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curve di durata delle portate

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Academic year: 2021

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(1)

Utilizzazione Utilizzazione dei deflussi fluviali

P Claps

(2)

Direttiva 2000/60 (water Framework Directive):

Direttiva 2000/60 (water Framework Directive):

Finalizzata a:

proteggere e migliorare la qualità degli ecosistemi acquatici promuovere un uso sostenibile (ecologico, economico, sociale)  dell’acqua, basato su una gestione dell’acqua a lungo 

ridurre/eliminare gradualmente l’inquinamento di sostanze  pericolose prioritarie

contribuire a mitigare gli effetti delle inondazioni e della siccità In Italia:

Attuazione attraverso il D.Lgs 152/2006, che utilizza i PIANI DI TUTELA DELLE ACQUE PIANI DI TUTELA DELLE ACQUE

(3)

PIANO DI TUTELA DELLE ACQUE (PTA) PIANO DI TUTELA DELLE ACQUE (PTA) 

(http://www.regione.piemonte.it/acqua/pianoditutela/tutela.htm)

il PTA costituisce il documento di pianificazione generale contenente gli interventi volti a:

- prevenire e ridurre l'inquinamento … - migliorare lo stato delle acque …

- individuare adeguate protezioni di quelle destinate a particolari usi;

- perseguire usi sostenibili e durevoli delle risorse idriche;

- mantenere la capacità naturale di autodepurazione dei corpi idricimantenere la capacità naturale di autodepurazione dei corpi idrici

P Claps 3

(4)

CARATTERIZZAZIONE BACINI IDROGRAFICI PTA CARATTERIZZAZIONE BACINI IDROGRAFICI - PTA

A Contributo Area specifico

Sessera a Pray 127 58,8

Sesia a

Borgosesia 695 57,5

Sesia a

985 55

CONTRIBUTO SPECIFICO DI PORTATA

Romagnano 985 55

CONTRIBUTO SPECIFICO DI PORTATA l/s/kmq

(5)

u d i s u c c c e s s s i v v i a a l P

P Claps

http://www.idrologia.polito.it/~claps/Papers/cipe_2003.pdf

T A

(6)

Utenze dei deflussi fluviali Utenze dei deflussi fluviali

Potabile

Industriale

Industriale

Irrigua

Curve di durata

Idroelettrica

Raffreddamento

Curve di durata delle portate

Curve di utilizzazione

Raffreddamento

Di ecosistema

Curve di utilizzazione dei deflussi

Deflusso minimo vitale Deflusso minimo vitale

(7)

L

curve di durata delle portate

i di il

Le

curve di durata delle portate

indicano il

numero di giorni per cui una determinata portata è superata in un intervallo temporale di un anno

superata in un intervallo temporale di un anno

201015

q 510

Tempo (g)

Durata (g)

L

P Claps

anno idrologico

L a s

(8)

Valori caratteristici di portata in funzione di alcune durate:

Q274=magra ordinaria

La CDD media si riferisce alla media delle CDP

annue

La CDD totale si riferisce alla curva costruita con tutte le osservazioni (di più anni) insieme:

E’ i

E’ necessario passare alla Curva di frequenza delle portate

(9)

Curva di frequenza d ll t t

delle portate

P b( *  ) n

1 F Prob(q*  q) 

N 1 1  F

P Claps

(10)

La curva di frequenza puo’ essere q p descritta mediante una

distribuzione lognormale a due

parametri ( e ) Station n. 9

q=Q/Q 10

.020.0

Sesia@PonteAranco

ln(q)

 z

q=Q/Qmed

I parametri vengono stimati

di i li 0

2.05.0

qmediante regressione lineare tra ln(q) e z

(relazione lineare in carta

probabilistica log-normale) 0.2

0.51.0

probabilistica log normale)

-3 -2 -1 0 1 2 3

0.10

Variabile normale ridotta Variabile normale ridotta

10

(11)

Rappresentazione Analitica mediante R l i

ln(q q0) 

 z

Relazione log-normale a 3 parametri a 3 parametri

q0 è un parametro di taratura

P Claps

Ln (q-q0)

(12)

Stima di q Stima di q0

(grandezza limite inferiore della curva lognormale) q0 viene fatto dipendere dalla

portata minima assoluta:

q0 = 0 95 q i q0 = 0.95 qmin Oppure

q0 = 0.4 q95

purchè q0 > qmin

q q95

P Claps 12

(13)

