IDRAULICA DEI SISTEMI NATURALI

Anno accademico 2017/2018 - 1° anno
Docente: Vincenza Cinzia SANTORO
Crediti: 9
SSD: ICAR/01 - IDRAULICA
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre:

Obiettivi formativi

Conoscenza degli strumenti matematici avanzati e dei risultati sperimentali, in laboratorio e in campo, per studiare il moto dei fluidi nei diversi contesti in cui essi possono trovarsi in natura, con particolare riferimento ai problemi relativi al moto di correnti fluviali e detritiche e all’idraulica marittima, in condizioni di fondo fisso e mobile.


Prerequisiti richiesti

E' necessaria la conoscenza dell'idraulica di base, con particolare riferimento alle nozioni generali di cinematica e dinamica dei fluidi e del moto delle correnti a superficie libera in moto uniforme e permanente.


Frequenza lezioni

La frequenza alle lezioni è vivamente 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

Nel seguito è riportato un elenco dei principali argomenti trattati all'interno del corso.

Il sistema fluviale. Moto uniforme, permanente e vario a superficie libera. Moto incipiente dei sedimenti e trasporto solido. La resistenza al moto negli alvei a fondo mobile. Il sistema acqua sedimenti: evoluzione di un corso d’acqua. Colate detritiche e fangose. Il moto ondoso regolare. Trasformazioni non energetiche ed energetiche di un’onda monocromatica. Il moto ondoso irregolare e reale. Analisi statistica a breve e a lungo termine. L’onda di progetto. Il moto nella surf zone. Trasporto solido costiero. Processi costieri.


Testi di riferimento

1. Armanini, A. Principi di Idraulica fluviale - Editoriale BIOS, 1999

2. Atzeni, A. Dispense di Idraulica Marittima – Aracne editrice, 2011

Altri importanti riferimenti bibliografici:

Ferro, V. La sistemazione dei bacini idrografici – Mc-Graw-Hill, 2002

US Army Corps of Engineers Channel Stability Assessment for Flood Control Projects, EM 1110-2-1418, 1994 http://www.publications.usace.army.mil/Portals/76/Publications/EngineerManuals/EM_1110-2-1418.pdf

U.S. Department of Transportation - Federal Highway Administration River Engineering for Highway Encroachments, FHWA NHI 01-004 http://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/pubs/nhi01004.pdf

US Army Corps of Engineers Coastal Engineering Manual, EM 1110-2-1100, 2002 http://www.publications.usace.army.mil/USACEPublications/EngineerManuals/tabid/16439/u43544q/636F617374616C20656E67696E656572696E67206D616E75616C/Default.aspx



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Moto uniforme a superficie libera. Sforzo tangenziale medio e conduttanza. Scala di deflusso in una sezione compatta. Le sezioni composte.
2*I profili di moto permanente e la loro integrazione. Correnti permanenti con portata variabile. Esempi applicativi.
3*Il moto vario a superficie libera: il modello cinematico, il modello parabolico, i modelli idrologici. 
4*Teoria di Shields per il moto incipiente.1 - 4 - 5 
5*Modalità di trasporto. La portata solida. Capacità di trasporto. Wash load e bed material load.1 - 5 
6*Il trasporto al fondo. Teoria di Du Boys. Altre formule alla Du Boys. Formula di Meyer-Peter e Muller. Formula di Smart e Jaggi. Formula di Meyer-Peter e Muller per granulometria non uniforme. Formula di Schocklitsch. Formula di van Rijn. Leggi di potenza1 - 4 - 5 
7*Il trasporto in sospensione.1 - 5 
8*Il trasporto solido totale.1 - 6 
9*La resistenza totale al moto negli alvei a fondo mobile.1 - 4 - 5 
10*Criteri di esistenza delle forme di fondo. Resistenza di grano e resistenza delle forme di fondo.1 - 4 - 5 
11*Bilancio dei sedimenti. Equazione di Exner. Migrazione delle forme di fondo.Sistema acqua - sedimenti. Soluzioni non stazionarie.
12*Colate fangose e detritiche: formazione, evoluzione e caratterizzazione. Modelli reologici per le colate detritiche. Modellazione numerica.
13* Onde di gravità regolari. Moto irrotazionale. Fluido perfetto. Equazione di Eulero. Equazione di Laplace.2 - 3 - 6 
14*L'onda progressiva. L'onda regressiva. L'onda stazionaria. Celerità. 2 - 3 - 6 
15*Relazione di dispersione lineare.Cinematica dell'onda progressiva. Cinematica dell'onda stazionaria. Distribuzione della pessione in un'onda progressiva e in un'onda stazionaria.2 - 6 
16*Energia di un'onda progressiva. Potenza di un'onda progressiva. Celerità di gruppo.2 - 6 
17*Shoaling. Rifrazione. Il raggio d'onda. Rifrazione dell'onda mono cromatica.2 - 6 
18*Trasformazioni dell'energia specifica. Il frangimento. Diffrazione. Riflessione.2 - 6 
19*Il moto nella surf zone.2 - 6 
20*Il moto ondoso reale e il moto ondoso irregolare. L'analisi dei treni di onde. I metodi zero-crossing. L'onda significativa. Distribuzioni di probabilità per la rappresentazione dello stato di mare a breve termine.2 - 6 
21*Il metodo spettrale. Relazione tra le altezze significative in acque basse. Il fetch e i possibili stati di mare. Gli spettri sintetici. Gli spettri direzionali. Il metodo SMB.
22*Criteri per la scelta dell'onda di progetto (previsioni a lungo termine).
23*Evoluzione della linea di costa.
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale.