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IDRAULICA AMBIENTALE

Attività formativa monodisciplinare

Scheda dell'insegnamento

Codice attività didattica:

703516

Anno accademico di immatricolazione:

2020/2021

Anno accademico di erogazione:

2020/2021

Tipologia di insegnamento:

Caratterizzante

Afferenza:

Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO

Settore disciplinare:

IDRAULICA (ICAR/01)

Lingua:

Italiano

Crediti:

Anno di corso:

Docente e Collaboratori:

BARONTINI Stefano Responsabile

Ciclo:

Secondo Semestre

Ore di attivita' frontale:

Ore di studio individuale:

135

Prerequisiti:

Si consiglia una conoscenza preliminare di idraulica, meccanica dei fluidi e analisi matematica.

Obiettivi formativi

Lo scopo del corso è quello di guidare gli Studenti all'apprendimento degli strumenti teorici e informatici che permettano loro di comprendere il comportamento fisico e di risolvere numericamente i casi classici di flusso delle correnti a pelo libero e di flusso nei mezzi porosi, in condizioni stazionarie e non stazionarie. In particolare gli Studenti matureranno: (1) conoscenze e capacità di comprensione che estendono e rafforzano la comprensione dell'Idraulica maturata durante il primo ciclo; (2) capacità di applicare le loro conoscenze all'analisi qualitativa e computazionale di casi di flusso; (3) capacità di integrare le proprie conoscenze, attingendo alla letteratura di settore e a rapporti tecnici di laboratorio; (4) capacità di comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le loro conclusioni -- per quanto concerne gli argomenti del corso --, nonché le conoscenze e la ratio a esse sottese, a interlocutori specialisti, non specialisti e a tecnici di altre discipline nel quadro di un approccio interdisciplinare ai problemi dell'Idraulica ambientale; (5) capacità di apprendimento che consentano loro di continuare a studiare per lo più in modo auto--diretto o autonomo.

Contenuti

Correnti a pelo libero: (1) Correnti a portata uniforme in moto permanente, (2) Fenomeni localizzati, (3) Profili caratteristici di moto permanente a portata nota e a portata da determinare, (4) Correnti a portata non uniforme in moto permanente, (5) Correnti a portata uniforme in moto gradualmente vario, (6) Correnti a portata uniforme in moto bruscamente vario, (7) La similitudine idraulica.

Flusso nei mezzi porosi: (1) Conoscenza fisica del suolo, (2) Statica dell'acqua nel mezzo poroso omogeneo, (3) Dinamica dell'acqua nel mezzo poroso omogeneo, (4) Approccio idraulico al mezzo poroso.

Programma esteso

Correnti a pelo libero

(1) Correnti a portata uniforme in moto permanente : generalità; moto uniforme; stato critico; alvei a debole e forte pendenza; profili di moto permanente in alvei cilindrici. (2) Fenomeni localizzati : risalto; passaggio sotto paratoia; scarico di superficie; flusso in curva di correnti lente e di correnti veloci. (3) Profili caratteristici di moto permanente a portata nota e a portata da determinare. (4) Correnti a portata non uniforme in moto permanente : correnti a portata decrescente e correnti a portata crescente. (5) Correnti a portata uniforme in moto gradualmente vario : equazioni di De Sant Venant; modello cinematico; modello parabolico lineare e non lineare; metodo delle caratteristiche; metodo alle differenze finite; soluzione del caso di Ritter. (6) Correnti a portata uniforme in moto bruscamente vario. (7) La similitudine idraulica : analisi dimensionale; teorema di Buckingham; applicazione a casi di studio.

Flusso nei mezzi porosi

(1) Conoscenza fisica del suolo : generalità sul suolo; elementi di storia dell'idrologia del suolo dalle origini a Perrault e Mariotte; l'esperimento di Perrault; proprietà fisiche di interesse idrologico del suolo; potenziale totale dell'acqua nel suolo e sue componenti; conducibilità idraulica a saturazione e legge di Darcy; determinazione sperimentale delle proprietà fisiche di interesse idrologico del suolo. (2) Statica dell'acqua nel mezzo poroso omogeneo : generalizzazione della legge di Darcy; legami costitutivi; idrostatica di un ammasso di terreno appoggiato su uno strato impermeabile. (3) Dinamica dell'acqua nel mezzo poroso omogeneo : conservazione della massa; equazioni di Richards; di Laplace e di Boussinesq; condizioni al bordo; flusso uniforme lungo un versante non drenante e lungo un versante drenante; ridistribuzione del contenute d'acqua e piano di flusso nullo; casi caratteristici di flusso nel mezzo poroso saturo e insaturo; (4) approccio idraulico al flusso nei mezzi porosi.

