This introduces the construction of the unit hydrograph on the basis of geographic information. It is known since 1979 as the geomorphologic instantaneous unit hydrograph.
This shows the cases of uniform distribution and the case of exponential travel times distributions. These bring to classical S-hydrographs known as kinematic triangular hydrograph to the so called linear reservoir case.
This contains the description of the class of Hydrology at the Dipartimento di Ingegneria Civile Ambientale e Meccanica dell'Università di Trento. For the year 2017.
This shows the cases of uniform distribution and the case of exponential travel times distributions. These bring to classical S-hydrographs known as kinematic triangular hydrograph to the so called linear reservoir case.
This contains the description of the class of Hydrology at the Dipartimento di Ingegneria Civile Ambientale e Meccanica dell'Università di Trento. For the year 2017.
The instantenous unit hydrograph can be produced by considering the width function. In this case, it is usually known as WFIUH. WGIUH has some nice property that allows for obtaining semi-analytical results on peak flows
Introduzione alla geomorfologia. Dati digitali del terreno. Grandezze primarie: quote, pendenze, curvature. La classificazione del paesaggio in funzione delle curvature.
Elementi di Idrologia Statistica // Short Course in HydrologyLia Romano
Corso di Formazione Professionale“Pericolosità Idraulica e misure di mitigazione.Idrologia ed idraulica applicate alla difesa del suolo”
6 novembre 2007
The instantenous unit hydrograph can be produced by considering the width function. In this case, it is usually known as WFIUH. WGIUH has some nice property that allows for obtaining semi-analytical results on peak flows
Introduzione alla geomorfologia. Dati digitali del terreno. Grandezze primarie: quote, pendenze, curvature. La classificazione del paesaggio in funzione delle curvature.
Elementi di Idrologia Statistica // Short Course in HydrologyLia Romano
Corso di Formazione Professionale“Pericolosità Idraulica e misure di mitigazione.Idrologia ed idraulica applicate alla difesa del suolo”
6 novembre 2007
A variation on the linear reservoir method to design culverts. It use the so called "metodo italiano". It is actually known to have problems. However, for historical reasons, I explain it to students.
Queste slides descrivono le problematiche relative alla progettazione ex-novo di una rete di fognatura e l'analisi di una fognatura già esistente in un contesto urbano importante. Serve a delineare i nuovi problemi che sorgono quando si inseriscano i problemi legati alle fognature nel contesto più ampio della progettazione urbanistica.
3.0 reti di fognatura - Elementi per la progettazione moderna delle reti di...Riccardo Rigon
Si enunciano le linee guida per la progettazione di una fognatura pluviale. Si inquadra la progettazione della fognatura nel problema, più ampio della progettazione della città e delle sue reti.
Contiene una descrizione dettagliata del corso di Costruzioni Idrauliche 2017 presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica dell'Università di Trento.
This document provides information about hyetographs and hydrographs. It defines a hyetograph as a graphical representation of rainfall intensity over time, showing total rainfall. A hydrograph shows variations in river discharge over time at a measurement point. It describes the components of hydrographs, including the rising and falling limbs and peak. It also discusses runoff classifications, the unit hydrograph concept for analyzing surface runoff, and key hydrograph terminology like time to peak, time of concentration, and lag time.
Flood has a great role in the socioeconomic status of the community living in the sourrounding of the river. How to analyze and manage the flood water is a real issue facing throughout the world specially in the developing countries. Unit Hydrograph play a vital role in predicting and analyzing the watershed water.
This document discusses surface runoff, stream flow, hydrographs, and unit hydrographs. It begins by defining surface runoff and stream flow, explaining that surface runoff occurs when precipitation is unable to infiltrate the ground and flows overland into streams, rivers, and other bodies of water. It then discusses measuring stream flow through various methods like current meters and weirs to determine discharge. The document introduces the concept of hydrographs, which plot discharge over time, and unit hydrographs, which represent the hydrograph resulting from 1 unit of excess precipitation. It provides examples of using unit hydrographs and the S-curve method to develop hydrographs of different durations.
