Seminario 2
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seminari
La modellistica idrologica finalizzata alla previsione delle piene.
| Cosa |
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|---|---|
| Quando |
21/05/2011 da 09:00 al 13:00 |
| Dove | Aula Magna Fermi - via Diaz, 20 Gorizia |
| Partecipanti |
Relatore: prof. Ezio Todini |
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Il seminario vuole presentare un quadro di riferimento storico e sistematico dello sviluppo della modellistica idrologica dal metodo razionale ai modelli idrologici distribuiti a base fisica.
Dopo un inquadramento sulle tipologie di modelli, legate al contenuto informativo che ogni modellista introduce come conoscenza a priori e che viene a costituire la base per lo sviluppo del modello stesso, ne propone un inquadramento storico con riferimento sia allla disponibilità del supporto dei dati sia alle finalità per le quali esso viene sviluppato.
Nel seminario verranno introdotte le varie componenti del ciclo idrologico, la loro rappresentazione matematica e come questa sia integrata all’interno di un modello idrologico. Verranno introdotti sia gli schemi completi e complessi sia quelli semplificati a scala aggregata evidenziandone i vantaggi e gli svantaggi.
Verrà infine introdotto il concetto di previsione e di incertezza predittiva finalizzato al completamento dei risultati di un modello per permettere una più affidabile capacità di decisione.
Prof. Ezio Todini – nota biografica
Nato a Lucca il 5 Giugno 1943, ha vissuto in Egitto fino al conseguimento della Maturità Scientifica. Laureato in Ingegneria Idraulica presso l’Università di Pisa nel 1969, ha lavorato dal 1970 al 1979 in qualità di ricercatore presso il Centro Scientifico IBM di Pisa.
Negli stessi anni (1973-1980) è stato anche Professore Incaricato di Idromeccanica Applicata presso l’Università di Pisa e di Pianificazione delle Risorse Idriche presso l’Università di Firenze (1979-81).
Dal 1980, ha tenuto la Cattedra di Pianificazione delle Risorse Idriche, poi trasformata in quella di Idrologia (1985), presso l’Università degli Studi di Bologna, dove è anche stato Direttore dell’Istituto di Costruzioni Idrauliche (1985-1989). Il Prof. Todini si è ritirato dall’insegnamento nell’Ottobre 2010.
Negli stessi anni (1973-1980) è stato anche Professore Incaricato di Idromeccanica Applicata presso l’Università di Pisa e di Pianificazione delle Risorse Idriche presso l’Università di Firenze (1979-81).
Dal 1980, ha tenuto la Cattedra di Pianificazione delle Risorse Idriche, poi trasformata in quella di Idrologia (1985), presso l’Università degli Studi di Bologna, dove è anche stato Direttore dell’Istituto di Costruzioni Idrauliche (1985-1989). Il Prof. Todini si è ritirato dall’insegnamento nell’Ottobre 2010.
Attività di Ricerca
l suo bagaglio culturale e le sue esperienze comprendono Idrologia, Pianificazione delle Risorse Idriche, Idraulica, Statistica, Modellistica Numerica e Ricerca Operativa.
Le sue ricerche vanno dalla formulazione dei modelli idrologici di trasformazione afflussi deflussi per la formazione delle piene, ai modelli idraulici di propagazione delle onde di piena, ai problemi decisionali sotto incertezza (ad esempio se dare o meno un allarme in base a previsioni incerte, o quant’acqua rilasciare da un serbatoio all’arrivo di una piena).
I recenti studi sono poi orientati nel settore delle risorse idriche per la riduzione delle perdite nelle reti di acquedotto e l’analisi delle interrelazioni fisiche, socio-economiche, ambientali ed ecologiche per una pianificazione e gestione sostenibile delle risorse.
L’attività di ricerca del Professor Todini, documentata da oltre 200 lavori, è sempre stata orientata non solo verso gli aspetti teorici ma anche verso le loro possibili applicazioni pratiche.
Le sue ricerche nel campo della modellistica idrologica hanno portato alla realizzazione di vari modelli: il CLS (1976), l’ARNO (1989), modello che è stato introdotto come componente del suolo nel modello di Circolazione Generale ECHAM, ed il TOPKAPI (1998). Tutti modelli utilizzati ampiamente e con successo in tutto il mondo.
