Principali informazioni sull insegnamento A.A. 2018-2019 Titolo insegnamento Corso di studio Idrogeologia Scienze Geologiche (triennale) Crediti formativi 6 Denominazione inglese Obbligo di frequenza Lingua di erogazione Hydrogeology E consigliato seguire attivamente tutte le lezioni del corso. In caso di assenza si raccomanda allo studente di provvedere immediatamente al recupero degli argomenti persi avvisando il docente della situazione. Italiano Docente responsabile Nome e Cognome Indirizzo mail e telefono Pietro Pagliarulo pietro.pagliarulo@uniba.it 0805442375 Luogo ed orario ricevimento Dipartimento Scienze della Terra - II piano dal lunedì al venerdì su appuntamento tramite email Dettaglio crediti formativi Attività formativa/ Ambito disciplinare SSD Crediti Caratterizzante Geo/05 6 Modalità di erogazione Periodo di erogazione Anno di corso Modalità di erogazione I semestre Terzo Lezioni frontali, esercitazioni in aula Organizzazione della didattica Lezioni frontali: esercitazioni: Ore totali 125 25 Ore di corso-didattica assistita 40 15 Ore di studio individuale 85 10 Crediti 5 1 Calendario Inizio attività didattiche 24 settembre 2018 Fine attività didattiche 21 dicembre 2018
Syllabus Prerequisiti Conoscenza degli argomenti di base della matematica, fisica, chimica, mineralogia e geologia Propedeuticità obbligatorie Esami del primo anno Risultati di apprendimento previsti Conoscenza e capacità di comprensione Idrogeologia generale: conoscenza delle leggi che regolano i processi di trasformazione fisica, chimica e biologica che determinano la distribuzione e la composizione dell acqua negli ambienti naturali terrestri e negli ambienti modificati dall uomo. Comprensione del ruolo che i processi idrogeologici hanno nella regolazione della dinamica e dell equilibrio degli ambienti fisici ed ecologici terrestri. Idrogeologia applicata: conoscenza della teoria di base e dei metodi pratici per lo studio dell acqua come risorsa idrica per l uomo, con particolare riferimento alla utilizzazione delle acque sotterranee. Individuazione e comprensione dei criteri per l utilizzazione delle risorse idriche in modo compatibile con la conservazione degli equilibri ecologici fondamentali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Organizzazione e di realizzazione pratica di indagini di base mirate a descrivere, caratterizzare e valutare quantitativamente la presenza, la composizione e i processi di trasformazione dell acqua negli ambienti terrestri. Individuazione, interpretazione e valutazione degli aspetti geologici connessi all utilizzo di risorse idriche superficiali e sotterranee. Autonomia di giudizio Capacità di valutare la significatività dei risultati ottenuti nel corso di misure, rilievi e procedimenti di calcolo in ambito idrogeologico. Valutazione della attendibilità di dati in riferimento a diverse metodologie di studio e condizioni di indagine. Capacità di riconoscere e valutare situazioni di alterazione degli equilibri idrogeologici naturali. Abilità comunicative Abilità di sintesi e accuratezza nella esposizione dei risultati di indagini, calcoli e misure in un ambito multidisciplinare. Sviluppo dell attitudine a esprimere i concetti dell idrogeologia in modo semplice e completo, anche prescindendo dalle definizioni formali degli argomenti e dall utilizzo di terminologia specialistica. Capacità di apprendimento Apprendimento di metodi di misura e di analisi dei dati utilizzabili in altri campi di studio delle scienze. Sviluppo della consapevolezza della interrelazione e della continuità tra i diversi campi di studio delle scienze della Terra e delle conoscenza in generale.
Programma Contenuti di insegnamento Introduzione: L acqua negli ecosistemi naturali terrestri e negli ambienti modificati dall uomo; Origine e distribuzione dell acqua sulla Terra; Ciclo dell acqua; L acqua e le reazioni ecologiche fondamentali: fotosintesi e respirazione cellulare. La molecola dell acqua: Struttura molecolare; Momento dipolare e legame idrogeno; Dissociazione dell acqua. Struttura e composizione dell atmosfera(cenni): Struttura dell atmosfera; Composizione dell aria; Anidride carbonica nell atmosfera e nel suolo. Proprietà fisiche: Diagramma di stato dell acqua; Densità, viscosità; Tensione superficiale; Variazione delle proprietà fisiche con la temperatura. Valutazione del ciclo idrologico: Bilancio idrologico; Bacini idrografici e idrogeologici; Evapotraspirazione reale e potenziale; Misura di portata di un corso d acqua. Composizione delle acque naturali: Sostanze disciolte in acqua; Costituenti principali delle acque naturali; Bilancio ionico dell analisi dell acqua; Conducibilità elettrica; Rapporto tra conducibilità e concentrazione delle sostanze disciolte; Rapporto tra conducibilità e temperatura; Salinità, TDS, residuo fisso; Attività degli ioni disciolti in acqua; Forza ionica di una soluzione; Coefficiente d attività ionica; Dissoluzione dei gas in acqua; Dissoluzione dei minerali in acqua; Prodotto di solubilità; Dissoluzione della calcite in acqua pura; Dissoluzione della calcite in presenza di CO2; Analisi delle acque naturali e inquinate (cenni). L acqua nel sottosuolo: Porosità, acqua di ritenzione, porosità