Hydrographs show changes in river discharge over time in response to rainfall. They are constructed by measuring river discharge during and after storms. A typical hydrograph has a rising limb as discharge increases, peaks at maximum discharge, then declines on the recession limb. Analysis of hydrographs can predict flooding and inform flood prevention. Characteristics like basin area, slope, soil, land use, and rainfall patterns influence a hydrograph's shape and timing.
- A hydrograph shows the rate of water flow over time at a specific point along a river or channel. It is used in sewer system design.
- The main components of a hydrograph are the rising limb, peak discharge, recession limb, lag time, time to peak, and discharge rate.
- A unit hydrograph represents the runoff from 1 unit of effective rainfall over a given watershed's duration. It allows prediction of runoff from different rainfall amounts. Synthetic unit hydrographs use watershed characteristics to model ungauged areas.
Computation of river discharge from formulated rating equation in hydrologica...Alexander Decker
This document discusses developing a mathematical relationship between gauge heights and discharge for River Omi in South Western Nigeria using measured data. A rating equation was generated from the stage-discharge relationship plotted over time. The rating equation of Q = 0.1828*(G-0.14)0.78 was found to have a coefficient of regression of 97%. The equation was calibrated and validated against discharge data from 2007-2012, performing better at depths below 0.6m with less than 1% variation between simulated and measured discharge. This equation can be adapted to other similar catchments and should not be used at gauges below 0.14m.
This document contains an equation that models the depth of water, h meters, at an ocean port over time, t hours, during a day. It asks the reader to:
1) Explain the significance of the constants in the equation
2) Determine the minimum depth and when it occurs
3) Calculate the depth at 9:30am
4) Find the time when depth is 4.0 meters
It also provides equations to model the height of a passenger on a Ferris wheel over time and asks the reader to:
1) Graph height over the first two cycles
2) Write the height equation
3) Calculate height after 45 seconds
4) Find the time when height is 35 meters
Grado 2016-05-19 - Hazard and Hydorlogical ModellingRiccardo Rigon
Here I talk of my thought and experience in modelling hazards. Hopefully I convince someones that my tools are structurally better than other. Including some classic.
CORSO APPLICATIVO MODELLISTICA - modulo IDROLOGIA // Professional refresher c...Lia Romano
FINALITA’: Stima delle portate di piena per i bacini idrografici strumentati e non strumentati del territorio dell’Autorità di Bacino della Puglia, a partire dalle analisi geo-morfo-idrologiche in ambiente GIS per la determinazione dei parametri concorrenti agli studi idrologici.
ORGANIZZAZIONE: 8 ore di teoria + 8 ore di esercitazione
TEORIA. Elementi di idrologia statistica. Il tempo di ritorno. La curva di possibilità climatica. VAPI-Puglia: la stima delle precipitazioni di massima intensità e delle portate al colmo di piena. Calcolo della portata di piena per i bacini strumentati dei fiumi della Puglia Settentrionale: metodologia e caso studio. Calcolo della
portata di piena per i bacini non strumentati: metodologia e caso studio. Calcolo del volume di massimo invaso per i bacini endoreici: metodo di Horton e caso studio. Gli strati informativi in ambiente GIS. I modelli digitali del terreno. Direzioni di flusso e aree contribuenti. La funzione di ampiezza. La stima delle caratteristiche geomorfologiche dei bacini idrografici per la analisi idrologiche.
ESERCITAZIONE. Determinazione dei bacini idrografici, attraverso l’utilizzo di applicativi in ambiente GIS e stima dei parametri per le analisi idrologiche. Esercitazione su bacino strumentato della Puglia settentrionale per il calcolo della portata di piena. Esercitazione su bacino non strumentato per il calcolo della portata di piena. Esercitazione su un bacino endoreico per il calcolo del volume di massimo invaso.
