Risultati 2016

La misura della velocità di deflusso superficiale di un corso d’acqua con approcci non-intrusivi è di particolare importanza in vari settori dell’idrologia. Nello specifico è fondamentale per una corretta stima delle scale di deflusso, approccio diffuso per ottenere misure di portata dalle osservazioni idrometriche. Il limite attuale delle scale di deflusso è rappresentato dall’impossibilità di eseguire di frequente, e durante eventi di piena, misure dirette, tipicamente intrusive, utili alla loro calibrazione. Negli ultimi dieci anni sono state introdotte tecniche basate su analisi delle immagini che permettono di ottenere misure della velocità superficiale tramite l’uso di una telecamera. Tale approccio, semplice nella sua logica, presenta diverse criticità da risolvere affinché possa essere utilizzato nella pratica. In Italia è presente una sola stazione sperimentale permanente collocata in una sezione strumentata del fiume Tevere nel suo tratto urbano.
INFRASAFE si propone di realizzare una nuova stazione permanente presso il fiume Secchia sia per acquisire un data base di video relativi a regimi fluviali differenti rispetto quelli disponibili, sia per sviluppare e testare nuove procedure per le analisi delle immagini.
La logica dell’approccio oggetto di studio è illustrata nello schema di Figura 1 con associato anche un tipico risultato del campo di velocità.
Allo stato attuale si sta procedendo in parallelo sia per ciò che riguarda la progettazione della stazione sia e soprattutto per lo studio degli algoritmi preposti all’analisi dei video del deflusso.

Figura 1: Schema di funzionamento della stazione di video-monitoraggio della velocità di deflusso superficiale e esempio del campo di moto rilevato

Riguardo la progettazione della stazione, i rilievi in sito hanno permesso di identificare alcune criticità pratiche da risolvere soprattutto legate alla disponibilità di energia elettrica che guiderà alla scelta della telecamere da acquisire. La struttura in generale sarà simile a quella presente sul fiume Tevere.
Riguardo gli algoritmi delle analisi delle immagini si sta investigando sull’opportunità di non utilizzare l’approccio tradizionale presente in letteratura (denominato LSPIV- Large Scale Particle Image Velocimetry) ma di adottare la PTV (Particle Tracking Velocimetry) introducendo delle modifiche nella fase di post-processing.
Utilizzando dei video acquisiti dalla stazione del fiume Tevere e durante altre prove controllate di campo sono in corso test di confronto tra le due metodologie. La tecnica LSPIV mostra dei limiti dovuti alla difficoltà, o impossibilità, di associare una incertezza alla misura, dovuta alla caratteristica intrinseca di insieme della tecnica stessa. La tecnica PTV invece permette di controllare le performance degli algoritmi valutando la realisticità delle singole traiettorie. I test in corso confermano l’ipotesi che la PTV ha prestazioni migliori e hanno permesso di verificare una procedua di post-processamento ideata nell’ambito di INFRASAFE.