Experimentální nábřeží pro nepřetržitý monitoring řeky

Stavbaexperimentální nábřeží byla dokončena na konci léta 2023: ještě to není skutečný nábřeží, ale obrovská nádrž instalovaná u Vědecký a technologický pól AIPo of Boretto, která simuluje charakteristiky toku Pádu a Rhony a která bude mít za úkol otestovat inovativní senzorový systém.

Dotyčný projekt se nazývá Dike Fiber a je výsledkem spolupráce mezi AIPo, meziregionální agenturou pro Po a OST, profesionální univerzitní školou východního Švýcarska v Rapperswil-Jona u Curyšského jezera.

Vodní cesty Itálie a Švýcarska jsou v určitém smyslu ve skutečnosti „blíže“, než by se mohlo zdát.

Stromy a rostliny místo parkovišť ve městě: studie „Příroda“
Revoluční senzory, které mohou ušetřit miliony baterií

Umělé povodí, které „spojuje“ dvě velké řeky

Il umělá pánev postavený ve vědeckém centru AIPo v Boretto, v provincii Reggio Emilia, je to velký obdélníkový bazén dlouhý 85 metrů a široký 35 metrů, navržený tak, aby měl sklon 1:2 a celkovou výšku 3,5 metru.

Břehy této nádrže, čtyři strany nádrže, jsou vybaveny obrovským množstvím senzorů: tenzometry, tenzometry, piezometry a vlákno, které probíhá po celém průběhu nádrže a které je vlastně sofistikovaným difuzním senzorem.

Projekt Dike Fiber, která spojuje síly AIPo (Meziregionální agentura pro Po) a Profesní univerzitní školu východního Švýcarska v Rapperswilu, má přesně tento cíl: otestovat potenciál tohoto nového systému monitorování nábřeží, který by mohl být aplikován na dlouhé úseky vodních cest.

Umělé nábřeží Boretto je vyrobeno z bahna a bahnitého písku, aby odpovídalo složení břehů dvou evropských řek, Pádu a Rhony.

"V Boretto jsme přestavěli nábřeží typické pro poměry Pádu, ale také pro ty švýcarské“ vysvětluje profesor Carlo Rabaiotti, vedoucí projektu. Experimentální násep, vysvětluje odborný profesor geotechniky, “sestává ze dvou částí: jedna typická pro podmínky Rhony a druhá typická pro podmínky Pádské nížiny".

Genetická rozmanitost rostlin slouží výživě
Rybolov DNA ve švýcarských řekách za účelem studia biologické rozmanitosti

Výstavba experimentálního nábřeží Boretto

Stavba umělé nádrže, oficiálně zahájená v dubnu 2023, skončila 24. srpna téhož roku.

Uvnitř náspů jsou na různých úrovních: 24 dielektrických senzorů které měří vlhkost půdy, z optické vlákno, 27 piezometrů tradiční, 6 tenzometrů na kterém pracovala výzkumná skupina profesorů Guido Gottardi e Michela Marchi dell 'Univerzita v Bologni a samozřejmě nový distribuovaný senzor vyvinutý OST.

Experimentální monitorovací systém byl vytvořen tak, aby jej bylo možné také používat na stávajících náspech, proto byla umělá nádrž rozdělena na dvě části: jednu typu "ex novo" a jednu, ve které byly senzory instalovány po výstavbě, jako by se jednalo o stávající nábřeží.

Běží na obou frontách přibližně 800 metrů optického vlákna, které v již existujícím úseku (retrofit) byly instalovány bez použití destruktivní techniky a sledování možná rizika které mohou vzniknout při stejné operaci.

Tento sofistikovaný senzorový systém, vysvětluje AIPo, “poskytuje důležité informace o tlacích působících uvnitř násypu a tedy o jeho stabilitě".

Experimentální testy, "s různou úrovní naplnění vnitřní plochy vymezené nábřežím“, bude pokračovat do konce letošního roku.

Poté, co jste shromáždili a klasifikovali přijatá data, "bude možné zjistit, zda a jak lze tento typ technologie aplikovat na náspy, které budou v budoucnu vybudovány, což umožní sledovat zranitelnost a stabilitu náspů v reálném čase".

Myslet na vodu znamená myslet na budoucnost: být lépe chráněna a spravována
Nejtemnější řeka na světě je v Kongu: první studie o Ruki

Kilometrový senzor pro monitorování řek

"Velká inovace tohoto systému“ vysvětluje zástupce ředitele AIPo, Gianluca Zanichelli, "je možnost kontinuálního měření filtračních pohybů pod násypem: to nám umožňuje přejít od typu bodových senzorů k difuzní senzor, které by mohly být instalovány na dlouhých úsecích řeky Pád a také jejích přítoků, zejména v oblastech, které se v průběhu let potýkaly s tímto typem problému".

Vláknina je ve skutečnosti a komplexní senzor vyvinutý a patentovaný na Východní Švýcarsko University of Applied Sciences. Jak vysvětluje Carlo Rabaiotti, učitel na OST a vedoucí projektu, “skládá se z měkké plastové trubky, kolem které je omotané vlákno, které měří stlačení této trubky způsobené tlakem vody".

Jak jsme četli v článku zveřejněném loni v prosinci na „IEEE Sensors Journal”, použití distribuované optické senzory (nebo DFO, Distributed Fiber Optic) patří mezi nejslibnější technologie pro monitorování přehrad a hrází.

Systém vyvinutý výzkumníky OST je „un senzor distribuovaného tlaku (DPS) který je založen na technologii DFO pro včasnou detekci tvorby vodního kanálu prostřednictvím přímého měření pórového tlaku".

Senzor DPS je navržen tak, aby monitoroval násypy v hloubkách mezi 1 a 20 metry a splnil klíčový předpoklad související s velikostí zařízení, “což by v případě říčních břehů mělo být v řádu několika kilometrů".

Generativní umělá inteligence: „Toto jsou pracovní místa, která už díky mně nebudou existovat“
Rybolov zabíjí stále více žraloků: výsledek šokující studie…

Hrazené vlákno: první aplikace v terénu již brzy

Tento experimentální monitorovací projekt byl vytvořen s cílem poskytnout řešení nejnovější generace pro řízení hydraulického rizika v oblastech, které jsou nejvíce vystaveny povodně a záplavy.

Na rozdíl od tradičních řídicích systémů, které vyžadují manuální operace a neposkytují dostatek dat pro přesné předpovědi, nové senzory umožňují přímo měřit, automaticky a nepřetržitě, různé parametry půdy.

Kromě pórového tlaku umožňuje senzor DPS vyvinutý výzkumníky OST sledovat celkový tlak, deformaci půdy, teplotu a vlhkost půdy.

Dále lze využít data zpracovávaná novým monitorovacím systémem trénovat model AI schopný udělat stále přesnější předpovědi.

Výzkumníci jsou nyní zapojeni do dlouhé a složité fázeanalýza dat: první terénní aplikace by mohly spatřit světlo již koncem roku.

Mezitím je první řekou, která experimentuje s nábřežím "optických vláken". Rodano: jak je uvedeno na webových stránkách projektu Fibra Dike, nový monitorovací systém DFO je již implementován v rámci a skutečné nábřeží ve výstavbě podél toku řeky.

Systém bude monitorovat zejména erozní a vymývací jevy koryta a souběh říčních a podzemních toků.

Od „Voxxed Days Ticino“ po… Happy Days s boomem návštěvnosti
Nové umělé svaly: lehčí, bezpečnější a robustnější roboti

Viz na mapě