Obiettivi formativi e risultati di apprendimento

L'insegnamento si propone di fornire sia le nozioni indispensabili alla soluzione dei problemi idrologici che più comunemente si presentano nell'ingegneria, con particolare riferimento all'analisi delle piene, sia gli elementi fondamentali dell'utilizzazione, della difesa e del risanamento del territorio. Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di riconoscere i problemi e di proporre le opportune soluzioni nel campo dell'irrigazione, del drenaggio, della bonifica idraulica, dell'erosione e delle sistemazioni idrauliche di un corso d'acqua per la difesa, conservazione e risanamento del territorio e per una sua corretta utilizzazione antropica nel rispetto dell'ambiente.

Programma del corso

Lezioni (30 ore)

Introduzione al corso (2 ore)

Opere e interventi costituenti le sistemazioni idrauliche o sistemazioni dei bacini idrografici e loro finalità. Definizione, delimitazione e caratteristiche di un bacino idrografico (richiami). Caratteristiche di un corso d'acqua. Rappresentazione cartografica e fotografica di un bacino idrografico e di un corso d'acqua.

Il sistema acqua-terreno (4 ore)

Costituzione e funzioni del terreno. Caratteristiche fisico meccaniche del terreno: tessitura, struttura, umidità, densità e porosità. Caratteristiche idrodinamiche del terreno: permeabilità, infiltrazione e capillarità.

Irrigazione (6 ore)

Rapporti tra acqua e terreno: potenziale capillare, umidità e costanti di umidità, frazioni acquose del terreno, acqua utile alle piante, curve specifiche dei terreni, adacquamento del terreno. Rapporti tra acqua e pianta: traspirazione vegetale, evaporazione dal terreno, evapotraspirazione. Parametri dell'irrigazione: portata specifica d'adacquamento, turno distributivo, corpo d'acqua, orario. Terminologia, tipi e metodi di irrigazione, manufatti e opere accessorie (di presa, di regolazione, di erogazione, di misura).

Drenaggio e bonifica idraulica (6 ore)

Drenaggio naturale, affossatura e drenaggio artificiale. Eccessi d'acqua nel terreno dovuti alle piogge, alla falda freatica e all'irrigazione. Tipi di drenaggio: profondo (orizzontale, verticale) e superficiale. Tipologie e modalità costruttive. Cenni di idraulica dei pozzi. Criteri di dimensionamento dei moduli drenanti orizzontali. Cenni storici sulla bonifica e tipologie. Elementi fondamentali della bonifica idraulica. Criteri e fasi progettuali. Afflusso idrico dovuto alle piogge: curva di probabilità pluviometrica (richiami). Dimensionamento di una rete di bonifica. Determinazione della portata di progetto: metodi statistici, modelli di trasformazione afflussi deflussi, metodo cinematico, metodo del volume d'invaso (richiami). Tipi di bonifica. Caratteristiche e manutenzione dei canali di bonifica. Impianti idrovori. 

Sicurezza idraulica e difesa dalle piene (4 ore)

Il rischio idraulico. I problemi della difesa idraulica. Interventi per la difesa dalle piene: strutturali e non strutturali. Interventi strutturali: interventi di incremento della capacità di convogliamento (mediante scavo e/o arginature), interventi per la riduzione delle portate mediante ripartizione delle portate di piena (canali scolmatori o diversivi) o mediante laminazione (vasche di laminazione, casse di espansione in linea e in derivazione). Interventi non strutturali: pianificazione a scala di bacino e di distretto idrografico, Piano per l'Assetto Idrogeologico, pianificazione territoriale, sistemi di monitoraggio e trasmissione dati per il preannuncio delle piene, interventi di messa in sicurezza.

Erosione del suolo (2 ore)

Il problema: cause e grandezze fisiche in gioco, distribuzione spazio-temporale. Fenomenologia dell'erosione idrica. Forme erosive e fattori che le influenzano. Modelli interpretativi: l'equazione universale U.S.L.E.. Valori limiti ammissibili, strategie e metodologie di intervento conservativo. Tipologie e dimensionamento di terrazzi.

