Modeling of river floods in semiarid basins

The principal aim of this study is to taste the answer of one distributed physically-based rainfall/runoff hydrological model like FEST-WB (created in Politecnico of Milan), for forecast of flash-flood events in semi-arid basins, like our area of study or rather Catalonia region . Infact originally the FEST model was created to forecast flood events for mountain’s basins of the alpes, so with different climatics and morphologicals features from those examinated in this work. The examinated basins have particular characteristics, being mainly compounds by karst terrains, and subject to long summer droughts followed by very high intensity rains that in a few hours can pour a quantity of rainfalls that can account for a very large fraction of the annual amounts, causing events called Flash-flood. These type of events are importants to understand and to study, because often cause extensive damages to property and people given their difficult predictability, due principally to the short lag-time answer of basins to the intense rainfalls in the creation of runoffs, also characterized by very high peak discharges that are very dangerous for the population. First we studied the model’s answer calibrating and validating it in the originally way, using the originally code or settings of FEST-WB and we try to understand on which parameter we had to intervene to adapt the model at these type of basins. We identified it in the Strickler coefficient. Afterwards we modified the code , calibrating the Strickler coefficient how explained in our work, and we calibrated and validated the model in a different way from the standard method, following Borga et al 2007.

Lo scopo principale di questo studio è testare la risposta di un modello a parametri distribuiti ovvero il FEST (creato al Politecnico di Milano), nel prevedere gli eventi di piena in bacini semi-aridi come nel nostro caso di studio ovvero la Catalogna. Infatti tale modello fu creato pensando alla previsione di piene per bacini montani, alpini, o comunque con caratteristiche climatiche e morfologiche diverse da quelli in esame. I bacini esaminati hanno appunto caratteristiche particolari essendo prevalentemente caratterizzati da terreni carsici e soggetti a lunghi periodi estivi di siccità, a cui seguono piogge di intensità molto alta che in poche ore possono riversare una quantità di pioggia maggiore alle piogge medie di altri periodi dell’anno, e in lasso di tempo minore, causando eventi chiamati Flash-flood . Questi eventi sono fondamentali da studiare in quanto inducono spesso danni ingenti a cose e persone vista la loro difficile prevedibilità dovuta principalmente al tempo di risposta (lag time) della creazione del deflusso superficiale molto basso, con portate di picco molto alte. Prima si è studiata la risposta iniziale del modello ( calibrandolo e validandolo ) senza apportare modifiche al codice, e si è cercato di individuare quali siano i fattori su cui intervenire per ‘’adattarlo’’ a questo tipo di bacini. Successivamente dopo le opportune modifiche al codice come spiegato più avanti , è stato ripetuto lo stesso procedimento (calibrazione e validazione) ma in una maniera particolare e si è arrivati a un buon risultato di adattabilità.