13.4 scs
TRANSCRIPT
Infiltrazione e produzione del deflusso a scala di versante Modelli semplificati per usi diversi
Riccardo Rigon
D. H
ock
ney
Riccardo Rigon
SCS• Il metodi del Soil Conservation Service (SCS) ha fondamento puramente
empirico e, in verità, non è dedicato a trovare l’infiltrazione, ma la parte
complementare di questo fenomeno: il deflusso superficiale. Va anche
detto che usa informazioni che riguardano oltre che i suoli, anche la
copertura vegetale e le condizioni idrologiche antecedenti all’instante
considerato.
• Il metodo è basato sulla suddivisione del bilancio di massa in quattro parti:
2precipitazione
precipitazione efficace infiltrazione
perdite iniziali
P = Pe + Ia + F
Time
Pre
cip
itat
i
F
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS
• In generale,
• Quando poi inizia il deflusso superficiale
• Il deflusso superficiale potenziale è:
3
Pe P
porosità efficace più immagazzinamento
P � Ia
F St
Tim
Pre
cip
ita
F
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS
• L’assunzione principale del modello è che, per ogni t :
• Che combinata con la conservazione della massa:
• implica:
4
P = Pe + Ia + F
Pe =(P � Ia)2
P � Ia + St
F
St=
Pe
P � Ia
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS
• Valutazioni empiriche hanno portato a caratterizzare
• Cosicchè
5
Ia = 0.2St
Pe =(P � Ia)2
P + 0.8 St
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS
• L’immagazzinamento, a sua volta è assegnato in funzione del “Curve Number” (numero di curva):
6
Cu
mu
lati
ve
Dir
ect
Ru
noff
, Pe,
in
0
3
6
9
12
Cumulative Rainfall, P, in
0 3 6 9 12
10090807060402010
St =
8<
:
1000CN � 10 (in pollici)
25400CN � 254 (in mm)
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS Method (Cont.)
• St e CN dipendono dalle condizioni antecedenti di precipitazioni,
suddivise in tre classi:
• Condizioni Normali, AMC(II)
• Condizioni secche, AMC(I)
• Condizioni umide, AMC(III
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS
• I Curve numbers dipendono dal tipo e dall’uso del suolo
Group Minimum Infiltration Rate (cm/hr)
Soil type
A > 0.75 Infiltrazioni elevate. Sabbie profonde e ben drenate
B 0. 35 – 0. 75 Infiltrazioni moderate. Suoli ben drenati di tessitura intermedia. (Limo o franco limoso)
C 0.1 - 0.35 Basse infiltrazioni, suoli stratificati e tessiture moderatamente fini (franco argilloso)
D 0.- 0.1 Argille, falde in prossimità della superficie.
Aft
er W
.M. M
erw
ade
and
T. J
antz
enInfiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
Esempio - SCS una applicazione• Pioggia: 12.7 cm
• Area: 4.05 106 m2
• Suoli:
– Classe B: 50%
– Classe C: 50%
• Condizioni di umidità del suolo: AMC(II)
• Uso del suolo
– Residenziale
•40% con un 30% di copertura impermeabile
•12% con un 65% di copertura impermeabile
– Strade pavimentate: 18% con fognature pluviali
– Terreno agricolo o similare: 16%
•50% erba rada
•50% erba fitta
– Parcheggi, etc.: 14%
Aft
er W
.M. M
erw
ade
and
T. J
antz
enInfiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
Tipo di suolo
B C
Uso del suolo % CN Prodotto % CN Prodotto
Residenziale (30% impermeabile)
20 72 14,4 20 81 16,2
Residenziale (65% impermeabile)
6 85 5,1 6 90 5,4
Strade 9 98 8,82 9 98 8,82
Aree Agricole con buona copertura
4 61 2,44 4 74 2,96
Aree Agricole con bassa copertura
4 69 2,76 4 79 3,16
Parcheggi 7 98 6,86 7 98 6,86
Totale 50 40,38 50 43,4
Aft
er W
.M. M
erw
ade
and
T. J
antz
en
Esempio - SCS una applicazione
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
• Una stima mediana
• Una stima “umida”
Aft
er W
.M. M
erw
ade
and
T. J
antz
en
Esempio - SCS una applicazione
St = (1000/83.8� 10) ⇤ 2.54 = 4.9 cm
Pe =(P � 0.2 St)2
P + 0.8 St=
12.7� 0.2 ⇤ 4.9)2
12.7 + 0.84.9= 8.26 cm
Pe = 10.5 cm
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
SCS sintesi
• Correla le precipitazioni con il runoff attraverso il CN (0<CN<100)
• Calcolato da tabelle in funzione del suolo e dell’uso del suolo
• Tutti i suoli US sono raggruppati in quatto Gruppi idrologici (A, B, C, D)
dove A è sabbia e D è argilla
• Anche in Italia, diverse parti del paese sono state mappate in questo
modo facendo la felicità degli utenti GIS
12
Mod
ific
ato d
a M
aid
men
tInfiltrazione metodi semplificati
• fa la felicità degli utenti GIS
• Precipitazioni
• Uso del suolo
• Formula di generazione runoff
• Accumulazione del flusso
Mod
ific
ato d
a M
aid
men
t
13
SCS sintesi
Infiltrazione metodi semplificati
14
Grazie per l’attenzione!
G.U
lric
i -
, 20
00
?
Infiltrazione metodi semplificati
Riccardo Rigon
15
Riccardo Rigon
Appendici
16
Credits and License
Questa presentazione è stata scritta da:
• Riccardo Rigon (Università di Trento)
con contributi di Cristiano Lanni ed altri.
La citazione corretta è: Rigon, La Generazione del Deflusso, in Real Books of Hydrology, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, Università di Trento, 2012.
p-GenerazioneDelDeflusso è rilasciato con licenza Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License. Tale licenza si può trovare al sito http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.it
Appendici
Riccardo Rigon