Università di Camerino Scuola di Scienze Ambientali Tel ...scienzeambientali.unicam.it/matdid/idrogeologia/lez3.pdf · Il galleggiante, solidale con il cursore del potenziometro,

Marco Materazzi

Università di Camerino

Scuola di Scienze Ambientali

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Materazzi M. - Corso “Idrogeologia”: Lezione 3 – Il bilancio idrologico

A meno di particolari situazioni locali le componenti principali del bilancio idrologico sono essenzialmente quattro

• Evaporazione ed Evapo-Traspirazione

• Precipitazione• Infiltrazione• Ruscellamento


Il i l id l i è tt til tit ti t bb tIl ciclo idrologico è un concetto utile, ma quantitativamente abbastanza vago

L’EQUAZIONE IDROLOGICA invece (espressione più generale di un BILANCIO IDROLOGICO) è il valido mezzo per quantificare il ciclo idrologico

P ò id t li i d ll l di i diPuò essere considerata come una semplice espressione della legge di conservazione di massa

INFLOW – OUTFLOW = Changes in Storage

I - O = ΔSINPUT

1. precipitazioni

OUTPUT

1. evaporazione di acque superficiali1. precipitazioni

2. corsi d’acqua ed acque di ruscellamento superficiale

3. acque sotterranee da aree esterne al sistema considerato

2. evapotraspirazione

3. runoff di acque superficiali

4. fuoriuscita di acque sotterraneeconsiderato

4. immissioni artificiali tramite acquedotti e canali5. captazioni artificiali tramite acquedotti e canali

CHANGES IN STORAGE: cambiamenti in volume di

1 acque superficiali di torrenti fiumi laghi1. acque superficiali di torrenti, fiumi, laghi….

2. umidità del suolo nella zona vadosa

3. ghiaccio e neve sulla superficie

4. immagazzinamento in depressioni temporanee4. immagazzinamento in depressioni temporanee

5. acqua sulla superficie delle piante

6. acqua sotterranea sotto la tavola d’acqua


Il 9 % delle precipitazioni totali della terra ricade su aree continentali laddove le condizioniclimatiche permettono la formazione di precipitazioni. Lo sbilancio tra evaporazione eprecipitazione è ciò che alimenta il ruscellamento superficiale ed il deflusso sotterraneoprecipitazione è ciò che alimenta il ruscellamento superficiale ed il deflusso sotterraneo

Sebbene si applichi il principio di conservazione di massa il bilancio tuttavia si esprime involumi, il che significa che si assume che la densità dell’acqua sia costante (1000 kg/m3 a, g q ( g4°C)

Il tempo di riferimento per il bilancio è generalmente l’anno (anno medio riferito ad unperiodo normalmente di 20 30 o 50 anni)periodo normalmente di 20, 30 o 50 anni)- 30 anni tengono conto in maniera sufficiente delle variazioni pluriennali dei parametriidrologici.- Gli afflussi meteorici sembrano seguire cicli con periodo circa decennale.g p

E’ difficile misurare tutti i parametri di un bilancio idrologico. I termini del bilancio che non si possono calcolare sono spesso valutati per differenza.Precipitazioni ed Evapotraspirazione sono i termini usualmente calcolati data la disponibilitàPrecipitazioni ed Evapotraspirazione sono i termini usualmente calcolati, data la disponibilità di misure reali.


Concetti di:

Umidità assoluta (g/mc)

Umidità di saturazione (g/mc)

EVAPORAZIONE legata a:

Radiazione solare (1 langley= 1 cal/cm2)

(nel S.I. si usa il j m2 = 4.184 10-4 langleys)

Influenzata da:Umidità di saturazione (g/mc)

Umidità relativa (%)

Dew Point (Temperatura di rugiada)

Influenzata da:

Vento

Temperatura

?

Lo strumento più usato è

l’EVAPORIMETRO A BACINELLA (LAND PAN –CLASS A)


L'umidità assoluta (UA) esprime la densità del vaporeacqueo in una massa d'aria umida (miscela vaporeacqueo-aria)Più precisamente, essa misura quanti grammi di vaporeacqueo sono presenti in 1m3 d'aria umida a una dataacqueo sono presenti in 1m3 d aria umida, a una datatemperatura e una data pressione.

