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Calibrazione e validazione del modello Cathy in un bacino idrologico dell'Italia meridionale

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Indice della tesi: Calibrazione e validazione del modello Cathy in un bacino idrologico dell'Italia meridionale, Pagina 1
2 
 
INDICE: 
 
INTRODUZIONE……………………………………………………………………………pag.5 
1. IL CICLO IDROLOGICO E GLI EFFETTI DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI……pag.7 
1.1.  Il ciclo idrologico…………………………………………………...………pag.7 
1.2.  Bilancio del ciclo idrologico………………………………………………..pag.8 
1.3. Ciclo idrologico nell’area mediterranea…………………………………...pag.12 
1.4. Effetti dei cambiamenti climatici a scala di bacino……………………….pag.13 
 
2. CARATTERISTICHE DEI MODELLI IDROLOGICI DISTRIBUITI – IL MODELLO 
CATHY……………………………………………………………………pag. 17 
2.1.  Importanza sui modelli idrologici distribuiti………………….....………..pag.17 
2.2.  Equazioni caratteristiche del modello.……………………………………pag.20 
2.2.1  Equazioni governanti il sottosuolo.………………………………pag.20 
2.2.2  Equazione governante il deflusso superficiale .…………………pag.22 
2.2.3  I modelli idrologici accoppiati……… .…………………………pag.23 
2.3.  Il modello Cathy………….………………………………………………..pag.24 
2.3.1.  Equazioni cardini del modello…………………………………pag.24 
2.3.2.  Caratteristiche del modello……………………………………pag.29 
2.3.2.1  Definizione computazionale della mesh……………….pag.29 
2.3.2.2  Altre caratteristiche presenti nel modello………………pag.30 
2.3.2.3  Pre-Processing…………………………..………………pag.31 
2.3.2.4  Metodi di infiltrazione usati  nel modello….…………..pag.33

3 
 
2.3.2.5. Accoppiamento tra modulo superficiale e sotterraneo…………pag.34 
2.3.2.6. Parametri di output in uscita dal modello Cathy……………….pag.37 
 
 
3. IL CASO STUDIO: BACINO TURBOLO…………………………………………………pag.40 
3.1. Descrizione dell’area studio…….…………………………………………pag.40 
3.2. Caratteristiche geologiche e pedologiche………………………………….pag.46 
3.3. Caratteristiche climatiche ed idrologiche………………………………….pag.55 
    3.3.1 Calcolo dell’evapotraspirazione potenziale con il metodo di 
Hargreaves……………………………………………………………………...pag.65 
3.4 Ricostruzione della scala delle portate attraverso il software Hec-Ras…….pag.70 
4. CALIBRAZIONE DEL MODELLO CATHY……………….…………………..………….pag.75 
4.1. Parametri utili per la calibrazione………..……………………………….pag.75 
4.2. Fase di pre-processing…………………..………………………………..pag.75 
4.2.1. Modellazione della geometria superficiale…..…………………..pag.75 
4.2.2. Parametri strutturali del bacino………….…..…………………..pag.76 
4.2.3. Parametri geomorfologici del bacino………….…..…………….pag.76 
4.2.4. Parametri caratterizzanti il versante ed il canale principale…….pag.78 
4.3. Modellazione del dominio sotterraneo….………………………………..pag.81 
4.4. Modellazione della vegetazione all’interno del bacino………………….pag.86 
4.5. Condizioni iniziali del bacino- Base  Flow………………………………pag.86 
4.6. Processing del modello Cathy per il periodo di calibrazione…………….pag.92 
4.6.1. Determinazione dell’input atmosferico………………………………pag.92

4 
 
4.6.2. Parametri di calibrazione del modello……………………………….pag.93 
4.6.3. Parametri di convergenza del modello……………………………….pag.94 
4.7. Analisi di sensitività del modello……………………………………………pag.99 
4.7.1. Sensitività del modello al coefficiente di permeabilità……………pag.100 
4.7.2.  Sensitività del modello al parametro  pondhmin…………………pag.101 
4.7.3. Modellazione dei fenomeni di evapotraspirativi nel modello………pag.102 
4.7.3.1. Calibrazione del parametro Ψ min all’interno del modello…pag.103 
4.8. Calibrazione del modello……………………………………………………pag.106 
4.9. Analisi  di sensitività  a posteriore del modello ……………………………pag.123 
4.9.1.Sensitività del modello ai parametri atmosferici………........…………pag.123 
4.9.2. Analisi del fenomeno dell’exfiltrazione all’interno del bacino.………pag.127 
4.9.2.1. Modellazione dei fenomeni evapotraspirativi…………………….pag.127 
4.9.2.2. Analisi di sensitività in funzione della zroot…………………….pag.128 
 
5. VALIDAZIONE DEL MODELLO………………………………………………………..pag.133 
5.1. Individuazione della base flow del bacino………………………………………………pag.133 
5.2 Set di parametri usato per la fase di validazione ……………………………………..…pag.133 
5.2.1.   Determinazione dell’input atmosferico…………………………………………pag.133 
5.3. Validazione del modello…………………………………………………………………pag.134 
7.CONCLUSIONI……………………………………………………………………………pag.145 
8.BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………pag.148 
9.RINGRAZIAMENTI……………………………………………………………………….pag.150

Indice dalla tesi:

Calibrazione e validazione del modello Cathy in un bacino idrologico dell'Italia meridionale

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Informazioni tesi

  Autore: Marco Taverna
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2018-19
  Università: Università degli Studi della Calabria
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria civile e ambientale
  Relatore: Giuseppe Mendicino
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 149

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Parole chiave

idrologia
modello
cambiamenti climatici
bacino idrologico
distribuito
cathy
richards
hydrologic model
river network

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