1001706 - IDROLOGIA A - Z

In particolare, saranno trattati i seguenti SDGs dell'agenda 2030:

• Goal 6: Proteggere e risanare gli ecosistemi legati all’acqua, comprese le montagne, le foreste, le paludi, i fiumi, le falde acquifere e i laghi (6.6); aumentare considerevolmente l’efficienza nell’utilizzo dell’acqua in ogni settore e garantire approvvigionamenti e forniture sostenibili di acqua potabile, per affrontare la carenza idrica e ridurre in modo sostanzioso il numero di persone che ne subisce le conseguenze (6.4)
  
• Goal 13: Migliorare l’istruzione, la sensibilizzazione e la capacità umana e istituzionale per quanto riguarda la mitigazione del cambiamento climatico, l’adattamento, la riduzione dell’impatto e l’allerta tempestiva (13.3)
  
• Goal 11:  Aumentare considerevolmente il numero di città e insediamenti umani che adottano e attuano politiche integrate e piani tesi all’inclusione, all’efficienza delle risorse, alla mitigazione e all’adattamento ai cambiamenti climatici, alla resistenza ai disastri, e che promuovono e attuano una gestione olistica del rischio di disastri su tutti i livelli, in linea con il Quadro di Sendai per la Riduzione del Rischio di Disastri 2015-2030 (11.b)
• Goal 15: Combattere la desertificazione, ripristinare le terre degradate, comprese quelle colpite da desertificazione, siccità e inondazioni, e battersi per ottenere un mondo privo di degrado del suolo (15.3)

Presentazione del corso. Sviluppo dell’idrologia. Esempi applicativi relativi ad eventi idrologici estremi e cenno alleprincipali metodologie di analisi.

INTRODUZIONE AL CICLO IDROLOGICO
Componenti del ciclo idrologico - Precipitazione - Evaporazione ed evapotraspirazione - Deflussi superficiali - Circolazionedell'acqua nel sottosuolo – Bilancio idrologico in una regione - Distribuzione delle risorse idriche sulla terra – Bilancioidrologico medio annuo della Sicilia - Effetti antropici sul ciclo idrologico.

GRANDEZZE E MISURE IDROMETEOROLOGICHE
Classificazione delle grandezze idrometeorologiche – Proprietà degli strumenti di misura – Strumenti di misura dellegrandezze idrometeorologiche – Pluviometri – Pluviografi – Errori nella misura della precipitazione – Telemisure – Radarmeteorologico - Misure idrometriche - Misure di livello – Asta idrometrica – Idrometro a galleggiante – Idrometrografo agalleggiante – Idrometro a bolle d’aria – Misuratore a ultrasuoni – Celle piezoresistive - Strumenti di misura delle velocità –Mulinelli ad asse orizzontale – Mulinelli ad asse verticale – Teleferiche - Distribuzione della velocità in una sezione –Calcolo della portata – Scala delle portate – Idrogramma.

DATI IDROLOGICI
Annali idrologici – Termometria – Caratteristiche delle stazioni termometriche – Osservazioni termometriche giornaliere –Valori medi ed estremi della temperatura – Pluviometria – Caratteristiche delle stazioni pluviometriche – Totali annui emensili di precipitazione – Precipitazioni di massima intensità – Massime precipitazioni nell’anno per più giorni consecutivi– Precipitazioni di notevole intensità e breve durata – Manto nevoso – Osservatorio delle Acque della Regione Siciliana –Servizio Informativo Agrometeorologico Siciliano – Altre fonti di informazione idrologica.

ANALISI STATISTICA E PROBABILISTICA DEI DATI IDROLOGICI
Ruolo della statistica nell'ambito degli strumenti matematici dell'ingegneria - Variabili casuali - Popolazione e campioni –Analisi statistica descrittiva - Analisi di correlazione e di regressione - Analisi di frequenza - Definizione di probabilità -Probabilità nel caso di variabili discreti e di variabili continue - Funzione distribuzione di probabilità - Funzione densità diprobabilità – Esempi di distribuzioni tipiche per l’idrologia – Metodi per la stima dei parametri - - Scelta della distribuzionedi probabilità - Verifica della bontà di adattamento con metodi grafici e analitici (es. probability plot, test di Kolmogorov).

