Hetograma

Prin hetogramă (deseori definită și ca precipitații de proiect ) în aplicațiile obișnuite ale ingineriei hidraulice , ne referim la o anumită distribuție temporală a precipitațiilor care urmează să fie utilizată pentru proiectare sau pentru verificarea în condiții extreme a lucrărilor specifice (conducte de canalizare, rezervoare de volano și diverse ) inclus într-o rețea de drenaj .

Introducere

Mai general, se poate spune că o hietogramă este un model , adică o schematizare mai mult sau mai puțin complexă, concepută pentru a obține, într-un mod univoc și reproductibil, evoluția temporală a unui fenomen natural: ploaie sau mai precis a unui singur ploaie de eveniment.

În general, pentru a efectua dimensionarea oricărei lucrări de drenaj, este necesar să se cunoască acele cantități (de exemplu, debitul sau volumul) cu care lucrarea va fi chemată să interacționeze, mai mult sau mai puțin ca de exemplu în ingineria structurală dimensiunile orice element (grinda, stâlp, placă ..) se determină în funcție de solicitările și condițiile în care va trebui să lucreze lucrarea. Cu toate acestea, determinarea cantitativă a cantităților care se întâlnesc cel mai frecvent în ingineria hidraulică este problematică: de fapt fenomenele care stau la baza acestor cantități (de exemplu, înălțimea ploii care cade pe o anumită suprafață într-un anumit interval de timp, debitul într-o secțiune dată unui râu sau chiar nivelul suprafeței libere dintr-un rezervor) sunt prea complexe și dificil de schematizat. Aceasta înseamnă că aceste cantități sunt considerate variabile aleatorii , ale căror proprietăți pot fi investigate numai prin prelucrare statistică bazată pe observarea fenomenului. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil: de fapt, în timp ce în hidrologia râurilor este posibil, de exemplu, să se măsoare debitele maxime ale unui curs de apă, în raport cu anumite intervale de timp, pentru o rețea de drenare a apei pluviale nu este posibil să se facă măsurători a debitului produs de fenomenele de ploaie și, prin urmare, nu este posibil să se știe câtă apă va fi de fapt necesară pentru a elimina acea rețea.

Pentru a depăși această problemă, în cadrul acelei ramuri a ingineriei hidraulice care se numește hidrologie tehnică , au fost concepute și adoptate de-a lungul timpului diferite proceduri care permit obținerea debitului produs de orice eveniment de ploaie: hidetograma de proiectare reprezintă doar una dintre aceste proceduri. Este important să ne amintim că în timpul fazei de proiectare este necesar să alegeți un timp de întoarcere . Această magnitudine, prin intermediul unei analize statistice adecvate a evenimentelor de ploaie dintr-o anumită regiune, permite să se determine (în ipoteze adecvate) o hietogramă caracterizată printr-o anumită probabilitate, adică printr-un anumit grad de raritate.

Cele mai frecvente tipuri de hietograme de proiect

De-a lungul timpului, s-au dezvoltat diferite hietograme. Cea mai veche este cea dreptunghiulară, născută nu ca o hietogramă, ci ca o simplă aplicare a metodei raționale .

Hietograma dreptunghiulară

Hietograma dreptunghiulară este cea mai simplă dintre toate hietogramele și se bazează pe presupunerea că un eveniment de ploaie cu o anumită durată d _T se caracterizează printr-o intensitate $the$ ${\ displaystyle i}$ $the$ constant. Subestimează efectele ploii deoarece:

- consideră doar partea critică a precipitațiilor care apare în interval;

- neglijează efectul de vârf al intensității;

Etogramă triunghiulară

În timp ce hetograma dreptunghiulară consideră intensitatea ploii constantă, cea triunghiulară consideră efectul de vârf

Etograma Sifalda

Hetograma Sifalda este alcătuită din trei părți, care se referă la trei intervale de timp contigue: în primul interval de timp (dt1) intensitatea crește liniar; în al doilea (dt2) rămâne constant și în al treilea (dt3) scade liniar. Primul și al treilea interval au o durată egală cu un sfert din total (1/4 * tp), în timp ce al doilea interval are o durată egală cu jumătate din total (tp / 2). Din curba de probabilitate pluviometrică (CPP) obținem hc, care corespunde duratei 1 / 4tp, părții centrale i se atribuie o intensitate ic, egală cu 4hc / tp. Prima parte are o intensitate care crește liniar de la 0,065ic la 0,435ic, în prima parte scade întotdeauna liniar de la această ultimă valoare până la 0,087ic, în acest fel prima parte aduce 14% din volumul total, a doua parte cota de aproximativ 56%, iar cea de-a treia cota restului de 30%. Atenție, la fel ca hetograma dreptunghiulară, hetograma Sifalda subestimează efectul de vârf și, de asemenea, nu respectă CPP pe toată durata tp, ci doar pentru un sfert din aceasta.

Etograma Desbordes

Etograma Chicago

Este o hietogramă compatibilă cu curba de probabilitate pluviometrică. Se numește Chicago, deoarece a fost adoptat de Keifer și Chu (1957) la proiectarea canalizării din Chicago. Este adesea considerat preferabil hetogramei dreptunghiulare simple, deoarece poate genera debituri de vârf relativ mai mari.

Poate fi obținut cu ușurință dintr-o curbă de probabilitate pluviometrică cu doi parametri $h=a\tau ^{n}$ ${\ displaystyle h = a \ tau ^ {n}}$ ${\ displaystyle h = a \ tau ^ {n}}$ (foarte răspândit în Italia), în care $\tau$ ${\ displaystyle \ tau}$ $\ tau$ este durata precipitațiilor proiectului, $h$ ${\ displaystyle h}$ $h$ este înălțimea corespunzătoare a precipitațiilor, în timp ce $la$ ${\ displaystyle a}$ $la$ și $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ sunt parametrii curbei. Avem:

{\textstyle j(t)=an((r\tau -t)/r)^{n-1}}

{\ textstyle j (t) = an ((r \ tau -t) / r) ^ {n-1}}

{\ textstyle j (t) = an ((r \ tau -t) / r) ^ {n-1}}

cand

t<r\tau

{\ displaystyle t <r \ tau}

{\ displaystyle t <r \ tau}

{\textstyle j(t)=an({\frac {t-r\tau }{1-r}})^{n-1}}

{\ textstyle j (t) = an ({\ frac {tr \ tau} {1-r}}) ^ {n-1}}

{\ textstyle j (t) = an ({\ frac {t-r \ tau} {1-r}}) ^ {n-1}}

cand

t>r\tau

{\ displaystyle t> r \ tau}

{\ displaystyle t> r \ tau}

Valoarea a $r$ ${\ displaystyle r}$ $r$ poate varia între 0 și 1, dar în general se utilizează valori între 0,3 și 0,5. Problema singularității pentru $t=r\tau$ ${\ displaystyle t = r \ tau}$ ${\ displaystyle t = r \ tau}$ nu apare în practica inginerească, datorită discretizării inevitabile a curbei.

Etogramă cumulativă

Hietograma cumulativă se bazează pe presupunerea că un eveniment de ploaie cu o anumită durată d _T se caracterizează printr-o înălțime a precipitațiilor h (mm).

Elemente conexe

Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie