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    Michele IERVOLINO

    Insegnamento di IDRAULICA AMBIENTALE - IDROLOGIA

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

    SSD: ICAR/02

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Fornire alcuni esempi di modellazione di fenomeni del ciclo idrologico e delle loro possibili applicazioni, con particolare riferimento ai problemi di salvaguardia quali-quantitativa delle risorse idriche.

    Il ciclo idrologico.
    Processi di infiltrazione.
    Infiltrazione potenziale.
    Le precipitazioni: misura e modellazione stocastica.
    Evapotraspirazione.
    Modelli di trasformazione afflussi deflussi.
    Il bilancio idrologico di un sistema.
    Analisi di serie di dati idrologici.

    Testi di riferimento

    Appunti del docente
    Idrologia Tecnica, U. Moisello, Ed. La Goliardica Pavese

    Obiettivi formativi

    Il corso ha come obiettivo quello di fornire agli allievi padronanza dei concetti impartiti durante il corso. Capacità di descrivere qualitativamente e quantitativamente, con l’ausilio del calcolatore elettronico, i fenomeni studiati. Capacità di valutare gli ordini di grandezza delle quantità che regolano i processi trattati nel corso.

    Prerequisiti

    Concetti essenziali di idraulica delle correnti a pelo libero e dei moti di filtrazione.

    Metodologie didattiche

    Il corso prevede l’immediata applicazione (learn by doing) degli argomenti esposti attraverso lo svolgimento di esercitazioni numeriche sui temi trattati. Tali applicazioni vengono svolte in aula dagli allievi, eventualmente suddivisi in gruppi (team-working), sotto la supervisione del docente.

    Metodi di valutazione

    Prove scritte intercorso facoltative.
    Esame orale.

    Altre informazioni

    Il corso prevede l’immediata applicazione (learn by doing) degli argomenti esposti, mediante applicazioni svolte in aula dagli allievi suddivisi in gruppi (team-working).

    Programma del corso

    Il ciclo idrologico: sistemi idrologici; modelli idrologici.

    Processi di infiltrazione: terreni non saturi: capillarità; equazione di Richards. Curve caratteristiche idrauliche. Infiltrazione potenziale. Modelli dell’infiltrazione potenziale.
    Integrazione dell’equazione di Richards alle differenze finite.

    Evapotraspirazione: evapotraspirazione potenziale; evapotraspirazione della coltura di riferimento; bilancio di energia; equazioni empiriche dell'evapotraspirazione; misure di evaporazione.

    Le precipitazioni:la misura delle precipitazioni; distribuzione spaziale delle precipitazioni..

    Il bacino idrografico.
    Calcolo dell'afflusso meterorico a un bacino.
    Modelli di trasformazione afflussi deflussi: sottosistemi idrologici e bilancio idrologico.

    Deflussi fluviali: misure di portata in corsi d'acqua naturali; componenti del deflusso; regime delle portate dei corsi d'acqua; curva di durata delle portate di un corso d'acqua.

    Analisi di serie di dati idrologici: problemi di identificazione, previsione, generazione di serie sintetiche. il teorema di Fourier a l'analisi armonica di una serie: criterio di Nyqist; distorsione armonica di un segnale (aliasing). Funzioni di autocorrelazione e di crosscorrelazione. Modelli autoregressivi: modelli AR, ARX, ARMA, ARMAX.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Illustrating examples of modeling of the hydrological cycle phenomena and their possible applications, with particular reference to the problems of qualitative-quantitative safeguarding of water resources.

    The water cycle.
    Infiltration in unsaturated soils.
    Infiltration capacity.
    Precipitations: measurements and stochastic modeling.
    Evapotranspiration.
    Modellng rainfall-runoff transformation.
    Water balance in a hydrological system.
    Hydrologic data series analysis.

    Textbook

    Slides of the lectures
    Applied Hydrology, Chow Maidment and Mays, Ed. McGraw-Hill

    Training objectives

    The course aims to provide students with mastery of the concepts taught during the course. Ability to describe qualitatively and quantitatively, with the aid of the electronic calculator, the studied phenomena. Ability to evaluate the orders of magnitude of the quantities that regulate the processes studied during the course.

    Prerequisite

    Essential concepts of free-surface and groundwater hydraulics.

    Teaching methods

    The course includes the immediate application (learn by doing) of the topics presented through the carrying out of numerical exercises on the topics covered. These applications are carried out in the classroom by the students, possibly divided into groups (team-working), under the supervision of the teacher.

    Evaluation methods

    Optional inter-course written tests.
    Oral examination.

    Others

    The course includes the immediate application (learn by doing) of the topics on display, through applications carried out in the classroom by students divided into groups (team-working).

    Course Syllabus

    The hydrological cycle: hydrological systems; hydrological models.

    Infiltration processes: unsaturated soils: capillarity; Richards equation. Hydraulic characteristic curves. Potential infiltration. Models of potential infiltration.
    Integration of the Richards equation with the finite differences technique.

    Evapotranspiration: potential evapotranspiration; evapotranspiration of the reference crop; energy balance; empiralcal equations of evapotranspiration; evaporation measurements.

    Precipitations: the measurement of precipitations; spatial distribution of precipitation.

    River watershed.
    Evaluation of rainfall inflow to a watershed.
    Rainfall-runoff models: hydrological subsystems and water balance.

    River flows: measurement of river discharge; runoff components; river flow regime; flow duration curves.


    Hydrological data series analysis : identification, prediction, generation of synthetic series problems. The Fourier's theorem and the harmonic analysis of a series: Nyqist criterion; harmonic distortion and aliasing. Autocorrelation and cross-correlation functions. Autoregressive models: AR, ARX, ARMA, ARMAX models.

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