UNIVERSITA DI CAGLIARI FACOLTA DI INGEGNERIA ESERCITAZIONI DI IDROLOGIA NUOVO ORDINAMENTO Anno Accademico 2017/18

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1 ESERCITAZIONE Nr.5 Argomenti Prerequisiti Allegati Precipitazione totale e netta Metodo Curve Number per la determinazione della pioggia netta Capitolo 5 del programma del corso. TESTO Si ipotizzi che un evento caratterizzato dallo ietogramma di pioggia lorda della Es. n. 4 e riportato nella Tabella IV.1, interessi l intero bacino studiato nel corso delle esercitazioni precedenti e che la precipitazione sia uniformemente ripartita nel bacino durante tutto l evento considerato. Tabella IV.1 Ietogramma di pioggia lorda Tempo h(t) Tempo h(t) Tempo h(t) min mm min mm min mm Un indagine agronomica effettuata sul bacino studiato ha stabilito che la ripartizione del suolo in classi d'uso è quella sintetizzabile nella Tabella V.1 (Uso del Suolo) nella quale per ciascuna classe è indicata l estensione dell area interessata e il valore del parametro CN in condizioni standard. L analisi geopedologica ha studiato le caratteristiche di permeabilità dei suoli presenti riscontrando che, dal punto di vista idrologico, il suolo del bacino è mediamente classificabile come dotato di elevata potenzialità di deflusso (fare riferimento al Gruppo C della Tabella V.2). Con riferimento all intero bacino: A) Calcolare il valore del parametro Curve Number (CN) per l intero bacino relativamente allo condizione della stagione vegetativa e sapendo che la precipitazione cumulata nei cinque giorni antecedenti è pari a 62 mm; B) Sulla base dell evento assegnato in Tabella IV.1, determinare lo ietogramma di pioggia netta h N (t) 1

2 C) Disegnare lo ietogramma della precipitazione lorda e netta per tutta la durata dell evento. Tabella V.1 Uso del suolo e parametro CN valutato per i suoli di tipo B e AMC II. USO DEL SUOLO AREA (ha) CN II BOSCO DI LATIFOGLIE PRATI ARTIFICIALI SEMINATIVI IN AREE NON IRRIGUE MACCHIA MEDITERRANEA AREE A PASCOLO NATURALE OLIVETI AREE A RICOLONIZZAZIONE NATURALE AREE AGROFORESTALI GARIGA PRATI STABILI SUGHERETE AREE CON VEGETAZIONE RADA COLTURE TEMPORANEE TESSUTO RESIDENZIALE RADO Tabella V.2 Gruppi idrologici di classificazione dei suoli Tabella V.3 - Individuazione della condizione di umidità antecedente (AMC) in funzione della precipitazione antecedente di 5 giorni (SCS, 1985) Categoria AMC Stagione di riposo mm Stagione vegetativa mm I < 12.7 < 35.6 II III > 27.9 >

3 TRACCIA PER LO SVOLGIMENTO A. Sulla base del tipo idrologico stabilito per il suolo in esame (gruppo C della Tabella V.2), in Tabella V.1 sono individuati i valori del parametro CN per ciascuna delle classi d'uso del suolo del bacino studiato valutato con riferimento a condizioni standard di umidità del suolo AMC II. Nel caso considerato, è specificato che il contenuto effettivo di umidità del suolo è corrispondente ad una precipitazione di 62 mm di pioggia nei 5 giorni antecedenti l evento studiato. Quindi tale condizione corrisponde alla categoria AMC III. I valori del CN della Tabella V.1, poiché riferit1 alla condizione standard AMC II, dovranno dunque essere convertiti al caso AMC III utilizzando la relazione 5.1b: 4.2 CN( CN( I) = [5.1a] CN( 23 CN( CN( I = [5.1b] CN( Effettuata la conversione dei parametri CN consegnati in Tabella V.1, determinare il valore del CN medio sull intera area del bacino effettuando la media pesata dei parametri delle singole classi d uso. B. Sulla base dello ietogramma di pioggia lorda h(t) già assegnato in Tabella IV.1; per ciascun istante temporale si determini la precipitazione cumulata della pioggia lorda P(t) sommando al contributo relativo all istante corrente quello di tutti gli istanti temporali antecedenti. Successivamente, determinare l'andamento temporale della precipitazione cumulata netta P N (t) con il metodo CN-SCS utilizzando la relazione seguente: P N ( t) = ( Pt ( ) Ia ) Pt ( ) I + S nella quale, come è noto: 2 (mm) per qualunque t per cui si ha P(t) Ia [5.2] a - S è il massimo volume specifico ritenibile dal terreno in condizioni di saturazione (espresso in mm) dato dalla relazione: CN S= (mm) [5.3a] CN 3

4 - Ia è l'altezza di infiltrazione iniziale (in mm) Ia = 0.2 S (mm) [5.3b] Determinati i valori di S e Ia relativi al bacino in studio, la tabella di calcolo nel foglio elettronico è quindi costituita dalle seguenti colonne. Tempo (decimale) Pioggia lorda Cumulata di Intensità di pioggia pioggia lorda lorda Cumulata di differenza pioggia netta Tempo Pioggia netta h(t) P(t) i(t) P(t)-Ia Pn(t) hn(t) ore mm mm mm/ora mm mm ore mm Il calcolo della cumulata della pioggia netta P N (t), effettuato mediante la relazione [5.2], deve essere eseguito per ciascun istante temporale t dell evento. Si ricorda che una precipitazione genera deflusso a condizione che il volume idrico potenzialmente ritenibile dal terreno sia stato saturato. Questa condizione si esprime, istante per istante, applicando la relazione [5.2] quando P(t) Ia e ponendo P N (t)=0 per gli altri istanti in cui P(t) < Ia. Determinata la P N (t) per ciascun istante temporale, si calcoli l altezza di pioggia relativa all intervallo t di riferimento sottraendo al valore della pioggia cumulata quello relativo della cumulata all'intervallo precedente: h N (t) =P N (t) - P N (t-1) [5.4] C) Sulla base dei risultati ottenuti, disegnare lo ietogramma della precipitazione lorda h(t) e della precipitazione netta h N (t) calcolata con il metodo CN-SCS per tutta la durata dell evento considerato. 4

5 Tabella V.4 Valori del parametro CN (da Moisello) 5