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

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1 ESERCITAZIONE di IDROLOGIA Nr.3 Argomenti Poligoni di Thiessen. Altezza di precipitazione mensile ragguagliata nel bacino. Altezza di evapotraspirazione potenziale mensile Prerequisiti Capitoli 3 e 4 del programma del corso. Allegati Posizione dei pluviometri: (file CARTA N3.JPG) Serie storica degli afflussi mensili e serie termometrica (file DATI.ZIP) TESTO Sulla base della cartografia allegata che riporta le seguenti stazioni della rete di rilevamento pluvio-termometrico della Sardegna nella zona limitrofa al bacino idrografico studiato: ) BOSA 2) TRESNURAGHES 3) CUGLIERI 4) SINDIA 5) MACOMER 6) SANTU LUSSURGIU 7) TEGAS CANTONIERA A. Individuare la rete dei topoieti che dovrà essere sulla base della posizione dei pluviometri sopra elencati come consegnata nella carta allegata (CARTA n.3). B. Calcolare l area Aj di ciascun topoieto ed evidenziarne graficamente l ampiezza. C. Determinare la serie degli afflussi mensili ragguagliati al bacino in esame dal 980 al 990, utilizzando i dati degli afflussi meteorici mensili per gli stessi anni registrati dai pluviometri e consegnati negli allegati. D. Calcolare la serie delle altezze di evapotraspirazione potenziale mensile dal 980 al 990 utilizzando i dati termometrici presenti nella sezione TERMOMETRIA dello Studio dell Idrologia Superficiale della Sardegna (SISS) per la stazione di Cuglieri (stazione di riferimento): ) con la relazione di Blaney Criddle ; 2) con quella di Thornthwaite. Esprimere le altezze calcolate in mm/mese. Tabella III. - Temperature medie mensili Tmi ( C) relative alla serie storica completa ( , stazione di Cuglieri). Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

2 TRACCIA PER LO SVOLGIMENTO A. Utilizzando la carta allegata si proceda per via grafica con l'applicazione del metodo dei topoieti (di Thiessen), eseguendo la costruzione della rete a maglie triangolari di primo tentativo. L obbiettivo è ottenere una rete a maglie triangolari che soddisfa le seguenti condizioni: a) ciascun vertice è costituito da una stazione di misura; b) gli angoli al vertice di ciascun triangolo siano acuti e non troppo diversi tra loro; c) i triangoli siano circa isosceli. In generale potrebbe essere necessario modificare opportunamente il set di stazioni a disposizione, scelte inizialmente tra quelle presenti nella zona, in modo da raggiungere le condizioni suddette possibilmente per tutti i triangoli. Una volta costruita la rete a maglie triangolari, considerando un triangolo per volta, tracciare l asse di ciascuno dei lati che lo compongono (semiretta perpendicolare al lato e passante nel suo punto medio). Gli assi dei lati di un triangolo hanno un punto in comune (circocentro) e dividono ciascun triangolo in regioni. Il topoieto relativo a ciascun pluviometro si ottiene aggregando le aree più vicine delimitate dagli assi tracciati. Figura A sinistra: gli assi dei lati di un triangolo. A destra: A, B, C D, E sono le posizioni dei pluviometri rispetto al bacino evidenziato (in azzurro la rete a maglia triangolare e in nero gli assi dei lati dei triangoli). B. L area A j del j-esimo topoieto si può valutare utilizzando la griglia chilometrica in sovrapposizione alla carta consegnata. Infatti si può contare il numero delle celle aventi lato di km che si sovrappongono al bacino idrografico determinando il valore (approssimato) dell area A j di ciascun topoieto. 2