In meteorologia con l'espressione temperatura dirugiada (dew point) si intende la temperatura allaquale, a pressione costante, l'aria (o, più precisamente,

L'umidità relativa (UR) è una quantità usata permisurare l'umidità presente nell'aria. Essa indica ilrapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuto

quale, a pressione costante, l aria (o, più precisamente,la miscela aria-vapore) diventa satura di vapore acqueo

pp p q pda una massa d'aria e la quantità massima (cioè asaturazione) che il volume d'aria può contenere nellestesse condizioni di temperatura e pressione. Laquantità di vapore che può essere contenuta da unamassa d'aria diminuisce al diminuire della temperaturamassa d aria diminuisce al diminuire della temperatura,e diventa nulla a -40 °C.Alla temperatura di rugiada l'umidità relativa è perdefinizione del 100%

Esempio: se una massa d'aria ha una temperaturapropria, ad esempio, di 15 °C con una quantità diumidità relativa pari al 50%, affinché tale umiditàpossa raggiungere il 100% (saturazione) a pressionecostante, e, magari depositarsi (condensazione) sarà, , g p ( )necessario abbassare la temperatura della massad'aria, ad esempio, di 5 °C, portarla cioè da 15 °C a10 °C.


Lo psicrometro o igrometro è costituitoda due termometri affiancati, di cui uno èchiamato bulbo secco e misura latemperatura dell'aria, mentre l'altro,avvolto in una garza di cotone imbevutad'acqua, è chiamato bulbo umido emisura la temperatura dell'acqua amisura la temperatura dell acqua acontatto con l'aria (ovvero la temperaturadi bulbo umido): l'evaporazione dell'acquasottrae calore abbassandone latemperatura in misura inversamenteproporzionale all'umidità dell'aria. Lalettura contemporanea dei duetermometri permette di conoscere contermometri permette di conoscere conapposite tabelle o diagrammi l'umiditàrelativa e assoluta dell'aria




DESCRIZIONEDESCRIZIONEÈ costituito da una vasca, di forma circolare, dotata di un tubo di troppopieno, per il controllo del livello, e da un evaporimetro, situato all'internodella vasca.L'evaporimetro è formato da due cilindri sovrapposti: quello inferiore agiscecome pozzetto di calma ed ospita un galleggiante; quello superiore alloggiaun potenziometro lineare di precisione.La vasca, di acciaio inox, è montata su un supporto in legno di larice,verniciato di bianco; l'evaporimetro ha il pozzetto di calma ed il corpo inacciaio inox.acciaio inox.

FUNZIONAMENTOIl galleggiante, solidale con il cursore del potenziometro, si muove verso ilbasso al calare del livello dell'acqua provocando una deformazione delpotenziometro e di conseguenza un’uscita elettrica dal potenziometro,proporzionale ai millimetri d'acqua evaporata.

INSTALLAZIONE E MANUTENZIONEIl sensore di livello viene montato entro la vasca.La livellazione avviene per mezzo delle 3 viti di registro e viene effettuata inmodo che l’asse di scorrimento del galleggiante sia verticale.La distanza dalla centralina non deve superare i 500 metri.Il sensore non presenta deriva sistematica per invecchiamento e necessitadi un controllo annuale per la verifica del corretto funzionamento meccanicodi un controllo annuale per la verifica del corretto funzionamento meccanicodel galleggiante effettuabile direttamente su campo. È opportuno comunquepulire frequentemente la vasca da sporcizia, alghe, ecc.. (ad esempio consolfato di rame od un altro alghicida).


Per le superfici d’acqua aperte (bacini lacustri) spesso si possono utilizzare anche NOMOGRAMMI


E’ il processo attraverso il quale si ha passaggio di una certa quantità di acqua dalpassaggio di una certa quantità di acqua dal terreno all’atmosfera tramite la vegetazione.

E’ difficilmente stimabile ed è funzione di:

•Densità e dimensione e tipologia della copertura vegetale

•Stagioni e durata delle giornate

E’ limitata dalla disponibilità di acqua nel suolo, ovvero è funzione del PUNTO DI APPASSIMENTO (WILTING POINT) oltre il quale non c’è più passaggio di acqua alle radici delle piante.

