2011-2012
1
ESERCIZIO BONUS 2
RIESAME DEI RISULTATI DEL METODO RAZIONALE CON DUE METODI DI STIMA DELLA PIOGGIA NETTA
BACINO DEL CHISONE SAN MARTINO
I dati caratteristici del bacino in esame, ossia del Chisone a San Martino:
L’esercitazione richiede di riesaminare la formula tradizionale del metodo razionale con diverse durate della precipitazione di progetto, inoltre, per un tempo di ritorno di 100 anni, vengono calcolati i picchi di piena derivanti da ietogrammi di intensità costante di durata tra 6/6 tc e 1/6 tc.
Il massimo valore di picco viene calcolato attraverso il metodo della corrivazione e per gli
assorbimenti con il metodo psi e poi SCS-CN. Nel primo caso la pioggia più lunga produrrà picco di piena uguale a quello della formula razionale tradizionale.
METODO PSI
Dall’ esercitazione precedenti ( 6 e 4 ) abbiamo ricavato alcuni dati utili per questo calcolo ossia:
Tc=6.21 ore, ottenuto con la formula di Giandotti;
K100=2.32 , riferito alla distribuzione GEV;
I100(tc)=16.7 mm/h , intensità ottenuta come
L 56.276 km
A 581 km2
H' 1324 m
zmedio 1739 m
zmin 415 m
zmax 3234 m
a 17.438 -
n 0.506 -
y 0.402 -
k 6 -
Dz 469.83 -
Dt 1 -
2
Q= 1083 m3/s, portata calcolata con la formula razionale.
Il bacino è stato suddiviso in aree:
I valori di precipitazione per le diverse durate risultano:
h(d,100) d j i6(j) cost i5(j) cost i4(j) cost i3(j) cost i2(j) cost i1(j) cost (mm) (ore) - (mm/ore) (mm/ore) (mm/ore) (mm/ore) (mm/ore) (mm/ore)
40.48 1 1 16.70 16.70 16.70 16.70 16.70 16.70
57.48 2 2 16.70 16.70 16.70 16.70 16.70 0.00
70.57 3 3 16.70 16.70 16.70 16.70 0.00 0.00
81.63 4 4 16.70 16.70 16.70 0.00 0.00 0.00
91.39 5 5 16.70 16.70 0.00 0.00 0.00 0.00
100.22 6 6 16.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Per le diverse durate la formula della portata del metodo della corrivazione usata è stata:
Durata = 1/6 tc
i1 costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 227,57 0,00 3,51 0 0 0 0
3 325,10 0,00 0,00 5,01 0 0 0
4 249,24 0,00 0,00 0,00 3,84 0 0
5 151,71 0,00 0,00 0,00 0,00 2,34 0
6 32,51 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50
Qmax 325,10 m3/s
z(j) a(j) U(j)
415 52.25 0.09
884 121.91 0.21
1354 174.15 0.30 1824 133.52 0.23
2294 81.27 0.14
2764 17.42 0.03
3234 0 0
2011-2012
3
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
0 100 200 300 400
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
0 200 400 600 800
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
Durata = 2/6 tc
i2 costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 325,10 1,50 3,51 0 0 0 0
3 552,66 0,00 3,51 5,01 0 0 0
4 574,33 0,00 0,00 5,01 3,84 0 0
5 400,95 0,00 0,00 0,00 3,84 2,34 0
6 184,22 0,00 0,00 0,00 0,00 2,34 0,50
Qmax 574,33 m3/s
Durata = 3/6 tc
i3costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 325,10 1,50 3,51 0 0 0 0
4 0,00
5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
0 200 400 600 800 1000
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
0 500 1000 1500
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
3 650,19 1,50 3,51 5,01 0 0 0
4 801,90 0,00 3,51 5,01 3,84 0 0
5 726,05 0,00 0,00 5,01 3,84 2,34 0
