Corso di Idrologia (10 CFU) PROGRAMMA

Idrologia (06BEV--) A.A. 2007-2008

A.A. 2007-2008

Corso di Idrologia (10 CFU) PROGRAMMA

P^ARTE P^RIMA

IDROLOGIA FISICA

1. Introduzione

Il ciclo dell’acqua: fenomeni e grandezze principali. Misura delle principali grandezze idrologiche: precipitazioni, deflussi (velocità – portata), evaporazione.

2. Principi di climatologia

2.1 Fisica dell'atmosfera e meteorologia

Composizione chimico-fisica dell’atmosfera e conseguente stratificazione. Profilo di temperatura dell’atmosfera standard. Gradienti termici. Formazione delle precipitazioni.

Circolazione globale. Centri di alta e bassa pressione. Cicloni tropicali ed extratropicali.

Masse d’aria, sistemi frontali. Pressioni e temperature in quota.

2.2. Bilancio radiativo ed evapotraspirazione

Descrizione e ricostruzione dei termini agenti nel calcolo della radiazione netta.

Evapotraspirazione secondo Penman-Montieth, e modifiche FAO. Procedura di applicazione della relazione FAO tramite ricostruzione delle grandezze necessarie.

2.3. Classificazione climatica del territorio.

Metodi semplificati di stima dell'ET basati su radiazione e temperatura (Priestley-Taylor, Hargreaves, Thonrnthwaite). Indici climatici (Thornthwaite, Emberger, Budyko).

Classificazione qualitativa tramite regimi pluviometrico e termometrico. Criteri di mappatura delle grandezze idrologiche nello spazio.

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4. Acqua e Suolo

4.1 Bilancio Idrico del suolo

Acqua nel suolo non saturo: definizioni – forze agenti. Curve di ritenzione Idrica, contenuto d’acqua a capacità di campo; capacità di ritenzione idrica. Modellazione del bilancio idrico del suolo (Thornthwaite-Mather). Evapotraspirazione effettiva. Effetti del bilancio sul regime idrometrico di un bacino idrografico.

4.2 Movimento dell'acqua nel suolo e infiltrazione

Passaggio dalle eq. del moto negli ammassi saturi (Darcy) alle equazioni di Richards.

Modelli per la valutazione della capacità di infiltrazione: Infiltrazione potenziale e reale.

Ponding time. Modello di Green-Ampt. Modello di Horton. Modello di Philip.

4.3. Produzione del deflusso superficiale

Metodo SCS-Curve Number. Modelli per la formazione del deflusso superficiale a scala di bacino (pioggia netta) : metodo Φ e Ψ (coefficiente d’afflusso). Parzializzazione del bacino.

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P^ARTE SECONDA:

STIMA DELLE GRANDEZZE IDROLOGICHE DI PROGETTO

5. Morfologia dei bacini idrografici

Delimitazione di un bacino idrografico su cartografia IGM o su DTM, Configurazioni planimetriche ed altimetriche dei bacini e relative grandezze caratteristiche, curva ipsografica, analisi morfologica quantitativa dei reticoli fluviali.

6. Ricostruzione di eventi di piena

Formazione delle piene con modelli lineari. IUH: significato e derivazione per l’invaso lineare e per sistemi di invasi in serie (Nash). IUH del modello cinematico (curva area- tempi). Stima dei tempi caratteristici (corrivazione e ritardo). Discretizzazione dell’IUH e convoluzione numerica.

7. Stima statistica delle grandezze di progetto

Condizione di progetto: concetti di rischio e periodo di ritorno Fasi ed obiettivi dell'inferenza statistica:

Analisi preliminari finalizzate alla scelta del modello probabilistico. Distribuzioni di probabilità Esponenziale, Gumbel, Normale e sue trasformate (BoxCox).

Precisazione dell'ipotesi: Stima dei parametri con il metodo dei momenti

Verifica dell'ipotesi: Carte probabilistiche: impostazione concettuale, uso diagnostico.

Test delle ipotesi statistiche (test non parametrici Kolmogorov, χ², Anderson-Darling)

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8. Stima statistica delle piogge di progetto

Metodo della grandezza indice. Curve Intensità-durata-frequenza delle precipitazioni (Curve di probabilità pluviometrica). Ietogrammi di progetto consistenti con le curve IDF.

Ietogramma Chicago. Determinazione di relazioni per le piogge inferiori all’ora. Piogge areali. Fattore di riduzione delle piogge all'area.

9. Stima statistica delle portate di progetto

Stima probabilistica in presenza di dati di piene al colmo.

Metodi analitici 'indiretti' QT=f(PT). Ietogramma semplificato di progetto e Formula razionale Determinazione di ietogrammi rettangolari consistenti con le curve IDF ed approccio variazionale alla formula razionale. Funzione di picco e tempo critico.