1 XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000 Genova, 12-15 settembre 2000...
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1XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI IDRAULICHE - IDRA2000IDRAULICHE - IDRA2000
Genova, 12-15 settembre 2000Genova, 12-15 settembre 2000
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Lectures Lectures
onon
Hydrologic Modelling of Hydrologic Modelling of Extreme FloodsExtreme Floods
Mauro Fiorentino
Grand Combin Summer School
on
Physics and Predictability of Rainfall and Floods"
Saint-Oyen
(Valle d’Asta, Italy)
June 26 – July 5 2002
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Problems related to the use of pure statistical methods
• Lack of observations of extreme events (crucial for the estimation of high return periods)
• flood risk evaluation in ungauged basins
• uncertainty in the individuation of homogeneous regions
•
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Parameter estimation technique
at site or regional
Hydrometric information Pluviometric Information Phisical Information (base processes) Geology Climate
Vegetation
StochasticModel
Estimation schemes
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Parameter estimation technique
at site or regional
Hydrometric information Pluviometric Information Phisical Information (base processes) Geology Climate
Vegetation
StochasticModel
How to improve it?
Estimation schemes
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Base processes information
Hydrometric information Pluviometric Information Geology Climate Vegetation
StochasticModel
Parameter estimation technique
at site or regional
Estimation schemes
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One possible solution:
Theoretical models for derivationof flood frequency distribution
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a = variable contributing
area
Two random variables::
The variable contributing area the peak runoff per unit
contributing area
p(ua )p(a )
uaa
(a)
time
ia,
f
fa
i
(a) = the lag time of the area a
f = hydrologic loss rate
fa =loss rate significant to peak
i = rainfall intensity
Q = ua a
ua = ( ia, - fa )
= routing coefficient
= (a)= 1 a= critical duration
The routing model:
Summarizing
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CDF of flood annual maxima
PDF of contributing area
0 500 1000 150010
0
101
102
Q
T
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2x 10
-3
a
f(a)
0 200 400 600 80010
0
101
102
Q
T
0 100 200 300 400 5000
1
2
3
4
5x 10
-3
a
f(a)
Bradano-San Giuliano
Bradano-P.te ColonnaCDF of flood annual maxima
PDF of contributing area
Sample application
of the theoretical
model
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Basento - Menzena
Sinni - Valsinni
0 200 400 600 800 1000 120010
0
101
102
Q
T
0 500 1000 150010
0
101
102
Q
T
0 500 1000 15000
1
2
3
4x 10
-3
a
f(a)
0 500 1000 15000
1
2
3
4x 10
-3
a
f(a)
CDF of flood annual maxima
PDF of contributing area
CDF of flood annual maxima
PDF of contributing area
Sample application of the theoretical
model
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Non linearity causes
0 500 1000 15000
1
2
3
4x 10
-3
a
f(a)
0 500 1000 1500 20000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2x 10
-3
a
f(a)
For rainfall intensity below a certain threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Dunne’s type
For rainfall intensity above that threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Horton’s type
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Log T
Q/E[Q]arido
umido
Cv
(grande impatto tecnico)