Corso di Infrastrutture Idrauliche II
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- Cesare Pini
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1 Corso di Infrastrutture Idrauliche II a.a Laurea in Ingegneria Civile Facoltà di Ingegneria Prof.ssa Elena Volpi Ricevimento: Materiale didattico: martedì 15:3-16:3, Dipartimento di Scienze dell Ingegneria Civile stanza 1.2
2 Uso potabile dell acqua Studi preliminari (3) Progettazione di un acquedotto 1. Stabilire il periodo di sufficienza e la durata presuntiva tecnico-economica dell acquedotto 2. Valutazione dei consumi e delle relative portate necessarie per soddisfare le utenze 3. Verifica della sufficienza della risorsa idrica naturale disponibile ed eventuale reperimento di ulteriori fonti di alimentazione 4. Dimensionamento delle opere di prelievo, trasporto, accumulo e distribuzione 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 2
3 Deflusso di base Alterazione del regime naturale delle portate portata (m 3 /s) 1. Indice del deflusso di base (BFI) portate giornaliere deflusso di base tempo (d) Valutazione statistiche delle caratteristiche naturali del corso d acqua Ricostruzione della serie delle portate naturali portata (m 3 /s) Distribuzione di probabilità delle portate minime 4. Curva di durata osservate calcolate durata (giorni) 2. Curve di esaurimento.25.2 Tevere a Ponte Nuovo portata (m 3 /s) τ 1 =3 emissione previsione τ 2 =15 scadenza previsione durata (d) p(q 7 ) (a) Q 7 (m 3 /s) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 3
4 Deflusso di base Ricostruzione delle portate naturali (1) Ricostruzione delle portate naturali Portate osservate Prelievi attivi all epoca delle osservazioni Censimento delle concessioni Valutazione dell uso del suolo e delle attività produttive Influenza dei prelievi sulle portate in alveo Efficienza dissipativa dell uso d Totalmente dispersivi (d=1) Parzialmente dispersivi (<d<1) Non dissipativi (d=) Distribuzione temporale del prelievo α(t) (< α(t) <1) Andamento temporale della domanda Portata in alveo 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 4
5 Deflusso di base Ricostruzione delle portate naturali (2) α.4 Uso irriguo t (giorni) 1 Uso potabile con disponibilità alla sorgente che si riduce nel periodo estivo.8.6 α t (giorni) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 5
6 Deflusso di base Indice del deflusso di base B= B= Q Q W W a m a b Q m = portata media del mese di minima magra W a = portata media annua W b = volume del deflusso di base W a = volume annuo defluito Metodo di Lovovitch portata (m 3 /s) portate giornaliere portate minime dei gruppi deflusso di base tempo (d) Fiume Tevere a Ripetta nel 1937 Portate medie giornaliere Q i, (i=1,..365) Gruppi contigui su N g (3-1) giorni consecutivi Valore minimo Qmin j (j= /N g ) di ciascun gruppo Se Qmin j-1,9 Qmin j Qmin I+1 Qmin j è un punto della curva del deflusso di base 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 6
7 Deflusso di base Portate di magra e curve di esaurimento (1) Modello concettuale t Wt( ( t) dwt ( t) = I Ie e () t D() t F() t t) dt = D ( t) F( Q ( t) = β ( t) [ D( t) + F( t) ] Q( t) dw ( t) = Q() t dt ( t) Q[ W ( t) ] Q = α W = kq Q = Q o α = costante e t t k o tempo volume totale invasato infiltrazione efficace deflusso superficiale di base scambio sotterraneo con acquiferi e perdite in mare portata che alimenta il corso d acqua W = βw t β = costante Q (m 3 /s) Fiume Nera a Macchiagrossa osservazioni 1936 osservazioni 1935 interpolazione tempo (d) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 7
8 Deflusso di base Portate di magra e curve di esaurimento (2) portata (m 3 /s) τ 1 =3 emissione previsione τ 2 =15 scadenza previsione durata (d) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 8
9 Deflusso di base Distribuzione di probabilità della portata minima annuale (1) Distribuzione di probabilità della portate minime annuali Realizzazioni di un unica variabile casuale Le portate minime di anni successivi non sono fra loro indipendenti La portata minima dell anno può essere affetto da errori di misura, prelievi eccezionali ecc. 1 i 3 Q7 = min + Q, i = 4,5,..361 i 3 i i 7 Distribuzione di probabilità di Weibull (asintotica tipo III) limitata inferiormente a Q Q Q ε Q o P( Q ) = 1 e o λ Il tempo di ritorno medio è espresso in anni come 1 T ( Q) = 1 P( Q) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 9
10 Deflusso di base Distribuzione di probabilità della portata minima annuale (2).25 6 Tevere a Ponte Nuovo 5 Tevere a Ponte Nuovo.2 4 p(q 7 ) ln(-lnp(q)) (a) Q 7 (m 3 /s) (b) Q 7 (m 3 /s) 1. Tevere a Ponte Nuovo 1 Tevere a Ponte Nuovo.8 P(Q 7 ).6.4 T(Q 7 ) (anni) (c) Q 7 (m 3 /s) (d) Q 7 (m 3 /s) 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 1
11 Deflusso di base Curve di durata Curve di durata Durata di una portata D(Q a ) è il tempo per cui in uno o più anni la portata del corso d acqua è stata maggiore o uguale alla durata Q a 8/5/27 Corso di Infrastrutture Idrauliche II - Elena Volpi 11
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