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Claps - Laio - Piene Piemonte 2009

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Presentazione progetto ARPIEM a Giornata di Studio 'Piene Fluviali ed Aree Inondabili', Cosenza, 10 Febbraio 2009

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  • 1. Valutazione delle Piene di Progetto: Sviluppi Recenti PIERLUIGI CLAPS FRANCESCO LAIO Politecnico di Torino www.idrologia.polito.it/piene Cosenza 10 Febbraio 2009
  • 2. Elementi di novità Uso di dati non convenzionali Assenza di discontinuità spaziale nell’applicazione (no Zone Omogenee) Quantificazione dell’incertezza di stima Valorizzazione dell’informazione locale, ove disponibile
  • 3. Metodo indice Il metodo della piena indice (Darlymple, 1960) scompone la variabilità della piena di progetto in due fattori, la piena indice e la curva di crescita: Q(T) = Qindice· K(T) Qindice è una grandezza locale, caratteristica del sito preso in esame (media o mediana). K(T) è una funzione che misura l’incremento degli eventi estremi per i diversi periodi di ritorno rispetto al valore indice.
  • 4. Dati idrologici: grandezze Precipitazioni estreme di breve durata Portate massime annuali al colmo Massimi annui della portata media giornaliera Valori estremi occasionali (dati storici isolati, rapporti di evento)
  • 5. Dati di piena Massimi annui delle portate al colmo di piena e delle portate medie giornaliere in 81 stazioni, di cui: 58 storiche (S.I.M.N) 13 Enel 26 sbarramenti (sui 46 di interesse) di cui 10 con misure al colmo
  • 6. Confronto con dati studi precedenti
  • 7. Parametri geomorfoclimatici considerati 44 parametri geomorfoclimatici: ■ morfologia (30): area, lunghezza asta principale, rapporti di Horton, pendenze, coord. punti caratteristici del bacino, etc.; ■ suolo (7): indici di uso del suolo (Corine), CN, permeabilità apparente; ■ piovosità (7): a, n, afflusso medio annuo, regimi pluviometrici.
  • 8. Stima di Qindice Analisi multiregressiva y = Xb + e Dove: • Qindice • Q media • Qindice / A y= Qindice = con • ln (Qindice) • Q mediana • ln (Qindice / A) b = coefficienti di regressione stimati • parametri morfologici con i metodi OLS e WLS (con • parametri climatici X= w = n j) • parametri pedologici e = residui della regressione
  • 9. Analisi dei descrittori efficaci in bacini alpini DEM SRTM,NASA 2000 (area cella = 0.008 km2) Area del bacino raggruppamento classi Corine. In particolare sono emersi: Indici di uso del suolo valori medi di bacino da mappe di variabilità spaziale Parametri della C.P.P. ampiezze delle due sinusoidi dello sviluppo in serie di Fourier Regimi pluviometrici
  • 10. Relazione finale di stima caso y = ln (Qindice / A)
  • 11. Qualità di adattamento
  • 12. Dati non convenzionali: portate estreme giornaliere Le massime portate medie giornaliere Qg sono spesso disponibili anche per sezioni prive di dati di portata al colmo di piena Si sono elaborate tecniche per la stima della piena indice e dei parametri della curva di crescita a partire da dati Qg
  • 13. Stima di Qindice dagli estremi giornalieri Qind = c P ⋅ μ g cp = coefficiente di punta (vedi Ciaponi e Moisello, 1988); µg = media del campione di dati massimi giornalieri. cP = 4.0694 ⋅ σ qg ⋅ ΔH 2 0.17 ⋅ a 0.19 − 0.12
  • 14. Integrazione delle serie storiche con dati occasionali Eventi occasionali: eventi alluvionali sporadici di particolare rilevanza, non registrati con sistematicità (es. Sez.F S.I.M.N., Rapporti di Evento). Si integrano nella serie individuando un valore soglia pari al più piccolo dei valori occasionali considerati. Q0 Q0
  • 15. Integrazione delle serie storiche con dati occasionali nsotto_soglia dati al di sotto della soglia pesati sulla numerosità n della serie storica riferita al periodo sistematico di misurazione nsopra_soglia dati al di sopra della soglia (dati occasionali) pesati sul “periodo equivalente di osservazione” neq ossia la lunghezza complessiva del lasso temporale coperto dalla serie storica integrata. nsotto _ soglia nsopra _ soglia ∑Q ∑Q i i Qind = + i =1 i =1 n neq Periodo di ritorno T dei dati occasionali: n +1 i Prob. di superamento (Weibull) pi = ⇒ Ti = con n = n eq n +1 i
  • 16. Stima regionale della curva di crescita Variabilità continua dei parametri Parametri = L - Momenti Regressioni multiple su descrittori geomorfoclimatici
  • 17. Parametri geomorfoclimatici di bacino Coefficiente a della c.p.p Morfologia Quote Pendenze
  • 18. Variabilità spaziale di L-cv L cv = 2 . 648 ⋅ 10 − 1 − 8 . 392 ⋅ 10 − 5 H media − 4 .314 ⋅ 10 − 3 LLDP + + 1 . 304 ⋅ 10 − 2 lungh _ vett _ orient + 2 . 975 ⋅ 10 −1 n
  • 19. Variabilità spaziale di L-ca L ca = 3.604 − 1.144 ⋅ 10 −6 X sc − 6.052 ⋅ 10 −7 Y sc + 7.190 ⋅ 10 −1 L cv
  • 20. L-Momenti (Lcv, Lca) e funzione K(T) π −1 2 β Γ(α + 1 2 ) Γ(α ) γ = 2α −1 2 sign (Lca ) μ= Lcv σ = Lcv (ξ + αβ )π 1 2α 1 2 Γ(α ) Γ(α + 1 2 )
  • 21. Studio della variabilità delle stime => soglie di numerosità dei dati Diagramma per la scelta del metodo di stima del L-cv
  • 22. Esempio di stima: Maira a Saretto
  • 23. Scelta della distribuzione di probabilità

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