La misura di questo parametro viene di solito stimata in laboratorio con l’ausilio di uno strumento chiamato FITOMETRO



Evaporazione :– Processo per il quale l’acqua è trasferita dalla superficie della terra (dal suolo

d li hi li idi) ll’ fe dagli specchi liquidi) all’atmosfera

Traspirazione:– processo per il quale l’acqua è trasferita dalla terra all’atmosfera attraverso le

Evapotraspirazione:

– processo per il quale l acqua è trasferita dalla terra all atmosfera attraverso le piante

Evapotraspirazione:– combinazione di evaporazione e traspirazione– difficili da valutare separatamente e quindi valutati in combinazione

Oltre agli altri che governano la sola evaporazione, i fattori che regolano l’evapotraspirazione sono:

· le caratteristiche fisiche del terreno le caratteristiche fisiche del terreno· il contenuto d'acqua nel terreno· lo sviluppo della vegetazione


La conoscenza dell’entità dell’evaporazione e della traspirazione è un dato importante per:

• la pianificazione dell’uso delle risorse idriche• il funzionamento dei serbatoi di accumulo• la generazione di energia idroelettrica• le pratiche agricole

» irrigazioneg» scelta delle colture

• la comprensione del funzionamento degli ecosistemi• le predizione dell’impatto del cambio climatico le predizione dell impatto del cambio climatico

EVAPOTRASPIRAZIONE EVAPOTRASPIRAZIONEEVAPOTRASPIRAZIONE POTENZIALE

EVAPOTRASPIRAZIONE REALE


CONCETTO DI CAPACITA’ DICONCETTO DI CAPACITA’ DI CAMPO: La capacità di campo o capacità idrica dicampo o capacità di ritenuta idrica (CC oCIC) è t t id l i d l tCIC) è una costante idrologica del terreno.Definisce il contenuto d'acqua nel terreno, intermini di umidità percentuale, in condizioniottimali per quanto riguarda il rapporto fra

i l t T li di i i iacqua e aria nel terreno. Tali condizioni siverificano quando il volume dei micropori(diametro inferiore a 8 μm) è interamenteoccupato dall'acqua mentre quello dei

i è i t t t d ll' imacropori è interamente occupato dall'aria.

La capacità di campo si assesta sui valori piùalti nei terreni argillosi o ricchi di humus e suquelli più bassi nei terreni pietrosi o sabbiosiquelli più bassi nei terreni pietrosi o sabbiosi,mentre ha valori intermedi nei terreni atessitura equilibrata e in quelli limosi.

L’acqua disponibile è espressa come una frazione del volume (0,20), come percentuale (20%), o come unaL acqua disponibile è espressa come una frazione del volume (0,20), come percentuale (20%), o come una quantità (in cm). Un esempio di frazione del volume sono i cm di acqua per cm di suolo. Se un suolo ha una frazione di acqua disponibile di 0,20, uno spessore di 25 cm contiene 5 cm di acqua disponibile (1 cm corrisponde a 100 m3/ha)


Il termine EVAPORASPIRAZIONE POTENZIALE (ETP) fu introdotto da Thornthwaite che ladefinì:

“l’altezza della lama d’acqua che evaporerebbe e traspirerebbe da un bacino idrografico sel’acqua disponibile nel terreno fosse sempre uguale alla capacità di campo”.

L’evapotraspirazione potenziale rappresenta quindi il limite superiore della evapotraspirazione

Tenendo conto che spesso non vi è acqua sufficiente nel suolo per soddisfare l’evaporazionepotenziale, il termine EVAPOTRASPIRAZIONE REALE (ETR) è usato per descrivere

“l’evapotraspirazione che realmente ha luogo”l evapotraspirazione che realmente ha luogo .

Essa dipende dalle caratteristiche del bacino, dalla T, ma anche dalla disponibilità di acqua,quindi dalle precipitazioni

Per la misura diretta dell’evapotraspirazione (reale e potenziale) si usano strumentiPer la misura diretta dell evapotraspirazione (reale e potenziale) si usano strumenti chiamati LISIMETRI


Evapotraspirazione reale e potenziale in aree caratterizzate da condizioni di clima generalmente umido (sinistra) e arido (destra)


Un lisimetro è un recipiente di elevato volumeriempito di suolo naturale e con vegetazione insuperficie, collocato in aperta campagna, e fornito dip , p p g ,sistema di drenaggio che permette di mantenere lecondizioni di umidità volute nel suolo e di misurare ilvolume drenato al fondo del recipiente.