Il suo approccio nel campo della propagazione delle piene, ha prodotto modelli come il PAB ed il PABL, particolarmente adatti per le previsioni di piena in tempo reale, ed il Muskingum-Cunge-Todini (MCT), una versione corretta del Muskingum-Cunge (MC) che non garantiva la conservazione della massa.
Nel campo della propagazione bi-dimensionale gli studi del Prof. Todini hanno portato allo sviluppo di un modello ad elementi finiti e volume di controllo noto come CVFE.
I suoi studi nel campo dei Filtri di Kalman hanno originato una tecnica per la risoluzione del problema inverso per la stima dei parametri di trasmissività nei modelli di acquiferi sotterranei. IL Prof. Todini ha anche sviluppato tecniche per la valutazione dell’incertezza dovuta ai parametri nei problemi di Kriging. Inoltre nel 1978, seguendo la teoria delle Variabili Strumentali, ha prodotto il Mutually Interactive State and Parameter estimator (MISP), basato su un doppio filtro di Kalman, uno nello spazio dello stato ed uno nello spazio dei parametri, che non solo è stato utilizzato ampiamente in Idrologia, ma che è stato recentemente riconosciuto (2006) quale l’algoritmo ricorsivo più efficace per l’identificazione automatica della voce.
Nel 1978, nel campo delle reti di distribuzione idrica, ha inventato un algoritmo per il calcolo delle reti magliate (il Global Gradient Method) che è stato recentemente adottato dall’US-EPA come base per lo sviluppo dell’EPANET, il pacchetto di pubblico dominio più diffuso ed utlizzato nel mondo. L’algoritmo sviluppato dal Prof. Todini è anche stato riconosciuto come il più efficiente e veloce fra quelli esistenti. Nel 2000 il Prof. Todini ha anche introdotto il concetto di resilienza nelle reti di acquedotto come indice per la progettazione multi-obiettivo. Infine nel 2006 il Prof. Todini ha ottenuto un brevetto negli Stati Uniti (US Patent n. US 7,013,248 B1) per l’estensione dell’algoritmo del Gradiente Globale al calcolo diretto dei coefficienti delle pompe a velocità variabile.
I suoi lavori nel settore dell’ottimizzazione dei serbatoi, hanno portato al chiarimento sugli orizzonti di gestione a lungo e a breve periodo ed allo sviluppo di una tecnica di gestione in tempo reale basata sulle previsioni di afflusso e la loro incertezza. Questo approccio è utilizzato con grande successo nella regolazione del Lago di Como sin dal 1997.
Le attuali ricerche del Prof. Todini sono fortemente orientate al chiarimento del concetto della Incertezza Predittiva, e lo sviluppo di processori di incertezza legati alle previsioni di piena in tempo reale. Infine il Prof. Todini si sta dedicando allo sviluppo di Sistemi di Supporto Decisionale per la Gestione Sostenibile delle Risorse Idriche.
Il Prof. Todini è socio fondatore e Presidente della Società Idrologica Italiana. È membro della Commissione Grandi Rischi della Regione Emilia-Romagna, del Comitato Scientifico del WWF Italia e di varie associazioni nazionali ed internazionali (Società Italiana di Statistica, European Geophysical Union, American Geophysical Union). Inoltre è stato Vice-Presidente del Comitato per le Risorse Idriche dell’Associazione Internazionale delle Scienze Idrologiche e Vice-Presidente della stessa Associazione. È membro del Willis Research Network, che si occupa dell’impatto dei disastri climatici in campo assicurativo.
Ha infine partecipato, in qualità di rapporteur dell’Idrologia, alla Prima Conferenza Nazionale sul Clima (Firenze, 1993) e, quale relatore sullo stato delle risorse idriche in Italia, alla Conferenza sui Cambiamenti Climatici (Roma, 2007).
l suo bagaglio culturale e le sue esperienze comprendono Idrologia, Pianificazione delle Risorse Idriche, Idraulica, Statistica, Modellistica Numerica e Ricerca Operativa.
Le sue ricerche vanno dalla formulazione dei modelli idrologici di trasformazione afflussi deflussi per la formazione delle piene, ai modelli idraulici di propagazione delle onde di piena, ai problemi decisionali sotto incertezza (ad esempio se dare o meno un allarme in base a previsioni incerte, o quant’acqua rilasciare da un serbatoio all’arrivo di una piena).
I recenti studi sono poi orientati nel settore delle risorse idriche per la riduzione delle perdite nelle reti di acquedotto e l’analisi delle interrelazioni fisiche, socio-economiche, ambientali ed ecologiche per una pianificazione e gestione sostenibile delle risorse.
