28007 - IDROLOGIA E RISCHIO IDRAULICO

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente apprende i concetti di base sulle tecniche di misura delle principali variabili idrologiche, sulla valutazione dei termini del bilancio idrologico a scala di bacino e sulla stima e gestione del rischio alluvionale. In particolare, lo studente conosce i modelli idrologici più diffusi per la trasformazione degli afflussi in deflussi ed è in grado di comprendere le problematiche principali della modellazione idrologica nei problemi di protezione idraulica del territorio, oltre ai concetti della pericolosità idraulica, della vulnerabilità e della esposizione del territorio al rischio idraulico ed alle loro applicazioni.

Programma/Contenuti

Processi idrologici: descrizione, misura e stima.
Introduzione all'idrologia. Ciclo idrologico. Descrizione dei processi idrologici alle diverse scale spaziali e temporali.
Tecniche e strumenti di misura delle grandezze idrologiche: pluviometria, idrometria, limnimetria, piezometria.
Le precipitazioni: fenomenologia delle precipitazioni liquide e solide, metodi di valutazione di grandezze areali a partire da misure puntuali.
L'evapotraspirazione: processi di evaporazione ed evapotraspirazione, fattori controllo, metodi di stima dell'evaporato da specchi liquidi, metodi di stima dell'evapotraspirato.
Il deflusso dell'insaturo: movimento dell'acqua attraverso l'insaturo, i fattori che influenzano l'infiltrazione, le equazioni di Richards, i modelli semplificati.
Il deflusso superficiale: meccanismi di formazione del deflusso superficiale, il meccanismo per saturazione dall'alto di Horton, il meccanismo di saturazione dal basso di Dunne.
Il deflusso in alveo: metodi e modelli per la propagazione della portata.

Le piene fluviali
La formazione delle piene. Cenni alla stima della portata di piena: metodi diretti, formule empiriche e formula razionale. Cenni sui modelli idrologici a scala di bacino: l'idrogramma unitario, i modelli lineari, i modelli concettuali, i modelli differenziali distribuiti, i modelli ad area contribuente variabile.

Elementi di idrologia statistica.
Interpretazione delle variabili idrologiche come variabili casuali Variabili deterministiche ed aleatorie. Rappresentazione delle serie empiriche; misure di tendenza centrale e di dispersione dei campioni di variabili aleatorie. Definizioni e teoremi fondamentali del calcolo delle probabilità: probabilità totale, condizionata e teorema di Bayes. Funzioni di probabilità cumulata e di densità di probabilità. Rappresentazione dei campioni di osservazioni sperimentali su carte probabilistiche. Curva di durata delle portate, linee segnalatrici delle piogge.

Il rischio idraulico
I concetti di Pericolosità (Hazard) e Rischio (Risk). Analisi di pericolosità intrinseca ed analisi di vulnerabilità. Determinazione del livello di rischio. Protezione idraulica del territorio e protezione civile. Interventi strutturali e non strutturali per la mitigazione dei danni delle alluvioni. Sistemi di allerta idrometeorologica e di preannuncio di piena. Gli strumenti di pianificazione territoriale

Testi/Bibliografia

  • Moisello: Idrologia Tecnica, La Goliardica Pavese
  • Greppi: Idrologia, Hoepli editore
  • Brutsaert: Hydrology An introduction, Cambridge University Press
  • Di Rosa (2000): “Rischio Idrogeologico e Difesa del Territorio”. Dario Flaccovio Editore.
  • Ciabatti: Elementi di Idrologia Superficiale. Coop. Libraria Univ. Ed. Bologna.
  • Chow, Maidment, Mays: Applied Hydrology, McGraw-Hill
  • Materiale didattico fornito dai docenti

Metodi didattici

Didattica frontale ed esercitazioni da svolgere al calcolatore finalizzate all'apprendimento ed utilizzo di codici di calcolo di impiego ricorrente nella modellistica idrologica.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica di apprendimento mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici, ovvero:

  • conoscere i modelli idrologici più diffusi per la trasformazione degli afflussi in deflussi;
  • scegliere il modello matematico di simulazione dei processi idrologici più idoneo in relazione al problema da risolvere;
  • comprendere i concetti e le applicazioni della pericolosità idraulica, della vulnerabilità e della esposizione del territorio al rischio idraulico.

La prova finale consiste in un esame orale mediante il quale viene verificato il livello di apprendimento degli argomenti teorici trattati a lezione e verranno discusse le diverse esercitazioni svolte al calcolatore (iscrizione alla prova su Almaesami)

Strumenti a supporto della didattica

La trattazione degli argomenti teorici del corso è affiancata ad attività pratiche di programmazione al calcolatore e di utilizzo di software specifico, da impostare in aula sotto la supervisione del Docente e sviluppare autonomamente. Tutte le applicazioni utilizzeranno software libero multi-piattaforma (Free and Open-Source Software, FOSS), installabile su tutti i principali sistemi operativi.

Dispense relative agli argomenti trattati duranti il corso, esercitazioni e tracce di soluzione degli esercizi in linguaggio R (The R Project for Statistical Computing) sono pubblicate per i soli studenti del corso durante il periodo di insegnamento nella collezione AMS Campus - AlmaDL dell'Università di Bologna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Attilio Castellarin

Consulta il sito web di Chiara Medici