1 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria.

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1 1 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 1 Lectureson Hydrologic Modelling of Extreme Floods Mauro Fiorentino Grand Combin Summer School on Physics and Predictability of Rainfall and Floods" Saint-Oyen (Valle dAsta, Italy) June 26 – July 5 2002

2 2 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 2 Problems related to the use of pure statistical methods Lack of observations of extreme events (crucial for the estimation of high return periods) flood risk evaluation in ungauged basins uncertainty in the individuation of homogeneous regions

3 3 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 3 Parameter estimation technique at site or regional u Hy drometric information u Pluviometric Information u Phisical Information (base processes) u Geology u Climate u Vegetation Stochastic Model Estimation schemes

4 4 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 4 Parameter estimation technique at site or regional u Hy drometric information u Pluviometric Information u Phisical Information (base processes) u Geology u Climate u Vegetation Stochastic Model How to improve it? Estimation schemes

5 5 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 5 u Base processes information u Hy drometric information u Pluviometric Information u Geology u Climate u Vegetation Stochastic Model Parameter estimation technique at site or regional Estimation schemes

6 6 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 6 One possible solution: Theoretical models for derivation of flood frequency distribution

7 7 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 7 a = variable contributing area Two random variables:: The variable contributing area the peak runoff per unit contributing area p(u a )p(a ) uaua a (a) time i a, f fafa i (a) = the lag time of the area a f = hydrologic loss rate f a =loss rate significant to peak i = rainfall intensity Q = u a a u a = ( i a, - f a ) = routing coefficient = (a)= 1 a = critical duration The routing model: Summarizing

8 8 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 8 CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Bradano-San Giuliano Bradano-P.te Colonna CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Sample application of the theoretical model

9 9 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 9 Basento - Menzena Sinni - Valsinni CDF of flood annual maxima PDF of contributing area CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Sample application of the theoretical model

10 10 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 10 Non linearity causes For rainfall intensity below a certain threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Dunnes type For rainfall intensity above that threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Hortons type

11 11 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000 Università della Basilicata Italy Dipartimento di Ingegneria e Fisica dellAmbiente Difa Centro Interuniversitario per il Monitoraggio Ambientale Cima Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas.it 11 Log T Q/E[Q] arido umido CvCv (grande impatto tecnico)