Contributi alla modellazione matematica della risposta idrologica: il ruolo delle eterogeneità delle forzanti

This work describes hydrologic modeling studies focusing on i) the role of external forcings in hydrologic models, ii) the continuous description of the flow regimes towards Venice Lagoon, aiming at evaluating the planned system of mobile barriers (MOSE) designed for the protection of Venice from major floods and on studying the impact of spatial distribution of soil depths with reference to runoff production mechanisms, and iii) the interaction between hydrology and landscape evolution. Such analyses allowed the evaluation of the influence of the spatial resolution of rainfall and of its variability on the hydrologic response and the identification of the role of catchment geometry and morphology in attenuating or enhancing the effects of heterogenous rainfall patterns. In the second part of the present work a continuous models of the hydrologic response is applied to the watershed draining into the Venice lagoon and is shown to constitute a robust tool for the evaluation of the impacts of prolonged closures of the Venice Lagoon under different climate change scenarios. Finally, this work presents some preliminary investigations on soil formation and its modelling at the catchment scale, allowing to setup a simplified hydrological model suitable for studying the relevant feedbacks between hydrology, geomorphology and landscape evolution, under different conditions of dynamic equilibrium for the soil.

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell'ambito della modellazione idrologica, con particolare riferimento i) allo studio del ruolo delle forzanti esterne nei modelli di risposta idrologica, ii) alla modellazione in continuo degli afflussi alla Laguna di Venezia, per l'analisi del funzionamento delle costruende barriere mobili (MOSE) e iii) allo studio dei meccanismi di produzione dei deflussi e dell'interazione tra fenomeni idrologici ed evoluzione dei paesaggi. Tali studi hanno consentito di valutare l'effetto della definizione spaziale della precipitazione sulla risposta idrologica, indagare l'esistenza di una relazione tra la dimensione del bacino e la risoluzione necessaria per descrivere i campi di precipitazione al fine di ottenere una risposta modellistica sufficientemente dettagliata, studiare i meccanismi fisici attraverso i quali la formazione dei deflussi idrologici risente della variabilità spaziale della precipitazione. L'impiego di modelli continui della risposta idrologica ha permesso la valutazione dell'efficacia dei meccanismi di isolamento della Laguna di Venezia dal mare, per periodi anche prolungati, in diversi scenari di cambiamento climatico. Infine gli studi preliminari sulla modellazione degli spessori di suolo ha consentito la messa a punto di un modello idrologico adatto allo studio delle relazioni tra distribuzione spaziale dello spessore di suolo e relativi feedback idrologici, in diverse condizioni di equilibrio dinamico del terreno.