PRECIPITAZIONI

Valutazione degli afflussi ragguagliati –Linee isoiete – Topoieti – Piogge intense – Dati disponibili - Curve di probabilitàpluviometrica – Curve di probabilità pluviometrica per durate inferiori a 1 ora – Fattori di riduzione areale delle pioggeintense – Ietogrammi di progetto – Ietogramma rettangolare – Ietogramma triangolare – Ietogramma Chicago.

CARATTERISTICHE DEI BACINI IDROGRAFICI
Definizione di bacino idrografico – Delimitazione dei bacini idrografici – Caratteristiche di forma – Pendenza –Caratteristiche orografiche – Curva ipsografica – Densità di drenaggio - Ordinamento gerarchico del reticolo idrografico -Leggi di Horton (legge di biforcazione, legge delle lunghezze, legge delle aree) – Analisi del bacino idrografico consoftware GIS.

CALCOLO DELLE PORTATE DI PIENA AL COLMO
Valutazione delle portate di piena – Metodi empirici per bacini naturali (formule di Kresnik, Valentini, Pagliaro, Scimemi) -Curva inviluppo – Metodi semiempirici per bacini naturali (formule di Forti, Gherardelli-Marchetti) - Analisi probabilistica deidati di piena.

MODELLI DI TRASFORMAZIONE AFFLUSSI-DEFLUSSI

Classificazione dei Modelli Afflussi-Deflussi (MAD) – Processi idrologici e idraulici nei MAD – Valutazione della pioggiaefficace – Coefficiente di deflusso (per bacini naturali e bacini urbani) – Velo idrico e ritenzione superficiale – Infiltrazione –Equazioni di Horton – Metodo del “Curve Number” – Formula Razionale – Valutazione del tempo di corrivazione – Metododelle fasce isocorrive – Metodo dell’invaso lineare – Metodi dell’idrogramma unitario (UH) e dell’Idrogramma unitarioistantaneo (IUH) – Metodo dell’UH adimensionale del Soil Conservation Service – Basi di utilizzo del software HEC-HMS.

CENNI SUL RISCHIO IDROGEOLOGICO E SUL CAMBIAMENTO CLIMATICO
Definizione di rischio – Rischio idrogeologico ed eventi idrologici estremi: alluvioni, frane e siccità – Concetti base relativi alcambiamento climatico.

1. MOISELLO U., Idrologia tecnica, Medea Edizioni, Pavia
2. MAIONE U., MOISELLO U., Elementi di statistica per l'idrologia, Medea Edizioni, Pavia 
3. FERRO, V. Elementi di idraulica e idrologia, McGraw-Hill Education, 2013. ISBN 13:978883866839-5
4. BRAS R., Hydrology: an introduction to hydrologic science, Addison-Wesley Publ. Company, Reading Ma, 1990.
5. ALTRO MATERIALE DIDATTICO: Dispense del corso, slide e strumenti didattici innovativi e digitali utilizzati nel corso delle lezioni

Sono previste attività di valutazione durante lo svolgimento del corso. Inoltre, gli studenti dovranno presentare un elaborato con le esercitazioni del corso. La valutazione finale terrà conto del risultato delle attività in itinere, della qualità dell'elaborato con le esercitazioni e di un colloquio finale. In alternativa, gli studenti potranno sostenere un esame unico consistente in una prova orale su tutto il programma del corso. Anche in questo caso, la valutazione finale terrà conto della qualità delle esercitazioni.

• Ciclo idrologico naturale e antropizzato
• Grandezze idrologiche e strumenti di misura
• Annali idrologici
• Analisi di frequenza
• Distribuzioni di probabilità
• Curve di probabilità pluviometrica
• Bacino idrografico e sue caratteristiche morfometriche
• Applicazioni GIS per analisi dei bacini idrografici
• Tempo di corrivazione
• Metodi per il calcolo della pioggia efficace
• Modelli afflussi-deflussi
• Metodo razionale
• Idrogrammi di piena