FACOLTÀ: INGEGNERIA CORSO DI LAUREA MAGISTRALE: Ingegneria Civile INSEGNAMENTO: Progettazioni Idrauliche NOME DOCENTE: Prof. Ing. Roberto GAUDIO (Professore Associato ICAR/01- Idraulica, Dipartimento di Ingegneria Civile, Università della Calabria) indirizzo e-mail: roberto.gaudio@uniecampus.it orario ricevimento via e-mail: mercoledì dalle 10:00 alle 13:00 (Il docente riceve comunque gli studenti frontalmente dopo il seminario previsto prima dell esame) OBIETTIVI FORMATIVI E RISULTATI D APPRENDIMENTO PREVISTI: Il corso si propone i seguenti fini: far comprendere le basi della progettazione di opere idrauliche in ambito urbano e naturale; approfondire la conoscenza degli acquedotti; approfondire la conoscenza delle fognature; approfondire la conoscenza delle sistemazioni fluviali; acquisire conoscenze relative all Idraulica Marittima e alle opere marittime. Lo studente, al termine del corso, dovrà avere acquisito la capacità di esprimersi con il linguaggio tecnico idoneo alla corretta esposizione degli argomenti e la capacità di risoluzione di casi applicativi. CONTENUTI DEL CORSO: Il corso è da 6 CFU e prevede 48 lezioni; è strutturato in cinque 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. Idraulica marittima (1 CFU=8 lezioni), in cui si focalizza l attenzione sui fenomeni relativi alle maree, alle correnti marine, alla formazione e alla propagazione del moto ondoso, al trasporto solido e all interazione con le strutture presenti in mare, ai fini del dimensionamento delle opere portuali e della difesa costiera. Nello specifico, gli argomenti previsti per ogni modulo sono riportati di seguito. MODULO 1 - Progettazione esecutiva di un acquedotto 1. Introduzione al Corso: programma del Corso, bibliografia consigliata, modalità di esame, test di autovalutazione. 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, in serieparallelo; 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 parte 1: capacità di compenso; capacità di riserva; capacità per il servizio antincendio; tipologie e particolari costruttivi dei serbatoi. 7. Dimensionamento di un serbatoio parte 2: le camere di manovra e l equipaggiamento idraulico; i serbatoi interrati, seminterrati e i serbatoi pensili; esercizio svolto; esercizio proposto. 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. 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. Prova di autovalutazione sugli acquedotti: n. 4 prove di verifica a risposta multipla. 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 parte 1: caratteristiche geometriche di un canale a pelo libero; verifica idraulica dei canali a pelo libero in condizioni di moto uniforme; esercizio svolto n. 1; esercizio svolto n. 2. 21. Canali e condotte calcolo idraulico parte 2: dimensionamento idraulico dei canali a pelo libero in condizioni di moto uniforme; vincoli sulle velocità; fognature nere in depressione; esercizio svolto. 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. 31. Esempio di progettazione esecutiva: relazione generale e di calcolo; planimetrie e profili esecutivi; particolari esecutivi; computo metrico. 32. Prova di autovalutazione sulle fognature: n. 4 prove di verifica a risposta multipla.
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: n. 4 prove di verifica a risposta multipla.
MODULO 4 - Idraulica Marittima 41. Le maree, i venti e i mari: generalità sulle maree; le correnti marine; i venti; il settore di traversia e il fetch. 42. Il moto ondoso generato dal vento: generalità: onde in acque alte e basse; determinazione delle caratteristiche del moto ondoso; lo spettro del moto ondoso; fetch efficace o effettivo. 43. Teoria del moto ondoso regolare: teoria rotazionale; la teoria irrotazionale lineare; teoria irrotazionale non lineare; l energia del moto ondoso. 44. Le onde in acque basse: le orbite delle particelle e il profilo dell onda; la velocità di propagazione e la lunghezza d onda; la rifrazione: determinazione dell altezza d onda; la rifrazione inversa. 45. Il frangimento, la diffrazione semplice e doppia e la riflessione delle onde: il frangimento delle onde; diffrazione o espansione del moto ondoso; diffrazione doppia o doppia espansione laterale; riflessione del moto ondoso. 46. I porti: le opere portuali; le opere portuali esterne; le opere portuali interne; esempio di dimensionamento del bacino di un porto turistico. 47. Dinamica costiera e sistemazione dei litorali: l equilibrio dei litorali; trasporto longitudinale; opere di difesa passiva; opere di difesa attiva. 48. Prova di autovalutazione sull Idraulica Marittima: n. 4 prove di verifica a risposta multipla. MODALITÀ DI SVOLGIMENTO ESAME: Prova orale sul programma svolto, con risoluzione di casi applicativi, previa consegna di elaborati progettuali svolti in autonomia dallo studente durante il corso, revisionati e approvati dal docente. BIBLIOGRAFIA: Moisello U., Idrologia Tecnica, La Goliardica Pavese, Pavia. Maione U., Le piene fluviali, La Goliardica Pavese, Pavia. Frega G., Lezioni di acquedotti e fognature, Liguori, Napoli. Milano V., Acquedotti, Hoepli, Milano.
Da Deppo L., Datei C., Fiorotto V., Salandin P., Acquedotti, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Da Deppo L., Datei C., Fognature, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Ferro V., La sistemazione dei bacini idrografici, Libreria McGraw-Hill, Milano. Da Deppo L., Datei C., Salandin P., Sistemazione dei corsi d acqua, Libreria Internazionale Cortina, Padova. Milano V., Idraulica marittima, Maggioli editore, Santarcangelo di Romagna. Tomasicchio U., Manuale di ingegneria portuale e costiera, Hoepli, Milano. CONSIGLI DEL DOCENTE: contattare per qualsiasi dubbio il docente al numero telefonico diretto 0984-496551 e per e-mail (roberto.gaudio@uniecampus.it, gaudio@unical.it).