Esistono due tipi di lisimetri:Esistono due tipi di lisimetri:Lisimetro a drenaggio totale (a, misura dell’evapotraspirazione reale)

Lisimetro a piano d’acqua costante (b, misura dell’evapotraspirazione potenziale), detto anche E iEvapotraspirometro


Un lisimetro prima del riempimento Veduta dall'alto dei lisimetri.


Gli strumenti descritti finora per la misura dell’evapotraspirazione, fornendovalori essenzialmente puntuali hanno scarsa applicabilità se non per areevalori essenzialmente puntuali, hanno scarsa applicabilità, se non per areeristrette e caratterizzate da omogeneità litologica e di copertura vegetale.

Per la stima indiretta dell’evapotraspirazione potenziale su aree più vaste, sipossono utilizzare diversi metodi, a seconda della disponibilità dei dati e dellaaccuratezza nelle stime che si vuol raggiungere.

I metodi attualmente più usuali sono:

•Metodo evaporimetrico•Metodo di Thornthwaite•Metodo di Turc•Metodo di Turc•Metodo FAO (Penman-Montieth)


Il metodo evaporimetrico consiste nel calcolare il valore di ETp per mezzod ll i d i b i ll di l A d ldella evaporazione osservata da un evaporimetro a bacinella di classe A delUS Weather Bureau:

ETp = ke EETp = ke EDove E è il tasso di evaporazione (in genere espressa in mm/giorno)osservato all’evaporimetro; ke è un coefficiente il cui valore dipende dallaumidità relativa media, dalla velocità del vento e dal tipo di coperturavegetale circostante. Le tabelle di seguito forniscono i valori da attribuire alcoefficiente ke a seconda della estensione della copertura vegetale, ovverodel terreno spoglio (sopravvento rispetto alla zona di riferimento); dell’umiditàrelativa calcolata come media del valore massimo e minimo; e della velocitàdel vento valutata come valore medio giornaliero.


Valori del coefficiente ke per il metodo evaporimetrico con condizioni di

terreno coperto

Valori del coefficiente ke per il metodo evaporimetrico con condizioni di

terreno spoglioterreno coperto terreno spoglio


La più usata e senza dubbio la più semplice da usare è la Formula empirica di Thornthwaite(1948), basata sulla relazione esponenziale esistente tra l’ETP e la temperatura media mensile

a

ITETP ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=1062.1

ETP= evapotraspirazione mensile (cm) calcolata in un mese di 30 giorni ed insolazione 12ore su 24

I ⎠⎝

T= temperatura media mensile in °C

a = parametro relativo al clima del luogo e funzione dell’INDICE TERMICO ANNUALE I

∑ ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

12 514.1TI ( ) ( )∑=

⎟⎠

⎜⎝1 5i ( ) ( ) 3927 10675107710179.0492.0 IIIa −− ×+×−+=


Nelle regioni temperate I varia da 10 ad 80 il che permette di valutare a priori che la differenza tra I2 e I3 varia poco nell’intervallo considerato. Per cui:

5.0016.0 += Ia

In alcuni casi è necessario che i valori di ETP per ogni mese siano corretti attraverso un coefficiente K che tiene conto del numero dei giorni del mese e del numero reale di ore diinsolazione nei giorni dello stesso mese

ETp = K * ETP K = N/12 * d/30

N = numero massimo delle ore di insolazione (da tabella)d = numero dei giorni nel mese

Free user-friendly softwares per il calcolo dell’ETP possono essere facilmente reperiti in rete

http://www.saecanet.com/20100716/saecanet_calculation_page.php?pagenumber=555

y p p p



Evapotraspirazione potenziale giornaliera (cm/mese) per mesi di 30 gg. con 12 ore/g di insolazione, in funzione della temperatura dell’aria (°Cfunzione della temperatura dell aria ( C colonna verticale) e dell’indice di calore annuo (I = °C1,514 valori orizzontali).