L’attività di ricerca del Professor Todini, documentata da oltre 200 lavori, è sempre stata orientata non solo verso gli aspetti teorici ma anche verso le loro possibili applicazioni pratiche.
Le sue ricerche nel campo della modellistica idrologica hanno portato alla realizzazione di vari modelli: il CLS (1976), l’ARNO (1989), modello che è stato introdotto come componente del suolo nel modello di Circolazione Generale ECHAM, ed il TOPKAPI (1998). Tutti modelli utilizzati ampiamente e con successo in tutto il mondo.
Il suo approccio nel campo della propagazione delle piene, ha prodotto modelli come il PAB ed il PABL, particolarmente adatti per le previsioni di piena in tempo reale, ed il Muskingum-Cunge-Todini (MCT), una versione corretta del Muskingum-Cunge (MC) che non garantiva la conservazione della massa.
Nel campo della propagazione bi-dimensionale gli studi del Prof. Todini hanno portato allo sviluppo di un modello ad elementi finiti e volume di controllo noto come CVFE.
I suoi studi nel campo dei Filtri di Kalman hanno originato una tecnica per la risoluzione del problema inverso per la stima dei parametri di trasmissività nei modelli di acquiferi sotterranei. IL Prof. Todini ha anche sviluppato tecniche per la valutazione dell’incertezza dovuta ai parametri nei problemi di Kriging. Inoltre nel 1978, seguendo la teoria delle Variabili Strumentali, ha prodotto il Mutually Interactive State and Parameter estimator (MISP), basato su un doppio filtro di Kalman, uno nello spazio dello stato ed uno nello spazio dei parametri, che non solo è stato utilizzato ampiamente in Idrologia, ma che è stato recentemente riconosciuto (2006) quale l’algoritmo ricorsivo più efficace per l’identificazione automatica della voce.
Nel 1978, nel campo delle reti di distribuzione idrica, ha inventato un algoritmo per il calcolo delle reti magliate (il Global Gradient Method) che è stato recentemente adottato dall’US-EPA come base per lo sviluppo dell’EPANET, il pacchetto di pubblico dominio più diffuso ed utlizzato nel mondo. L’algoritmo sviluppato dal Prof. Todini è anche stato riconosciuto come il più efficiente e veloce fra quelli esistenti. Nel 2000 il Prof. Todini ha anche introdotto il concetto di resilienza nelle reti di acquedotto come indice per la progettazione multi-obiettivo. Infine nel 2006 il Prof. Todini ha ottenuto un brevetto negli Stati Uniti (US Patent n. US 7,013,248 B1) per l’estensione dell’algoritmo del Gradiente Globale al calcolo diretto dei coefficienti delle pompe a velocità variabile.
I suoi lavori nel settore dell’ottimizzazione dei serbatoi, hanno portato al chiarimento sugli orizzonti di gestione a lungo e a breve periodo ed allo sviluppo di una tecnica di gestione in tempo reale basata sulle previsioni di afflusso e la loro incertezza. Questo approccio è utilizzato con grande successo nella regolazione del Lago di Como sin dal 1997.
Le attuali ricerche del Prof. Todini sono fortemente orientate al chiarimento del concetto della Incertezza Predittiva, e lo sviluppo di processori di incertezza legati alle previsioni di piena in tempo reale. Infine il Prof. Todini si sta dedicando allo sviluppo di Sistemi di Supporto Decisionale per la Gestione Sostenibile delle Risorse Idriche.
Il Prof. Todini è socio fondatore e Presidente della Società Idrologica Italiana. È membro della Commissione Grandi Rischi della Regione Emilia-Romagna, del Comitato Scientifico del WWF Italia e di varie associazioni nazionali ed internazionali (Società Italiana di Statistica, European Geophysical Union, American Geophysical Union). Inoltre è stato Vice-Presidente del Comitato per le Risorse Idriche dell’Associazione Internazionale delle Scienze Idrologiche e Vice-Presidente della stessa Associazione. È membro del Willis Research Network, che si occupa dell’impatto dei disastri climatici in campo assicurativo.
Ha infine partecipato, in qualità di rapporteur dell’Idrologia, alla Prima Conferenza Nazionale sul Clima (Firenze, 1993) e, quale relatore sullo stato delle risorse idriche in Italia, alla Conferenza sui Cambiamenti Climatici (Roma, 2007).
