Teoria dell'idrografia dell'unità: definizione, limiti e vantaggi

Leggi questo articolo per conoscere la definizione, le ipotesi, i limiti e i vantaggi della teoria dell'idrogramma unitario!

Definizione di Hydrograph:

È un tipico idrogramma di deflusso diretto che viene generato da un centimetro di pioggia efficace che cade uniformemente su tutto il bacino di drenaggio uniformemente durante una specifica durata. La pioggia efficace è quella porzione di pioggia che contribuisce pienamente al deflusso diretto. Pertanto, l'idrogramma unitario può anche essere definito come l'idrogramma di un bacino di drenaggio che fornisce un centimetro di deflusso diretto da una tempesta di pioggia di durata specifica.

Ipotesi in Unità Teoria dell'idrografia:

La teoria dell'unità idrografica si basa su alcune ipotesi.

Le principali ipotesi sono le seguenti:

(i) Le precipitazioni effettive sono uniformemente distribuite sull'intero bacino di drenaggio.

(ii) Le precipitazioni effettive si verificano uniformemente entro la durata del suo specificatore.

Questo requisito richiede la selezione di tempeste di durata così piccola che genererebbero generalmente precipitazioni intense e quasi uniformi e produrrebbe un picco singolo ben definito di idrogramma a breve termine. Tale tempesta può essere definita come "tempesta unitaria".

(iii) Le piogge efficaci di uguale durata (unità) produrranno idrografi di deflusso diretto aventi una base temporale uguale o costante.

(iv) Le ordinate degli idrografi di deflusso diretto aventi la stessa base di tempo (cioè idrogrammi dovuti a piogge efficaci di intensità diversa ma uguale durata) sono direttamente proporzionali alla quantità totale di deflusso diretto dato da ciascun idrogramma. Questo importante assunto è chiamato principio di linearità o proporzionalità o sovrapposizione.

(v) L'idrogramma del deflusso da un determinato bacino di drenaggio risultante, da un dato schema di precipitazioni riflette tutte le caratteristiche fisiche combinate del bacino. In altre parole, l'idrogramma del deflusso diretto risultante da un dato schema di precipitazioni effettive rimarrà invariabile indipendentemente dal suo momento di accadimento. Questa assunzione è chiamata principio dell'invarianza del tempo.

Limitazioni della teoria dell'idrografia dell'unità:

(i) In teoria, il principio di unità idrografica è applicabile a un bacino di drenaggio di qualsiasi dimensione. In pratica, tuttavia, le precipitazioni efficaci distribuite uniformemente si verificano raramente in vaste aree. Anche su vaste aree le precipitazioni efficaci sono raramente uniformi in tutte le località, entro la sua durata specificata. Ovviamente più grande è l'area del bacino di drenaggio, minore sarà la possibilità di soddisfare le ipotesi sopra enunciate. La dimensione limite del bacino di drenaggio è considerata di 5000 km ² . Oltre a ciò l'affidabilità del metodo dell'unità idrografica diminuisce.

Quando l'area del bacino di drenaggio supera le migliaia di km ² . Il bacino deve essere diviso in sottobacini e gli idrogrammi unitari sviluppati per ciascun sotto-bacino. Lo scarico di piena all'uscita del bacino può quindi essere stimato combinando le inondazioni del sottosuolo adottando la procedura di alluvione.

(ii) Il metodo dell'unità idrografica non può essere applicato quando una parte apprezzabile delle precipitazioni temporalesche cade sotto forma di neve perché il deflusso sciolto dalla neve è governato principalmente da variazioni di temperatura.

(iii) Anche quando l'area innevata nel bacino di drenaggio è significativa, il metodo dell'unità idrografica diventa inapplicabile. Il motivo è che le piogge tempestose si confondono con il manto nevoso e possono produrre differimenti differiti in diverse condizioni del manto nevoso.

(iv) Le caratteristiche fisiche del bacino cambiano con le stagioni, le strutture artificiali nel bacino, le condizioni di flusso ecc. Ovviamente il principio dell'invarianza del tempo è veramente valido solo quando sono specificati il tempo e le condizioni del bacino di drenaggio.

(v) Si vede comunemente che nessuna tempesta di pioggia ha lo stesso schema nello spazio e nel tempo. Ma non è fattibile ricavare un idrogramma unitario separato per ogni possibile schema di intensità temporale. Pertanto, oltre a limitare l'area del bacino di drenaggio fino a 5000 km ² se le tempeste di minore durata indicano che 1/3 a 1/4 del tempo di picco è selezionato, si vede che i modelli di deflusso non variano drasticamente.

(vi) Anche il principio di linearità non è completamente valido. Ciò è dovuto al fatto che, a causa della variabilità in proporzione delle componenti di deflusso superficiale, sottosuolo e acqua di falda durante tempeste sempre più piccole della stessa durata, l'ordinata massima (picco) dell'idrografo unitario derivante da una tempesta minore è inferiore a quella derivante da una tempesta più grande. Ovviamente anche il carattere e la durata dell'arto di recessione che è una funzione del flusso di picco saranno diversi. Quando si ritiene che vi sia una non-linearità apprezzabile, è necessario utilizzare gli idrogrammi unitari derivati solo per ricostruire eventi di entità simile.

(vii) L'idrogramma dell'unità può essere usato teoricamente per costruire un idrogramma di piena causato da una tempesta con la stessa durata unitaria. Ovviamente è necessario costruire diversi idrografi unitari per coprire diverse durate di tempeste. In pratica, tuttavia, è evidente che è accettabile una tolleranza di ± 25% nella durata dell'unità idrografica. Pertanto un idrogramma dell'unità di 2 ore può essere applicato a tempeste di durata da 1, 5 a 2, 5 ore.