Indice termico mensile per temperature compreseIndice termico mensile per temperature comprese fra 0°- 40°C (metodo di Thornthwaite)

Nomogramma per il calcolo dell’ETP con il metodo di Thornthwaite


Nella sua versione semplificata consente di calcolare l’evapotraspirazionepotenziale media mensile basandosi sulla relazione esistente fra quest’ultimap qed alcuni elementi climatici quali T media e radiazione globale media (direttae diffusa)

( )5015

++

= gi

ip I

TTCE

Ti = temperatura media dell’aria riferita al mese iesimo

15+iT

Ig = radiazione incidente media di corta lunghezza d’onda

C = coefficiente pari a 0.37 per Febbraio e 0.40 per gli altri


Si tratta di un metodo di complessa applicazione ma più preciso dei precedenti in quanto prendeSi tratta di un metodo di complessa applicazione ma più preciso dei precedenti in quanto prendein considerazione molteplici variabili climatiche. Il modello di Penman (1948) considerava levariabili relative all'apporto energetico e al trasporto turbolento dell'aria. La modifica introdotta daMonteith (1965) tiene conto anche del complesso meccanismo che regola il passaggio delvapore acqueo dal mesofillo, attraverso gli stomi all'atmosfera, applicando un modellosemplificato riassunto da due variabili, rispettivamente la resistenza degli stomi e la resistenzaaerodinamica. La FAO ha ulteriormente rimodulato il metodo definendo le caratteristichemorfologiche e fisiologiche della coltura di riferimento in modo da ottenere per le variabili dimorfologiche e fisiologiche della coltura di riferimento in modo da ottenere per le variabili diresistenza un modello ripetibile in differenti contesti.Può essere così schematizzata:

( ) ( )resistenze

ventoenergiasolarenettoflussoETP ⋅+⋅⋅=


L’equazione di Penman-Montieth è la seguente:

-λ è il calore latente di evapotraspirazione (espresso in MJ/Kg);p p ( p g);-∆ è il coefficiente di correlazione fra la pressione di vapore saturo e la temperatura (KPa/°C); -Rn è la radiazione solare netta (MJ/m2/d); G è il fl di l l t (MJ/ 2/d)-G è il flusso di calore nel terreno (MJ/m2/d);

-ρa è la densità dell'aria (Kg/m3); -cp è il calore specifico dell'aria (KJ/Kg/°C); e è la tensione di vapore saturo dell'aria (KPa);-es è la tensione di vapore saturo dell aria (KPa);

-ea è la tensione di vapore dell'aria (KPa); la differenza esprime il deficit di saturazione; -ra è la resistenza aerodinamica al flusso di vapore (m/s); -rs è la resistenza degli stomi al flusso di vapore (m/s); s g p ( );-γ è la costante psicrometrica (in KPa/°C).ù

L'equazione di Penman-Monteith si è rivelata valida in molti ambienti, con un margine d'errore del 10%, e laFAO raccomanda questo metodo per stimare l'evapotraspirazione potenziale e per determinare i coefficienticolturali da applicare per estrapolare l'evapotraspirazione effettiva. Il limite operativo del metodo sta nellanecessità di disporre di una stazione di rilevamento agrometeorologico nell'ambiente di applicazione


EVAPORIMETRO: Applicabile solo con strumento installato nell’area di studiodi studio

THORNTHWAITE: Non tiene t d ll diconto della presenza di

vegetazione ma necessita di pochi dati. Buoni risultati su valori annualiannuali

FAO (PENMAN-MONTIETH): St d d li ll di l tti iStandard a livello mondiale; ottimi risultati ma necessita di un gran numero di dati meteorologici.


Valori tipici di ETP in mm/giorno per differenti zone climatiche e range di temperatura

ETP - Gennaio 2004 ETP - Luglio 2004


Per il calcolo dell’ETR le formule più usate sono essenzialmente due, quella di COUTAGNE (1956) e quella di TURC (1948)

I t tti d i i l li ità è ll di d l t id l’ lt t t l diIn tutti e due i casi la semplicità è quella di dover solamente considerare l’altezza totale di precipitazione annuale e la temperatura media dell’aria.

