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Linee guida per la verifica e valutazione delle portatee degli idrogrammi di piena nei piani di bacino regionaliB.2. Siti fluviali dotati di misure idrometrografiche: metodi direttiSe si dispone nel sito in esame di dati osservati di portata idrica in continuo per unperiodo di tempo sufficientemente prolungato, possono essere implementati i seguentimetodi diretti.B.2.1.Metodo probabilisticoNell’Allegato Tecnico viene descritto un metodo diretto per la determinazione diidrogrammi di piena di assegnato periodo di ritorno a partire dalla distribuzione diprobabilità congiunta delle variabili “portata al colmo di piena” (indicata nel seguito conQ) e “volume di piena” (indicato nel seguito con V). Questo metodo è in grado dirappresentare la complessità del fenomeno di piena che si manifesta con un’ampiagamma di eventi caratterizzati da portata al colmo e volume di piena mutuamentevariabili tra loro in senso probabilistico (v. Figura B.2.1).Realizzazioni (Q,V)Q50V50Tr(Q,V)=50anniTr(Q,V|Q
Linee guida per la verifica e valutazione delle portatee degli idrogrammi di piena nei piani di bacino regionalicongruo campione di osservazioni sperimentali, in modo da poter identificare e stimareun modello probabilistico idoneo a descrivere le statistiche congiunte di Q e V. Giocaquindi un ruolo essenziale la corretta identificazione dell’evento di piena e delle suecaratteristiche salienti, Q e V.L’analisi dei dati idrometrici richiede la definizione a priori degli istanti iniziale e finaledell’evento di piena, in quanto essi determinano l’entità del volume idrico associatoall’evento stesso. La maggior difficoltà riguarda la determinazione dell’istante finale, inquanto l’inizio dell’evento di piena è contraddistinto, in genere, da una rapida risalitadell’idrogramma e, quindi, da un improvviso elevato gradiente positivo di portata. Inprima approssimazione, si può determinare l’istante finale in modo assai semplice,assumendo che tale istante venga identificato da un valore di portata pari a quellorelativo all’istante iniziale scelto. In pratica, una volta individuato l’istante iniziale, cui èassociata una portata pari a q i , si considera quale istante finale quello per il quale laportata di esaurimento nel ramo discendente dell’idrogramma, q f , eguaglia q i . Se talecriterio è ragionevolmente adatto a rappresentare le piene nei piccoli bacini montani,all’aumentare della dimensione del bacino gli effetti di esaurimento possono diventareassai rilevanti. In questo caso, bisogna identificare sul ramo discendentedell’idrogramma l’esaurirsi della fase superficiale di deflusso, che si attua sia perruscellamento superficiale diretto, sia per deflusso subsuperficiale rapido.Una volta scelto il criterio per la determinazione degli istanti di inizio e fine degliidrogrammi, è possibile, a partire da un numero sufficiente di anni di osservazione,ricavare una serie storica di coppie di valori di portata al colmo e volume di pienamassime annuali (serie AFS). In alternativa, alla serie AFS, si può prendere inconsiderazione la serie degli episodi di piena con portata al colmo superiore a unprefissato valore di soglia (serie POT o PDS). Sia la serie AFS che la PDS permette distudiare sia la distribuzione di probabilità delle due variabili considerate separatamente(distribuzione marginale) che la distribuzione congiunta di entrambecontemporaneamente (distribuzione congiunta). La scelta tra l’approccio AFS e quelloPDS dipende dalla lunghezza del campione disponibile, essendo la PDS preferibilequando si dispone di un numero non troppo elevato di anni di osservazione.La distribuzione di probabilità congiunta consente di tenere conto della mutuadipendenza che lega la portata al colmo e il volume di piena. Una volta identificato estimato il modello probabilistico, si possono generare, via simulazione Montecarlo,coppie di valori di portata e volume che, da un lato, rispettino le distribuzioni marginalidelle due variabili e, dall’altro, costituiscano due realizzazioni congiunte caratterizzateda una struttura di dipendenza stocastica coerente con quella osservata. In base a talivalori, si può quindi procedere alla costruzione di idrogrammi sintetici di progetto, apatto di fissarne la forma. La forma dell’idrogramma ha una importanza minore,relativamente a quella del valore della portata di picco e del volume. Esso può quindiessere scelto, per esempio, di semplice forma triangolare, oppure, in maniera tale chel’idrogramma unitario istantaneo coincida con quello relativo a un prefissato modelloconcettuale della trasformazione della pioggia netta in deflusso alveato.L’applicabilità pratica di questa metodologia è comunque assai limitata, per via dellanecessità di disporre di lunghe serie di osservazioni di portata in continuo (o almeno pergli eventi più significativi di ogni anno di osservazione) a fine scala temporale (oraria osuboraria in una situazione geografica come quella ligure).Documento 5.1Pagina 35 di 56
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