Riassunto "Idrologia"

Idrologia

Distribuzione dell'acqua: il 97% dell'acqua sulla terra si trova nei mari e negli oceani quindi è acqua salata e non utilizzabile. Il 3% è utilizzabile ma solo lo 0,1% è utilizzabile direttamente mentre il restante deve essere depurato. L'acqua utilizzabile è data da flusso specifico fatto deflusso specifico (torrenti + precipitazioni) - afflussi e movimenti nel sottosuolo.

Ciclo idrologico: circolazione dell'acqua dovuta a: radiazioni solari (evaporazione), gravità (precipitazioni), capillarità (movimento nel sottosuolo).

Equazione di continuità: A = D = ΔW (h₁ = h₂)

Il sistema terra-atmosfera è formato da sei fasi: atmosfera, suolo (vegetali e coltivazioni), sottosuolo (acque umide e falde acquifere), fiumi e laghi, oceani e mari.

• Atmosfera: afflusso: evaporazione, sublimazione (ghiacciai e neve), evapotraspirazione (evaporazione delle piante). deflusso: precipitazione

• Vegetazione: afflusso: precipitazione, risalita osmotica (acqua assorbita dalle piante). deflusso: sgocciolamento (dalle foglie a terra), evapotraspirazione

• Ghiacciai: afflusso: precipitazione. deflusso: fusione, sublimazione

• Sottosuolo umido: afflusso: infiltrazione, percolazione. deflusso: percolazione verso le falde acquifere, risalita osmotica, evaporazione

• Falde acquifere: afflusso: infiltrazione, percolazione. deflusso: filtrazione verso corsi d'acqua, capillarità, risalita osmotica

• Fiumi e laghi: afflusso: precipitazione, ruscellamento dal suolo, percolazione, filtrazione. deflusso: evaporazione, percolazione, filtrazione, deflusso idrografico

• Oceani e mari: afflusso: precipitazione, deflusso idrografico da fiumi e laghi, filtrazione. deflusso: evaporazione

Atmosfera

È un involucro gassoso che circonda la terra composto per il 78% di Azoto, 21% di Ossigeno, ed il restante idrogeno, vapore acqueo e altri gas. È divisa in zone dall'andamento della troposfera: temperatura (crescente e decrescente).

Troposfera: va da 0 a circa 15 km e vi si sviluppano le precipitazioni; la temperatura diminuisce fino ad arrivare a -58°C nella tropopausa.

Stratosfera: va da 15 a 50 km, la temperatura aumenta fino a 0°C nella stratopausa

Mesosfera: va da 50 a 100 km, la temperatura diminuisce fino a -80°C nella mesopausa

Ionosfera: va da 100 a 500 km, la temperatura aumenta fino a 1500°C

I_c = W_s / 4 π R₀² ≅ 1,35 KW/m²

energia solare che colpisce la terra

(W_s = potenza emessa dal sole) (R₀ = raggio medio della terra)

Dell'energia solare che parte dal sole, il 34% torna indietro per la riflessione delle nubi e delle polveri, il 19% viene assorbito da nubi e polvere e il 47% arriva sulla superficie terrestre. La restante è dovuta alla diffusione attraverso le nubi e le polveri da onda lunga gradando l'atmosfera, quella colpisce la terra.

A questo bilancio termico va aggiunta una parte costituita da E_c ed una che dipende dalla posizione del sole rispetto ai punti considerati sulla terra.

I_c = I₀ ± E_c, con E_c dipende da punto a punto se avranno diversi gradienti termici di cui comporta la nascita delle precipitazioni.

Bacino idrografico:

luogo dei punti in cui l'acqua viene raccolta e trasformata in un deflusso superficiale che finisce nella sezione di chiusura (zona più a rischio perché ha la maggiore portata d'acqua).

Spartiacque superficiali (linea di displuvio): perimetro che delimita il bacino, unisce tutti i punti più alti delle curve di livello (le selle di colline o montagne). Non deve mai intersecare il reticolo idrografico del bacino e deve essere sempre ortogonale alla curve di livello.

