Copyright 2004 © Rodolfo Soncini Sessa.

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1 Copyright 2004 © Rodolfo Soncini Sessa.
L11a Il bacino imbrifero Rodolfo Soncini Sessa MODSS Copyright 2004 © Rodolfo Soncini Sessa.

2 Schema fisico (bacini)
CAMPOTOSTO PROVVIDENZA (P) Fucino PROVVIDENZA PIAGANINI SAN GIACOMO (SG) MONTORIO (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) S. LUCIA (SL) R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004 Mare Adriatico

3 Fase 3: Identificazione del modello
Definizione dei componenti e schema modello globale Identificazione modelli componenti Modello aggregato R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

4 Schema fisico (bacini)
CAMPOTOSTO PROVVIDENZA (P) Fucino PROVVIDENZA PIAGANINI SAN GIACOMO (SG) MONTORIO (M) VILLA VOMANO Distretto irriguo (CBN) S. LUCIA (SL) R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004 Mare Adriatico

5 Il bacino imbrifero sezione di chiusura R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

6 Quale uscita? sezione di chiusura Deflusso dal bacino
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

7 Quali ingressi? sezione di chiusura Deflusso dal bacino
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

8 Quali ingressi? Come si procede? Precipitazione Eliofania Temperatura
volume nell’intervallo [t, t+1) Precipitazione Eliofania Temperatura Umidità relativa dell’aria Pressione atmosferica Velocità del vento Variabili meteorologiche: valore medio nell’intervallo [t, t+1) descrivono e modulano l’interscambio di energia e acqua tra atmosfera e terreno. Come si procede? R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

9 Il bacino imbrifero: schema a blocchi
Quando un modello è complesso, difficilmente si riesce a costruirne la rete causale. Si individuano prima i sotto-componenti, quindi si costruisce la rete causale di ognuno. SCHEMA A BLOCCHI Individua relazioni causa-effetto come una rete, ma nasconde nel blocco processi complessi e variabili non ancora esplicitate. R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

10 Schema a blocchi 1° passo
precipitazione (solida e liquida) temperatura dell’aria bacino deflusso dal bacino R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

11 Idrogramma di deflusso
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

12 scorrimento complessivo
Il ciclo dell’acqua pioggia precipitazione neve evaporazione pioggia intercettata scorrimento superficiale infiltrazione evapotraspirazione evaporazione risalita capillare scorrimento ipodermico percolazione scorrimento complessivo scorrimento profondo R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

13 Schema a blocchi 1° passo
precipitazione (solida e liquida) temperatura dell’aria bacino troppo semplificato !! deflusso dal bacino R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

14 Schema a blocchi 2° passo: componenti funzionali
manto nevoso afflusso al terreno terreno deflusso dal terreno rete scolante deflusso dal bacino R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

15 Schema a blocchi 3° passo: orografia
manto nevoso banda 1 banda 2 banda m + afflusso al terreno R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

16 Il bacino imbrifero del lago di Como
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

17 Schema a blocchi 4° passo: sottobacini
+ (c) + + (c) Per identificare un modello meccanicistico si prosegue identificando i modelli di ciascun blocco, che vengono poi aggregati tra loro. Per un esempio si vedano le lezioni L11 e L11b. R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

18 Leggere MODSS Cap. 5 R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

19 Come si misura la pioggia?
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

20 Misura degli afflussi meteorici
bacino in esame pluviometri densità frequenza registrazione giornaliera 1 stazione ogni 60 km (Italia) teletrasmissione ogni 5 mm di precipitazione R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

21 Misura degli afflussi meteorici
radar bacino in esame densità 1 dato ogni km2 (è necessario l’uso di alcuni pluviometri per la taratura) frequenza 3¸5 minuti spesso usata integrazione echi su 1¸3 ore Un’antenna spazza la superficie in esame e a causa dei disturbi non sempre può fornire un dato ad ogni rotazione; le misure si basano sul coefficiente di riflessione che è molto variabile con le condizioni climatiche; le stazioni di taratura sono in realtà dei pluviometri. Si capisce ora perchè le misurazioni migliori sono effettuate utilizzando sia i radar che i pluviometri. R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

22 Radar meteo emette un impulso nel campo delle microonde (ca. 5.5 cm)
registra l’eco riflessa (back scattering) misura il coefficiente di riflessione dipendono dall’evento temporalesco di solito a=200 b=1.6 intensità di pioggia [mm/h] (Marshall – Palmer) R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

23 Mappe radar di pioggia Immagine radar delle precipitazioni nella zona di Dover (NW Stati Uniti), di Venerdì 22 Dicembre 2000 ore A.M. (by R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

24 Mappe radar di pioggia Immagine radar delle precipitazioni nella zona di Boston (NW Stati Uniti), di Venerdì 22 Dicembre 2000 ore A.M. (by R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

25 Mappe radar di pioggia Immagine radar delle precipitazioni Svizzera-Italia NO, Martedì 1 ottobre 2002 ore – meteo-radar di Monte Lema (CH) (by R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

26 Stima dell’altezza media di pioggia in un giorno t dato
bacino in esame h pluviometri radar p1 ? p2 pi R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

27 Stima dell’altezza media di pioggia in un giorno t dato
METODI: dei poligoni delle isoiete dei minimi quadrati …………… R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

28 Metodo dei poligoni (Thiessen 1911)
A ogni punto viene assegnato il valore di precipitazione del pluviometro più vicino. La misura pi viene assunta rappresentativa per tutta l’area del topoiete: pi p1 p2 area topoiete a i A b i = A è la superficie totale del bacino in esame. N.B: è necessario ricalcolare i poligoni quando varia il numero o la posizione dei pluviometri. R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

29 Metodo delle isoiete h pluviometri
Generalmente si assume una distribuzione lineare, che può essere corretta per tener conto del rilievo. 20 mm 25 mm 20 15 10 5 mm R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

30 Regioni montuose In generale la precipitazione è più intensa a quote elevate, mentre i pluviometri sono spesso nelle valli; ciò induce frequentemente una sottostima dell’altezza media di precipitazione. Per correggere: Si ricerca la consistenza fra deflusso annuo misurato nella sezione di chiusura del bacino e l’afflusso meteorico stimato (tener conto di evapotraspirazione, percolazione, …). Metodo di Sacramento R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

31 Effetto dell’orografia
Semplice interpolazione Interpolazione con correzione orografica R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

32 Effetto della densità dei pluviometri
Errore percentuale di stima R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

33 Limiti della stima tramite pluviometri
precipitazione Sovrastima delle precipitazioni. Sottostima delle precipitazioni. Conviene associare allora alla rete di terra le misure radar, in modo da delimitare, con più precisione, il campo di pioggia e migliorare la stima delle precipitazioni e successivamente delle portate. R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

34 Limiti delle stime radar
effettuano una scansione volumetrica (h: 12km r=120km) quindi: la pioggia a bassa quota sfugge ai radar la pioggia formatasi ad alta quota potrebbe non raggiungere terra (evaporazione o vento) la pioggia può variare con la quota per intensità e tipologia richiedono correzione degli effetti di rumore dovuti a: evaporazione dal suolo riflessione del suolo strati di ghiaccio in quota molto riflessivi con la stessa frequenza devono misurare fenomeni molto diversi R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

35 Confronto radar-pluviometri
mappa con pluviometri eco radar mappa radar R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004

36 Radar + pluviometri t mm m3/s t Portata osservata Rete tradizionale
R. Soncini-Sessa, MODSS, 2004