Sistemazione idraulica dei torrenti e dei versanti (6 ore)

Generalità sui bacini montani e sui torrenti, classificazione dei torrenti. Trasporto solido, condizione di moto incipiente e pendenza di equilibrio. Opere per il controllo dell'erosione e del trasporto solido: briglie, soglie, difese spondali, piazze di deposito. Criteri di dimensionamento idraulico (cenni). Interventi sui versanti: regimazione delle acque superficiali, sistemazioni idraulico-forestali con tecniche di Ingegneria Naturalistica (cenni).


Esercitazioni (18 ore)

Esercitazione n. 1 

Dimensionamento di un canale d'irrigazione, portata erogata da una tubazione. Portata massima veicolabile in un canale a pelo libero a sezione trapezia simmetrica, non simmetrica e con banchine. Portata massima veicolabile in una condotta a sezione circolare piena o parzialmente piena. Scala di portata. (2 ore)

Esercitazione n.

Modalità di misura e determinazione delle portate dispensate a gravità. Determinazione di massima del volume di adacquamento di un comprensorio irriguo. (2 ore)

Esercitazione n. 3 

Drenaggio superficiale. Drenaggio orizzontale profondo. Dimensionamento di un drenaggio di falda orizzontale: numero, base e spaziatura dei dreni. Dimensionamento rete e collettore. (2 ore)

Esercitazione n. 4

Drenaggio verticale. Dimensionamento di un drenaggio di falda mediante pozzi: numero, potenzialità e posizione pozzi. (4 ore)

Esercitazione n. 5

Portata di progetto di un canale emissario di un comprensorio di bonifica. Determinazione della portata di progetto di un canale emissario di un comprensorio di bonifica (formula del Turazza), con assegnati tempi di ritorno e stima del rischio di insufficienza. (4 ore)

Esercitazione n. 6

Canali di bonifica e vasche di laminazione. Dimensionamento di un canale di bonifica; dimensionamento di una vasca di laminazione col metodo delle sole piogge. (2 ore)

Esercitazione n. 7

Vasche di laminazione e opere accessorie. Dimensionamento di una vasca di laminazione col metodo cinematico, dimensionamento di un ripartitore a soglia (sfioratore laterale). (2 ore)

Prerequisiti

Le conoscenze derivanti dai corsi di Analisi matematica, Fisica, Idraulica e Idrologia

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 18
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Le schede didattiche proiettate a lezione sono, di volta in volta, rese disponibili sulla piattaforma Kiro e scaricabili, così come i testi delle esercitazioni e le soluzioni delle prove d'esame; possono essere utili le dispense del corso tenuto, sino all'anno accademico 2013-14, dal Prof.ing. Mario Fugazza.

C. Costantinidis. Bonifica ed Irrigazione. Edagricole, 1970. 

AA.VV.. Drainage principles and applications. ILRI, Wageningen, The Netherland, 1983. 

G. Ongaro. Il calcolo delle reti idrauliche di bonifica. Edagricole, 1958. 

G. Supino. Le reti idrauliche. Patron, 1965. 

G. Benini. Sistemazioni Idraulico forestali. UTET, 1990. 

V. Ferro. La Sistemazione dei bacini Idrografici. Mc Graw-Hill, 2002. 

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta, suddivisa in una parte teorica (da 3 a 10 domande a risposta aperta) e in una parte pratica (da 1 a 3 esercizi). A ciascuna delle due parti è attribuito un voto in trentesimi. Il voto della prova scritta è dato dalla media dei punteggi conseguiti nelle due parti, a condizione che in ciascuna delle due parti si sia conseguito un punteggio ≥ 12/30. Se il voto d'esame risultasse sufficiente, ma in una delle due parti si fosse conseguito un punteggio ≤ 12/30, per superare l'esame lo studente dovrebbe sostenere una prova orale. In questo caso, il voto sarebbe quello deciso dalla commissione a seguito della prova orale. Lo studente che, invece, abbia superato la prova scritta, potrebbe cercare di migliorare la votazione con una prova orale. In questo caso, il voto d'esame sarebbe dato dalla media dei punteggi conseguiti nelle due prove una volta sostenuta quella orale.