Regimi fluviali differenti

P Claps

(14)

Curve di durata del

Piano di Tutela delle Acque della Regione Piemonte

Q10 (m³/s) Q91 (m³/s) Q182 (m³/s) Q274 (m³/s) Q355 (m³/s)

Q (m3/s) 7,72 2,79 1,41 0,79 0,47

ln(Q) 2,044 1,026 0,344 -0,236 -0,755

d (giorni) 10 91 182 274 355

F 0,0273 0,2486 0,4973 0,7486 0,9699

z -1,9217, -0,6788, -0,0068, 0,6702, 1,8800,

(15)

C l l d t Calcolo curva durata

2,50 3,00

0,50 1,00 1,50 2,00

Serie1

‐1 50

‐1,00

‐0,50 0,00

‐4,00 ‐3,00 ‐2,00 ‐1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00

Serie2

‐2,00 1,50

REGRESSIONE CARTA LOG-NORMALE (ln(Q)=interc + pend z)

P Claps

pend -0,759 interc 0,471

(16)

C l l d t Calcolo curva durata

12,00 14,00

6 00 8,00 10,00

2,00 4,00 6,00

0,00

0 50 100 150 200 250 300 350

Utilizzo retta LOG-NORMALE stimata z=inv.norm(d/366)

Y= z*(-0,759) + 0,471 Q(d)=exp(Y)

(17)

piccole centrali idroelettriche piccole centrali idroelettriche

Impianti ad acqua fluente I i t d fl t d 17 6 MW

Impianti ad acqua fluente

Nessun accumulo

La potenza varia in base alla portata del

Impianto ad acqua fluente da 17,6 MW, Massachusetts, USA

La potenza varia in base alla portata del fiume:

Impianti a serbatoio

Capacità più elevata tutto l’anno G di i ili (di h ) i

Foto: PG&E National Energy Group/

Low Impact Hydropower Institute

Impianto ad acqua fluente da 4,3 MW, Oregon, USA

Grandi opere civili (dighe) necessarie

P Claps Foto: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

(18)

Sfruttamento idroelettrico di una valle Sfruttamento idroelettrico di una valle

CURVA IDRODINAMICA CURVA IDRODINAMICA

Rettangoli=DZ x DH

(19)

Curve di utilizzazione Curve di utilizzazione

u1(Qd) VQ

d

V

Curva di utilizzazione

d l d’

1(Qd)

Vo del corso d’acqua

V (QSad) t dQ

0 Qd

Vo = volume complessivo disponibile nel corso d'acqua

Qd= portata massima derivabile

Al crescere di Qd cresce il volume derivato rispetto al totale del volume derivabile > u1 tende all’unità

P Claps

p derivabile -> u1 tende all unità

(20)

Curve di utilizzazione Curve di utilizzazione

Curva di utilizzazione d ll’i i t

u (Q ) VQ

d

dell’impianto

u2(Qd) VD

Sa

VD = volume teoricamente derivabile s d(Qd = 365 gg)

VD(Qd)  Qd 365

Al crescere di Qd cresce il volume derivato ma diminuisce il periodo dell’anno in cui l’impianto funziona Qd= portata massima derivabile dell anno in cui l impianto funziona

per la portata max di derivazione

(21)

Definisce la stabilità delle portate in funzione della

 Indice di regolarità Definisce la stabilità delle portate in funzione della possibilità di sfruttamento della risorsa mediante derivazione senza accumulo

Intersezione tra le curve u1e u2 per Q* = portata media

Curve di utilizzazione

IR

p Q p

P Claps I

R

(22)

Disciplina del Deflusso Minimo Vitale Disciplina del Deflusso Minimo Vitale

(regolamento regionale 8/R del 17/7/2007) DMV base = k *q meda *S *M* A

k = frazione della portata media annua

(parametro sperimentale determinato per DMV idrologico=k *q d singole aree omogenee)

q meda = portata specifica media annua naturale per unità di superficie del bacino

2

DMV idrologico k q meda

sotteso, espressa in l/s km2

S = superficie del bacino sottesa dalla sezione del corpo idrico, espressa in km2

M t f l i

M = parametro morfologico A = parametro che tiene conto

dell’interazione tra le acque superficiali e le acque sotterranee

P Claps 22

acque sotterranee.

(23)

Effetto del DMV sul volume derivabile.

P Claps

(24)

Calcolo approssimato del volume non Calcolo approssimato del volume non derivabile:.

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