Livello e corso di studio Laurea Magistrale in Ingegneria Civile LM 23 ICAR/02. Settore scientifico disciplinare (SSD) Anno di corso 2

Transcript

1 Insegnamento Costruzioni idrauliche Livello e corso di studio Laurea Magistrale in Ingegneria Civile LM 23 Settore scientifico disciplinare (SSD) ICAR/02 Anno di corso 2 Numero totale di crediti Propedeuticità Docente Obiettivi formativi Prerequisiti 9 Nessuna Silvia Di Francesco Facoltà: Ingegneria Nickname: difrancesco.silvia silvia.difrancesco@unicusano.it Orario di ricevimento: consultare calendario videoconferenze Il corso intende fornire le conoscenze necessarie alla progettazione delle opere idrauliche che più frequentemente l'ingegnere Civile ha occasione di incontrare nella pratica professionale (acquedotti e sistemi di drenaggio urbano). I risultati di apprendimento attesi sono: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Al termine del corso e dopo aver superato la prova di verifica finale, lo studente conosce le caratteristiche fondamentali delle 1. opere per la raccolta e l'allontanamento delle acque reflue e meteoriche dal territorio urbano; 2. opere per l'approvvigionamento e la distribuzione della risorsa idropotabile Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): criteri di base per il dimensionamento e la verifica di reti di drenaggio urbano e di reti di condotte in pressione. Capacità critica di interpretare i risultati ottenuti durante lo svolgimento di elaborazioni numeriche sia in termini di coerenza fisica dei risultati ottenuti sia in termini di fattibilità ingegneristica della soluzione individuata. Autonomia di giudizio (making judgements): Sviluppo della capacità di interpretare i dati provenienti dalla letteratura per la scelta più opportuna al caso esaminato. Abilità comunicative (communication skills): Sviluppo di un linguaggio scientifico corretto e comprensibile che permetta di esprimere in modo chiaro e privo di ambiguità le conoscenze tecniche acquisite nell ambito dei problemi proposti ed analizzati. Capacità di apprendere (learning skills): Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la risoluzione di problemi non familiari che abbiano come oggetto l analisi dei processi idraulici di interesse. É necessario che lo studente che si avvicina alla preparazione di questa materia abbia acquisito i concetti base dell idraulica. Contenuti del corso Parte 1: CENNI DI IDROLOGIA - Settimane 1-4, Moduli 1-7 Modulo 1: Il ciclo idrologico a scala di bacino Settimana 1 Modulo 2: Precipitazioni Settimana 1 Modulo 3: Analisi statistica delle piogge- Settimana 2 1

2 Modulo 4: Formazione dei deflussi di piena Settimana 3 Modulo 5: Metodi per la stima della pioggia netta Settimana 3 Modulo 6: Modellistica afflussi-deflussi: caratteristiche e classificazioni Settimana 4 Modulo 7: Modelli di piena - Settimana 4 Parte II: ACQUEDOTTI (Settimane 5-8, Moduli 8-15) Modulo 8: Fabbisogno idrico e sue variazioni nel tempo- Settimana 5 Modulo 9: opere di presa - Settimane 5-6 Modulo 10: Adduttrici Settimana 6 Modulo 11: Progetto e verifica delle adduttrici - Settimana 6 Modulo 12: Serbatoi - Settimana 7 Modulo 13: Progetto e verifica della distribuzione - Settimana 7 Modulo 14: Sollevamenti - Settimana 8 Modulo 15: Tipologie di condotte e Manufatti speciali Settimana 8 Parte III: FOGNATURE (Settimane 9-12, Moduli 16-21) Modulo 16: Fognature Generalità - Settimana 9 Modulo 17 : Dimensionamento idraulico dei collettori e verifica - Settimana 10 Modulo 18: Pozzetti di ispezione e manufatti di raccordo - Settimana 11 Modulo 19: Cenni su caditoie stradali, immissioni private, opere di ventilazione - Settimana 11 Modulo 20: Scaricatori di piena. Vasche di laminazione e di prima pioggia Settimana 12 Modulo 21:Esempio di progetto - Settimana 12 Materiali di studio MATERIALI DIDATTICI A CURA DEL DOCENTE Testi consigliati: 1. Maione, Le piene fluviali, La Goliardica 2. Pavese. Milano, "Acquedotti", Hoepli. 3. AA.VV., "Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione", HoepI Metodi didattici Il corso è sviluppato attraverso le lezioni preregistrate audio-video che compongono, insieme a slide, dispense ed esercitazioni numeriche svolte, i materiali di studio disponibili in piattaforma. Sono poi proposti dei test di autovalutazione, di tipo asincrono, che corredano le lezioni preregistrate e consentono agli studenti di accertare sia la comprensione, sia il grado di conoscenza acquisita dei contenuti di ogni modulo. Sono altresì disponibili lezioni in web-conference programmate a calendario che si realizzano nei periodi didattici. 2