Area: A = G / p²

G: fattore di conversione (cm –- km)

p: fattore scala (1:25000)

O: area misurata nella carta

Perimetro: P = λΣ / p_c

Asse principale: corso d'acqua più lungo senza inversioni L = λλΣ / β_c

Rapporto di circolarità: R_c = A / A_cp

A: area del bacino

A_cp: area del cerchio avente lo stesso perimetro

Se R_c prossimo a 1 il bacino ha una forma molto circa lava.

Rapporto di conformità: 2πR = 2πR / 2π√A / π2πR_e: lunghezza circonferenza di area equivalente

Rapporto di allungamento: R_e = D_m / L_pD_m: diametro del cerchio di area equivalente

Rapporto di forma: R_p = A / L_e

Curva ipsografica: riportare in ordinata le quote ed in ascissa le aree del bacino al di sopra di esse.

Curva isometrica: rapporto tra quote di risagomare e le altezze e le aree sono dimensionalizzate rapportando all'area totale e all'altezza massima.

Se l'area sottesa alla curva = 1 e 0,6 e 0,7,0,8 e ~ 0,9 e curve lava (detta progressione solidi), se = 0,4 e 0,5 e ~ 0,6 e in fase di maturità (poco trasporto di materiale solido), se = 0,1 e 0,2 e ~ 0,3 e in fase semplice (massimo trasporto).

Linee isoiète:

Linee che congiungono tutti i punti di uguale altezza di pioggia. Col metodo delle isoiète si calcola la distribuzione spaziale delle precipitazioni.

Afflusso meteorico:

Si calcola come l’acqua che entra nel volume di controllo meno quella che ne esce (es. i centimetri).

• Se piove senza contare le differenze di quota sul bacino, come volume di controllo si considera solo la proiezione orizzontale della superficie del bacino.
• La neve scivola sugli alberi e sull’acqua piove intorno a noi e non scorre sull’acqua

Metodo della isoiète :

V = A1 (h1 + h2) / 2 + A2 (h2 + h3) / 2 + A3 (h3 + h2) / 2

Metodo dei toposièt:

Se ci sono n pluviografi dentro il bacino e uno fuori, questi si uniscono con un triangolo e a ognuno di essi si tracciano le perpendicolari ai lati.

V = hA A1 + hB A3 + hC A3

Regime pluviometrico:

Variazione delle precipitazioni in una data località. Dipende da:

1. Latitudine: avvicinandosi all’equatore aumenta l’altezza di pioggia;
2. Distanza dal mare: avvicinandosi al mare aumenta l’altezza di pioggia perché aumenta l’evaporazione di acqua salata;
3. Orografia: all’aumentare della quota aumenta l’altezza di pioggia.

Leggi statistiche:

TCEV = _{[ F(x) = exp[-λ1 exp (x/θ1 )] - λexp (x/θ2 )]}

• F (x) : valore massimo annuo delle precipitazioni
• λ1, λ2 : numero medio annuo di eventi che superano una certa soglia fissata
• θ1, θ2 : valore medio di tali eventi

Log Normale:

• h (ρ) = exp [ 2(P) G (y)]
• G (y) = ln 1+(σ2 /μ (y))

Curva di possibilità pluviometrica:

Indica come varia l’altezza di pioggia in funzione della durata e del periodo di ritorno.

• E nel grafico bilogaritmico varia: b (T) = μ (x) (1-K(T))

1. h (T)=pm[x]h[(T - (X)[P][T - x) )^l(K(T)
2. K(T)=0,15 * ln(n /Y ))
3. G(t)=ΣCax^l /t.h(y)

Per il grafico cartesiano si usa: h = at^b (forma monomia)

• σ² = x.pop
• mΣXi Y - Xil ΣXj - Xi :
• n = ΣXi ej :

m = Σ Y( i_x) Y_ji) - xjΣXi Σx t