PARTE I. I processi idrologici. Lezione III: Il ragguaglio spaziale delle precipitazioni. Dipartimento di Ingegneria Civile

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Fausto Colombo
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1 Corso di Laurea Specialistica in N.O. Giuseppe Aronica Corso di Idrologia Tecnica PARTE I Lezione III:

2 2 la variabilità spaziale delle piogge altezze pioggia (mm)

3 3 DEFINIZIONE Si definisce SOLIDO DI PIOGGIA quel prismoide che ha come base inferiore la proiezione orizzontale dell area in esame e come base superiore una superficie che si trova in ogni punto a una distanza dalla base inferiore pari all altezza di pioggia caduta in quel punto

4 4 IL RAGGUAGLIO SPAZIALE DELLE PRECIPITAZIONI per calcolare l afflusso meteorico su un bacino imbrifero, occorre passare dalle misure puntuali, eseguite in corrispondenza delle stazioni pluviometriche ricadenti all interno del bacino e supposte coincidenti con il centro di scroscio dell evento, a quelle ragguagliate all intero bacino

5 5

6 6 Informazione puntuale (altezze di pioggia contemporanee) Informazione variabile spazialmente h = N d, A wihd,i i= N i= wi = wi > 0 Media aritmetica Metodo dei topoieti (Thyessen) Metodo delle isoiete (metodi geostatistici: linear Interpolation, IDW, Kriging)

7 Media aritmetica h d,a w i = N i= = h N d,i N Stazione 2 3 4 h d,i (mm) 0.0 20.0 30.0 40.0 5 50.0 w i 0.2 h d,a 35.

7 7 Media aritmetica h d,a w i = N i= = h N d,i N Stazione h d,i (mm) w i 0.2 h d,a 35.0 Semplicità applicativa Ridotti sforzi computazionali Nessun legame con la fisica del fenomeno Mancanza di una reale spazializzazione

8 8 Topoieti (poligoni di Thyessen) Stazione h d,i (mm) a i w i w h d,i a hd,a = N hd,i ai i= A a w i i = Σ a 2 A h d,a Semplicità applicativa Ridotti sforzi computazionali Nessun legame con la fisica del fenomeno Mancanza di una reale spazializzazione

9 Isoiete Isoieta (mm) <0 h d,m (mm) 5.0 a 8.8 w i 0. w i h d,m 0.5 hd,a = N hd,m ai i= A 0-20 20-30 30-40 40-50 >50 Σ 5.0 25.0 35.0 45.0 53.0 5.9 22.9 3. 2.7 2.0 93.4 0.7 0.24 0.33 0.4 0.02.00 2.

9 9 Isoiete Isoieta (mm) <0 h d,m (mm) 5.0 a 8.8 w i 0. w i h d,m 0.5 hd,a = N hd,m ai i= A >50 Σ wi = ai A a i = superficie compresa tra due isoiete h d,m = altezza media tra due isoiete h d,a Fisicamente basato Reale spazializzazione del fenomeno Difficoltà applicative Elevati sforzi computazionali

10 0 Il tracciamento delle isoiete ISOIETE: linee continue che uniscono punti ad ugual altezza di pioggia Il tracciamento delle isoiete viene condotto mediante tecniche basate sulle strutture di correlazione spaziale: Metodi topografici: Interpolazione lineare, DQI (Distanza Quadratica Inversa) Metodi geostatistici: Kriging

11 Metodi topografici

12 2

13 3 ARF = Areal Reduction Factor In alcuni casi (piccoli bacini, poche stazioni di misura, ecc..) il problema può essere risolto in forma empirica attraverso l introduzione di opportuni fattori di riduzione dell altezza di pioggia ARF h(d, A) = h(a) ARF = altezza altezza totale di pioggia nel centro di scroscio totale di pioggia mediata su un' area A int orno centro di scroscio Il fattore ARF: è minore di dipende dalla superficie (decresce al crescere della superficie) dipende dalla durata d (cresce al crescere della durata) dipende dal tempo di ritorno T (leggermente!)

14 4 0.9 h 3 h 6 h 2 h 24 h ARF USWB ARF A (km 2 ) ( 0.25 ) ( d + exp. d A ) = exp U.S. Weather Bureau

15 h 3 h 6 h 2 h 24 h ARF FORNARI ARF 0.8 ( A d ) 0 00 A (km 2 ) = Fornari

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