A framework for the analysis of the influence of rainfall spatial organization and basin morphology on flood response

Questo lavoro presenta una serie di statistici, denominati "momenti spaziali di pioggia a scala di bacino", che permettono di quantificare la relazione tra l’organizzazione spaziale della pioggia, la morfologia del bacino e la forma dell’idrogramma di piena. Tali statistici descrivono la posizione e la dispersione della pioggia su un assegnato bacino idrografico. La trattazione include la derivazione di una serie di relazioni che consentono di stabilire un rapporto fra detti statistici di pioggia ed i momenti temporali dell’onda di piena. La formulazione complessiva del lavoro consente di isolare e quantificare l’effetto della variabilità spaziale della pioggia sulla struttura della risposta di piena, e di creare un indice di velocità del sistema di pioggia. Questo indice considera l'iterazione tra morfologia del bacino e spostamento della pioggia, quantificando l'influenza sull'idrogramma. I momenti spaziali stati poi ampliati alla propagazione su versante, sviluppando degli statistici per valutare l'importanza della propagazione di canale e di versante sulla risposta nella riposta di un bacino ad una pioggia distribuita. Dati relativi a sei eventi estremi di piena improvvisa verificatisi in diverse regioni Europee sono utilizzati per illustrare il significato degli statistici e le relazioni con la forma dell'idrogramma. Stime di pioggia da radar ed un modello idrologico distribuito sono utilizzati per valutare l'efficacia degli statistici nel cogliere l'organizzazione delle piogge che ha un'influenza sulla simulazione di piena. Lo studio mostra che i momenti spaziali di pioggia a scala di bacino possono essere efficaci nel cogliere questa organizzazione. Nelle piene improvvise analizzate la distribuzione della pioggia ha un effetto rilevante anche per bacini di circa 50 km2. La descrizione dell'errore temporale dell'idrogramma è ulteriormente migliorata dalla considerazione dell'effetto del versante. Questo sviluppo permette inoltre di confrontare condizioni di versante diverse, di valutare la suscettibilità di singoli bacini o l'effetto in relazione alla scala dei bacini. L'analisi della velocità di spostamento a scala di bacino mostra una relazione non lineare con le dimensioni del bacino. I valori di velocità osservati sono comunque moderati, nonostante la forte velocità di spostamento delle singole celle convettive, e non hanno avuto un ruolo rilevante nell'evento analizzato.