In breve
- Metodo: quote di Terrain Tiles su una griglia fino a 500 × 500 celle nel fuso UTM della sezione di chiusura, depressioni riempite con Priority-Flood + ε (Barnes et al. 2014), direzioni di deflusso D8 e accumulo, sezione spostata sul corso d'acqua più vicino entro 60 m; testato su una valle sintetica dal bacino noto.
- Funziona nel browser: ciò che clicca, disegna o apre non viene caricato.
- Dati e librerie: OpenFreeMap, MapLibre GL JS, GeographicLib (geographiclib-geodesic), Terrain Tiles (Mapzen / Tilezen on AWS Open Data), GeoNames (via all-the-cities).
- Gratuito, senza registrazione e senza installare nulla.
Per dimensionare un tombino, un fosso, una vasca di laminazione o un piccolo ponte, o per svolgere un'esercitazione di idrologia, serve prima il bacino imbrifero: tutto il territorio la cui pioggia scorre fino al tuo punto. Un GIS sa delimitarlo, ma bisogna trovare un modello digitale del terreno, riempirne le depressioni, calcolare direzioni di deflusso e accumulo e agganciare la sezione di chiusura, e la prima volta ci va un pomeriggio. Questo strumento fa gli stessi passaggi nel browser. Fai clic sul corso d'acqua dove va misurata la portata, e le quote intorno al punto vengono lette da Terrain Tiles, un insieme di dati altimetrici mondiale e gratuito che unisce modelli lidar nazionali, EU-DEM, SRTM e altre fonti. Le depressioni nei dati vengono riempite perché l'acqua possa sempre proseguire, a ogni cella è assegnata la direzione della vicina più in basso (il metodo D8 di ArcGIS, QGIS e GRASS) e le celle a monte del tuo punto formano il bacino. Il contorno è disegnato sulla mappa con l'asta principale e il reticolo idrografico, e il pannello dà i parametri morfometrici richiesti dai metodi di progetto e dalle esercitazioni. Scarica il bacino in GeoJSON, KML o shapefile per QGIS, ArcGIS o il CAD, oppure copia un link che riapre lo stesso risultato.
Come si usa
- Cerca una città o un CAP, oppure sposta la mappa, e ingrandisci finché vedi il corso d'acqua o l'attraversamento stradale che ti serve.
- Fai clic esattamente sul corso d'acqua, sul ponte, sul tombino o sull'emissario del lago; il punto viene spostato sulla cella del reticolo più vicina entro 60 m.
- Attendi qualche secondo mentre vengono letti i dati altimetrici; la finestra cresce da 4 × 4 km fino a un massimo di 20 × 20 km finché il bacino ci sta tutto.
- Leggi nel pannello area, perimetro, lunghezza dell'asta principale, quote, pendenza media e indici di forma.
- Scegli quanto deve essere fitto il reticolo idrografico, poi scarica GeoJSON, KML o shapefile, oppure copia il link da condividere.
Esempio: gli indici di forma dai numeri del pannello
Supponiamo che il pannello mostri un bacino di 12,0 km² con un perimetro di 16,8 km e un'asta principale lunga 6,2 km. Il coefficiente di compattezza di Gravelius confronta il perimetro con quello di un cerchio di pari area: Kc = P / (2√(πA)) = 16,8 / (2√(π × 12,0)) = 1,37. Un cerchio dà 1,00; valori tra 1,25 e 1,50 indicano un bacino ovale, oltre 1,50 un bacino allungato, la cui piena arriva più tardi e con un picco più basso. Il fattore di forma di Horton usa la lunghezza: Rf = A / L² = 12,0 / 6,2² = 0,31, di nuovo un bacino allungato (un cerchio che ha l'asta come diametro dà 0,79). Lo strumento calcola entrambi con le stesse formule, dall'area e dal perimetro geodetici del contorno che disegna, quindi puoi verificarli a mano come sopra.
A cosa serve
- Trovare la superficie del bacino per il metodo razionale o un idrogramma unitario prima di dimensionare un tombino, una condotta o un fosso.
- Esercitazioni di idrologia e geografia che chiedono area, perimetro, lunghezza dell'asta, dislivello, pendenza e indici di forma di un bacino.
- Vedere quali campi, strade e paesi drenano verso un torrente, un lago o un pozzo, per pianificazione, agricoltura o qualità delle acque.
Quanto è preciso?
Da dove vengono le quote
Terrain Tiles usa per ogni luogo il miglior modello altimetrico aperto: EU-DEM a 25 m in Italia e in gran parte dell'Europa, modelli nazionali a 10 m in Austria e Norvegia, il lidar a 2 m dell'Environment Agency in Inghilterra, USGS 3DEP a circa 10 m negli Stati Uniti e SRTM a circa 30 m in buona parte del mondo. Lo strumento le legge su una griglia quadrata nel fuso UTM della sezione di chiusura con al massimo 500 celle per lato: celle da 8 m nella prima finestra di 4 × 4 km, da 40 m nella finestra più grande di 20 × 20 km, mai più fini di un pixel delle tessere. Un bacino è buono quanto gli spartiacque tra le valli in quei dati; in collina e in montagna le creste sono nette e il contorno segue di solito il vero spartiacque entro una o due celle.
