Come si misura la portata "istantanea" di un canale??

[albert8581]

Un saluto a tutti.

Una domanda probabilmente banale per i piu', ma non per tutti!

Ritengo che, conoscendo la larghezza del canale e l'altezza dell'acqua nello stesso contenuta in un dato momento, sia sufficiente misurare con apposito strumento la velocita' di scorrimento.

Mi sono avvicinato alla realta' ?!?

In caso affermativo, di norma, chi e' attrezzato per effettuare queste misurazioni ?!

Grazie per l'aiuto!

[IlDon]

mah, devi considerare che si forma uno strato limite, quindi il profilo di velocità sarà di tipo parabolico e non costante lungo tutta la sezione. Detto questo non so preciso come si fa, è roba più da ingegneri civili e ambientali! Mandami la tua email in privato e ti mando una presentazione sull'argomento fatta da quelli di Ingegneria Senza Frontiere di Firenze!

[Spes]

...........................apposito strumento la velocita' di scorrimento.
.............

Dipende da quanto vuoi che quella misura sia esatta.
Su un tratto uniforme puoi buttarci dentro un tappo di sughero e misurare il tempo che impiega a percorrere un certo spazio. Siccome sei sul filone della corrente riduci di un 20 % la velocità ottenuta. L'approssimazione finale è del 20%.

Puoi anche utilizzare formule tipo Chezy, ma occorre misurare la pendenza, vedere come è fatta la sezione del canale e con che materiale è fatto.

Per misurazione più precise devi andare con mulinelli, puoi anche vedere se hai deglii stramazzi sul percorso e utilizzare le relative formule.

Il pezzo di sughero di solito è più che sufficiente per capire di cosa parli.

Buon lavoro
Spes

[Greenluke]

In caso affermativo, di norma, chi e' attrezzato per effettuare queste misurazioni ?!



Grazie per l'aiuto![/QUOTE]

Calcolo di un Ruscello. Portata e Spessore di un corso d'acqua

[fabio.betto]

se hai la possibilità prova questo metodo che sto testando anche io :

Mi intrometto in questa discussione per parlare di portate e proporre un metodo che può forse essere utile a Frandre..vi illustro il mio caso:
nella sezione di interesse posso comodamente misurare il livello idrometrico e so che ci passa una portata variabile dai 500 ai 5000 l/s.
Poco a monte della mia sezione dispongo di una presa che deriva acqua dal corso principale, e su questa presa posso comodamente installare uno stramazzo (rettangolare o triangolare, da letteratura sono descritti come metodi precisi) che misuri portate da 0 a 500 l/s.
Ora, se dal corso principale io derivo dalla presa di monte una quantità di portata misurabile, posso determinare la variazione del livello idrometrico sulla sezione di interesse, al variare della portata derivata. Facciamo la stessa operazione per alcuni intervalli del livello idrometrico, così da definire la funzione derivata della portata al variare del livello indrometrico ==> integro ==> taaac ==> portata nella sezione di interesse al variare del livello idrometrico! che ve ne pare???
Naturalmente almeno 1 volta, magari alle portate minime con la mia presa di monte (o a valori piu alti con altri metodi di misura) devo riuscire a misurare tutta la portata, in modo da definire la costante di integrazione...
__________________

[Immanuel]

In caso affermativo, di norma, chi e' attrezzato per effettuare queste misurazioni ?!



Grazie per l'aiuto!

Calcolo di un Ruscello. Portata e Spessore di un corso d'acqua[/QUOTE]

Ciao ho fatto questo calcolo per il ruscello, però mi sembra sovrastimato penso d'aver messo misure inferiori a quelle reali ma non credo che un ruscelletto d'un 1.5m con una pendenza minima abbia una portata di 11mc/s. Se volete posso mettere le foto per chiarirvi il mio dubbio..

[car.boni]

Buongiorno Immanuel,
e benvenuto nel forum.
Probabilmente hai "litigato" con qualche virgola ed i decimali sono diventate decine...........
Un "ruscelletto" con una portata del genere nn l'ho mai visto
ciao car.boni

[Immanuel]

Grazie car.boni, gentilissimo.

Rifaccio i calcoli con voi.

Allora la larghezza è circa 1.7 metri, centimetro più, centimetro meno, mi sembra questo il parametro che influenza meno.

L'altezza del corso d'acqua è circa 25-30 cm

La pendenza è circa dell'1%

Ed il fondo è cemento con ciotoli, senza buche abbastanza regolare. Forse sono tutti i circa, circa che sballano il risultato finale.

b = Larghezza 1.7 m h = Spessore 0.25 m p = Pendenza 1% m/m E = Scabrezza 0.30 Portata = 9.6587704 m³/s

[Immanuel]

Metto delle foto, non sono chiarissime, il soggetto principale era un altro...

Appena torna dovrebbero essercene altre con me in cui il corso si vede meglio..