This is one of the core slides about water in soils and aquifers. It presents Darcy law and its generalisation (Buckingham law) on vadose (unsaturated) case.
Presentazione del sistema informativo del progetto CUBIST e di alcuni risultati ottenuti alla scala nazionale italiana. Palermo, Convegno Environment Including Global Change, Ott. 2009
This is the presentation given in Trento November 11, 2015 to an audience of professionals working on urban ifrastructures and sponsored by REDI and Betonrossi
This reminds that evapotranspiration is highly variable but depends upon some indicators that can be estimated from remote and, therefore suggest a method get it spatially.
This is the lecture with which I usually conclude my class in hydrology. It talks about the impact of climate change on hydrology. Wit some specific on the Alpine areas.
3 alberti-seconda parte - About Spatial CorrelationRiccardo Rigon
By Matteo Alberti. More information and figures about Variograms and semivariograms. Related to the other material on interpolation of the course of Hydrology @ unitn
Introduzione all'uso della Console di OMS e di QGIS (per le analisi del corso...Riccardo Rigon
Le slides contengono una descrizione della Console di OMS e di alcuni comandi elementari di QGIS per gestire i dati spaziali che saranno utilizzati nel corso di Idrologia dell'Università di Trento (2017).
1. The document discusses long wave radiation emitted by the Earth's surface and atmosphere. It describes the Earth as a gray body that emits radiation in the infrared band given its average surface temperature of 288K.
2. It explains that the atmosphere absorbs and re-emits long wave radiation from the Earth's surface, and without this greenhouse effect the average surface temperature would be around -17C instead of 15C.
3. It provides equations to calculate long wave radiation from a surface based on the surface temperature and the atmospheric emissivity and temperature, noting that multiple parameterizations exist to estimate the atmospheric emissivity.
1) The atmosphere is not a perfect absorber of radiation like a blackbody, but rather a "gray body" that absorbs some but not all radiation.
2) Radiation passes through the Earth's atmosphere, with 45-50% of incident radiation reaching the ground. Some radiation is reflected and scattered by the atmosphere.
3) Shortwave radiation that enters the atmosphere is transferred to the ground through reflection, absorption, and transmission. The incoming and outgoing radiation must be in balance.
1) Solar radiation intensity governs seasonal climate changes and local climates due to variations in the sun's apparent height.
2) Incoming solar radiation is not evenly distributed across latitudes, creating heating imbalances between the equator and poles.
3) Calculations of solar radiation incident on Earth's curved surface must account for variables including latitude, time of day, day of year, and Earth's tilted orbit which causes seasons.
It contains the description of the Solar radiation relation with the astronomical movements of both Earth and sun. Used in the class of Hydrology at the University of Trento
2. Riccardo Rigon
2
Obiettivi
• Si introduce il concetto di idrogramma istantaneo unitario
geomorfologico.
• Si discute della partizione del bacino in parti idrologicamente simili
• Si introducono le teorie dello GIUH basate sulla funzione di
ampiezza
Introduzione
3. Riccardo Rigon
3
Il carattere statistico dell’idrogramma unitario ha due conseguenze rilevanti:
I - Un problema di rappresentatività del campione statistico (ovvero della
definizione di una struttura areale minima in cui il sistema sia ergodico).
Tecnicamente si parla di REA Rapresentative Elementary Area. In ogni caso le
incertezze nella previsione sono tanto maggiori quanto più piccolo è il
sistema
Metodi per l’aggregazione del deflusso
superficiale - Osservazioni
Introduzione
4. Riccardo Rigon
4
Tre sono gli elementi principali dell'analisi geomorfologica dei bacini:
GIUH
1. La dimostrazione dell'equivalenza rigorosa tra funzioni di distribuzione dei
tempi di residenza all'interno di un bacino e idrogramma istantaneo unitario,
mostrata nel capitolo precedente;
2. La partizione del bacino in unità idrologicamente distinte e la traduzione
formale delle relazioni esistenti tra queste parti (usualmente denominate “stati”)
ciascuna caratterizzata da una propria distribuzione dei tempi di residenza in
quella che usualmente si identifica con l'acronimo GIUH (idrogramma istantaneo
unitario geomorfologico, Instantaneous Geomorphic Unit Hydrograph). Questa
operazione consiste essenzialmente nella scrittura formale dell'equazione di
continuità per un bacino spazialmente articolato e complesso.