3 C. L'afflusso mensile ragguagliato relativo all i-esimo mese è da valutarsi numericamente come somma dei prodotti dell altezza di pioggia in mm, misurata nel medesimo mese da ciascun pluviometro, moltiplicata per il peso del corrispondente topoieto. I valori delle altezze di pioggia mensile possono essere anche reperiti nel SISS, accessibile con link dalla pagina web del Programma di Idrologia ( ) dove per ogni stazione pluviometrica sono disponibili i valori di afflusso mensile dal 922 al 992. Il peso del topoieto j è calcolato considerando il rapporto tra la sua area Aj e l area totale del bacino. Il peso di ciascun pluviometro è calcolato con la seguente relazione: Aj w j = A indicando con l indice j il generico pluviometro. b L altezza di pioggia ragguagliata per l i-esimo mese è data dalla relazione: p p Aj hr = i = h j = ij hijw j Ab j = (mm) (3.) con j variabile tra e p essendo: p il numero dei pluviometri considerati; h ij valore dell altezza di pioggia mensile misurata dal pluviometro j hr i è il valore dell'altezza di precipitazione ragguagliata per l i-esimo mese, A j area del j-esimo topoieto (in km²) A b l'area totale del bacino (km²) Il risultato del calcolo sarà una tabella strutturata come quella seguente: Anno Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Ad esempio per i valori relativi alla pluviometria, dalla pagina nel menù a sinistra scegliere DATI e quindi, alla sezione PLUVIOMETRIA Ulizza - Indice e accedere alla pagina con gli archivi di pioggia di ciascuna stazione. Per i valori di termometria, dalla medesima pagina iniziale, scegliere DATI nel menù a sinistra e accedere alla sezione TERMOMETRIA Ulizza- Indice. 3

4 D. ) Per il calcolo della serie delle altezze di evapotraspirazione potenziale mensile, con la relazione di Blaney-Criddle è necessario dapprima determinare l'altezza di evapotraspirazione potenziale su base giornaliera relativa per l'i-esimo mese, con la seguente relazione: ( ) k p ( 0.46 T + 8) 2 ET P0 i = i i (mm/giorno) (3.2) Il fattore p i (%) rappresenta il numero mensile medio N i di ore di insolazione per l'iesimo mese, rispetto alle (2x365=) 4380 ore diurne dell'anno. Il valore mensile N i per la nostra latitudine (40 Nord) può essere letto dalla allegata tabella 4.7 tratta da Moisello( 2 ). Il calcolo allora è effettuato utilizzando la relazione: Ni p i = 00 i=, Il valore del fattore k è dedotto dalla tabella 4.9 tratta da Moisello( 2 ), assumendo le seguenti condizioni: il rapporto medio r i tra la durata effettiva e quella teorica dell'insolazione pari a 0.7; il valore medio di velocità del vento v v nelle ore diurne pari a.9 m/s, l'umidità relativa minima u rmin pari al 60%. I valori delle temperature mensili della stazione di riferimento sono prelevabili nel SISS (vedi nota alla pagina precedente). 2) L'evapotraspirazione potenziale mensile secondo Thornthwaite è determinata mediante la relazione: a ( ET ) = c T P0 i i (cm/mese) (3.3) la quale fornisce il valore mensile in (cm/mese). Per l applicazione della formula (3.3) occorre determinare preliminarmente i parametri a e c con le relazioni seguenti: a = 0.06 I c =.6 I entrambe dipendenti dall indice termico annuo I. a L indice termico annuo I è definito da: I = 2 i= T mi Idrologia Tecnica U. Moisello ed.: La Goliardica Pavese 4

5 UNIVERSITA DI CAGLIARI FACOLTA DI INGEGNERIA che considera i valori delle temperature mensili medie Tmi dell i-esimo mese riportate nella tabella III. che rappresentano i valori medi riferiti all intera serie storica disponibile (da non confondere con i valori Ti). I valori mensili di evapotraspirazione così ottenuti devono essere convertiti in mm/mese: Tabella - Tabelle tratte da Moisello (3) 3 Idrologia Tecnica U. Moisello ed.: La Goliardica Pavese 5