Come viene instradata l'acqua
Prima ogni depressione della griglia viene riempita con l'algoritmo Priority-Flood di Barnes, Lehman e Mulla (2014), procedendo dal bordo della finestra verso l'interno, e alle aree piatte viene data una pendenza minima perché drenino; poi ogni cella scarica verso quella delle sue otto vicine con la caduta più ripida (D8), e le celle il cui percorso passa per la sezione di chiusura formano il bacino. È il metodo standard di ArcGIS (Fill, Flow Direction, Watershed), QGIS e GRASS r.watershed. Il D8 manda tutta l'acqua in una sola direzione, quindi su versanti convessi e regolari lo spartiacque può oscillare di una cella. Area e perimetro sono misurati in modo geodetico sull'ellissoide WGS84 a partire dal contorno, la cui scalettatura lungo i lati delle celle è smussata al massimo di tre quarti di cella perché il perimetro non risulti sovrastimato.
Pianura, città e drenaggi
Dove il terreno è piatto, come in Pianura Padana, in Danimarca, nei Paesi Bassi, nelle zone umide e nelle piane alluvionali, differenze di quota di pochi decimetri decidono dove scorre l'acqua, e un modello a 10–30 m non le vede. Anche scoline, drenaggi tubolari, fognature, tombini sotto le strade e impianti idrovori spostano l'acqua attraverso spartiacque che il terreno non mostra. Lì il contorno può essere molto sbagliato: usa un modello lidar a 1–2 m (in Italia il lidar del Geoportale Nazionale e i DTM regionali, poi il DHM danese di Dataforsyningen, RGE ALTI in Francia, i DGM1 dei Länder tedeschi, il MDT del CNIG in Spagna) o le carte dei bacini dell'Autorità di bacino distrettuale o del consorzio di bonifica, e per autorizzazioni o calcoli di progetto il bacino ufficiale dell'ente competente.
Bacini grandi
La finestra cresce da 4 × 4 km a 8, 14 e infine 20 × 20 km, spostandosi verso il bacino trovato fino a quel momento. Se il bacino tocca ancora il bordo della finestra più grande, lo strumento lo segnala e mostra solo la parte trovata: area, lunghezza dell'asta e indici risultano allora troppo piccoli. Per un grande fiume usa una carta nazionale dei bacini o un insieme di dati globale come HydroSHEDS.
Buono a sapersi
Un clic accanto al corso d'acqua
Un clic su un versante vicino al torrente dà il piccolo bacino di quel versante. Lo strumento sposta il punto sulla cella più vicina che drena molto, entro 60 m, e ti dice di quanto l'ha spostato; se il risultato è minuscolo, fai clic sul corso d'acqua stesso o un po' più a valle.
Laghi e serbatoi
Gli specchi d'acqua sono piatti nei dati. Lo strumento fa defluire un lago dove la riva è più bassa, che di solito è il suo vero emissario, ma una diga o una traversa assente dal modello altimetrico può mandare l'acqua altrove. Fai clic a valle dell'emissario per includere tutto ciò che drena nel lago.
Il reticolo idrografico è un modello
Le linee blu sono celle che raccolgono più della superficie scelta a monte, non corsi d'acqua cartografati. Dove si scostano dai corsi d'acqua reali della mappa di base, i dati altimetrici lì sono troppo grossolani, e questo è anche un avvertimento sul contorno.
Domande frequenti
Come trovo il bacino idrografico di un punto?
Ingrandisci e fai clic sul corso d'acqua nel punto che ti serve, per esempio un tombino o un ponte. Lo strumento traccia tutto il territorio a monte che vi drena e mostra il bacino sulla mappa con area, lunghezza dell'asta principale, quote, pendenza e indici di forma.
Quanto può essere grande il bacino?
Fino a circa 20 × 20 km, quindi bacini di al massimo qualche centinaio di chilometri quadrati, a seconda della forma. Se un bacino è più grande, lo strumento lo segnala e mostra solo la parte dentro la sua finestra.
Quanto è preciso lo spartiacque?
In collina e in montagna il contorno segue di solito il vero spartiacque entro una o due celle della griglia, 10–40 m. In pianura, in città e nei terreni bonificati può essere molto lontano, perché i dati a 10–30 m non vedono fossi, drenaggi e piccole differenze di quota. Per la progettazione usa un modello lidar o la carta ufficiale dei bacini.
Che cos'è il coefficiente di compattezza di Gravelius?
Kc = P / (2√(πA)) confronta il perimetro P del bacino con la circonferenza di un cerchio di pari area A. Un cerchio dà 1; più Kc è grande, più il bacino è allungato e più lenta è la sua risposta di piena.
Posso aprire il bacino in QGIS, ArcGIS o AutoCAD?
Sì. Scarica lo shapefile, uno ZIP con il poligono del bacino e il reticolo idrografico nel fuso UTM della sezione di chiusura, con il file .prj e i parametri come attributi. Ci sono anche GeoJSON e KML, e il link sotto i download converte lo shapefile nel tuo sistema di riferimento nazionale.
Lo strumento calcola la portata di piena?
No. Fornisce il bacino e la sua morfometria, che sono i dati di partenza di metodi come il metodo razionale, un idrogramma unitario o le linee guida di progetto della tua regione; l'intensità di pioggia e il coefficiente di deflusso dipendono dal territorio e dall'uso del suolo.
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