Il corso ha l obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati formativi.

Transcript

1 FACOLTA : Ingegneria CORSO DI LAUREA MAGISTRALE: Ingegneria Civile INSEGNAMENTO: Progettazioni Idrauliche CFU: 6 NOME DOCENTE: Prof. Ing. Francesco ARISTODEMO SEDE DI AFFERENZA DEL DOCENTE: Napoli indirizzo francesco.aristodemo@uniecampus.it SI RICORDA AGLI STUDENTI CHE IN BASE ALLA COMUNICAZIONE DI SEGRETERIA DEL 12/12/2013, I DOCENTI SONO CONTATTABILI ATTRAVERSO IL SISTEMA DI MESSAGGISTICA DELLA PIATTAFORMA. orario ricevimento on line: lunedì dalle 11:30 alle 13:00 (ufficio virtuale del docente e ricevimento telefonico) (Il docente riceve comunque gli studenti frontalmente dopo i seminari in presenza) OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO Il corso ha l obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati formativi. 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione a. Basi delle progettazioni di opere idrauliche in ambiente urbano e naturale; b. Cause e meccanismi che stanno alla base dei processi applicativi di idraulica; c. Tipologie di opere principali e accessorie relative ad acquedotti, fognature e di sistemazione fluviale; d. Tipologie di moti di filtrazione. 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate a. Dimensionamento e verifica di infrastrutture acquedottistiche; b. Dimensionamento e verifica di infrastrutture fognarie; c. Dimensionamento e verifica di opere montane e vallive all interno di corsi d acqua; d. Analisi di fenomeni di idraulica sotterranea in differenti condizioni. 3. Con riferimento all autonomia di giudizio a. Capacità di descrivere le funzioni e le peculiarità di infrastrutture idrauliche in ambiente urbano e naturale; b. Capacità di adottare un linguaggio tecnico idoneo alla materia. 4. Con riferimento alle abilità comunicative a. Esposizione idonea e corretta degli argomenti relativi ad Acquedotti, Fognature, Sistemazioni Fluviali e Moti di filtrazione; b. Esposizione delle scelte progettuali effettuate per la verifica e il dimensionamento di opere idrauliche in ambiente urbano e naturale.

2 CONTENUTI DEL CORSO: Il corso è da 6 CFU e prevede 48 lezioni; è strutturato in 4 moduli principali riguardanti, rispettivamente: 1. Acquedotti (2 CFU=16 lezioni), in cui si focalizza l attenzione sulla progettazione di serbatoi, adduttrici, reti di distribuzione e impianti interni; 2. Fognature (2 CFU=16 lezioni), in cui si focalizza l attenzione sulla progettazione di fognature bianche e nere tenendo presente anche l importanza della qualità delle acque; 3. Sistemazioni Fluviali (1 CFU=8 lezioni), in cui si focalizza l attenzione sulla sistemazione idraulica dei tronchi d alveo montani (briglie e soglie), dei tronchi d alveo medio-vallivi (pennelli) e dei tronchi d alveo di pianura (argini, casse di espansione, diversivi e scolmatori); 4. Moti di filtrazione (1 CFU=8 lezioni), in cui si focalizza l attenzione sul movimento dell acqua all interno di terreno, con particolare attenzione alle falde freatiche e in pressione. Nello specifico, gli argomenti previsti per ogni modulo sono riportati di seguito: MODULO 1 - Progettazione esecutiva di un acquedotto 1. Introduzione al Corso: obiettivo didattico del Corso; programma del Corso; bibliografia consigliata; modalità di esame, test di autovalutazione e ricevimento on-line. 2. Richiami teorici componenti di un acquedotto: opere di presa; reti adduttrici; serbatoi; reti distributrici. 3. Dimensionamento delle condotte di adduzione parte 1: formule per il calcolo della resistenza al moto; problemi di verifica delle reti di adduzione; caso di più condotte o di più impianti di sollevamento in serie, in parallelo e in serie-parallelo; problemi di progetto delle reti di adduzione. 4. Dimensionamento delle condotte di adduzione parte 2: determinazione delle equazioni di economia per le condotte adduttrici; determinazione dei diametri per una rete di adduzione ramificata; risoluzione analitica dei problemi di progetto delle reti di adduzione; esercizio svolto. 5. Dimensionamento delle condotte di adduzione parte 3: esercizio svolto n. 1; esercizio svolto n. 2; esercizio svolto n.3; esercizi proposti. 6. Dimensionamento di un serbatoio: capacità di compenso, di riserva e per il servizio antincendio; tipologie di serbatoi; le camere di manovra e l equipaggiamento idraulico; esercizio svolto e proposto. 7. Prima prova di autovalutazione sugli acquedotti e audiolezioni: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. 8. Dimensionamento di una rete di distribuzione urbana parte 1: suddivisione del centro abitato in zone servite da reti indipendenti; le condizioni di servizio da rispettare; determinazione della portata equivalente di una tubazione in base alle condizioni di erogazione; reti di distribuzione di tipo aperto e ramificato. 9. Dimensionamento di una rete di distribuzione urbana parte 2: problemi di verifica delle reti ramificate; reti ad anello principale; progetto delle reti ad anello principale; verifica delle reti ad anello principale. 10. Dimensionamento di una rete di distribuzione urbana parte 3: reti a maglie multiple e di tipo misto; problemi di verifica per le reti di tipo chiuso: metodo di Hardy- Cross; problemi di verifica per le reti di tipo misto; problemi di progetto per le reti di tipo chiuso e misto. 11. Dimensionamento di una rete di distribuzione urbana parte 4: esercizio svolto n. 1, esercizio svolto n. 2, esercizio proposto n. 1, esercizio proposto n. 2.

