Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2017/2018
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA CIVILE
Settore disciplinare: 
COSTRUZIONI IDRAULICHE E MARITTIME E IDROLOGIA (ICAR/02)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

La finalità del corso è quella di analizzare le diverse tipologie di interventi per la sistemazione idraulica dei corsi d’acqua in pianura e nei bacini montani, descrivendone la funzione e l'efficienza sia idraulica che ambientale. Vengono illustrate le caratteristiche ed i manufatti delle opere, forniti gli elementi teorici e pratici necessari alla loro progettazione, realizzazione e alla loro gestione, rendendo lo studente capace di comprendere le intrinseche interazioni tra acqua, strutture e territorio e di redigere un progetto esecutivo di tali opere.

Risultati di apprendimento declinati rispetto ai descrittori di Dublino:

- Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente avrà integrato le proprie conoscenze sulla modellazione idraulica dei fenomeni di propagazione delle piene nei corsi d’acqua e nelle aree allagabili, anche in condizioni di moto non stazionario. Lo studente sarà inoltre in grado di conoscere e comprendere le complesse ed intrinseche interazioni tra acqua, strutture e territorio; conoscere i principali schemi di funzionamento degli interventi di sistemazione idraulica e i criteri di dimensionamento degli elementi costituenti le opere in alveo, di acquisire sensibilità rispetto ai criteri di progettazione che includano anche le problematiche ambientali.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente avrà acquisito la capacità di integrare le conoscenze nell’ambito delle complesse ed intrinseche interazioni tra acqua, strutture e territorio. Sarà in grado di applicare metodi e criteri di progettazione delle principali opere di sistemazione idraulica fluviale. Sarà inoltre in grado di utilizzare modelli matematici e software di modellazione idraulica dei sistemi anche in condizioni di moto non stazionario.
- Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di presentare e comparare i diversi modelli di calcolo utilizzati, individuare e definire gli indicatori e i descrittori più idonei per valutare dati e risultati ottenuti; avrà infine la capacità di identificare possibili e potenziali connessioni tra i vari aspetti di un argomento e/o di un problema.
- Abilità comunicative
Durante il corso lo studente dovrà collaborare all’interno di un gruppo di lavoro, definendo obiettivi, attività, strumenti da utilizzare nella progettazione esecutiva delle opere di sistemazione fluviale. In sede di esame lo studente dovrà presentare e discutere degli elaborati progettuali redatti durante il corso, utilizzando correttamente il linguaggio tecnico-scientifico. Tali abilità lo renderanno capace di illustrare le problematiche inerenti la sistemazione idraulica dei corsi d’acqua anche a un pubblico non tecnico quale quello dei decisori politici e degli amministrativi.
- Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di integrare le conoscenze acquisite sul funzionamento delle principali opere idrauliche in ambito fluviale e sui criteri di dimensionamento di tali opere, tramite la consultazione di testi, manuali e di pubblicazioni scientifiche anche reperibili sul sito web del docente e tramite l’uso di strumenti di ricerca su Web e software

Prerequisiti

È necessario avere acquisito le seguenti conoscenze fornite dal corso di “Protezione idraulica del territorio”:
Modelli matematici per simulare la propagazione della piena nei corsi d’acqua e nelle aree allagabili.
Definizione di bacino idrografico e sua caratterizzazione: curva ipsografica, altitudine e altezza media. Definizione dei parametri principali dei corsi d’acqua.
Modelli lineari di trasformazione degli afflussi in deflussi: IUH. Integrale di convoluzione. Tempo di ritardo. Curva S. Invaso lineare. Nash a n serbatoi. Metodo della corrivazione. Approccio variazionale per il calcolo della media delle massime annuali della portata al colmo di piena. VAPI per la stima delle massime annuali della portata al colmo di piena.

Contenuti

Richiami di idraulica delle correnti a pelo libero (6 ore di lezione e 2 ore di esercitazione): Tracciamento dei profili di corrente in condizioni stazionarie. Risalto idraulico; passaggio di una corrente sopra una soglia di fondo; passaggio attraverso un restringimento. Correnti in curva.

Correnti a pelo libero in moto vario (6 ore di lezione e 4 ore di esercitazione ): Discontinuità geometriche e interazione con le opere. Ricostruzione dei profili di corrente mediante software HEC-RAS.

Trasporto solido negli alvei naturali (6 ore di lezione): inizio del moto e ricerca delle condizioni critiche. Abaco di Shields. Valutazione del trasporto solido di fondo e in sospensione. Valutazione dell’apporto solido medio annuo.

Obiettivi principali delle sistemazioni idrauliche (12 ore di lezione e 6 ore di esercitazione): tipologie di opere di sistemazione dei tratti montani. Problematiche e modalità generali di intervento. Interventi sui torrenti, criteri di dimensionamento delle opere per il controllo dell’erosione e del trasporto solido, briglie e soglie, protezioni spondali. Opere di ingegneria naturalistica. Progetto di una briglia di consolidamento e del bacino di dissipazione.

Opere di sistemazione dei tratti medio-vallivi ( 12 ore di lezione e 6 ore di esercitazione): Arginature. Pennelli. Rivestimenti in rip-rap, gabbioni e materassi Reno. Progetto di una difesa spondale.

La laminazione delle piene (8 ore di lezione e 4 ore di esercitazione). Casse di espansione e manufatti di alimentazione e scarico. Progetto di una cassa di espansione in derivazione e dei suoi manufatti.

Metodi didattici

L’attivita' didattica del corso è organizzata in lezioni frontali, lavoro individuale e di gruppo con la stesura di tre elaborati progettuali che riguarderanno una sistemazione con briglie di consolidamento di alvei montani, una difesa spondale e una cassa di espansione in un tratto vallivo del corso d'acqua.

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame si svolge attraverso una prova orale nella quale sarà valutata la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. In particolare, l’esame consiste in una preliminare discussione degli elaborati progettuali nonchè degli aspetti teorici e dei modelli di calcolo trattati durante il corso. Lo studente deve dimostrare la piena padronanza degli strumenti utilizzati e saper giustificare le soluzioni adottate. Deve inoltre dimostrare di aver compreso gli aspetti formali, teorici e pratici contenuti nelle procedure progettuali insegnate.

Testi

Ferro V., La sistemazione dei bacini idrografici. Milano, McGraw-Hill, 2006
Maione U., “Le piene fluviali”, La Goliardica Pavese, 1995
Appunti forniti dal docente (http://www.ingegneria.uniparthenope.it/civs/index.php?page=logstud) e indicazioni di siti web da consultare
Per approfondimenti: Armanini A., "Principi di Idraulica fluviale” , Ed. BIOS
Jansen P. Ph., van Bendegom L., van den Berg J., de Vries M., Zanen A., Principles of River Engineering, Pitman, London 1979.
V.T. Chow, Open-Channel Hydraulics, McGraw-Hill, Singapore.
W.H. Graf, Fluvial Hydraulics: Flow and Transport Processes in Channels of Simple Geometry, John Willey and Sons, England.

Altre informazioni