In this thesis a new socio-snow-hydrological model is presented. It is a conceptual and semi-distributed model which describes physical and anthropic processes through a modular approach. The model is applied to a mountain basin in Valmalenco, an Italian area exploited for hydroelectric energy production. The term socio is used to specify that the model faces the human-water interaction problem. In mountain basins the human impact strongly affects physical water flows through the construction of dams and hydroelectric power stations. The human-water system is described thanks to the representation of catchment structures and requires the use of maximum derivable discharge from rivers and their minimum vital flow. The term snow refers to the implementation of HyS 2.0 as snow cover development module that simulates the snowpack temporal evolution with a time-dependent approach. This module is applied at a spatial level for the first time and is validated through the comparison with satellite data regarding snow covered areas and their liquid content. The model ability in simulating the natural flow from precipitation is associated to the term hydro. Different modules are used to analyse the spatial variability of precipitation: rainfall data measured with rain gauges, data measured with rain gauges and then corrected by processing modelling, forecast data from MOLOCH model. From a quantitative point of view and considering also the spatial distribution, corrected rainfall data mostly correspond to reality. Finally, the hydrological model is used, for the first time, to check and validate the spatial distribution of bidimensional rainfall fields constructed by tomography from microwave link attenuation data. In future this new method could assist traditional measuring devices such as rain gauges and weather radars.

In questo elaborato è presentato un nuovo modello socio-nivo-idrologico, concettuale e semi-distribuito. Esso descrive processi fisici e antropici, implementati tramite un approccio modulare. Il modello è applicato ad un bacino montano situato in un'area italiana sfruttata per la produzione di energia idroelettrica, la Valmalenco. Il termine socio indica che il modello affronta il problema dell'interazione uomo-acqua, spesso associato alla presenza di dighe e centrali idroelettriche che influenzano il naturale regime idrologico montano. Per simulare l'evoluzione del sistema uomo-acqua si implementa il comportamento di opere di captazione, modellando la massima portata derivabile dai fiumi e il loro deflusso minimo vitale. Con nivo ci si riferisce all'implementazione di HyS 2.0 come modulo di dinamica nivale, che simula l'evoluzione temporale del manto nevoso con un approccio temperatura-dipendente. Tale modulo, applicato per la prima volta a livello spaziale, è validato tramite confronto con dati satellitari relativi alla copertura nivale e al suo contenuto liquido. La capacità del modello di simulare la portata fisica ricevendo in input le precipitazioni è associata al termine idro. Per analizzarne la variabilità spaziale sono utilizzati diversi moduli: dati pluviometrici, dati pluviometrici corretti mediante processing modelling e dati prodotti dal modello di circolazione atmosferica MOLOCH. Da un punto di vista quantitativo e di distribuzione spaziale il dato pluviometrico corretto risulta più aderente alla realtà. Infine, il modello idrologico è utilizzato, per la prima volta, per testare e validare la distribuzione spaziale di campi di precipitazione bidimensionali costruiti mediante tomografia, a partire da dati di attenuazione dei segnali a microonde di link telefonici. In futuro questa tecnica innovativa potrà coadiuvare gli strumenti classici di misura quali pluviometri e radar meteorologici.

Sviluppo di un modello socio-nivo-idrologico per la valutazione del deflusso di un torrente alpino antropizzato

CAZZANIGA, GRETA;CANTONI, ILARIA
2018/2019

Abstract

In this thesis a new socio-snow-hydrological model is presented. It is a conceptual and semi-distributed model which describes physical and anthropic processes through a modular approach. The model is applied to a mountain basin in Valmalenco, an Italian area exploited for hydroelectric energy production. The term socio is used to specify that the model faces the human-water interaction problem. In mountain basins the human impact strongly affects physical water flows through the construction of dams and hydroelectric power stations. The human-water system is described thanks to the representation of catchment structures and requires the use of maximum derivable discharge from rivers and their minimum vital flow. The term snow refers to the implementation of HyS 2.0 as snow cover development module that simulates the snowpack temporal evolution with a time-dependent approach. This module is applied at a spatial level for the first time and is validated through the comparison with satellite data regarding snow covered areas and their liquid content. The model ability in simulating the natural flow from precipitation is associated to the term hydro. Different modules are used to analyse the spatial variability of precipitation: rainfall data measured with rain gauges, data measured with rain gauges and then corrected by processing modelling, forecast data from MOLOCH model. From a quantitative point of view and considering also the spatial distribution, corrected rainfall data mostly correspond to reality. Finally, the hydrological model is used, for the first time, to check and validate the spatial distribution of bidimensional rainfall fields constructed by tomography from microwave link attenuation data. In future this new method could assist traditional measuring devices such as rain gauges and weather radars.
AVANZI, FRANCESCO
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
25-lug-2019
2018/2019
In questo elaborato è presentato un nuovo modello socio-nivo-idrologico, concettuale e semi-distribuito. Esso descrive processi fisici e antropici, implementati tramite un approccio modulare. Il modello è applicato ad un bacino montano situato in un'area italiana sfruttata per la produzione di energia idroelettrica, la Valmalenco. Il termine socio indica che il modello affronta il problema dell'interazione uomo-acqua, spesso associato alla presenza di dighe e centrali idroelettriche che influenzano il naturale regime idrologico montano. Per simulare l'evoluzione del sistema uomo-acqua si implementa il comportamento di opere di captazione, modellando la massima portata derivabile dai fiumi e il loro deflusso minimo vitale. Con nivo ci si riferisce all'implementazione di HyS 2.0 come modulo di dinamica nivale, che simula l'evoluzione temporale del manto nevoso con un approccio temperatura-dipendente. Tale modulo, applicato per la prima volta a livello spaziale, è validato tramite confronto con dati satellitari relativi alla copertura nivale e al suo contenuto liquido. La capacità del modello di simulare la portata fisica ricevendo in input le precipitazioni è associata al termine idro. Per analizzarne la variabilità spaziale sono utilizzati diversi moduli: dati pluviometrici, dati pluviometrici corretti mediante processing modelling e dati prodotti dal modello di circolazione atmosferica MOLOCH. Da un punto di vista quantitativo e di distribuzione spaziale il dato pluviometrico corretto risulta più aderente alla realtà. Infine, il modello idrologico è utilizzato, per la prima volta, per testare e validare la distribuzione spaziale di campi di precipitazione bidimensionali costruiti mediante tomografia, a partire da dati di attenuazione dei segnali a microonde di link telefonici. In futuro questa tecnica innovativa potrà coadiuvare gli strumenti classici di misura quali pluviometri e radar meteorologici.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/148613