Verbano 1998 monitoraggio
32
Il monitoraggio, un mezzo per la riduzione dei danni: previsioni in tempo reale della quota del Verbano Giorgio Salvadè 1 , Stefano Pisani 2 , Alberto Dei †2 1: Laboratorio Fisica Terrestre - DCT/DIE - SUPSI/Trevano-Manno 2: Istituto Scienze della Terra - SUPSI/Cadenazzo
-
Upload
giorgio-beatrizotti -
Category
Documents
-
view
263 -
download
0
Transcript of Verbano 1998 monitoraggio
Il monitoraggio, un mezzo per la
riduzione dei danni: previsioni in
tempo reale della quota del
Verbano
Giorgio Salvadè1, Stefano Pisani2,
Alberto Dei†2
1: Laboratorio Fisica Terrestre - DCT/DIE - SUPSI/Trevano-Manno
2: Istituto Scienze della Terra - SUPSI/Cadenazzo
Scopo
• Segnalazione tempestiva del pericolo di
esondazione del Verbano per minimizzare i
danni, tramite:
- monitoraggio in tempo reale della
situazione idrologica dei principali affluenti
del Verbano;
- previsioni meteorologiche (a causa delle
dimensioni ridotte del bacino)
Confronto pioggia-portata
4/9
/98 1
/00
4/9
/98 3
/00
4/9
/98 5
/00
4/9
/98 7
/00
4/9
/98 9
/00
4/9
/98 1
1/0
0
4/9
/98 1
3/0
0
4/9
/98 1
5/0
0
4/9
/98 1
7/0
0
4/9
/98 1
9/0
0
4/9
/98 2
1/0
0
4/9
/98 2
3/0
0
5/9
/98 1
/00
5/9
/98 3
/00
5/9
/98 5
/00
5/9
/98 7
/00
5/9
/98 9
/00
5/9
/98 1
1/0
0
5/9
/98 1
3/0
0
5/9
/98 1
5/0
0
5/9
/98 1
7/0
0
5/9
/98 1
9/0
0
5/9
/98 2
1/0
0
5/9
/98 2
3/0
0
6/9
/98 1
/00
6/9
/98 3
/00
6/9
/98 5
/00
6/9
/98 7
/00
6/9
/98 9
/00
6/9
/98 1
1/0
0
6/9
/98 1
3/0
0
6/9
/98 1
5/0
0
6/9
/98 1
7/0
0
6/9
/98 1
9/0
0
6/9
/98 2
1/0
0
6/9
/98 2
3/0
0
0
2
4
6
8
10
12
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Column D Column G
data
pio
gg
ia (
mm
/h)
po
rtata
(m
3/s
)
Schema dello sviluppo
• Rete di rilevamento e trasmissione in tempo
reale
• Gestione dei dati e loro rappresentazione
• Distribuzione areale delle piogge
• Scelta modello pioggiadeflusso
• Calibrazione
Posizione dei pluviometri e
dei limnigrafi
Rete attuale
Distribuzione delle piogge
portata in entrata portata in uscita
• Bacini imbriferi: pioggia deflusso
– depurazione delle piogge: metodo del CN
– convoluzione delle piogge: metodo di Nash
• Aste fluviali
– metodo di Muskingum
• Invasi di ritenzione
– integrazione con un metodo di Runge-Kutta
Depurazione: metodo del CN
Due parametri
• precipitazioni fino al ruscellamento
• CN:determina la capacità di campo
– varia da evento a evento
– deve essere determinato nel corso dell’evento
Convoluzione: metodo di Nash
• Due parametri
– n: numero di serbatoi lineari in cascata
– k: costante caratteristica del bacino
• Due effetti:
– laminazione
– sfasamento tra pioggia e idrogramma
• n, k variano poco da evento a evento
(identificati con gli eventi storici)
Aste fluviali: metodo di
Muskingum• Due parametri
– fattore di forma dell’invaso (non critico)
– tempo per percorre l’asta
• Identificati con gli eventi storici
Lago
A h ⋅dh
dt= I t −Q h t
• I(t): idrogramma totale
in entrata
• A(h): superficie
• Q(h(t)): portata in
uscita- dipende dal
livello
• integrazione con
Runge-Kutta
Modello bacino imbrifero
Verbano
Ticino-Bzo
ast a fluv.
