8.6 wfiuh
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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
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph
Riccardo Rigon
!5
La f
un
zio
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risc
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Rin
ald
o
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l., 1
99
5
LA FUNZIONE DI AMPIEZZA - WGIUH
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph
Riccardo Rigon
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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
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Analisi Idrologica Distanze riscalate - Cismon
Cismon: distanze riscalate per deflusso superficiale e subsuperficiale per saturazione del bacino del 40%.
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph
Rin
ald
o e
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gau
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the
shap
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Res
ou
r. R
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19
95
S. Franceschi e A. Antonello
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Istogramma della funzione di ampiezza per il delusso superficiale relativo a una
saturazione del bacino del 40%.
Analisi Idrologica Distanze riscalate - Cismon
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph
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
Aggiungendo la Diffusione
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph with Diffusion
Riccardo Rigon
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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
Aggiungendo la Diffusione
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph with Diffusion
Riccardo Rigon
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Simulazione di un idrogramma
Width (function) Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph with Diffusion
Riccardo Rigon
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Buoni risultati Fort Cobb, OK USA
05/26/2008
Aft
er P
erat
hon
er, 2
01
1Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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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
Results with Peakflow
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
Results with Peakflow
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.
Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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Good results Fort Cobb, OK USA
05/26/2008
Aft
er P
erat
hon
er, 2
01
1Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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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
Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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Aft
er P
erat
hon
er, 2
01
1
Less good result Passirio, Italy 23/07/2008
Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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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
Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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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.
Results with Peakflow
Riccardo Rigon
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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
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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]
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
EFFETTI GEOMORFOLOGICI
Geomorfologia e Risposta idrologica
E[t] =< xh >
uh+
< xc >
uc
velocità dell’acqua nei versanti
lunghezza media dei versanti
Riccardo Rigon
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Contano di più i versanti o i canali ? Dipende dalle condizioni di saturazione del
bacino
EFFETTI GEOMORFOLOGICI
Geomorfologia e Risposta idrologica
E[t] =< xh >
uh+
< xc >
uc
velocità dell’acqua nei canali
lunghezza media dei canali
Riccardo Rigon
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Contano di più i versanti o i canali ? Dipende dalle condizioni di saturazione del
bacino
EFFETTI GEOMORFOLOGICI
Geomorfologia e Risposta idrologica
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
Geomorfologia e Risposta idrologica
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 ?
LA DISPERSIONE GEOMORFOLOGICA
Geomorfologia e Risposta idrologica
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
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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.
LA DISPERSIONE GEOMORFOLOGICA
Geomorfologia e Risposta idrologica
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.
LA DISPERSIONE GEOMORFOLOGICA
Geomorfologia e Risposta idrologica