Introduzione
5. Riccardo Rigon
5
3.La determinazione della forma funzionale delle singole
distribuzioni dei tempi di residenza in base a considerazioni
sull'idraulica dei moti in ambiente naturale e alle caratteristiche
geometriche che regolano il moto.
GIUH
Introduzione
6. Riccardo Rigon
6
La ripartizione del bacino parte dell’identificazione del reticolo idrografico
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
Introduzione
7. Riccardo Rigon
7
Prosegue con la identificazione delle aree drenanti in ciascuna porzione di
area.
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
Una partizione dei bacini idrografici
8. Riccardo Rigon
8
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
Rinaldo, Geomorphic Flood Research, 2006
Una partizione dei bacini idrografici
9. Riccardo Rigon
9
Nel bacino precedente sono identificate cinque aree scolanti (Ai) e di
conseguneza cinque percorsi delle acque:
A1 c1 c3 c5
A2 c2 c3 c5
A3 c3 c5
A4 c4 c5
A5 c5
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
Ogni percorso e’ suddiviso in tratti e i ci rappresentano tratti di canale tra
due successivi affluenti.
L’identificazione dei percorsi
10. Lezioni di Costruzioni Idrauliche 2008-2009
Riccardo Rigon
10
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili (bacini urbani)
11. Lezioni di Costruzioni Idrauliche 2008-2009
Riccardo Rigon
11
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili (bacini urbani)
12. Lezioni di Costruzioni Idrauliche 2008-2009
Riccardo Rigon
12
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili (bacini urbani)
13. Riccardo Rigon
13
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
A1 c1 c3 c5
L’area scolante:
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
L’identificazione dei percorsi
14. Riccardo Rigon
14
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
A1 c1 c3 c5
Il tratto di rete di testa:
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
L’identificazione dei percorsi
15. Riccardo Rigon
15
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
A1 c1 c3 c5
il primo tratto di canale:
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
L’identificazione dei percorsi
16. Riccardo Rigon
16
GIUH - Partizione del bacino in aree
idrologicamente simili
Nella scelta della partizione vi è, naturalmente
un certo arbitrio nella tasselazione del bacino,
ma la scelta, in generale dovrebbe essere fatta
su motivate questioni dinamiche e/o
geomorfologiche. La suddivisione appena
attuata, in particolare, assume che:
•il deflusso nei versanti sia descritto da una
distribuzione dei tempi di residenza distinta dal
deflusso nei canali
•Che il deflusso nei versanti dipenda dall’area
scolante
•Che il deflusso nei canali dipenda dalla
lunghezza dei canali.
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
L’identificazione dei percorsi
17. Riccardo Rigon
17
=
+ +
+ +
La linearità implica l’IUH complessivo
si ottiene dalla somma dei singoli IUH
L’identificazione dei percorsi
18. Riccardo Rigon
18
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
La partizione assume anche che i tempi di
residenza in ogni “stato” identificato in ogni
percorso possano essere “composti”. Il tempo di
residenza totale (come variabile aleatoria) nel
percorso in figura è allora assegnato come:
T1 = TA1
+ Tc1 + Tc3
+ Tc5
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
La distribuzione dei tempi di residenza in un singolo percorso
19. Riccardo Rigon
19
T1 non è un numero ma una variabile che può
assumere diversi valori, a seconda dei valori
campionati nei processi componenti (A1, C1,
C3,C5). Di questa variabile, si può pero’
conoscere la distribuzione, nell’ipotesi di
indipendenza stocastica dei singoli eventi. In
questo caso:
pdfT1
(t) = (pdfA1
pdfc1
pdfc3
pdfc5
)(t)
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
La distribuzione dei tempi di residenza in un singolo percorso
20. Riccardo Rigon
20
Quella sopra è una scrittura formale che dice:
La distribuzione dei tempi di residenza del
percorso è uguale alla convoluzione delle
distribuzioni dei tempi di residenza nei singoli
stati.