3 12. Impianti idrici per edifici parte 1: modalità di consegna agli utenti; schemi di distribuzione; impianti con autoclave: possibili schemi; impianti con autoclave: dimensionamento. 13. Impianti idrici per edifici parte 2: calcolo della rete di distribuzione interna all edificio; calcolo della pressione di esercizio; componentistica idro-sanitaria per il risparmio di acqua; esercizio svolto. 14. Il software EPANET: generalità; il modello idraulico; dati di input; interazione con la finestra di EPANET. 15. Esempio di progettazione esecutiva: relazione generale e di calcolo; planimetrie e profili esecutivi; particolari esecutivi; computo metrico. 16. Seconda prova di autovalutazione sugli acquedotti e audiolezioni: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. MODULO 2 - Progettazione esecutiva di una rete fognaria 17. Richiami teorici: tipologie di reti fognarie; disposizioni delle reti; tracciato e scavo; opere d arte speciali. 18. Calcolo delle portate: portate nere; portate meteoriche: informazione pluviometrica; portate meteoriche: piogge di progetto; portate meteoriche: metodi per determinare le massime portate pluviali. 19. Modelli matematici di drenaggio urbano: classificazione dei modelli di drenaggio urbano; modelli di piena; principali modelli di drenaggio urbano; modelli di qualità nei deflussi urbani. 20. Canali e condotte calcolo idraulico: caratteristiche geometriche di un canale a pelo libero; verifica e dimensionamento idraulico dei canali a pelo libero in condizioni di moto uniforme; vincoli sulle velocità e fognature nere in depressione; esercizi svolti. 21. Prima prova di autovalutazione sulle fognature e audiolezioni: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. 22. Manufatti ordinari parte 1: cunette; esempio; caditoie pluviali: tipologie; caditoie pluviali: idraulica delle caditoie. 23. Manufatti ordinari parte 2: esercizio svolto; pozzetti d ispezione; pozzetti di lavaggio; pozzetti di curva e confluenza. 24. Manufatti ordinari parte 3: pozzetti di salto; tipologie degli allacciamenti; attraversamento di condotta d acquedotto; attraversamento di corsi d acqua, canali artificiali e metropolitane. 25. Controllo degli scarichi: scaricatori; vasche di prima pioggia; vasche volano o di laminazione; criteri di progettazione degli invasi. 26. Manufatti di scarico: scarico nei fiumi; scarico nei laghi; scarico in mare; scarico sul suolo. 27. Stazioni di sollevamento: generalità; caratteristiche peculiari delle stazioni di sollevamento per acque reflue; tipologia delle pompe per acque reflue; dimensionamento della vasca e definizione della sua geometria. 28. Impianti di scarico delle acque dagli edifici parte 1: generalità; scarico delle acque meteoriche: portata da smaltire; scarico delle acque meteoriche: dimensionamento della grondaia; scarico delle acque meteoriche: disposizione e dimensionamento dei pluviali. 29. Impianti di scarico delle acque dagli edifici parte 2: raccolta e allontanamento delle acque nere: ventilazione degli impianti di scarico; raccolta e allontanamento delle acque nere: unità di scarico; raccolta e allontanamento delle acque nere: dimensionamento dei collettori e delle colonne di scarico; esercizi svolti. 30. Il software SWMM: generalità; il modello idraulico; dati di input; interazione con la finestra di SWMM.