3 La didattica si avvale, inoltre, di forum (aule virtuali) e chat disponibili in piattaforma che costituiscono uno spazio di discussione asincrono, dove il docente fornisce sputi di riflessione sugli argomenti più significativi dell insegnamento e interagiscono con gli studenti iscritti. Modalità di verifica dell apprendimento Criteri per l assegnazione dell elaborato finale Per poter accedere alla prova finale di verifica lo studente deve redigere e consegnare al docente accurate relazioni tecniche a corredo delle esercitazioni numeriche svolte durante il corso. L esame finale consiste di norma nello svolgimento di una prova scritta di 90 minuti tendente ad accertare le capacità di analisi e rielaborazione dei concetti acquisiti (3 domande aperte sui principali argomenti del corso e piccoli esercizi numerici) Particolare attenzione nella valutazione delle risposte date viene posta sulla capacità dello studente di rielaborare il materiale presente in piattaforma. Durante la prova scritta NON è consentito utilizzare dispense, appunti, testi o formulari in formato cartaceo né digitale. L uso della calcolatrice è consentito solo nel caso di calcolatrici non scientifiche né programmabili. L assegnazione dell elaborato finale avverrà sulla base di un colloquio con il docente in cui lo studente manifesterà i propri specifici interessi in relazione a qualche argomento che intende approfondire; non esistono preclusioni alla richiesta di assegnazione della tesi e non è prevista una media particolare per poterla richiedere. Programma esteso e materiale didattico di riferimento Modulo 1 - Lezione 01 Il ciclo idrologico a scala di bacino Materiali didattici a cura del docente Modulo 1 - Lezione 02 Il bacino idrografico Caratteristiche morfometriche Caratteristiche del reticolo idrografico I tempi caratteristici Modulo 1 - Lezione 03 Modulo 2 - Lezione 01 Il bilancio idrologico del bacino Classificazione delle precipitazioni Genesi delle precipitazioni Osservazione delle precipitazioni Modulo 2 - Lezione 02 Misura delle precipitazioni Modulo 3 - Lezione 01 Piogge intense, Elementi di statistica: Definizione di probabilità, Distribuzione di probabilità delle variabili aleatorie, Valori caratteristici delle distribuzioni di probabilità, Distribuzioni unidimensionali di probabilità Modulo 3 - Lezione 02 Curve di caso critico e curve di possibilità pluviometrica Modulo 3 - Lezione 03 Ietogrammi di progetto: storici e sintetici (rettangolare, Chicago, triangolare ) Modulo 4 - Lezione 1 Formazione dei deflussi di piena: Misura dei deflussi, Misure idrometriche, Misure di velocità, Scala delle portate, Presentazione dei dati, Regime delle portate, Meccanismi di formazione dei deflussi, Componenti dell idrogramma di piena, Metodi per l individuazione delle componenti dell idrogramma di piena Modulo 5 - Lezione 1 Pioggia netta, Trattenuta superficiale: Intercettazione, Invaso nelle depressioni Perdite per infiltrazione e Modelli concettuali per le perdite Modulo 5 - Lezione 2 Modelli hortoniani 3