AB
Verzasca
invaso
C Maggia
D Maggia-Toce
E To ce
F Toce-sbocco
G
H
J
K Ticino-Tresa
invaso Ceresio
Tresa-sbocco
Novembre 97
Inizio evento: 05.11.97 istante della previsione: 07.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.97 00:00 06.11.97 00:00 07.11.97 00:00 08.11.97 00:00 09.11.97 00:00 10.11.97 00:00
Data
Liv
ell
o d
el
lag
o (
m)
modello
misure
misure dopo previsione
Novembre 97
Inizio evento : 05.11.97 istante della previsione : 08.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.97 00:00 06.11.97 00:00 07.11.97 00:00 08.11.97 00:00 09.11.97 00:00 10.11.97 00:00
Data
Liv
ell
o d
el
lag
o (
m)
modello
misure
misure dopo previsione
Novembre 97
Inizio evento: 05.11.97 istante della previsione : 12.11.97:0200
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
05.11.97 00:00 07.11.97 00:00 09.11.97 00:00 11.11.97 00:00 13.11.97 00:00 15.11.97 00:00
Data
Liv
ell
o d
el
lag
o (
m)
modello
misure
misure dopo previsione
Novembre 97 (piogge effettive)
inizio evento: 05.11.97 istante della previsione: 08.11.97:0200 (piogge effettive)
192.0
192.2
192.4
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
5.11.97 0.00 6.11.97 0.00 7.11.97 0.00 8.11.97 0.00 9.11.97 0.00 10.11.97 0.00
data
live
llo
de
l la
go
(m
)
modello
misure
Aprile 98
• Uscita costante
– 180 m3/s
• Precipitazione
– prevista
• 240 Mm3
– misurata
• 353 Mm3
inizio evento: 02.05.98:0000 istante della previsione: 05.04.98:0200
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
193.8
194.0
2.4.98 0.00 3.4.98 0.00 4.4.98 0.00 5.4.98 0.00 6.4.98 0.00 7.4.98 0.00
data
live
llo
de
l la
go
(m
)
modello
misure
misure dopo previsione
istante della previsione
Pioggia prevista - effettiva
Bacino imbrifero Verbano
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
5.4
.98 2
.00
5.4
.98 6
.00
5.4
.98 1
0.0
0
5.4
.98 1
4.0
0
5.4
.98 1
8.0
0
5.4
.98 2
2.0
0
6.4
.98 2
.00
6.4
.98 6
.00
6.4
.98 1
0.0
0
6.4
.98 1
4.0
0
6.4
.98 1
8.0
0
6.4
.98 2
2.0
0
data
pio
gg
ia g
lob
ale
(m
igli
aia
m3)
Pr_T previsione
Pl_T effettiva
Pioggia totale prevista: 240'132 migliaia di m3
Pioggia totale effettiva: 353'501 migliaia di m3
Aprile 98
• Uscita costante
– 180 m3/s
• Precipitazione
– prevista
• 343 Mm3
– misurata
• 263 Mm3
inizio evento: 02.04.98:0000 istante della previsione: 06.04.98:0200
192.6
192.8
193.0
193.2
193.4
193.6
193.8
194.0
2.4.98 0.00 3.4.98 0.00 4.4.98 0.00 5.4.98 0.00 6.4.98 0.00 7.4.98 0.00 8.4.98 0.00
data
live
llo
de
l la
go
(m
)
modello
misure
misure dopo previsione
