IDROLOGIA
Anno accademico 2021/2022 - 1° annoCrediti: 9
SSD: ICAR/02 - COSTRUZIONI IDRAULICHE E MARITTIME E IDROLOGIA
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 134 di studio individuale, 39 di lezione frontale, 52 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Il corso illustra le nozioni di base sui processi alla base delle diverse componenti del ciclo idrologico e fornisce le procedure di elaborazione delle informazioni idrologiche utili per i problemi di progetto e di esercizio nell'ingegneria delle acque.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula e a distanza (modalità mista) co l'ausilio di strumenti informatici. L'accesso in aula sarà consentito solo agli studenti regolarmente prenotati attraverso il sistema informatico che sarà messo a disposizione e muniti di green pass.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di base di Idraulica. Familiarità con l'uso di fogli elettronici (ad es. Excel) e linguaggi di programmazione (preferibilmente Matlab).
Frequenza lezioni
La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata in quanto coerente con il modello formativo proposto che mira a favorire l'apprendimento graduale, la partecipazione attiva dello studente in classe, il dialogo fra docenti e studenti.
Contenuti del corso
1. Introduzione
Presentazione del corso. Sviluppo dell’idrologia. Principali metodologie di analisi.
2. Introduzione al ciclo idrologico
Componenti del ciclo idrologico. Precipitazione. Evaporazione ed evapotraspirazione. Deflussi superficiali. Circolazione dell'acqua nel sottosuolo. Effetti antropici sul ciclo idrologico. Distribuzione delle risorse idriche sulla terra.
3. Informazioni idrologiche
Strumenti e metodi di misura delle grandezze idrometeorologiche. Fonti delle informazioni. Attività e pubblicazioni dei Servizi meteorologici e idrografici. Reti idrometeorologiche in telemisura. Radar e satelliti meteorologici. Dati di rianalisi.
4. Cenni di teoria delle probabilità e di statistica
Statistica descrittiva. Cenni di teoria della probabilità. Definizioni di probabilità, probabilità totale, probabilità condizionata. Le variabili idrologiche come variabili casuali. Distribuzioni di probabilità di variabili casuali discrete (binomiale, di Poisson). Distribuzioni di probabilità di variabili casuali continue (normale, log-normale, di Pearson). Stima dei parametri. Test statistici. Test della bontà di adattamento di distribuzioni di probabilità. Analisi di correlazione e regressione.
5. Precipitazioni
Tipi di precipitazioni. Meccanismi di formazione delle precipitazioni. Regimi pluviometrici. Valutazione degli afflussi ragguagliati (topoieti, isoiete, metodi di interpolazione). Piogge intense. Serie delle eccedenze e dei massimi annuali. Distribuzioni di probabilità dei valori estremi. Curve di probabilità pluviometrica. Analisi regionale delle piogge intense.
6. Caratterizzazione dei bacini idrografici tramite GIS
Caratteristiche descrittive e geomorfologiche (curva ipsometrica, pendenza media, densità di drenaggio, ecc.). Ordinamento gerarchico del reticolo idrografico. Leggi di Horton e Strahler. Analisi del reticolo idrografico tramite GIS.
7. Deflussi superficiali
Regimi fluviali. Misure idrometrografiche. Scala delle portate. Curva di durata di un corso d'acqua. Caratteristica di utilizzazione. Modelli per la valutazione delle risorse idriche superficiali. Modelli stocastici per la generazione di serie idrologiche sintetiche.Formazione delle piene. Valutazione delle portate al colmo (formule regionali, curve inviluppo, ecc.). Analisi regionale delle piene.
8. Modelli di trasformazione afflussi-deflussi
Metodo della corrivazione. Stima del tempo di corrivazione e della pioggia netta. Ietogrammi di progetto. Metodo del volume d'invaso. Metodo dell'idrogramma unitario, IUH. Modelli concettuali. Modello di Nash. Metodo del Curve Number (Soil Conservation Service). Modelli di evento. Modello HEC-HMS. Modelli continui.
9. La regolazione dei deflussi superficiali
Serbatoi di regolazione. Criteri di dimensionamento. Simulazione dei serbatoi. Laminazione delle piene.
10. Analisi di siccità
Siccità, aridità, desertificazione. Caratteristiche delle siccità locali. Caratteristiche delle siccità regionali. Problematiche di monitoraggio delle siccità.
Testi di riferimento
TESTI CONSIGLIATI
MOISELLO U., Idrologia tecnica, La Goliardica Pavese, Pavia, 1997.
MAIONE U., MOISELLO U., Elementi di statistica per l'idrologia, La Goliardica Pavese, Pavia, 1993.
TESTI PER CONSULTAZIONE:
MAIDMENT, D. (ed.), Handbook of hydrology, McGraw-Hill, New York, 1993.
BRAS R., Hydrology: an introduction to hydrologic science, Addison-Wesley Publ. Company, Reading Ma, 1990.
LINSLEY R., KOHLER M., PAULHUS I., Hydrology for engineers, McGraw-Hill, London, 1988.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | 1. Introduzione | Slides Introduzione.pdf |
| 2 | 2. Introduzione al ciclo idrologico | ciclo_idrologico.pdf |
| 3 | 3. Informazioni idrologiche | misure_precipitazione.pdf, annali_idrologici.pdf |
| 4 | 4. Cenni di teoria delle probabilità e di statistica | teoria_probabilità.pdf, statistica.pdf |
| 5 | 5. Precipitazioni | precipitazioni.pdf, pioggie_intense.pdf |
| 6 | 6. Caratterizzazione dei bacini idrografici tramite GIS | gis.pdf |
| 7 | 7. Deflussi superficiali | misure_idrometrografiche.pdf, analisi_piene_fluviali.pdf |
| 8 | 8. Modelli di trasformazione afflussi-deflussi | analisi_piene_fluviali.pdf |
| 9 | 9. La regolazione dei deflussi superficiali | serbatoi_idrologia.pdf |
| 10 | 10. Analisi di siccità | siccita.pdf |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Gli esami sono costituiti da un colloquio orale. Per essere ammessi all'esame occorre aver consegnato la raccolta delle esercitazioni. Sono previsti test scritti di verifica durante il corso.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Stima delle portate al colmo
Curve di probabilità pluviometrica
Caratterizzazione di un bacino tramite GIS
Misure di precipitazione
Misure di portata
Adattamento e verifica di distribuzioni di probabilità