Valutazione dell'errore di misura di precipitazione e impatto sulla modellazione delle portate

In the last twenty years systems based on the initialization of hydrological models have been developed starting from the outputs of meteorological models, with the aim of providing a forecast several days in advance of the flow of the rivers and allowing an adequate management of the alarm plans and emergency civil protection. For this reason it is important to quantify and correct the errors that characterize the rain data. The objective of this thesis is to study the instrumental error deriving from the sampling of precipitation data measured at minute scale by the ARPA Lombardia pluviometric network. The study area is the Seveso river basin and, through mathematical modeling (model FEST_WB), we tried to understand how the instrumental error that characterizes the examined rain gauges influences the flow rate estimation. Initially the error resulting from the different precipitation intensities was assessed and quantified by means of a measurement campaign. The results show an average error (underestimation) of 3% for rainfall intensity of 50mm / h up to 8% for 150mm / h intensity. Subsequently, the raw rainfall data were corrected and, taking into consideration five significant events, the return period of the events were evaluated (for the two series of raw and correct data), by means of Pluviometric Probability Lines. In this case, were observed significant differences, considering the duration of the phenomenon to be less than one hour, while for longer durations the differences are negligible. As a final analysis, it was decided to compare the simulated flow rates obtained from raw and correct incoming rainfall data (hourly aggregation), observing even in this case minimal differences between the two series.

Nell’ultimo ventennio sono stati sviluppati sistemi basati sull’inizializzazione dei modelli idrologici a partire dagli output di modelli meteorologici, con lo scopo di fornire una previsione con diversi giorni di anticipo della portata dei fiumi e di permettere un’adeguata gestione dei piani di allarme e di emergenza di protezione civile. Per questo motivo risulta importante quantificare e correggere gli errori che caratterizzano i dati di pioggia. L'obiettivo di questa tesi è quello di studiare l'errore strumentale derivante dal campionamento dei dati di precipitazione misurati a scala del minuto dalla rete pluviometrica di ARPA Lombardia. L'area di studio è il bacino del fiume Seveso e, mediante modellazione matematica (modello FEST_WB), si è cercato di comprendere come l'errore strumentale che caratterizza i pluviometri esaminati influenzi la stima delle portate. Inizialmente si è valutato e quantificato l'errore conseguente alle diverse intensità di precipitazione mediante una campagna di misure. I risultati mostrano un errore medio (sottostima) del 3% per intensità di pioggia di 50mm/h fino ad arrivare all' 8% per intensità di 150mm/h. Successivamente si è proceduto a correggere i dati grezzi di pioggia e, prendendo in esame cinque eventi significativi, a valutare mediante Linee Segnalatrici di Probabilità Pluviometrica i tempi di ritorno degli eventi considerati per le due serie di dati, grezzi e corretti. In questo caso si sono osservate differenze significative considerando durate del fenomeno inferiori all'ora mentre, per durate superiori, le differenze sono trascurabili. Come ultima analisi, si è deciso di confrontare le portate simulate ottenute a partire da dati di pioggia in ingresso grezzi e corretti (aggregazione oraria), osservando anche in questo caso differenze minime tra le due serie.