8.6 wfiuh

Riccardo Rigon

WFIUHT

he

Gre

at W

ave

off

Kan

agaw

a, H

oku

sai

18

23

Riccardo Rigon

!2

Kirkby, 1967; Rinaldo, Rigon e Marani, Geomorphological dispersion, Water Resour. Res., 1991

LA FUNZIONE DI AMPIEZZA è il numero di siti posti a distanza uguale

dall’uscita misurando la distanza lungo la rete

La partizione del bacino basata sulla funzione di ampiezza

Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph

Riccardo Rigon

!3

Kirkby, 1967; Rinaldo, Rigon e Marani, The geomorphological dispersion, Water Resour. Res., 1991

Modello Cinematico


Riccardo Rigon

!4

Mancano un po’ di formule qui

Riccardo Rigon

!5

La f

un

zio

ne

di

amp

iezza

risc

alat

a,

Rin

ald

o

et a

l., 1

99

5

LA FUNZIONE DI AMPIEZZA - WGIUH


Riccardo Rigon

!6

Qui non si spiega perche’ si sceglie solo una parte dell’area satura.

Comuque arrivati qui, sono gia’ quasi passate 2 h ! anche senza il dettaglio della partizione del bacino.

Riccardo Rigon

!7

Determinazione della precipitazione efficace

Riccardo Rigon

!8

Analisi Idrologica Distanze riscalate - Cismon

Cismon: distanze riscalate per deflusso superficiale e subsuperficiale per saturazione del bacino del 40%.


Rin

ald

o e

t al

., C

an o

ne

gau

ge

the

shap

e of

a b

asin

?, W

ater

Res

ou

r. R

es.,

19

95

S. Franceschi e A. Antonello

!9

Istogramma della funzione di ampiezza per il delusso superficiale relativo a una

saturazione del bacino del 40%.

Analisi Idrologica Distanze riscalate - Cismon


Riccardo Rigon

!10

10%


Riccardo Rigon

!11

30%


Riccardo Rigon

!12

80%


Riccardo Rigon

!13

Aggiungendo la Diffusione

Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph with Diffusion

Riccardo Rigon

!14

Dall’approccio cinematico all’approccio diffusivo Mesa e Mifflin, 1986; Rinaldo et al., 1991



Riccardo Rigon

!15

L’idrogramma istantaneo ottenuto a partire dalla funzione di ampiezza riscalata dipende da 4 parametri:

1/2 - Le 2 celerità (del deflusso nei versanti -uh - e nei canali - uc)

3 - Il coefficiente di diffusione D

4 - La frazione di area satura all’inizio dell’evento, q



Riccardo Rigon

!16

Simulazione di un idrogramma


Riccardo Rigon

!17

Buoni risultati Fort Cobb, OK USA

05/26/2008

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1Results with Peakflow

Riccardo Rigon

!18

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1

Risultati meno buoni* Little Washita, OK

19/06/2007

* Sul Little Washita ne abbiamo avuti anche di buoni

Results with Peakflow

Riccardo Rigon

!19

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1

Risultati meno buoni Passirio, Italy 23/07/2008


Riccardo Rigon

!20

Osservazioni

Il grande trucco è stato che: il coefficiente di runoff è stato assegnato a

posteriori:

Fort Cobb <- 0.14

Little Washita <- 0.7

Passirio <- 0.2


Riccardo Rigon

!21

Osservazioni

It seems that in some situations there is a delayed production of runoff which

produces large recession curves with local maxima of discharges that do not

correspond to rainfall impulses. Therefore the “tricky runoff coefficient” could

be different from surface and subsurface flows. In the case of Passirio, it could

be snow melting.

PBIAS is always negative, meaning that a systematic underestimation of flow

discharge.


Riccardo Rigon

!22

Good results Fort Cobb, OK USA

05/26/2008

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1Results with Peakflow

Riccardo Rigon

!23

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1

Less good result* Little Washita, OK

19/06/2007

* On Little Washita we had also good results


Riccardo Rigon

!24

Aft

er P

erat

hon

er, 2

01

1

Less good result Passirio, Italy 23/07/2008


Riccardo Rigon

!25

Observations

There was a big trick: the runoff coefficient was estimated “a -priori”

and was:

Fort Cobb <- 0.14

Little Washita <- 0.7

Passirio <- 0.2


Riccardo Rigon

!26

Observations

It seems that in some situations there is a delayed production of runoff which

produces large recession curves with local maxima of discharges that do not

correspond to rainfall impulses. Therefore the “tricky runoff coefficient” could

be different from surface and subsurface flows. In the case of Passirio, it could

be snow melting.

