IL BILANCIO IDROLOGICO

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1 IL BILANCIO IDROLOGICO Il blanco drologco del paneta Nella fgura le quanttà d acqua sono n spessore della lama d acqua (ovvero volume per untà d area). La superfce delle terre emer rapprenta l 3% della superfce totale Alcune osrvazon: 1. Il blanco è n equlbro recptazone= 112*(7/1)+72*(3/1)=1. Evaporazone= 41*(3/1)+125*(7/1)=99.8 ( la dfferenza è dovuta alle ncertezze nelle dver stme). 2. L evaporazone dagl ocean è crca tte volte maggore rspetto a quella delle terre emer (gl ocean sono qund la sorgente maggore d precptazone sulla terra) 3. Il volume annuale d acqua scarcato negl ocean è blancato da un afflusso netto equvalente d vapor acqueo dagl ocean alle terre emer NOTA La superfce totale della terra (oceano + terre emer) è crca par a 51 * 1 12 m 2

2 IL BILANCIO IDROLOGICO Il blanco drologco del paneta La fgura rapprenta l cclo drologco n termn d volume, nvece che n termn d spessore d lama d acqua. S not che l atmosfera contene meno d una frazone su 1. del volume d acqua dsponble sul paneta. Il tempo d resdenza d una molecola d acqua nel volume concettuale che rapprenta l atmosfera è crca 8 gorn. Questo sgnfca, fra l altro, che non s può prevedere l evoluzone dell atmosfera al d là d tale orzzonte temporale nza consderare anche la fa terrestre ed oceanca del cclo drologco. Runoff=deflusso Groundwater=acque sotterranee, falde acqufere

3 Equazone d blanco a scala d bacno Nel caso d un bacno drografco, per defnzone l termne Qn (deflusso superfcale n ngresso) è nullo. Q ET G S t G / n Ingresso: recptazone Deflusso d falda (n)? out Uscta: ortata alla zone fluvale d chusura Evarasprazone Deflusso d falda (out) Varazone d contenuto drco nel perodo d rfermento del blanco

4 CURVE DI DURATA DEI CORSI D ACQUA Arno a Subbano - ortate mede gornalere 12 1 Dat d partenza: re plurennal d portate mede gornalere Q (mc/s) gen anno feb-73 mar-73 apr-73 mag-73 gu-73 lug-73 ago-73 t-73 ott-73 nov-73 dc-73 Curva d durata D(q) = robabltà (usualmente espressa n gorn/anno) d superamento del generco valore d portata q

5 d q = 365Q q 365 Magra ordnara ortata mpermanente ena ordnara q [m 3 /s]

6 Rcostruzone del ramo asntotco della curva d durata a partre da dat d precptazone Approcco probablstco p: ortate maggor defluss superfcal Legge d probabltà delle pogge gornalere Calcolo delle perdte Legge d probabltà delle portate gornalere Evdenze sull altezza d precptazone gornalera h: Al crescere dell altezza d precptazone dmnusce la denstà d probabltà Esste una probabltà fnta che l altezza d precptazone sa nulla 1 F h x = h x F h x

7 Forma parametrca mnmale (2 sol parametr) per la cumulata d probabltà delle pogge gornalere: 1 β Fh x = h x= 1 exp x / α F h α 1 β x Fh = 1 β α I due parametr della dstrbuzone possono esre agevolmente stmat sulla ba d: p = Altezza d pogga meda annua G p = # medo d gorn povos n un anno x G p p = 365E h = 365 h = 365 dfh x dx x dx > = 3651 F h = 365β β = 365 α β = α = p β G p = G p p

8 orta gornalera (valor al d sopra della pena ordnara): R = Deflusso superfcale medo gornalero: dove d = frazone della durata d pogga h meda n un qualsas gorno d pogga Ks d (es: 6 ore su 24 =.25) Q A R h d h d K > K s s

9 Schema d blanco drologco ntegrato a scala d bacno E = Evarasprazone = recptazone _ Contenuto d acqua nel suolo Contenuto d acqua nelle falde W J = ercolazone V Q I = Deflusso podermco + Q = Deflusso totale Q B = Deflusso d ba S = Scambo con altr bacn

10 Equazon d blanco d massa: dw = E + R dt dv = J S QB dt + R D +Q I + J Deflusso superfcale (Dunne) Stma del deflusso superfcale (orton) per dat d precptazone a grande scala temporale (es. mensle) R = K s K > K RD = s s Varable aleatora con legge d probabltà Deflusso superfcale (orton) medo nel perodo max E+R +Q + J W =W Coeffcente d conducbltà draulca robabltà d precptazone non nulla nel perodo x R I = 1 = f exp exp recptazone meda nel perodo f W <W Capactà drca f K x s max

11 Evarasprazone E = E R + R D +Q I + J W = W > Formula d Serra (mm/me) Formula d amon (mm/gorno) Evarasprazone enzale Sbalzo termco gornalero medo ( C) Umdtà relatva dell ara (%) ΔT E = U 1 exp T m Numero d ore durne E es Tm = 29.8D T m Temperatura meda dell ara ( C) ressone d vapore (Ka) a saturazone a temperatura Tm Legg lnear d svuotamento Deflusso podermco ercolazone Deflusso d ba Scambo con altr bacn Q I = βw J = γw Q B = αv S = cv arametr K s W max c Dat clmatc f T m (U % T) (D)

12 . combnando le dver equazon: Equazon prognostche (aggornamento delle varabl d stato W,V) dw dt dv dt R E W W W c V W & max R W & E W W max R E W max R D Equazon dagnostche (stma de fluss dpendent dalle var. d stato) = W <W E = R E max R + E β +γw W =W dw / dt W = dw / W > max max = dt = Q= R +R D + βw +αv Deflusso totale!

13 rocedura d calcolo a passo temporale t fnto (es: mensle) 1. Evarasprazone enzale 2. Deflusso superfcale (orton) 3. Stma de fluss lnear dal suolo 4. Aggornamento stato del suolo W =Wt = Δt = t ΔT E, =.9 %, R = exp f K / W 1 Δt 1 U 1 exp T, s =W 1 + E, βδt γδt 1 e / Δt ; J =W 1 e Δt QI, =W 1 1 / +R, +Q I, + J Δt m, 1 ΔΔ Δt dt 5. Controllo saturazone del suolo e calcolo deflusso superfcale (Dunne) 6. Controllo ascugamento del suolo e calcolo evarasprazone reale 7. Stma de fluss lnear dalle falde 8. Aggornamento stato delle falde V Q =V Se W >W max RD, = W Wmax / altrment R altrment E D, Se W < E =V = = E = E,, +W ; W = Δt ; W =W αδt cδδ 1 e / Δt ; S =V 1 e Δt B, 1 1 / 1 + J Q B, S Δt max 9. Calcolo portata totale Q = R, +R D, +Q I, + Q B,