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Elaborazione di un modello di fusione nivale per bacini alpini d’alta quota.

Informazioni tesi

  Autore: Domenico Doleatto
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2004-05
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
  Relatore: Bartolomeo Vigna
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 224

Definiamo come “idrologia di bacino” quella branca dell’Idrologia che si occupa della
integrazione dei processi idrologici su scala di bacino idrografico per valutarne la risposta. Per “modello idrologico”, invece, si intende una riproduzione, o astrazione, del sistema idrologico reale del bacino oggetto del nostro studio, rappresentando in forma matematica i componenti del ciclo idrologico, rendendo così possibile una correlazione tra i dati di ingresso e quelli in uscita.
Il modello creato in questa sede nasce dalla necessità di determinare i deflussi orari da un bacino montano, caratterizzato da accumulo di neve stagionale, con l’impiego di un limitato numero di dati di ingresso. Il modello è di tipo distribuito ed il metodo di stima della fusione della neve è basato sul bilancio energetico alla superficie del manto nevoso (surface energy balance). E’ stato creato unendo e sintetizzando diversi metodi di studi di altri autori, adattandoli alle condizioni strumentali, geomorfologiche e climatiche delle zone alpine italiane. In particolare, per ottenere i migliori risultati, è applicabile a bacini nudi di dimensioni ridotte ed a quota tale da consentire una totale ablazione della neve prima della nuova stagione di accumulo. Il modello è stato informatizzato in Microsoft Visual Basic in modo da essere indipendente da ogni altro software. Per il calcolo sono necessari i dati di ingresso (orari) di temperatura dell’aria, precipitazione e velocità del vento di una stazione meteorologica all’interno del bacino di interesse nonché il DEM del bacino stesso. Di questi dati, nel caso non sia disponibile, si può fare a meno della velocità del vento, ammettendo di trascurare l’apporto di fusione per scambi di calore turbolenti (turbulent heat exchange). Tra i molteplici processi considerati, il modello tiene conto principalmente dell’apporto di fusione dato dalla radiazione solare, calcolato valutando l’incidenza dei raggi solari, ad ogni ora del giorno, su ogni singola cella di discretizzazione del bacino con l’ausilio del software ArcView. Il modello è stato testato su un sistema carsico nelle Alpi Liguri. Il bacino di sperimentazione, di tipo idrogeologico, ha un’ampiezza di circa 9 kmq ed è chiuso a valle da una sorgente dotata di un misuratore di portata. Confrontando l’idrogramma della sorgente con l’output calcolato si è potuto verificare la bontà del modello.

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1 Capitolo 1 Introduzione La neve gioca un ruolo fondamentale all’interno del ciclo idrologico, non solo nel territorio italiano ma anche in molte altre parti del mondo. Gli apporti dovuti alla fusione della neve sono le principali fonti di alimentazione degli acquiferi e dei corsi d’acqua ubicati nei settori montani e costituiscono un rifornimento d’acqua importante dilazionato nell’arco di molti mesi. Uno scarso accumulo di neve durante la stagione invernale nelle zone montuose potrà influenzare negativamente le portate dei corsi d’acqua superficiali e le sorgenti fino oltre l’intera stagione estiva. Considerando, quindi, il manto nevoso come una scorta di acqua superficiale temporaneamente stoccata, esso può avere un effetto di amplificazione oppure di smorzamento di un evento di pioggia sul flusso di corsi d’acqua superficiali e sotterranei. Le proprietà fisiche della neve, le quali cambiano nel tempo, hanno un effetto sia sulla magnitudine che sul tempismo del deflusso dell’acqua di fusione (snowmelt). Da qui l’importanza di conoscere le caratteristiche fisiche del manto nevoso, seguendone l’evoluzione nel tempo, per poterne così prevedere con accuratezza l’ablazione. A questo scopo sono necessari diversi algoritmi di fusione neve da implementare col sistema di modellazione idrologica già esistente. Alcuni di questi sono fisicamente basati, come ad esempio i modelli di bilancio energetico di superficie (surface energy balance), e quindi intrinsecamente dipendenti dai molteplici processi fisici che influenzano la fusione del pacco nevoso; ma le osservazioni meteorologiche e le misurazioni sul campo necessarie – quali umidità

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