Principi di Idrologia e Gestione Idraulica: Tempo di Corrivazione, Metodo SCS-CN e Modelli di Trasformazione

Il Tempo di Corrivazione del Bacino

Il tempo di corrivazione del bacino rappresenta il tempo che una goccia d’acqua impiega per raggiungere la sezione di chiusura del bacino a partire dal punto idraulicamente più lontano da essa. Il tempo di corrivazione è comunemente espresso mediante le seguenti relazioni:

• Formula di Kirpich: t_c = 0,000325 * L^0,77 * J^-0,38
  • dove L è la lunghezza dell'asta principale;
  • J è la pendenza media del bacino.
• Formula di Giandotti: t_c = (4√A + 1,5L) / (0,8√Z)
  • dove A è l'area del bacino;
  • L è la lunghezza dell’asta principale;
  • Z è la lunghezza dell’asta principale.

Il Metodo SCS-CN

Il metodo SCS si basa sull’ipotesi che all’istante t la pioggia netta cumulata, P(t), sia legata all’altezza di pioggia h(t) dalla relazione:

P(t) / h(t) = F(t) / F_m

dove:

• F(t) è l’infiltrazione cumulata all’istante t;
• F_m è la massima capacità d’assorbimento del suolo.

Si giunge così alla formula per cui P(t) è pari a:

P(t) = [h(t) − I_a]² / [h(t) − I_a + S]

in cui P(t) dipende da S, dove:

S = 254 * (100 / CN - 1)

Il CN (Curve Number) dipende dai tipi di suolo, dai diversi usi e dall’umidità iniziale.

Modelli di Trasformazione Afflussi-Deflussi

I modelli di trasformazione afflussi-deflussi hanno lo scopo di riprodurre in forma matematica i processi di trasporto e di immagazzinamento temporale della precipitazione che hanno luogo sul bacino idrografico sia durante che dopo un evento piovoso, al fine di determinare l’idrogramma di piena risultante o alcune sue caratteristiche salienti. Questi modelli vengono adottati in mancanza di misure di portata di piena sufficienti per un’analisi probabilistica diretta.

Classificazione dei Modelli Idrologici

In base alla caratteristica che si intende determinare, si avrà la seguente classificazione:

• Per la scala temporale di modellazione si utilizzano modelli d’evento e modelli di simulazione continua;
• Per la scala spaziale di modellazione si utilizzano modelli globali e modelli distributivi;
• Per la rappresentazione dell’aleatorietà si utilizzano modelli deterministici e modelli stocastici.

Modelli Completi

Simulano tutte le componenti del processo di trasformazione utilizzando elementi fisici o elementi idraulici semplici, adatti alla simulazione dell’intero processo stocastico dei deflussi.

Modelli di Piena

Simulano la sola trasformazione della pioggia netta in deflusso superficiale e sono adatti alla simulazione degli eventi di piena considerati isolati dall’intero processo dei deflussi.

Camera di Manovra di un Serbatoio

I serbatoi sono costituiti da una o più vasche d’accumulo e dalla camera di manovra. La camera di manovra di un serbatoio contiene tutte le apparecchiature che consentono la gestione del serbatoio, ovvero:

• Tubazioni di adduzione e di presa;
• Scarico di fondo e di superficie;
• Misuratori di ingresso e di uscita;
• Saracinesche per l’apertura o chiusura dei vari tratti di tubazione.

Molto spesso viene realizzato anche un pozzetto di disconnessione.

Vasche di Prima Pioggia

Le vasche di prima pioggia sono destinate all’accumulo della prima parte dell’evento meteorico e hanno essenzialmente la funzione di intrappolare gli inquinanti ad essi associati. Esse sono realizzate a monte dei punti di scarico mediante vasche in muratura (generalmente in calcestruzzo) completamente impermeabilizzate per garantirne la tenuta idraulica da e verso l’esterno. Si usano principalmente nelle reti unitarie, ma possono essere inserite anche nella rete delle acque bianche di sistemi separati, allo scopo di controllare lo scarico di inquinanti presenti nelle acque meteoriche verso il ricettore e in qualche caso anche di laminare le portate in esso immesse.