PBIAS is always negative, meaning that a systematic underestimation of flow

discharge.


Riccardo Rigon

!27

Questions

•How, the hell, can you estimated that damned runoff coefficient ?

A fourth set of questions

•Is there really there the minimal information for forecasting floods or can we do even better ?

•We used everywhere (with some tricks but with ) with success. Why we did not systematize the parameters choice ?

•Can we modify the model structure to include spatial variability of storms ?

•Which storms should be use for envisioning extreme events ?

Riccardo Rigon

!28

D’O

dori

co e

Rig

on

, 20

03

La diffusione rimane importante nella determinazione del coefficiente di

forma (skewness) dell’idrogramma (Botter e Rinaldo, 2003).

EFFETTI GEOMORFOLOGICI

Geomorfologia e Risposta idrologica

E[t] ⇠ DCuc

A1��T + E[th]

Valore atteso del tempo di residenza nel bacino

Valore atteso del tempo di residenza nei versanti

Riccardo Rigon

!29

D’O

dori

co e

Rig

on

, 20

03

La diffusione rimane importante nella determinazione del coefficiente di

forma (skewness) dell’idrogramma (Botter e Rinaldo, 2003).



E[t] ⇠ DCuc

A1��T + E[th]

Densità di drenaggio per costante

Velocità dell’acqua nei canali

Esponente di scaling delle aree

Riccardo Rigon

!30

Contano di più i versanti o i canali ? Dipende dalle condizioni di saturazione del

bacino



E[t] =< xh >

uh+

< xc >

uc

velocità dell’acqua nei versanti

lunghezza media dei versanti

Riccardo Rigon

!31


bacino



E[t] =< xh >

uh+

< xc >

uc

velocità dell’acqua nei canali

lunghezza media dei canali

Riccardo Rigon

!32


bacino



E[t] =< xh >

uh+

< xc >

uc

tempo medio di residenza medio nei canali

tempo di residenza medio nei versanti

Riccardo Rigon

!33

La dispersione geomorfologica: ovvero conta di piu’ l’eterogeneità della dinamica o la struttura dei percorsi ?

LA DISPERSIONE GEOMORFOLOGICA


V ar[t] =2 Dc < xc >

u

3c

+2 Dh < xh >

u

3h

+V ar[xc]

u

2c

+V ar[xh]

u

2h

�t :=p

V ar[t]

Dispersione idrodinamica nei canali

Dispersione idrodinamica nei versanti

Varianza della lunghezza dei canali

Varianza della lunghezza dei canali

Riccardo Rigon

!34

La dispersione geomorfologica: ovvero conta di piu’ l’eterogeneità della dinamica o la struttura dei percorsi ?



V ar[t] =2 Dc < xc >

u

3c

+2 Dh < xh >

u

3h

+V ar[xc]

u

2c

+V ar[xh]

u

2h

�t :=p

V ar[t]

Dispersione idrodinamica

Dispersione geomorfologica

Riccardo Rigon

!35

L’analisi sui fiumi e torrenti naturali sembra dimostrare che il termine

geomrfologico è dieci volte più grande del termine dinamico.

Ciò comporta che anche un modello con una idrodinamica semplificata (senza

dispersione) è generalmente in grado di riprodurre l’onda di piena con buona

approssimazione.



Riccardo Rigon

!36

Contano di più i versanti o i canali: dipende dalla grandezza del bacino,

anche per quanto riguarda le varianze ! C’e’ un trade-off tra saturazione

iniziale del bacini e lunghezza dei canali.



Riccardo Rigon

!37

Calcolo delle portate


Riccardo Rigon

!38



Riccardo Rigon

!39

Template

3h

4h

10h



Riccardo Rigon

Grazie per l’Attenzione

8.6 wfiuh

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