4 31. Esempio di progettazione esecutiva: relazione generale e di calcolo; planimetrie e profili esecutivi; particolari esecutivi; computo metrico. 32. Seconda prova di autovalutazione sulle fognature e audiolezioni: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. MODULO 3 - Sistemazioni Fluviali 33. I bacini idrografici: delimitazione del bacino idrografico; composizione del reticolo idrografico; proprietà areali e proprietà del rilievo; definizione di torrente e sua classificazione. 34. Il trasporto solido dei corsi d acqua parte 1: generalità; analisi qualitativa del trasporto solido per una corrente torbida in moto non uniforme; la trattazione teorico sperimentale del trasporto solido per una corrente torbida in moto uniforme: studio della condizione di moto incipiente; la trattazione teorico sperimentale del trasporto solido per una corrente torbida in moto uniforme: la valutazione della portata solida per trascinamento di fondo. 35. Il trasporto solido dei corsi d acqua parte 2: la trattazione teorico sperimentale del trasporto solido per una corrente torbida in moto uniforme: il trasporto solido in sospensione; cenni al trasporto solido di massa (colate detritiche); criteri di calcolo della pendenza di equilibrio fondati sullo studio della condizione di moto incipiente delle particelle solide; altri criteri di calcolo della pendenza di sistemazione. 36. Sistemazione dei torrenti montani parte 1: briglie: tipologie; briglie: dimensionamento idraulico della savanella di una briglia; briglie: verifiche di stabilità; soglie e cunettoni. 37. Sistemazione dei torrenti montani parte 2: rivestimento dei canali; opere di difesa spondale; rampe di massi; esercizi svolti. 38. Sistemazione dei torrenti medio-vallivi: pennelli: generalità; pennelli: tipi di pennelli; pennelli: pennelli filtranti; pennelli: fenomeni erosivi localizzati in corrispondenza dei pennelli. 39. Sistemazione dei tronchi fluviali di pianura: opere di correzione fluviale: tipologie e indicazioni progettuali; la difesa dalle piene: interventi strutturali (serbatoi di laminazione); la difesa dalle piene: interventi strutturali (casse di espansione); la difesa dalle piene: interventi strutturali (diversivi e scolmatori). 40. Prova di autovalutazione sulle sistemazioni fluviali e audiolezioni: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. MODULO 4 Moti di filtrazione 41. Acque nel sottosuolo: la zona di falda, acquiferi freatici, acquiferi confinati, acquiferi semi-confinati. 42. Caratteristiche idrodinamiche di un acquifero: porosità, permeabilità, coefficiente di trasmissività, coefficiente di immagazzinamento. 43. Moti di filtrazione: esperienza di Darcy, estensione della legge di Darcy, ipotesi sulle prove di emungimento in regime di equilibrio, ipotesi sulle prove di emungimento in regime non stazionario. 44. Prove in regime di equilibrio parte 1: gallerie filtranti, pozzo in falda freatica, pozzo in falda in pressione, altri casi. 45. Prove in regime di equilibrio parte 2: esercizio svolto n. 1, esercizio svolto n. 2, esercizio proposto n. 1, esercizio proposto n Prove in regime non stazionario parte 1: espressione generale di Theis- Jacob, dimostrazione, batterie di pozzi, esempio. 47. Prove in regime non stazionario parte 2: esercizio svolto n. 1, esercizio svolto n. 2, esercizio proposto n. 1, esercizio proposto n. 2.

5 48. Prova di autovalutazione sui moti di filtrazione: n. 4 prove di verifica a risposta multipla + n. 4 audiolezioni. EVENTUALI PROPEDEUTICITA : Esami della Laurea di 1 livello come Idraulica, Idrologia e Costruzioni Idrauliche MODALITA DI SVOLGIMENTO ESAME: Gli esami si svolgono in forma scritta in tutte le sedi di ecampus. Sulle sedi di Novedrate e Roma è possibile inoltre sostenere solo l orale, oppure lo scritto più eventuale orale. Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto BIBLIOGRAFIA: Tesi obbligatori: Becciu G., Paoletti A., ESERCITAZIONI DI COSTRUZIONI IDRAULICHE, Ed. Cedam, Padova. Testi consigliati: Da Deppo L., Datei C., Fiorotto V., Salandin P., ACQUEDOTTI, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Da Deppo L., Datei C., FOGNATURE, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Da Deppo L., Datei C., Salandin P., SISTEMAZIONE DEI CORSI D ACQUA, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Citrini D., Noseda G., IDRAULICA, Ed. Ambrosiana, Milano. Moisello U., IDROLOGIA TECNICA, La Goliardica Pavese, Pavia. Maione U., LE PIENE FLUVIALI, La Goliardica Pavese, Pavia. Frega G., LEZIONI DI ACQUEDOTTI E FOGNATURE, Ed. Liguori, Napoli. Milano V., ACQUEDOTTI, Hoepli, Milano. Ferro V., LA SISTEMAZIONE DEI BACINI IDROGRAFICI, Libreria McGraw-Hill, Milano. Al fine di un ottimale preparazione per l esame, si consiglia di integrare il materiale disponibile sulla piattaforma con i testi sopra indicati. ATTIVITA DIDATTICA EROGATIVA E INTERATTIVA: Tali attività riguardano le esercitazioni, i test e le audiolezioni presenti all interno di ogni CFU del corso e relativi ai moduli di Acquedotti, Fognature, Sistemazioni Fluviali e Moti di filtrazione. Per ciò che concerne le esercitazioni, gli studenti dovranno portare all esame 4 esercitazioni svolte su tematiche del corso e assegnate preventivamente dal docente (come descritto nella Lezione 1.4). I test a risposta multipla presenti nel Corso prevedono un feedback da parte del Docente sull eportfolio del VLE di ecampus, mentre le audiolezioni risultano utili ai fini dell approfondimento, a carattere teorico o applicativo, delle tematiche principali dei diversi moduli del Corso.

6