istante della previsione
Pioggia prevista - effettiva6/4
/98 2
/00
6/4
/98 3
/00
6/4
/98 4
/00
6/4
/98 5
/00
6/4
/98 6
/00
6/4
/98 7
/00
6/4
/98 8
/00
6/4
/98 9
/00
6/4
/98 1
0/0
0
6/4
/98 1
1/0
0
6/4
/98 1
2/0
06/4
/98 1
3/0
0
6/4
/98 1
4/0
0
6/4
/98 1
5/0
06/4
/98 1
6/0
0
6/4
/98 1
7/0
0
6/4
/98 1
8/0
0
6/4
/98 1
9/0
06/4
/98 2
0/0
0
6/4
/98 2
1/0
0
6/4
/98 2
2/0
06/4
/98 2
3/0
0
7/4
/98 0
/00
7/4
/98 1
/00
7/4
/98 2
/00
7/4
/98 3
/00
7/4
/98 4
/00
7/4
/98 5
/00
7/4
/98 6
/00
7/4
/98 7
/00
7/4
/98 8
/00
7/4
/98 9
/00
7/4
/98 1
0/0
0
7/4
/98 1
1/0
0
7/4
/98 1
2/0
07/4
/98 1
3/0
0
7/4
/98 1
4/0
0
7/4
/98 1
5/0
0
7/4
/98 1
6/0
07/4
/98 1
7/0
0
7/4
/98 1
8/0
0
7/4
/98 1
9/0
07/4
/98 2
0/0
0
7/4
/98 2
1/0
0
7/4
/98 2
2/0
07/4
/98 2
3/0
0
8/4
/98 0
/00
8/4
/98 1
/00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Bacino imbrifero VerbanoPr_T previsione Pl_T effettiva
data
pio
gg
ia g
lob
ale
(m
igli
aia
m3)
Settembre 93 (pioggia effettiva)
inizio evento: 22.09.93 istante della previsione: 24.09.93:1800 (piogge effettive)
193.0
193.5
194.0
194.5
195.0
195.5
196.0
196.5
197.0
22.9.93 0.00 23.9.93 0.00 24.9.93 0.00 25.9.93 0.00 26.9.93 0.00 27.9.93 0.00 28.9.93 0.00
data
live
llo
de
l la
go
(m
)
modello
misure
Categorie errori
• Errore di modello
– schematizzazione del bacino (CN+Nash)
• eventi storici delle portate dei fiumi : < 4%
• Errore delle previsioni
– calibrazione prima del picco
• eventi storici delle portate dei fiumi: ~ 6..8%
Settembre 93 - 23.09.93:1800
22/9/93 0/00 23/9/93 0/00 24/9/93 0/00 25/9/93 0/00 26/9/93 0/00 27/9/93 0/00 28/9/93 0/00
191.0
192.0
193.0
194.0
195.0
196.0
197.0
Column D Column F Column G
data
livell
o d
el
lag
o (
m)
Settembre 93 - 23.09.93:0000
22/9/93 0/00 23/9/93 0/00 24/9/93 0/00 25/9/93 0/00 26/9/93 0/00 27/9/93 0/00 28/9/93 0/00
191.0
192.0
193.0
194.0
195.0
196.0
197.0
198.0
Column D
Column F
Column G
Column H
data
livell
o d
el
lag
o (
m)
Categorie errori
• Errore di modello
– schematizzazione del bacino (CN+Nash)
• eventi storici delle portate dei fiumi : < 4%
• Errore delle previsioni
– calibrazione prima del picco
• eventi storici delle portate dei fiumi: ~ 6..8 %
– incertezza nella previsione di pioggia
• dopo 4-6 ore fattore preponderante
Prossimi lavori
• Scambio dati con regioni italiane
(pluviometri, limnigrafi e previsioni)
• Calibrazione bacino imbrifero della valle
del Toce e integrazione nel modello
previsionale
• Limiti di confidenza della previsione
• Visualizzazione previsione (lago,fiumi)
