Solving the 3D Richards equation in a planar hillslope. Phenomenology and comments

1. L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
Richards 3D
Riccardo Rigon
JayStrattonNoller,AmityatSchmidtfarm,2010

2. R. Rigon
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Ma valgono le condizioni ?Kz~ Kx
Nelle condizioni invocate, la condizione iniziale è idrostatica con
Conseguentemente in superficie, avendo scelto come condizioni iniziali
Discussioni

3. R. Rigon
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Per il suolo rappresentato nella figura
sottostante
assumendo la falda ad una profondità di un metro
significa che la conducibilità idraulica diminuisce di circa un ordine di grandezza:
forse una variazione entro la quale si può pensare di usare un valore medio,
efficace, e considerare l’equazione semplificata ancora valida.
Discussioni

4. R. Rigon
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Ma siamo al limite di applicabilità !
Discussioni

5. R. Rigon
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Cerchiamo in effetti di capire che cosa succede
esattamente utilizzando un integratore accurato delle
equazioni di Richards 3D
(GEOtop, Rigon et al., 2006)
Discussioni

6. R. Rigon
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Figure 2: Experimental set-up. (a) The infinite hillslope schematization. (b) The initial suction head profi
soil-pixel hillslope numeration system (the case of parallel shape is shown here). Moving from 0 to 900 (th
rresponds to moving from the crest to the toe of the hillslope
The OpenBook hillslope
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7. R. Rigon
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Condizioni Iniziali
Discussioni

8. R. Rigon
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X - 54 LANNI ET AL.: HYDROLOGICAL ASPECTS IN THE TRIGGERING OF SHALLOW LANDSLIDES
(a) DRY-Low (b) DRY-Med
Simulations result
Lanni and Rigon
Discussioni

9. R. Rigon
!9
All’inizio della precipitazione, a parte nella
zona vicino allo spartiacque la pressione è
costante su tutto il transetto
Discussioni

10. R. Rigon
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Dopo un certo tempo (25h nella
simulazione) le pressioni lungo il pendio
cominciano a differenziarsi. Una grande
differenziazione appare nella parte finale
del pendio, dove si raggiunge la
saturazione.
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11. R. Rigon
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(a) (b)
Figure 6: Temporal evolution of the vertical profile of hydraulic conductivity (a) and hydraulic conductivity at the soil-bedrock interface
E’ la variazione di 3 ordini di grandezza della conducibilità
idraulica in prossimità del substrato
La chiave per capire
Lanni and Rigon
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12. R. Rigon
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In questo caso
Iverson,2000;CordanoandRigon,2008
Si innesca in prossimità del bedrock un flusso laterale il cui tempo scala è
governato da una diffuvità D1 molto più grande di D0 in superficie.
Allora:
Non è più verificata e, piuttosto è:
!

13. R. Rigon
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When simulating is understanding
courtesyofE.Cordano
come si può dedurre dal grafico sottostante
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14. R. Rigon
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Capire dalle simulazioni
All’inizio del processo di infiltrazione, sul bedrock siamo la pressione è
quella della linea rossa, in superifice la pressione è quella indicata dalla
linea blu.
courtesyofE.Cordano
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15. R. Rigon
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When simulating is understanding
Quando si innesca il deflusso laterale, la situazione è quella illustrata (la
linea blue, sempre per la superficie, la linea rossa per il bedrock)
courtesyofE.Cordano
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16. R. Rigon
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Così
All’inizio le condizioni per ottenere un flusso praticamente verticale
sono soddisfatte
courtesyofE.Cordano
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17. R. Rigon
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So
Alla fine, le medesime condizioni non sono soddisfatte e, viceversa,
domina il deflusso laterale.
courtesyofE.Cordano
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18. R. Rigon
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Il deflusso laterale
•E’ veloce .... il suo tempo scala ... comparabile inferiore a quello
dell’infiltrazione verticale, che avviene in condizioni insature.
•In effetti, il meccanismo per cui si ha prima infiltrazione verticale e poi
deflusso laterale dipende dalla struttura delle curve di ritenzione idrica, e,
nel caso dal fatto che il suolo considerato è un limo sabbioso.
•Per altri tipi di suolo, la situazione potrebbe essere differente
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