4 Modulo 5 - Lezione 3 Modelli empirici Modulo 6 - Lezione 1 Modellistica afflussi-deflussi Classificazione dei modelli idrologici, modelli lineari, idrogramma unitario istantaneo Modulo 7 - Lezione 1 Modelli di piena Formula razionale Metodo di Giandotti Modello cinematico Modello dell invaso lineare Modulo 7 - Lezione 2 Modelli elementari: Canale lineare, Serbatoio lineare, Modelli lineari e stazionari in serie e in parallelo Il modello cinematico come modello lineare e stazionario, Il modello di Nash, Il modello di Clark Idrogramma Unitario Istantaneo Geomorfologico Modulo 8 - Lezione 1 Usi dell acqua Caratteri quantitativi della richiesta per uso potabile: Le utenze idriche, Previsione demografica, Distribuzione della popolazione, Dotazioni idriche, Variabilità dei consumi Modulo 8 - Lezione 2 Caratteri qualitativi della richiesta per uso civile :Sanità, Gradevolezza, Attitudine incrostante o aggressiva, Giudizio di potabilità delle acque: Indagine idrogeologica, Indagine igienica sul bacino, Indagine epidemiologica, Analisi dell acqua Modulo 9 - Lezione 1 Opere di presa da falde Modulo 9 - Lezione 2 Opere di presa da sorgente Modulo 9 - Lezione 3 Opere di presa da acque superficiali Modulo 10 - Lezione 1 Adduttrici: Generalità Gli schemi d'adduzione, Acquedotti esterni, Tracciato degli acquedotti a pelo libero, Il tracciato delle condotte in pressione, Posa in opera, Il progetto, Progetto Preliminare e Definitivo, Progetto Esecutivo Modulo 11 - Lezione 1 Moto uniforme delle correnti in pressione: Modulo 11 - Lezione 2 Moto uniforme delle correnti in pressione: perdite localizzate Modulo 11 - Lezione 3 Moto uniforme delle correnti in pressione: piezometriche di esercizio Modulo 12- Lezione 1 Serbatoi: 4

5 camera di manovra Serbatoi di testata e di estremità Dimensionamento idraulico delle vasche di accumulo Modulo 13- Lezione 1 Reti di distribuzione La rete di condotte Rete con serbatoio di testata Rete con serbatoio terminale Verifiche in condizioni d'erogazione straordinaria Modulo 13- Lezione 2 Verifica delle reti di condotte : Reti aperte, Reti chiuse Metodo di Newton-Raphson Modulo 14- Lezione 1 Sollevamenti: Dimensionamento economico della condotta di mandata, Criteri di scelta delle pompe centrifughe, Funzionamento in serie e in parallelo, Curva caratteristica dell impianto e punto di funzionamento Modulo 14- Lezione 2 Criteri di realizzazione delle stazioni di pompaggio Modulo 15- Lezione 1 Materiali per le condotte acquedottistiche: Tubazioni metalliche, Tubazioni cementizie, Tubazioni di materiale plastico. Canali in terra e rivestiti Modulo 15- Lezione 2 Manufatti e pezzi speciali, pozzetti, sfiati, valvole di intercettazione, valvole regolatrici di carico, partitori, attraversamenti Modulo 16- Lezione 1 Sistemi di fognatura: Fognatura statica e dinamica, Drenaggio urbano e reticolo idrografico, Sistemi unitari e separati Modulo 16-Lezione 2 Modulo 16 Lezione 3 Portate di asciutto Portate pluviali Modulo 16 Lezione 4 Modelli di simulazione afflussi-deflussi in area urbana Modulo 17 Lezione 1 Modelli di simulazione afflussi-deflussi in area urbana Modulo 17 Lezione 2 Sistemi di fognatura: calcoli idraulici Modulo 17 Lezione 3 Fognature: spechi e tracciati Modulo 18 Lezione 1 Fognature :Pozzetti d ispezione, Confluenze, Allacciamenti, Pozzetti di lavaggio, Dissipatori d energia, Salti di 5

6 fondo, Gradinate, Dissipatori terminali, Pozzi Modulo 18 Lezione 2 Sollevamenti: Disposizione degli impianti, Apparecchiature meccaniche, Vasca di carico Modulo Lezione 1 Caditoie,immissioni e confluenze, manufatti di attraversamento Modulo 20 Lezione 1 Scolmatori: Reti unitarie e Reti separate Qualità delle acque scolmate Classificazione degli scolmatori Scolmatori con forte perdita di carico della portata scolmata: Sfioratori frontali, Sfioratori laterali Scolmatori con debole perdita di carico della portata scolmata: Scolmatori con luce di fondo, Scolmatori a luce frontale Modulo 20 Lezione 2 Vasche di prima pioggia e vasche volano Materiali didattici a cura del docente Modulo 21- Lezione 1 Sistemi di fognatura: Esempio di progetto Materiali didattici a cura del docente 6