pdfT1
(t) = (pdfA1
pdfc1
pdfc3
pdfc5
)(t)
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
La distribuzione dei tempi di residenza in un singolo percorso
21. Riccardo Rigon
21
L’operazione di convoluzione, assegnate due distribuzion, i.e. pdfA1(t) e
pdfC1(t) è definita da:
Se consideriamo una terza distribuzione, i.e. pdfC3(t)
pdfA1⇥C1
(t) := (pdfA1
⇥ pdfc1
)(t) =
t
⇤
pdfA1
(t ) pdfc1
( )d
pdfA1 C1 C3
(t) := (pdfA1
pdfc1
pdfc1
)(t) =
t
⌅
pdfA1⇥C1
(t ⇤
) pdfc3
( ⇤
)d ⇤
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
La distribuzione dei tempi di residenza in un singolo percorso
22. Riccardo Rigon
22
Ecco tutti i percorsi. Una delle ipotesi su
cui si fonda l’idrogramma istantaneo
unitario è quello di considerare che il
contributo dei singoli percorsi si ottenga
come sovrapposizione lineare (somma) dei
singoli contributi:
GIUH(t) =
N
i=1
pi pdfi(t)
dove N e’ il numero di percorsi, pdfi(t) la
distribuzione dei tempi di residenza relativi
a ciascun percorso e pi la probabilità che i
volumi di precipitazione cadano nel percorso i-esimo
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
La distribuzione dei tempi di residenza in un singolo percorso
23. Riccardo Rigon
23
GIUH(t) =
N
i=1
pi pdfi(t)
nel caso di precipitazioni uniformi pi
coincide con la frazione di area relativa al
percorso i-esimo.
Rinaldo,GeomorphicFloodResearch,2006
GIUH - Composizione dei tempi di residenza
Tutto insieme !
26. Riccardo Rigon
26
GIUH
L’identificazione delle pdfs
Aree scolanti (o versanti):
pdfA(t; ) = e t
H(t)
Dove è l’inverso del tempo di residenza
nell’area (diverse formule possono essere
assegnate nei casi pratici per stimarlo).
Quali pdf, in pratica ?
27. Riccardo Rigon
27
GIUH
L’identificazione delle pdfs
Canali:
Dove L è la lunghezza del canale fino
all’uscita ed u la celerità dell’acqua nel canale
pdfC(t; u, L) = (L u t)
Quali pdf, in pratica ?
28. Riccardo Rigon
28
GIUH
La composizione
Canali:
Svolto l’integrale sfruttando le proprietà dell Delta di Dirac, si
ottiene:
pdfA⇥C(t; , u, L) = e (t u/L)
H(t L/u)
Che è una famiglia triparametrica di distribuzioni.
pdfA⇤C(t; , u, L) =
Z t
0
e (t ⌧)
H(t ⌧) (L u ⌧) d⌧
Quali pdf, in pratica ?
29. Riccardo Rigon
29
Ogni modello idrologico ha parametri che sono i
coefficienti e gli esponenti delle equazioni del
modello
Questi parametri devono essere stimati per un dato
bacino e per ogni “segmento computationale” del
modello.
I parametri sono stimati attraverso qualche relazione
con caratteristiche fisiche del bacino, oppure
tentando di riprodurre variando i parametri la
risposta un insieme di dati misurati. Questa è,
appunto la calibrazione del modello
Nota
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph with Diffusion