F l di 2λ 1Formula di Coutagne

2PPETR λ−=

P( )T14.08.0

1+

=λ

Formula di Turc 2

90 PPETR+

=305.015300 TTL ++=

I l h t ti t di ti f tt i di

29.0L

+

In qualche caso sono stati studiati fattori di correzione per particolari ambienti (Santoro, 1970 per ambiente siciliano)

305.010586 TTL +−=


Quando i dati lo consentono è necessario però operare la correzione delle temperaturein funzione delle precipitazioni medie mensili per tener conto dell’umidità dell’aria chein funzione delle precipitazioni medie mensili per tener conto dell umidità dell aria cheinfluisce sul potere evaporante dell’atmosfera. Quindi

Tp=temperatura fittizia media annua corretta in funzione delle precipitazioni

305.015300 pp TTL ++=

Pi = precip. mensili (anno idrologico) o medie mensili (piùi) i /∑ TPT ii anni) in mm/a

Ti = temp. medie mensili (stesso periodo di riferimento per ilcalcolo di Pi

∑= PT ii

p

P = precipitazioni (mm/a) dell’anno o media degli anniidrologici di riferimento


ESERCIZIO

In base ai valori registrati della temperatura e delle precipitazioni presso la stazione n 4394 di S Eufemia (CZ) che si trova a quota 25 m s l mn.4394 di S.Eufemia (CZ), che si trova a quota 25 m s.l.m

1) Calcolare l'evapotraspirazione potenziale con la formula di Thornthwaite, considerando per d ed N i valori riportati nella tabella seguentep p g

2) Calcolare l'evapotraspirazione reale con la formula di Turc

Temperatura (°C)1984/85 24.9 20.6 14.9 12.4 9.9 10.7 8.7 14 16.6 22.2 25.8 26.7

1984/85 63.4 50 188.8 77.6 68.4 70.9 55.3 112.5 1.6 4.2 0 5.2 697.9 (in mm)Precipitazioni (mm)

1984/85 697.9 (in mm)

Sett. Ott. Nov. Dic. Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago.d 30 0 31 0 30 0 31 0 31 0 28 0 31 0 30 0 31 0 30 0 31 0 31 0d 30.0 31.0 30.0 31.0 31.0 28.0 31.0 30.0 31.0 30.0 31.0 31.0

N 12.5 11.4 9.8 9.5 9.8 10.0 12.4 13.4 15.1 15.2 15.4 14.3


Calcolo dell'ETP (soluzione)Sett. Ott. Nov. Dic. Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago.

I 11.37 8.53 5.22 3.96 2.81 3.16 2.31 4.75 6.15 9.55 11.99 12.63a 0.68 0.64 0.58 0.56 0.55 0.55 0.54 0.58 0.60 0.65 0.69 0.70ETP (cm) 13 29 12 29 11 45 11 28 11 28 11 26 11 36 11 37 11 64 12 63 13 54 13 80 1451 98 (in mm)

( )

ETP (cm) 13.29 12.29 11.45 11.28 11.28 11.26 11.36 11.37 11.64 12.63 13.54 13.80 1451.98 (in mm)K 1.04 0.98 0.82 0.82 0.85 0.77 1.06 1.12 1.30 1.27 1.32 1.23ETPr (cm) 13.82 12.07 9.39 9.21 9.56 8.72 12.09 12.74 15.15 16.04 17.91 16.97 1536.72 (in mm)

Sett. Ott. Nov. Dic. Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago.Tp 2.26 1.48 4.03 1.38 0.97 1.09 0.69 2.26 0.04 0.13 0.00 0.20 14.52L 593 90

Calcolo dell'ETR (soluzione)

L 593.90ETR (mm) 626.02 626.02 (in mm)


Con il termine “precipitazione meteorica” si intende il quantitativo di acqua che cade sulla terra sotto forma di pioggia, neve, grandine o nevischio.

Neve: Cristalli di ghiaccioNeve: Cristalli di ghiaccioGrandine: Grossi cristalli di ghiaccio

tra 5 e 125 mmNevischio: E’ generato dalNevischio: E generato dal

congelamento delle gocce di pioggia. Combinazione di pioggia e neve

Pioggia: Gocce di acqua allo stato liquido (0.5 - 7 mm)

La misura delle precipitazioni può essere fatta restituendo diversi parametri:

-Eccesso di precipitazione

-Intensità di precipitazione

-Andamento delle precipitazioni


L’eccesso di pioggia è la precipitazione che non si infiltra nel sottosuolo e diventa disponibile quale componente di rapido ruscellamento per il bacino


L’intensità di precipitazione è la velocità con la quale si manifesta una precipitazione, espressa in altezza di precipitazione/tempo (es: mm/h).