[car.boni]

Ciao Immanuel,
diamo per assodato che le misure (larghezza canale e lama d'acqua) siano corrette e che l'acqua nel canale scorra con una velocita' di 1.5 ms (gia' elevata).
Facendo le giuste moltiplicazioni si avrebbe, senza fare tante sofisticazioni su scabrezza e quant'altro, una portata di 0.6 mc al secondo e nn di 9 e rotti mc.
Per avere la portata da Te indicata bisognerebbe avere, per la stessa velocita', una lama d'acqua alta 1 metro che corre in un canale largo quasi 6.5 m.............
Nn credi?
ciao car.boni

[Immanuel]

Cmq non funziona benissimo con i decimali, è vero. Per esempio tra 1 metro e 1,99 di larghezza non prende nessuna variazione.

Allora faccio 1 metro per semplicità anche se è sicuramente ben più largo tipo con un salto dovrei sforzarmi un bel po' per arrivare dall'altro lato.


Ho trovato l'errore, è nella pendenza andava espresso come rapporto e non come percentuale.. Non è chiarissima la didascalia.

b = Larghezza	1	m
h = Spessore	0.30	m
p = Pendenza	0.01	m/m
E = Scabrezza	0,30
Portata = 1.1301631		m³/s

Ecco 1130 litri al secondo mi sembra una portata realistica. Grazie.

[Immanuel]

Ciao Immanuel,
diamo per assodato che le misure (larghezza canale e lama d'acqua) siano corrette e che l'acqua nel canale scorra con una velocita' di 1.5 ms (gia' elevata).
Facendo le giuste moltiplicazioni si avrebbe, senza fare tante sofisticazioni su scabrezza e quant'altro, una portata di 0.6 mc al secondo e nn di 9 e rotti mc.
Per avere la portata da Te indicata bisognerebbe avere, per la stessa velocita', una lama d'acqua alta 1 metro che corre in un canale largo quasi 6.5 m.............
Nn credi?
ciao car.boni

Sì è abbastanza veloce credo che 1.5 m/s sia adeguato... Sarà largo circa 2 metri profondo 0.30

Così in linea teorica siamo a 0.9 mc, togliendo le inevitabile perdite dalla teoria alla realtà siamo intorno ai 0.7 mc al secondo.

Grazie mille. A tuo giudizio c'è abbastanza potenziale da pensare ad un mini-idroelettrico? I terreni che vedi in foto sono miei, provincia di Perugia, capitali entro certe cifre ci sarebbe anche il tutto dipende ovviamente dal rendimento...

[Immanuel]

Ho scoperto, o meglio, mi sono reso conto che il salto è molto meglio della portata, allora avrei a disposizione un altro ruscello che scende in 100 metri di circa 15 metri, la portata è intorno ai 300 litri/s, poi mi par di capire che impianti per salti maggiori e portate inferiori costino proporzionalmente di meno a parità di potenza installata... Giusto?

Resta da capire un impianto da circa 20kw quanto possa costare.

[fabio.betto]

Autorevoli fonti mi indicano, per canale rettangolare in cemento con rapporto b/h circa 2, che si può assumere la velocità media pari a 0,92/0,94 la velocità superficiale in mezzo al canale...Spes indica invece uno 0,8...seppure sia una geometria molto semplice non si trova molto in letteratura, se non qualche disegno con le isotachie...
Ora provvederò su un canale simile ad incrociare misure con stramazzo e con metodo sezione per velocità, e sparerò un numero mio... :-)

[Spes]

................. per canale rettangolare in cemento con rapporto b/h circa2 .............................

Se hai la pendenza del canale basta utilizzare Chezy.
Ricordati che l'idraulica è comunque empirica e tutte le formule che trovi sono frutto di esperienze.

Spes

[fabio.betto]

Allora farà letteratura anche la mia esperienza!!!
A parte che nn è semplicissimo scovare una pendenza dello 0,5% magari...ma con Chezy è anche necessario che il pelo libero sia parallelo al fondo se non ricordo male...

[itus]

Si, le formule di Chezy, Manning, Gauckler Strickler si riferiscono a moto permanente uniforme quindi devi individuare un tratto di sezione sufficientemente lungo con geometria costante per rilevare l'altezza del pelo libero ed applicare dette formule.
In ogni caso la stima del coefficiente di scabrezza è sempre difficoltoso ed inoltre la pendenza dello 0,5% è enorme e probabilmente alla fine avrai un errore sulla valutazione che potrà arrivare a superare il 50%.

Il tutto sarebbe più facile se a monte (o a valle) ci fosse uno stramazzo, a quel punto identificata la geometria la precisione del calcolo sarebbe senza dubbio maggiore.

Altro modo per la valutazione della portata sarebbe quella di utilizzare un misuratore a risalto in modo da portare la corrente in condizioni critiche, rilevare l'altezza critica e poi risalire alla portata, in questo caso però dovresti realizzare un manufatto in alveo.

Ricordati inoltre che se si tratta di un corso d'acqua naturale la portata varia in funzione del tempo, se intendi realizzare un impianto idro con una sola misura ci fai poco.

[car.boni]

.......... se si tratta di un corso d'acqua naturale la portata varia in funzione del tempo, se intendi realizzare un impianto idro con una sola misura ci fai poco......

