UNIVERSITA` DI CAGLIARI – FACOLTA` DI INGEGNERIA
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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. 1 per la giorni pioggia durata UNIVERSITA’ DI CAGLIARI – FACOLTA’ DI INGEGNERIA 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: 2 UNIVERSITA’ DI CAGLIARI – FACOLTA’ DI INGEGNERIA ESERCITAZIONI DI IDROLOGIA – NUOVO ORDINAMENTO Anno Accademico 2016/17 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. 3