Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Continuous Soil-moisture Accounting (SMA) Model Models described thus far are event models. They simulate behavior of a hydrologic system during a precipitation event, and to do so, they require specification of all conditions at the start of the event. The alternative is a continuous model—a model that simulates both wet and dry weather behavior. The HEC-HMS soil-moisture accounting model (SMA) does this. Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Precipitazione 2 Storage sopra la sup. del suolo 3 Storage sotto la sup. del suolo

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Flow component: Precipitazione Infiltrazione: acqua che passa la vegetazione più l’acqua già presente nello storage della superficie. Se l’acqua disponibile per l’infiltrazione eccede la capacità di infiltrazione si ha deflusso Percolazione: dal primo strato del suolo fino all’acquifero profondo. Aumenta quando il “layer sorgente” è pieno ed il “layer ricevente” è vuoto. L’acqua disponibile per la percolazione è data da quella presente nel volume del layer più quella che si infiltra. Runoff: acqua che eccede la capacità di infiltrazione e lo storage della superficie. Groundwater: può essere usato come ingresso al modello del serbatoio lineare per il calcolo del baseflow. Nel caso in esame, utilizzando un baseflow costante mensile, quest’acqua non entra a far parte del baseflow ma si “perde”. Evapotraspirazione: dalla vegetazione, depressioni superficiali e strato subsuperficiale (upper zone e tension zone) Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Processi in direzione orizzontale: Deflusso superficiale Deflusso profondo Processi in direzione verticale: Verso l’alto: evapotraspirazione Verso il basso: Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Canopy interception: acqua che non raggiunge il suolo; una volta riempito questo volume la pioggia va a riempire i volumi degli altri layers. Out: ET P P B Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria A S1 W1 Al Surface depression

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Surface interception: precipitazione non catturata dalla vegetazione ed in eccesso alla capacità di infiltrazione. Se l’intensità di pioggia è maggiore della capacità di infiltrazione il volume si riempie; una volta pieno inizia il deflusso. Out: ET, infiltrazione In eccesso al canopy Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Defl. Sup. S2 W2 infiltrazione

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Surface interception: S2 Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria W2 infiltrazione Max Soil Store Current Soil Store CSS TZC

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Soil profile: diviso in tension zone e upper zone. Out: tension zone: acqua rimossa solo per ET; upper zone: acqua rimossa per percolazione ed ET; il processo di ET prima vuota la upper zone infiltrazione Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Max Soil Store Current Soil Store CSS TZC percolazione

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Max Soil Store Current Soil Store CSS TZC Percolazione Max G.W. 1 Store G.W.1 Current G.W. 1 Store Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Modello SMA Groundwater: processo di deflusso profondo. Out: deflusso profondo, percolazione Percolazione Max G.W. 1 Store Current G.W. 1 Store Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Percolazione Max G.W. 2 Store Current G.W. 2 Store Percolazione prof.

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Max Soil Store Current Soil Store CSS TZC Percolazione Max G.W. 1 Store G.W.1 Current G.W. 1 Store Percolazione Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria G.W.1 G.W.2 Max G.W. 2 Store Current G.W. 2 Store Percolazione prof.

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Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria ESERCITAZIONE 2 Calibrazione dei parametri relativi al calcolo della pioggia netta per i seguenti modelli: SCS CN Green-Ampt SMA (Soil-moisture accounting) Considerando l’idrogramma di portata calcolato nell’esercitazione 1 come idrogramma osservato, calibrare i parametri dei seguenti modelli al fine di ottenere un onda di portata simulata in cui il valore del picco di piena e l’istante temporale in cui esso si manifesta siano prossimi ai dati osservati. Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria Elaborati grafici richiesti: idrogrammi osservati e simulati relativi ai tre modelli calibrati ietogrammi di pioggia netta relativi ai tre modelli

Metodo Ф P  Pnetta  Q + Qb  Qt

Onda nera: osservata (Ф); Inserirla da Data  Discharge gages…

Parametro da calibrare: CN range CN: 35-98 Modello SCS CN: Parametro da calibrare: CN range CN: 35-98 Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Parametri da calibrare: Ψ (carico capillare), Modello Green-Ampt: Parametri da calibrare: Ψ (carico capillare), Δθ = Φ-θi (deficit di contenuto d’acqua) e K (conduttività idraulica). range Ψ: 20-200 mm range Δθ: 0-0.6 range K: 0-30 mm/h Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Parametri da calibrare e range: Canopy: Surface: Soil profile: Modello SMA: Parametri da calibrare e range: Canopy: storage capacity: range 0-3 mm Surface: storage capacity: range 0-5 mm soil infiltration max rate: 0-13 mm/h Soil profile: storage capacity: range 0-10 mm tension zone capacity: range 0-4 mm percolation max rate: range 0-5 mm/h Groundwater 1 e 2: storage capacity: range 5-15 mm percolation max rate: range 0-10 mm/h storage coefficient: range 0-10 h Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria ESERCITAZIONE 2 Elaborati grafici richiesti: idrogrammi osservati e simulati relativi ai tre modelli calibrati ietogrammi di pioggia netta relativi ai tre modelli Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Ingegneria

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