6 433,46 0,00 0,00 0,00 3,84 2,34 0,50
Qmax 801,90 m3/s
Durata = 4/6 tc
i4 costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 325,10 1,50 3,51 0 0 0 0
3 650,19 1,50 3,51 5,01 0 0 0
4 899,43 1,50 3,51 5,01 3,84 0 0
5 953,61 0,00 3,51 5,01 3,84 2,34 0
6 758,56 0,00 0,00 5,01 3,84 2,34 0,50
Qmax 953,61 m3/s
Durata = 5/6 tc
i5costante
2011-2012
5 0,00
5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
0 500 1000 1500
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
0 500 1000 1500
1 2 3 4 5 6
Idrogramma (cost)
Portata
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 325,10 1,50 3,51 0 0 0 0
3 650,19 1,50 3,51 5,01 0 0 0
4 899,43 1,50 3,51 5,01 3,84 0 0
5 1051,14 1,50 3,51 5,01 3,84 2,34 0
6 986,12 0,00 3,51 5,01 3,84 2,34 0,50
Qmax 1051,14 m3/s
Durata = 6/6 tc
i6 costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 97,53 1,50 0 0 0 0 0
2 325,10 1,50 3,51 0 0 0 0
3 650,19 1,50 3,51 5,01 0 0 0
4 899,43 1,50 3,51 5,01 3,84 0 0
5 1051,14 1,50 3,51 5,01 3,84 2,34 0
6 1083,65 1,50 3,51 5,01 3,84 2,34 0,50
Qmax 1083,65 m3/s
6 0,00
50,00 100,00 150,00
1 2 3 4 5 6
P(t) cumulata
j
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00
1 2 3 4 5 6
P
e(t) cumulata
j
Il valore di portata massima al tempo di corrivazione coincide proprio con il valore ottenuto con la formula razionale.
METODO SCS-CN
Per il metodo SCS-CN per la valutazione dell’assorbimento è stato preso in considerazione il caso in cui la precipitazione sia costante e abbia la durata del tempo di corrivazione. È stato utilizzato il valore di CN pari a 74.
Sono stati calcolati la massima capacità di assorbimento del terreno e le perdite iniziali:
S = 89.24 mm Ia = 17.85 mm
Moltiplicando l’intensità di pioggia lorda per l’intervallo di tempo ( 1/6 tc) è stata ottenuta la pioggia lorda; successivamente la pioggia netta, ricordando che:
se P(t)< Ia ⇒ Pe(t)=0 se P(t)>Ia ⇒
Poi si sono ottenuti i valori dell’ intensità di precipitazione netta a partire da quella cumulata Pe(t) con:
inetta=(Pe(t+t)-Pe(t))/t
i(t) P(t) d j Pe(t) inetta(t)
(mm/ore) (mm) (ore) - (mm) (mm/ore)
0 0.00 0 0 0.00 0.00
16.70 16.70 1 1 0.00 0.00
16.70 33.41 2 2 2.31 2.31
16.70 50.11 3 3 8.57 6.26
16.70 66.81 4 4 17.35 8.78
16.70 83.51 5 5 27.84 10.49
16.70 100.22 6 6 39.53 11.70
Si diagrammi che ne derivano:
2011-2012
7 0,00
5,00 10,00 15,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma netto (t)
j
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
1 2 3 4 5 6
ietogramma (cost)
j
Utilizzando lo ietogramma di pioggia netta e il metodo della corrivazione è stata calcolata la portata di picco:
i6 costante
U1 U2 U3 U4 U5 U6
0,09 0,21 0,30 0,23 0,14 0,03
j Somme Q
1 0,00 0,00 0 0 0 0 0
2 33,54 0,21 0,00 0 0 0 0
3 169,13 0,56 0,48 0,00 0 0 0
4 451,37 0,79 1,31 0,69 0,00 0 0
5 838,57 0,94 1,84 1,88 0,53 0,00 0
6 1234,96 1,05 2,20 2,63 1,44 0,32 0,00
Qmax 1234,96 m3/s
Il valore di portata di picco con questo metodo risulta maggiore della formula razionale. È possibile calcolare il coefficiente di afflusso: .
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
1 2 3 4 5 6
Idrogramma
portata
8