Docente/i: Ugo Moisello  

Denominazione del corso: Complementi di idrologia()
Codice del corso: 502947
Corso di laurea: Ingegneria Civile, Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ICAR/02
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Civile, Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
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.
• Impianti ad acqua fluente e regolazione dei serbatoi.
• Il deflusso minimo vitale.
• 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 e il modello di Thomas-Fiering.

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 (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 dell’insegnamento di Idrologia del corso di laurea triennale. IDRAULICA: I diversi tipi di moto: uniforme, permanente e vario. La distribuzione idrostatica delle pressioni. L'equazione di continuità. Il teorema di Bernoulli. Le formule di resistenza. Le 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 unitario 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
Attività pratiche (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, 2010.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame di profitto consiste in una prova scritta e in una prova orale. Condizione per sostenere la prova orale è il superamento di quella scritta (nello stesso appello). In caso di superamento della prova scritta è facoltà dello studente di avvalersi (nello stesso appello) del risultato della sola prova scritta per superare l’esame di profitto.