efficace, saturazione; Distribuzione verticale dell acqua nel sottosuolo; Acquiferi e unità idrogeologiche; Strutture idrogeologiche e bacini idrogeologici; Sorgenti; Acquiferi porosi e fratturati; Acquiferi carbonatici; Rapporto tra acque dolci e acque salate negli acquiferi costieri. Teoria elementare del flusso delle acque sotterranee: Esperienza di Darcy; Legge di Darcy in forma algebrica e differenziale; Gradiente idraulico; Conducibilità idraulica; Permeabilità intrinseca; Permeametro a carico costante; Permeametro a carico variabile; Pressione totale, pressione efficace, pressione dell acqua nei pori; Generalizzazione della legge di Darcy; Energia e carico idraulico nella falda; Superficie freatica; Concetto di potenziale; Intervallo di validità della legge di Darcy; Equazione generale del flusso delle acque di falda; Ipotesi di Dupuit; Variazione spaziale e temporale del carico idraulico; Immagazzinamento. Applicazioni della teoria del flusso delle acque sotterranee: Flusso verso i pozzi; Stato stazionario (formule di Dupuit per la falda libera e confinata); Stato transitorio (funzione di Theis); Metodo grafico di Theis della sovrapposizione; Approssimazione logaritmica di Jacob - Cooper. Prospezione delle acque di falda e realizzazione di pozzi: Perforazione e rivestimento dei pozzi; Impianto di sollevamento; Elettropompa sommersa; Prevalenza, portata, potenza interna e rendimento, potenza assorbita della pompa; Curve caratteristiche della pompa; Prove di pompaggio; Determinazione dei parametri dell acquifero.
Testi di riferimento Note ai testi di riferimento Metodi didattici Metodi di valutazione Castany - Traité pratique des eaux souterraines. Ed. Dunod, Paris, 1963 Davis & De Wiest - Hydrogeology. Wiley, 1966 BEAR - Hydraulics of groundwater. McGraw-Hill, 1979 Custodio & Llamas - Hidrologia subterranea. Ed. Omega, 1983 Appelo & Postma - Geochemistry groundwater and pollution. Ed. Balkema, 2009 Una risorsa internet vastissima e sempre aggiornata riguardante la scienza dell acqua: http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_structure_science.html Parti specifiche dei testi di riferimento indicati integrano gli appunti riguardanti gli argomenti trattati nel corso delle lezioni. All inizio del corso viene fornita una raccolta di tutte le figure, gli schemi, i diagrammi e le formule necessarie allo studio degli argomenti trattati durante le lezioni. Lezioni frontali, esercitazioni in aula. La valutazione avviene attraverso due prove scritte, effettuate nel corso del normale calendario delle lezioni, a metà e alla fine del corso. Ciascuna delle due prove consiste in cinque esercizi riguardanti cinque diversi argomenti trattati nella parte corrispondente del corso. Ciascun esercizio viene valutato da 0 a 6 punti. Il punteggio attribuito a ciascuna prova è uguale alla somma dei punteggi riportati nei singoli esercizi. Il voto finale dell esame è dato dalle media dei voti riportati nelle due prove scritte. Votazioni frazionarie ottenute dalla media dei voti vengono arrotondate per eccesso. Per facilitare il superamento dell'esame, una prova viene considerata sufficiente se raggiunge una valutazione di 15. II superamento dell'intero esame richiede di ottenere una media di almeno 18. Gli studenti che hanno ottenuto una valutazione inferiore a 15 in una o in entrambe le prove, oppure una media finale inferiore a 18, sostengono una prova integrativa entro un mese dalla fine del corso e comunque prima dell inizio del semestre successivo. Per la prova integrativa vengono sottoposti agli studenti esercizi specifici riguardanti gli argomenti del corso dove hanno ottenuto le valutazioni più basse. Il punteggio degli esercizi integrativi fa media con il punteggio del corrispondente esercizio che viene integrato.
Criteri di valutazione La valutazione dei risultati di apprendimento previsti avviene attraverso esercizi consistenti nella risoluzione, mediante semplici procedimenti di calcolo ed elaborazioni grafiche, di problemi di base riguardanti gli argomenti trattati a lezione. Lo studente deve essere capace di impostare e applicare le opportune formulazioni quantitative che descrivono il fenomeno studiato e i concetti ad esso pertinenti. In tal modo vengono valutate conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti studiati, assieme alla capacità di applicazione dei diversi concetti conosciuti e compresi. L esame da parte dello studente della attendibilità dei risultati ottenuti con la risoluzione degli esercizi consente di valutare l autonomia di giudizio riguardo ai concetti appresi. La richiesta di formulare un giudizio sintetico e circostanziato sui risultati raggiunti con la risoluzione degli esercizi consente inoltre di valutare l abilità comunicativa degli studenti, in riferimento agli argomenti studiati. La capacità di apprendimento viene complessivamente valutata nel corso delle lezioni esaminando la capacità degli studenti di integrare tra di loro e generalizzare i concetti appresi durante il corso, al fine di ottenere criteri generali di osservazione e analisi dei fenomeni naturali, applicabili anche in ambiti diversi da quelli studiati nel corso di idrogeologia. Altro *************************************