Come è noto, non tutto il volume di acqua che precipita in un bacino contribuisce alla formazione delle portate in un fiume, torrente o qualsivoglia corpo idrico. Solo la parte che non viene assorbita dal terreno determina il volume di afflusso: naturalmente, tale quantità d’acqua dipende da fattori inerenti la morfologia del bacino, la sua permeabilità, la copertura vegetale, ecc.
Esistono diversi metodi che portano alla determinazione del coefficiente di deflusso, ossia il rapporto tra la quantità di deflusso e la quantità di afflusso, riferiti ad una determinata sezione di chiusura.
Il programma Hydrologic Risk, utilizza il metodo di Kennessey, applicabile soprattutto a piccoli bacini, per la determinazione di tale importante parametro.
Il suo valore è determinato dalla somma tre indici legati, rispettivamente, all’ acclività topografica media del bacino (Ca), alla sua copertura vegetale (Cv) e alla permeabilità media dello stesso (Cp).
Generalmente, una maggiore acclività media contribuisce ad un aumento del deflusso, a discapito dell’ infiltrazione nel terreno e dell’ evapotraspirazione.
La presenza, invece, di una fitta copertura vegetale ostacola il deflusso superficiale rallentandolo e favorendo, quindi, l’ infiltrazione. A questo si aggiunga, inoltre, l’ acqua dispersa per traspirazione dalle piante.
Una maggiore permeabilità aumenta chiaramente la quantità di acqua che s’infiltra nel terreno, riducendo, pertanto, il deflusso superficiale.
Ai tre fattori sopra menzionati, occorre aggiungere altresì quello climatico della zona in esame: infatti, il coefficiente di deflusso (o runoff) è fortemente influenzato dalla distribuzione degli eventi meteorici nell’ arco dell’ anno, piuttosto che dai valori delle precipitazioni e della temperatura. Generalmente, massime precipitazioni associate a temperature elevate comportano una maggiore evapotraspirazione, con conseguente diminuzione del deflusso superficiale; diversamente, massime precipitazioni associate a temperature basse contribuiscono ad un maggiore deflusso.
Per tenere in conto il fattore climatico viene definito un indice di aridità Ia:
dove:
P = afflusso medio mensile;
T = temperatura media annua;
p = afflusso del mese più arido;
t = temperatura del mese più arido.
Con il metodo di Kennessey si individuano tre intervalli di valori del coefficiente Ia relativamente ad ogni fattore (Ca, Cv, Cp):
Indice di aridità Ia |
Ia< 25 |
25≤ Ia≤ 40 |
Ia> 40 |
Permeabilità (Cp) |
Coefficienti |
||
Molto bassa |
0.21 |
0.26 |
0.30 |
Bassa |
0.17 |
0.21 |
0.25 |
Mediocre |
0.12 |
0.16 |
0.20 |
Buona |
0.06 |
0.08 |
0.10 |
Elevata |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
Acclività (Ca) |
Coefficienti |
||
> 35% |
0.22 |
0.26 |
0.30 |
35% ¸ 10% |
0.12 |
0.16 |
0.20 |
10% ¸ 3.5% |
0.01 |
0.03 |
0.05 |
< 3.5% |
0.00 |
0.01 |
0.03 |
Vegetazione (Cv) |
|
Coefficienti |
|
Roccia nuda |
0.26 |
0.28 |
0.30 |
Pascolo |
0.17 |
0.21 |
0.25 |
Terra coltivata |
0.07 |
0.11 |
0.15 |
Bosco |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
In funzione dell’ indice di aridità dell’ area, viene valutato il contributo di ogni singolo fattore (acclività, permeabilità e vegetazione) valutando la loro distribuzione sull’ intera area del bacino. Ossia per ogni porzione di area del bacino (percentuale dell’ area totale) si moltiplica il coefficiente relativo ad ogni fattore per l’ area (percentuale): ogni singolo fattore sarà dato dalla somma dei prodotti come sopra specificato.
Il coefficiente di deflusso medio annuo sarà ottenuto dalla somma dei coefficienti di deflusso parziali Ca, Cv, Cp.
Di seguito si riporta l’ esempio di calcolo per il coefficiente di deflusso parziale legato alla permeabilità Cp:
Area bacino = 25 Km² con indice di aridità < 25
Distribuiti come segue:
•5 Km² sono costituiti da terreno con elevata permeabilità (20% dell’area totale);
•10 Km² sono costituiti da terreno con mediocre permeabilità (40% dell’area totale);
•10 Km² sono costituiti da terreno con permeabilità molto bassa (40% dell’area totale).
Calcolo del coefficiente di deflusso Cp:
•0.03 (coefficiente per permeabilità elevata) × 0.20 = 0.0060
•0.12 (coefficiente per permeabilità mediocre) × 0.40 = 0.0480
•0.21 (coefficiente per permeabilità molto bassa) × 0.40 = 0.0840
Cp = 0.0060 + 0.0480 + 0.0840 = 0.570
Procedimento analogo deve essere seguito per la determinazione degli altri due coefficienti di deflusso Ca e Cv.
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