impiegare<br />
opportunamente nell’affrontare le diverse condizioni fluviali in cui ci si trova ad operare. A tal<br />
riguardo occorre ricordare che una misura di portata deve essere inserita nel quadro della teoria<br />
delle misure e quindi è associata ad un’incertezza legata agli errori sistematici e casuali.<br />
L’applicazione di metodi di misura in condizioni o in modi non appropriati comporta incertezze<br />
maggiori rispetto alle minime ottenibili.<br />
L’impiego delle misure correntometriche per la misura delle portate si basa sulla doppia<br />
integrazione del campo di velocità nell’area liquida della sezione.<br />
La misura correntometrica della portata avviene tramite la definizione di un solido di velocità<br />
costruito interpolando le misure puntuali di velocità eseguite localmente nella sezione di interesse.<br />
La determinazione della portata richiede l’acquisizione dei valori delle aree e delle velocità<br />
entrambe rilevate tramite misure di indirette, di distanze e profondità le prime, di tempi e grandezze<br />
proporzionali alle velocità le seconde.<br />
La strumentazione tradizionale per la misura della velocità della corrente consta di un mulinello<br />
idrometrico, eventualmente collegato ad una zavorra, sul quale viene innestata un’elica, sospeso ad<br />
un supporto che ne permette la calata in acqua. Il segnale inviato dal mulinello viene rilevato da un<br />
contatore usualmente dotato di timer. Misurando il numero di giri del rotore ed il tempo di<br />
esposizione alla corrente, si ottiene, tramite le tabelle di taratura, il valore della velocità.<br />
Figura 3 – Mulinello idrometrico<br />
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La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
Per corsi d’acqua molto larghi, ma relativamente tranquilli, la misura correntometrica può essere<br />
effettuata da operatori su imbarcazione.<br />
Figura 4 – Misura da imbarcazione<br />
Una variante dell’applicazione di tale metodo prevede di effettuare la misura della velocità sulle<br />
verticali prescelte nella sezione operando da barca ferma. Il procedimento di definizione della<br />
sezione di misura, posizionamento e stazionamento del natante richiedono attrezzature e<br />
procedimenti particolari.<br />
Figura 5 – Preparazione del natante per la misura di portata<br />
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La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
Figura 6 – Esecuzione della misura di portata da natante<br />
La sezione viene definita, se la larghezza lo consente, tramite un cavo tirato da una sponda all’altra.<br />
Tuttavia la presenza di cavi comporta problemi per la navigazione, quindi, dovendo fissare un cavo<br />
permanente, chieste le autorizzazioni alle autorità competenti, bisognerà fissarlo ad una distanza<br />
dalla superficie superiore a quella dei natanti che posso transitare nel sito. Il cavo deve essere<br />
opportunamente segnalato da bandierine.<br />
Se la sezione è molto larga l’individuazione della sezione avverrà sulle sponde con bandierine,<br />
mentre il posizionamento e la misura delle distanze sarà eseguito tramite rilevamento<br />
trigonometrico.<br />
Figura 7 – Posizionamento del natante tramite rilevamento trigonometrico<br />
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La sezione di misura<br />
La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
L’individuazione di una sezione per effettuare la misura di portata è un’operazione delicata e come<br />
tale va effettuata con tutte le cautele del caso.<br />
La sezione dovrebbe idealmente trovarsi in un tratto di alveo rettilineo sufficientemente lungo da<br />
evitare distribuzioni distorte di velocità, il flusso deve essere tendenzialmente perpendicolare alla<br />
sezione stessa, il fondo deve essere regolare, sgombro da massi e da vegetazione. Il tratto di corso<br />
d’acqua selezionato dovrebbe essere rettilineo su una distanza di tre o quattro volte la larghezza del<br />
fiume, misurata per i livelli idrici maggiori, sia a monte che a valle della sezione trasversale dove<br />
vengono effettuate le misure; inoltre dovrebbe essere stabile e non soggetto a fenomeni di deposito<br />
o erosione. Infine il sito dovrebbe essere di facile accesso.<br />
Lungi dall’ottenere la concomitanza di queste condizioni nei corsi d’acqua naturali, si giunge<br />
solitamente ad accettabili compromessi, che permettano l’esecuzione di misure attendibili.<br />
Ringraziamenti<br />
Figura 8 – Scelta della sezione di misura<br />
Si ringrazia l’Azienda Regionale per la Navigazione Interna della Regione Emilia Romagna per il<br />
supporto logistico durante l’esecuzione delle misure di portata.<br />
Parma, lì 14 luglio 2003<br />
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BIBLIOGRAFIA<br />
La campagna di misure di portata del fiume Po durante la magra estiva dell’anno 2003<br />
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mesurage du dèbit en règime permanent - Partie 3: Mèthode d'injection à debit constant et par intègration<br />
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ISO 1088-1973 Mesure de dèbit liquides dans les canaux dècouverts - Mèthodes d'exploration du champ des<br />
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