Esempio di carta dell’intensità oraria di precipitazione


L’andamento delle precipitazioni nel tempo viene illustrato mediante grafici chiamati idrogrammi

Uno Ietogramma è la rappresentazione, in istogramma, delle altezze di pioggia precipitate in intervalli regolari di tempo; se l’intervallo scelto è l’ora sull’asse delle ordinate si potranno leggere direttamente le intensità di pioggia

DATI PLUVIOMETRICI SETTIMANALI

37 0 39,2

64,459,665,8

40,0050,0060,0070,00

piog

gia

9,2

37,034,4

5,6

24,0

0 0

32,8

24,6

16,822,0

0 0

11,811,2

20,4

6,4

13,0

5,20 80 0

13,6

2,20 00 00 04,2

0 00 0

10,65,6

24,6

7,89,6

0 0

35,0

0 6

22,2

0 21 4

17,8

0 00 00 01,0

20,4

0,0

2,05,01,8

4,2

0 0010,0020,0030,00

,

mm

di p

0,0 0,0 0,80,0 , 0,00,00,0 0,00,0 0,0 0,6 0,21,4 0,00,00,00,00,00

04/11

/2005

25/11

/2005

16/12

/2005

06/01

/2006

27/01

/2006

17/02

/2006

10/03

/2006

31/03

/2006

21/04

/2006

12/05

/2006

02/06

/2006

23/06

/2006

14/07

/2006

03/08

/2006

24/08

/2006

14/09

/2006

05/10

/2006

26/10

/2006

tempo


Le precipitazioni possono cadere con differenti andamenti temporali e spaziali che influenzano la risposta idrologica del bacino. Per esempio una pioggia può:• essere uniforme sull’intero bacino

• risalire un bacino

di d b i• discendere un bacino

• incidere solo su una porzione del bacino

Per quanto riguarda la misura delle precipitazioni, i principali parametri da considerare sono:- Pioggia Cumulata = totali giornalieri o totali per evento (mm)

- Intensità di pioggia = velocità di precipitazione (mm/h o mm/g)

- Durata = durata dell’evento piovoso (ore o giorni)- Durata durata dell evento piovoso (ore o giorni)

I dati recepiti dalle stazioni pluviometriche vengono raccolti e ordinati negli Annali idrologiciI dati recepiti dalle stazioni pluviometriche vengono raccolti e ordinati negli Annali idrologici.


Pioggia Cumulata - totali giornalieri o totali per evento (mm)


Intensità di pioggia = velocità di precipitazione (mm/h o mm/g)


Durata = durata dell’evento piovoso (ore o giorni)


Il pluviometro (o pluviografo) è lo strumento utilizzatoi l tità di i i d t E f tper misurare la quantità di pioggia caduta. Esso fa parte

della dotazione di strumenti principali di una comunestazione meteorologica.Il pluviometro, per poter registrare correttamente il livellop , p p gdelle precipitazioni, deve essere installato in un luogoaperto e libero da ostacoli. Come già detto, i datiregistrati dalle stazioni pluviometriche vengono raccolti eordinati negli annali idrologiciordinati negli annali idrologici.

Un pluviografo a doppia vaschetta basculante tipo SIAP UM8150


Schema di pluviografo a bascula Schema di pluviografo a sifone




La stazione meteorologica di Milano Linate è la stazione meteorologica di riferimento per il Servizio Meteorologico dell'Aeronautica Militare e per l'Organizzazione Mondiale della Meteorologia,

relativa alla città di Milano e omologata dal 1951


Un problema che sovente si verifica è quello di ricostruire il dato pluviometrico mancante in una o più stazioni per il rilevamento dell’altezza di pioggia in conseguenza o di un malfunzionamento dello strumento o per assenza dell’operatore. Si utilizza una semplice equazione:

⎤⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++= C

C

ZB

B

ZA

A

Zz P

NNP

NNP

NNP

31

Pz=valore cercato

⎦⎣ CBA NNN3

N= valore medio (A,B,C= stazioni limitrofe di riferimento

P= valore effettivo

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Università di Camerino Scuola di Scienze Ambientali Tel ...scienzeambientali.unicam.it/matdid/idrogeologia/lez3.pdf · Il galleggiante, solidale con il cursore del potenziometro,