Transcript UNIVERSITA` DI CAGLIARI – FACOLTA` DI INGEGNERIA

UNIVERSITA’ DI CAGLIARI – FACOLTA’ DI INGEGNERIA
ESERCITAZIONI DI IDROLOGIA – NUOVO ORDINAMENTO
Anno Accademico 2016/17
ESERCITAZIONE
Argomenti
Prerequisiti
Allegati
Nr.5
Precipitazione totale e netta – – Metodo “Curve Number” per la
determinazione della pioggia netta - Ietogramma delle intensità di pioggia
Capitolo 5 del programma del corso.
Dati della tabella IV.1 in file testo
TESTO
Con riferimento allo ietogramma di tabella IV.1, già consegnato come allegato della Es. n. 4,
relativo ad un evento di pioggia della durata di 4 ore, valutare il deflusso netto con il metodo
del CN.
Un’indagine agronomica effettuata sul bacino studiato ha stabilito che la ripartizione del suolo
in classi d'uso è quella sintetizzata nella Tabella V.1 (Uso del Suolo).
Dal punto di vista idrologico, sulla base delle caratteristiche di permeabilità riscontrabili, il
suolo è classificabile come dotato di elevata capacità di infiltrazione (Tabella V.1).
Tabella V.1 – Gruppi idrologici di classificazione dei suoli
Con riferimento all’intero bacino e utilizzando i valori della Tabella V.2 e della Tabella V.3:
A)
B)
C)
Calcolare il valore del parametro Curve Number (CN) per l’intero bacino
stagione vegetativa sapendo che la precipitazione cumulata nei cinque
antecedenti è pari a 30 mm;
Calcolare l'altezza di pioggia netta hN(t) sulla base dello ietogramma di
assegnato (Tabella IV.1);
Disegnare lo ietogramma della precipitazione lorda e netta per tutta la
dell’evento.
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per la
giorni
pioggia
durata
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ESERCITAZIONI DI IDROLOGIA – NUOVO ORDINAMENTO
Anno Accademico 2016/17
Tabella V.2 – Uso del suolo e parametro CN valutato per i
suoli di tipo B e AMC II.
USO DEL SUOLO
AREA (kmq)
Tabella V.3 - Individuazione della condizione di umidità
antecedente (AMC) in funzione della precipitazione
antecedente di 5 giorni (SCS, 1985)
CNII
Colture permanenti
2.63
73
Seminativi
23.11
68
Zone agricole eterogenee
16.67
79
Zone boscate
vegetazione arbustiva e/o
erbacea
11.47
65
22.25
60
Categoria
AMC
Stagione di
riposo
mm
Stagione
vegetativa
mm
I
II
III
< 12.7
12.7 ÷ 27.9
> 27.9
< 35.6
35.6 ÷ 53.3
> 53.3
TRACCIA PER LO SVOLGIMENTO
Sulla base del tipo idrologico stabilito per il suolo in esame (gruppo “B” della
Tabella V.1), in Tabella V.2 sono individuati i valori del parametro CN per ciascuna
delle classi d'uso del suolo del bacino studiato valutato con riferimento a condizioni
standard di umidità del suolo AMC II.
A.
Nel caso considerato, è specificato che il contenuto effettivo di umidità del suolo è di
30 mm di pioggia e quindi ciò corrisponde in Tabella V.3 alla categoria AMC I.
I valori del CN della Tabella V.2 ottenuto, poiché riferito alla condizione standard
AMC II, potranno essere convertiti al valore relativo al caso AMC I utilizzando la
relazione 5.1a:
CN(I) =
4.2 ⋅ CN(II)
[5.1a]
10 − 0.058 ⋅ CN(II)
CN(III) =
23 ⋅ CN(II)
[5.1b]
10 + 0.13 ⋅ CN(II)
Sulla base dello ietogramma di pioggia lorda h(t) già assegnato in Tabella IV.1;
per ciascun istante temporale si determini la precipitazione cumulatdella pioggia lorda
P(t) sommando al contributo relativo all’istante corrente quello di tutti gli istanti
temporali antecedenti.
B.
Successivamente, determinare l'andamento temporale della precipitazione cumulata
netta PN(t) con il metodo CN-SCS utilizzando la relazione seguente:
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PN (t ) =
(P(t) − Ia )2
P(t ) − Ia + S
(mm)
per qualunque t per cui si ha P(t) ≥ Ia
[5.2]
nella quale, come è noto:
S è il massimo volume specifico ritenibile dal terreno in condizioni di
saturazione (espresso in mm) dato dalla relazione:
25400 −254 ⋅ CN
(mm)
[5.3a]
S=
CN
-
Ia è l'altezza di infiltrazione iniziale (in mm)
Ia = 0.2 S (mm)
[5.3b]
Determinati i valori di S e Ia relativi al bacino in studio, la tabella di calcolo nel foglio
elettronico è quindi costituita dalle seguenti colonne.
Tempo
(decimale)
ore
Cumulata di
Pioggia lorda pioggia lorda
Intensità di pioggia
lorda
Cumulata di
differenza pioggia netta
h(t)
P(t)
i(t)
P(t)-Ia
Pn(t)
mm
mm
mm/ora
mm
mm
Tem po
Pioggia netta
hn(t)
ore
mm
Il calcolo della cumulata della pioggia netta PN(t), effettuato mediante la relazione
[5.2], deve essere eseguito per ciascun istante temporale ∆t dell’evento.
Si ricorda che una precipitazione genera deflusso a condizione che il volume idrico
potenzialmente ritenibile dal terreno sia stato saturato.
Questa condizione si esprime, istante per istante, applicando la relazione [5.2] quando
P(t) > Ia e ponendo PN(t)=0 per gli altri istanti in cui P(t) ≤ Ia.
Determinata la PN(t) per ciascun istante temporale, si calcoli l’altezza di pioggia
relativa all’intervallo ∆t di riferimento sottraendo al valore della pioggia cumulata
quello relativo della cumulata all'intervallo precedente:
hN(t) =PN(t) - PN(t-1)
[5.4]
C) Sulla base dei risultati ottenuti, disegnare lo ietogramma della precipitazione lorda
h(t) e della precipitazione netta hN(t) calcolata con il metodo CN-SCS per tutta la
durata dell’evento considerato.
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