Il ruolo della progettazione idrologica. linea Bari-Taranto 23 ottobre 2005

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1 LA SIMULAZIONE NUMERICA COME STRUMENTO DI PREVENZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO Grado, 19 maggio 2016 Federico Cazorzi, Alberto De Luca Progettazione idrologica in ambiente GIS open source Università di Udine

2 Il ruolo della progettazione idrologica linea Bari-Taranto 23 ottobre 2005

3 AdB-ToolBox: la genesi Precursori: Woditem (Watershed Oriented Digital Terrain Model ) HyGrid2k2 (HydroGrid 2002) PieneTN (Esri ArcView 2002) PieneFVG (Esri ArcMap ) Ministero dell Ambiente Geoportale Nazionale Scopo: fornire strumento condiviso per analisi idrologiche/idrauliche Open source, gratuito Sviluppo versioni customizzate TN e BZ Successori: Web application Provincia Bolzano (2013) OpenKlem for OpenJump (2015 ) OpenKlem for Qgis (2016 )

4 AdB-ToolBox: caratteristiche Funzioni GIS base (OpenJUMP) Funzionalità GIS di gestione dell informazione georeferenziata Funzioni verticali: Simulazioni idrologiche (idrogramma) Simulazioni trasporto solido Simulazioni colate detritiche Simulazioni idrauliche 2D Funzioni accessorie: analisi climatiche, geomorfologiche, topografiche, idrologiche, idrauliche

5 Calcolo idrogramma (di progetto) Ingredienti: DTM - Modello digitale del terreno Mappa del CN (uso suolo + permeabilità) LSPP - Regionalizzazione eventi estremi Preparazione: Software Parametri Requisiti: Professionalità

6 Kinematic Local Excess Model Il modello KLEM si basa su: calcolo della pioggia efficace (metodo SCS) calcolo della propagazione (metodo cinematico) Procedura ripetuta: per ciascuna cella per ciascun intervallo di calcolo Ogni iterazione produce un piccolo contributo di portata precisamente collocato nel tempo La sommatoria dei numerosi piccoli contributi costituisce l idrogramma di piena

7 Digital Terrain Model LSPP Simulazione Parametri CN da uso e permeabilità del suolo

8 LSPP pericolosità climatica Regionalizzazionevariabilità spaziale delle Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica Parametricoefficiente di scala, esponente di scala (invariante) e fattore di crescita in frequenza (relazione a-tr) CS a ES n CF cv Modelli: GEV, EV Type I (Gumbel), TCEV

9 Il metodo del SCS P - Precipitazione intercettazione Pioggia netta al suolo Perdite iniziali infiltrazione Acqua infiltrata P e -pioggia efficace (deflusso diretto) Il CN (Curve Number 0-100) è un parametro sintetico che esprime l attitudine di una porzione di territorio a produrre deflusso diretto.

10 Curve Number produzione di deflusso

11 Il metodo cinematico semplificato ADB-TB permette di descrivere la connessione tra i versanti e la rete idrografica e di rappresentare la geometria dei rami della rete stessa. Si può quindi utilizzare un approccio deterministico per la descrizione della connessione tra risposta impulsiva del bacino e idrografia. Il modello cinematico schematizza il bacino idrografico come un insieme di canali lineari. risposta q(t) costituita da una semplice traslazione nel tempo dell immissione p e (t). τrappresenta il ritardo temporale indotto dal percorso su versante e reticolo

12 Il metodo cinematico semplificato Ritardo del contributo = tempo di residenza Percorso acqua: Lunghezza su versante (L v ) Lunghezza lungo rete idrografica (L r ) Velocità acqua: versante: U v = ms -1 rete idrografica U r = ms -1 Le velocità sono state ottenute da tarature su numerosi bacini

13 Ruolo del reticolo idrografico Tempo di residenza (propagazione)

14 Risposta rapida Risposta lenta CN grande CN piccolo

15 KLEM -deflusso di base La precipitazione infiltrata si accumula in un serbatoio «S» che si esaurisce in modo lineare alimentando il deflusso di base. Due parametri: Portata iniziale: Qb 0 (default 50 ls -1 km -2 ) Velocità di esaurimento: α (s -1 ) Portata di base all istante t: Portata (m3/s) Pioggia costante Precipitazione (mm) ! Tempo 0.00 (ore) Deflusso di base

16 Form di calcolo

17 Form di calcolo

18 Form di calcolo

19 Report di output Un report veloce con dati di sintesi e alcuni grafici delle variabili coinvolte: LSPP di bacino Precipitazione di Progetto Portata di Progetto

20 Output su Excel

21 Architettura web application Bolzano Protocolli standard Server web Moduli aggiuntivi Server GIS Moduli aggiuntivi o Facilità di aggiornamento o Accessibile a moltissimi utenti o Calcolo effettuato da server (+ rapido) DBMS spaziale

22 Form di calcolo su browser -Bolzano

23 LA SIMULAZIONE NUMERICA COME STRUMENTO DI PREVENZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO Ci trovate qui: GRAZIE per l attenzione

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