Dipartimento di Centro Interuniversitario Universit della Basilicata XXVII

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 1 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Mauro Fiorentino Lectures on Hydrologic Modelling of Extreme Floods Grand Combin Summer School Saint-Oyen on (Valle d’Asta, Italy) Physics and Predictability of Rainfall and Floods" June 26 – July 5 2002 Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 1

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 2 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Problems related to the use of pure statistical methods • Lack of observations of extreme events (crucial for the estimation of high return periods) • flood risk evaluation in ungauged basins • uncertainty in the individuation of homogeneous regions • Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 2

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 3 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Estimation schemes Stochastic Model u Hydrometric information u Pluviometric Information Cima Parameter estimation technique at site or regional Phisical Information (base processes) u u Geology u Climate u Vegetation Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 3

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 4 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Estimation schemes Stochastic Model u Hydrometric information u Pluviometric Information u Phisical Information (base processes) u Geology u Climate u Vegetation Parameter estimation technique at site or regional How to improve it? Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 4

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 5 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Estimation schemes Parameter estimation technique Stochastic Model u Cima at site or regional u Hydrometric information u Pluviometric Information u Geology u Climate u Vegetation Base processes information Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 5

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 6 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa One possible solution: Cima Theoretical models for derivation of flood frequency distribution Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 6

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 7 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Two random variables: : a = variable contributing area Q = ua a u u The variable contributing area the peak runoff per unit contributing area Summarizing f i t (a) = the lag time of the area a f = hydrologic loss rate fa =loss rate significant to peak i = rainfall intensity ia, t p(ua ) a ua The routing model: fa ua = x ( ia, t - fa ) time t (a) p(a ) x = routing coefficient t = t (a)= t 1 a = critical duration 7 Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it g

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 8 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Bradano-San Giuliano CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Sample application of theoretical model Bradano-P. te Colonna CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 8

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 9 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Basento - Menzena CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Sinni - Valsinni Sample application of theoretical model CDF of flood annual maxima PDF of contributing area Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 9

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 10 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima Non linearity causes For rainfall intensity below a certain threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Dunne’s type For rainfall intensity above that threshold the prevailing runoff generation mechanism is of Horton’s type Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 10

Dipartimento di Centro Interuniversitario Università della Basilicata XXVII CONVEGNO DI IDRAULICA E COSTRUZIONI 11 Ingegneria e Fisica - IDRA 2000 per il Monitoraggio IDRAULICHE Italy dell’Ambiente Ambientale Genova, 12 -15 settembre 2000 Difa Cima (grande impatto tecnico) Q/E[Q] arido Cv umido Log T Mauro Fiorentino - fiorentino@unibas. it 11