Docente/i: Ugo Moisello  

Denominazione del corso: Idrologia LS
Codice del corso: 064051
Corso di laurea: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio, Ingegneria Civile
Settore scientifico disciplinare: ICAR/02
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

L'insegnamento si propone di completare le nozioni di idrologia già in possesso dell'allievo (generalmente finalizzate alla stima delle portate di piena con i metodi più semplici) con quelle necessarie alla redazione (che richiede l'analisi della disponibilità d'acqua e uno studio approfondito delle piene) di importanti progetti di sfruttamento delle risorse idriche e di piani di bacino.

Programma del corso

Idrologia
(ogni gruppo di argomenti è svolto in due ore)

• Gli scambi energetici tra la Terra e lo spazio esterno. L'atmosfera standard. La stabilità dell'atmosfera. La distribuzione delle pressioni.
• Masse d'aria e fronti. Venti e correnti a getto. La relazione tra gradiente di pressione e velocità del vento. La circolazione generale dell'atmosfera. La cella di Hadley, la cella polare e la cella di Ferrel. Origine e sviluppo dei cicloni extratropicali. L'influenza dell'orografia sulla circolazione atmosferica. L'effetto delle masse d'acqua. le correnti marine. I monsoni.
• Le analisi statistiche regionali delle piene.
• La precipitazione massima probabile (prima parte).
• La precipitazione massima probabile (seconda parte).
• La determinazione dei fabbisogni irrigui.
• I modelli completi della trasformazione afflussi-deflussi. Il modello di Dawdy e O'Donnel.
• Il modello di Clark, il modello del triangolo laminato e quello del rettangolo laminato L'uso dei diagrammi dei momenti adimensionali per la scelta del modello. Approfondimento del modello di Nash.
• L'idrogramma unitario e l'idrogramma unitario sintetico di Snyder. Il metodo di Nash per la determinazione di un idrogramma unitario istantaneo sintetico. Il metodo di McSparran per la determinazione di un modello di piena sintetico.
• Lo studio della disponibilità d'acqua.
• La regolazione dei serbatoi (prima parte).
• La regolazione dei serbatoi (seconda parte).
• L'uso dei processi stocastici nello studio della disponibilità d'acqua.
• La propagazione delle piene. Le equazioni di De Saint Venant. La semplificazione delle equazioni di de Saint Venant.
• Il modello cinematico e il modello parabolico.
• La soluzione delle equazioni di De Saint Venant (cenni). I modelli linearizzati. I modelli idrologici: il metodo Fantoli-De Marchi e il metodo Muskingum. I modelli empirici (cenni).

Statistica
(ogni gruppo di argomenti è svolto in due ore)

• Le distribuzioni di probabilità congiunte.
• La regressione.
• La distribuzione multinormale. La regressione nella distribuzione multinormale. La scelta delle variabili da introdurre nella regressione.
• I processi stocastici (prima parte).
• I processi stocastici (seconda parte).

Esercitazioni
(ogni esercitazione o parte di esercitazione è svolta in due ore)

• Es. n. 1 (prima parte, in aula). Determinazione della portata al colmo con assegnato tempo di ritorno con il metodo della portata indice.
• Es. n. 1 (seconda parte, in aula informatica). Determinazione della portata al colmo con assegnato tempo di ritorno con il metodo della portata indice (uso del programma REGIONE).
• Es. n. 2 (prima parte, in aula informatica). Uso di un modello completo della trasformazione afflussi-deflussi per la determinazione dei deflussi giornalieri (uso del programma DAFNE).
• Es. n. 2 (seconda parte, in aula informatica). Uso di un modello completo della trasformazione afflussi-deflussi per la determinazione dei deflussi giornalieri (uso del programma DAFNE).
• Es. n. 3 (prima parte, in aula informatica). Individuazione di relazioni idrologiche con il metodo della regressione multipla (uso del programma FORW).
• Es. n. 3 (seconda parte, in aula informatica). Individuazione di relazioni idrologiche con il metodo della regressione multipla (uso del programma FORW).
• Es. n. 4 (prima parte, in aula informatica). La determinazione della portata al colmo con un idrogramma unitario istantaneo sintetico (uso del programma piene).
• Es. n. 4 (seconda parte, in aula informatica). La determinazione della portata al colmo con un idrogramma unitario istantaneo sintetico (uso del programma piene).

Prerequisiti

ANALISI MATEMATICA GEOMETRIA E ALGEBRA, FISICA, FISICA MATEMATICA, INFORMATICA: gli stessi requisiti di Idrologia I livello. IDRAULICA I diversi tipi di moto: uniforme, permanente e vario. La distribuzione idrostatica delle pressioni. L'equazione di continuità. Il teorema di Bernoulli. Formule di resistenza. Caratteristiche fondamentali delle correnti a pelo libero. Correnti lente e veloci, stato critico. Profili di moto permanente. IDROLOGIA Lessico idrologico di base e unità di misura. Le precipitazioni. Le misure di precipitazione. La dipendenza dell'altezza di pioggia dalla durata e dall'area. Il bacino idrografico. Le perdite del bacino (evapotraspirazione, infiltrazione) e le diverse forme di immagazzinamento dell'acqua. I metodi pratici per la determinazione delle perdite del bacino. I deflussi superficiali. Le misure di portata. La trasformazione afflussi-deflussi: i diversi tipi di modelli. Modelli lineari e stazionari. L'idrogramma istantaneo. Il canale lineare e il modello della corrivazione. Il serbatoio lineare e il modello di Nash. STATISTICA Il concetto di variabile casuale e quello di distribuzione di probabilità. Gli assiomi del calcolo delle probabilità. Il tempo di ritorno. Le principali distribuzioni di probabilità (normale, lognormale, di Gumbel). Il concetto di campione e quello di frequenza. L'individuazione della funzione di probabilità. La stima dei parametri: il metodo dei momenti. Le carte probabilistiche. I test delle ipotesi. Il test di adattamento di Pearson.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 38
Esercitazioni (ore/anno in aula): 14
Laboratori (ore/anno in aula): 0
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

V.T. Chow, D.R. Maidment, L.W. Mays. Applied Hydrology. New York, Mc Graw-Hill Book Company, 1988.

R.K. Linsley,M.A. Kohler , J.L.H. Paulus. Applied Hydrology. New York, Mc Graw-Hill Book Company, 1949.

U. Maione, U. Moisello. Elementi di statistica per l'idrologia. Pavia, la Goliardica Pavese, 1993.

U. Moisello. Idrologia tecnica. La Goliardica Pavese, 1998.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Il profitto è valutato attraverso due prove scritte in itinere, valide ai fini dell'esame di profitto. L'esame finale consiste in una prova orale, che comprende tutti gli argomenti del corso oppure soltanto una parte, a seconda che lo studente non abbia oppure abbia superato le prove in itinere. L'esame finale consiste, nel caso di superamento di entrambe le prove in itinere, nella discussione di una esercitazione.