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Pluviogrammi sintetici (Chicago design storm)

Un pluviogramma sintetico è la distribuzione temporale dell'altezza di pioggia all'interno di un evento di progetto. Mentre la curva IDF dice solo quanto pioveva in un certo intervallo, il pluviogramma dice come si distribuiva nel tempo: questa è l'informazione che serve per applicare la trasformazione afflusso-deflusso.

Runoff Lab NX usa il Chicago Design Storm (Keifer & Chu, 1957), il metodo standard per costruire ietogrammi sintetici partendo da una curva IDF.

Idea del metodo

L'intensità istantanea ai due lati del picco si ricava direttamente dall'inversione della curva IDF:

\[ i(t_b) = a \cdot \left(\frac{t_b}{r}\right)^{\!n-1} \qquad i(t_a) = a \cdot \left(\frac{t_a}{1-r}\right)^{\!n-1} \]

con:

  • \(r\) posizione del picco (\(r = 0.4\) tipico);
  • \(t_b\) tempo prima del picco;
  • \(t_a\) tempo dopo il picco;
  • \(a\), \(n\) parametri della curva di partenza.

Risultato: una sequenza di intensità centrata sul picco, decrescente in modo asimmetrico verso testa e coda.

Come si costruisce in Runoff Lab

  1. Vai nel pannello Pluviogrammi sintetici → Aggiungi.
  2. Imposta:
  3. Curva sorgente (es. Gumbel — T=100 anni);
  4. Durata totale \(D\) dell'evento in minuti (60, 120, 360, …);
  5. Posizione del picco \(r\) in \([0, 1]\);
  6. Passo temporale \(\Delta t\) (1, 5, 10 min — default 1 min).
  7. Conferma → il grafico mostra l'ietogramma a barre, la tabella i valori \(\big(t_i, i(t_i)\big)\).

Scelta di \(r\)

\(r\) Interpretazione
0.0 Picco all'inizio — pioggia decrescente. Bacini urbani saturi.
0.3 Picco anticipato.
0.4 (default) Compromesso adottato nelle linee guida italiane (PAI, autorità di bacino).
0.5 Simmetrico — sovrastima la portata al colmo su bacini ordinari.
1.0 Picco alla fine — pioggia crescente.

Quando usarlo

Il pluviogramma sintetico serve per:

  • alimentare il modello afflusso-deflusso (vedi Idrogrammi SCS-CN);
  • documentare l'ietogramma di progetto nelle relazioni idrauliche;
  • testare la sensibilità dell'opera a diversi scenari (\(D\), \(r\)).

Pluviogrammi alternativi

Il metodo Chicago è uno standard ma esistono alternative (Huff, Sifalda, blocchi alternati). Runoff Lab NX al momento implementa solo Chicago; per quasi tutti gli usi pratici è sufficiente.

Bibliografia

  • Keifer C.J., Chu H.H. (1957), Synthetic Storm Pattern for Drainage Design, ASCE Hydraulic Division 83.
  • Watt W.E., Chow K.C.A. (1985), A general expression for basin lag time, Canadian Journal of Civil Engineering 12(2).