Bibliografia consigliata

Libri di testo:

1. D. Citrini e G. Noseda; Idraulica; Casa Editrice Ambrosiana; Milano; seconda edizione; 1987.
2. G. De Marchi; Nozioni di idraulica con particolare riguardo ai problemi delle bonifche e delle irrigazioni; Edagricole; Bologna; quarta edizione (A cura di G. Noseda e D. Citrini); 1977.
3. E. Marchi e A. Rubatta; Meccanica dei Fluidi. Principi e applicazioni idrauliche; UTET; Torino; 2000 (ristampa).
4. S. Barontini; Introduzione all'idrologia del suolo. Seconda edizione rivista e ampliata; Liberedizioni; Brescia; 2017.

Libri consigliati:

1. G. Noseda; Correnti permanenti con portata variabile lungo il percorso; Technical report, Politecnico di Milano Istituto di Idraulica e Costruzioni Idrauliche; Milano; senza data.
2. V.-T. Chow; Open channel flow; McGraw Hill; 1959 (1988).
3. C. Ath. Constantinidis; Bonifica ed irrigazione: principi idrologici, idraulici ed agropedologici; Edagricole; Bologna; 1981.
4. G. Certini e F.C. Ugolini; Basi di pedologia; Edagricole; Milano; 2010.
5. C. Dazzi; Fondamenti di pedologia; Ed. Le Penseur; Brienza (PZ) e Napoli; 2013.
6. L. Cavazza; Fisica del terreno agrario; UTET; Torino; 1981.
7. J. Bear; Dynamics of Fluids in Porous Media; Elsevier; New York; 1972 (Dover reprint: 2013).
8. J. Bear; Hydraulics of Groundwater; McGraw Hill; 1979 (Dover reprint: 2012).
9. J. Bear and A.-D. Cheng; Modeling Groundwater Flow and Contaminant Transport; Springer; 2010.

Testi disponibili nel catalogo delle biblioteche

Ultimo aggiornamento 19/10/2020

Si invitano gli studenti a verificare sempre la corrispondenza tra la bibliografia consigliata e i testi disponibili

Idraulica / D. Citrini, G. Noseda. - 2. ed. - Milano : Casa editrice ambrosiana, 1987 Vedi nel catalogo
Nozioni di idraulica : con particolare riguardo ai problemi delle bonifiche e delle irrigazioni / Giulio De Marchi. - 4. ed. / a cura di Giorgio Noseda e Duilio Citrini. - Bologna : Edagricole, 1977 Vedi nel catalogo
Meccanica dei fluidi : principi e applicazioni idrauliche / Enrico Marchi, Antonello Rubatta. - Torino : UTET, c1981 Vedi nel catalogo
Introduzione all'idrologia del suolo / Stefano Barontini - 2. ed. rivista e ampliata - Brescia : Liberedizioni. 2017. Vedi nel catalogo
Bonifica ed irrigazione : principi idrologici, idraulici ed agropedologici / C. Ath. Constantinidis. - 2. ed. / a cura di Alfredo Metteo. - Bologna : Edagricole, 1981 Vedi nel catalogo
Open channel flow / V.-T. Chow. - Milano : McGraw Hill; 1959 (1988). ISBN 978-0070107762 Vedi nel catalogo
Basi di pedologia : cos'è il suolo, come si forma, come va descritto e classificato / Giacomo Certini, Fiorenzo Cesare Ugolini - Milano : Edagricole. 2010. Vedi nel catalogo
Fondamenti di pedologia / Carmelo Dazzi - 2. ed - Brienza : Le Penseur. 2016. Vedi nel catalogo
Modeling groundwater flow and contaminant transport / by Jacob Bear and Alexander H.-D. Cheng. - Dordrecht [etc.] : Springer, [2010] Vedi nel catalogo
Modeling groundwater flow and contaminant transport / by Jacob Bear and Alexander H.-D. Cheng. - Dordrecht [etc.] : Springer, [2010] Vedi nel catalogo

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula informatica, lavoro di gruppo, seminari.

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

Esame scritto (1) sul tracciamento qualitativo e quantitativo di un profilo di moto permanente e (2) sull'introduzione all'idrologia del suolo. Esame orale sugli argomenti trattati durante il corso. L'esame scritto contribuisce alla formulazione del voto finale per 20 punti su 30; per l'ammissione all'esame orale è richiesto un punteggio di 15 punti su 20. L'esame orale, che include anche la discussione sulle esercitazioni svolte, è obbligatorio.

Valutazione:

Voto Finale

Calendario attività didattiche

Data di inizio del periodo didattico:

Lunedì, 22 Febbraio, 2021

Data di fine del periodo didattico:

Venerdì, 11 Giugno, 2021

Altre informazioni

Le esercitazioni svolte devono essere raccolte in fascicolo e consegnate al docente prima della prova d'esame.