Ciao Itus,
concordo con Te, direi proprio niente e nn solo "ci fai poco".
Molto spesso si tende a ridurre a poche misure sul campo la stima di producibilita' per inesperienza o troppo entusiasmo.
Arrivare ad abbassare le incertezze di una stima di producibilita' con delle semplici e poche misure sul campo e' impresa difficile e soprattutto azzardata in un ottica di richiesta di concessione.
ciao car.boni

[fabio.betto]

...precisazioni sempre gradite, ma la mia misura è volta a stabilire quanta acqua mi può portare il canale già esistente senza creare condizioni anomale, dato che attraversa zone abitate, fa delle curve ecc...non a valutare la disponibilità della portata..

ITUS: tu dici "se a monte o a valle ci fosse uno stramazzo sarebbe piu semplice"
Concordo, io lo stramazzo a valle ce l'ho, o meglio, l'ho applicato al canale...ma a questo punto la portata la valuti solo con lo stramazzo e non più con Chezy, è questo che intendi?
Proprio a causa dello stramazzo il livello del pelo libero a monte si adegua alla portata indipendentemente dalla pendenza del canale!

[itus]

io lo stramazzo a valle ce l'ho, o meglio, l'ho applicato al canale...ma a questo punto la portata la valuti solo con lo stramazzo e non più con Chezy, è questo che intendi?

Se hai lo stramazzo (non rigurgitato a valle) puoi misurare l'altezza del pelo libero in prossimità del salto.
Sapendo poi il tipo di stramazzo (geometria, coeff. di efflusso, effetti di contrazione) puoi dedurre (sempre con qualche approssimazione) la portata istantanea applicando, ad esempio, la formula di Torricelli con le dovute correzioni.

Proprio a causa dello stramazzo il livello del pelo libero a monte si adegua alla portata indipendentemente dalla pendenza del canale!

Allora non puoi assolutamente applicare una formula per moto uniforme in quella zona perchè sei una zona di rigurgito. Se lo stramazzo influenza il pelo libero di monte ne deduco che siamo in presenza di corrente lenta.

Vista la pendenza che hai indicato (1%) penso che ancora più a monte la corrente sia molto probabilmente veloce.
In questa configurazione ad un certo punto dovresti notare un risalto idraulico che segna proprio il confine tra corrente lenta e veloce.
Puoi applicare una formula di moto uniforme solo a monte del risalto stesso (sempre che non vi siano altre singolarità al di sopra di questo tratto).

Probabilmente non sono stato molto chiaro ma purtroppo non è facile sintetizzare in un post.

[ingroberto]

Ciao itus, ho capito esattamente quello che dici ma sono concetti forse un po' difficili per chi non ha fatto ingegneria idraulica.
Ad ogni modo allego questo pdf per chi ha voglia di farsi un po' di cultura sul risalto idraulico, che in tempi passati era uno dei modi preferiti per misurare la portata sui canali dove venivano fatto appositi restringimenti al fine di far passare la corrente da lenta a veloce.

[remtechnology]

Grazie IngRoberto,
molto utile questo documento!
Ciao
RemTechnology

[fabio.betto]

No no ho capito èperfettamente! :-) era il post precedente di Itus che non era chiarissimo e lasciava quasi intendere che la presenza dello stramazzo potessa facilitare l'applicazione di formule tipo Chezy! Bene, siamo tutti d'accordo a questo punto! Se qualcuno ha qualche obiezione parli adesso, o taccia per sempre! :-)

[fabio.betto]

Ecco alcune foto dello stramazzo Cipolletti che ho costruito ed installato.
per ora ho fatto la misura con una sola portata, quando con lo stramazzo misuro 640 l/s mi risulta un coefficiente 0,75 per ottenere lo stesso valore col metodo Sezione x VelocitàSuperficiale (canale cemento b=2,3m h 0,8 m).

Purtroppo ho potuto installare lo stramazzo solo dopo una curva a 90 °...anche se l'acqua era relativamente lenta (0,4 m/s) i vortici che si creavano erano notevoli...chi ha eseprienza con questo strumento, sa dirmi se la forma della vena stramazzante è particolarmente perturbata? me la sarei aspettata più liscia ed unifiorme...può alterare la misura in modo significativo?

[ingroberto]

Ciao Fabio, direi che lo stramazzo che hai realizzato è perfetto e a parer mio ti dò delle valutazioni assolutamente attendibil per il tuo progetto. Sicuramente hai delle perturbazioni ma alla fin fine non dobbiamo fare esperimenti da laboratorio!
Complimenti ancora.

[fabio.betto]

grazie grazie, effettivamente dopo tante ore di flessibile e saldatrice è stata una soddisfazione vederlo funzionare! Vi farei vedere un filmato per capirci meglio, magari lo metto su youtube...io mi son fatto l'idea che la vorticosità li davanti faccia crescere la portata, anche perchè lo 0,75 che dicevo è alquanto basso come numeretto...vi aggiornerò con le prossime prove!