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Territorial Protection from hydraulic risks

03CCSNF

A.A. 2020/21

Course Language

Italian

Course degree

Master of science-level of the Bologna process in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 50
Esercitazioni in aula 30
Tutoraggio 40
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Ganora Daniele   Professore Associato ICAR/02 25 15 0 0 4
Teaching assistant
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Context
SSD CFU Activities Area context
ICAR/02 8 B - Caratterizzanti Ingegneria per l'ambiente e il territorio
2020/21
Gli eventi idrologici estremi, come piogge intense e piene, rappresentano fenomeni avversi che provocano ingenti danni economici e mettono a rischio la vita delle persone. Il corso si propone di illustrare gli aspetti fondamentali relativi alla identificazione, valutazione e mitigazione del rischio alluvionale derivante da questi fenomeni. In particolare, verranno illustrati i principi normativi alla base della pianificazione territoriale in materia di rischio alluvionale; le metodologie di analisi idrologica e idraulica per la quantificazione dei fenomeni e del loro impatto; le soluzioni operative per la riduzione del rischio.
Extreme hydrological events, such as high-intensity rainfall and floods, represent adverse phenomena that cause significant economic damage and put people's lives at risk. The course aims to illustrate the fundamental aspects relative to the identification, assessment and mitigation of the flood risk generated by these phenomena. In particular, the course will explain the regulatory principles for flood risk assessment and planning; hydrological and hydraulic methods for quantifying phenomena and their impact; operational solutions for risk reduction.
Al termine del corso lo studente dovrà conoscere il contesto normativo italiano ed europeo e padroneggiare i diversi metodi per la pianificazione e la gestione del rischio alluvionale. In particolare, dovrà sapere identificare le criticità esistenti sul territorio e impostare un’analisi quantitativa del rischio alluvionale, compresi il reperimento dei dati, la scelta delle tecniche di modellazione idrologica e idraulica, l’identificazione e la discussione critica delle diverse soluzioni per la riduzione del rischio.
At the end of the course the student is expected to understand the Italian and European regulatory framework and properly use different methods for managing flood risk. In particular, he/she will know how to identify the critical sites in a study area and how to set up a quantitative analysis of the flood risk. This includes the retrieval of data, the choice of appropriate hydrological and hydraulic modeling techniques, the identification of different technical solutions for risk reduction.
Idraulica, Idrologia, Probabilità e Statistica
Hydraulics, Hydrology, Probability and Statistics
1. Principi introduttivi Fasi della pianificazione e gestione del Rischio Alluvionale. Tipologie di interventi: strutturali e non strutturali, distribuiti e localizzati, attivi e passivi. Articolazione e organizzazione della difesa del suolo in Italia. Funzione ed effetti dei principali interventi normativi 2. Percezione - Identificazione del rischio Le grandi alluvioni in Italia. Mappe delle aree vulnerate. Fonti per la ricostruzione di eventi critici occasionali e modalità di valutazione del corrispondente periodo di ritorno. 3. Previsione a. Pericolosità Idrologica: Analisi statistica di estremi idrologici. Analisi regionale degli eventi estremi. Modellazione afflussi-deflussi. Stima dei volumi di piena. b. Pericolosità idraulica: Valutazione delle aree inondabili. Controllo idraulico sui picchi di piena. Laminazione delle onde di piena. c. Mappe di pericolosità e mappe di rischio, Piani di Assetto Idrogeologico e Piani di Gestione del Rischio Alluvionale. Applicazioni al territorio italiano e piemontese. 4. Prevenzione: a. Interventi Non Strutturali: Preannuncio di piena e gestione dell'emergenza. Il servizio di piena: Elementi del sistema e loro interconnessioni. Soglie pluviometriche di preavviso. Modelli di simulazione di piena: Uso a scala di evento ed in fase di progetto. Strumenti ed organi per il controllo del rischio di alluvione. I centri Funzionali. Gli strumenti e le procedure del Centro Funzionale ARPA Piemonte b. Interventi Strutturali: Opere di difesa passiva (Argini e scolmatori). Opere di difesa attiva (casse di espansione): dimensionamento di massima e verifiche. 5. La sicurezza idrologica delle dighe Principali caratteristiche funzionali e tipologiche delle dighe di ritenuta. Normativa italiana in materia di dighe. Condizioni di esercizio e procedure di gestione delle dighe. Effetti delle dighe sulla rete idrografica a valle. 6. Fenomeni di allagamento urbano.
1. Introduction Flood Risk Planning and Management Phases. Flood mitigation measures: structural vs non-structural, distributed vs localized, active vs passive. Organization of the protection from hydro-geological disasters in Italy. Role and effects of the most important laws and regulations. 2. Hazard identification Extreme events and mapping of areas affected by natural disasters. Reconstruction of extreme hydrological events and assessment of their frequency of occurrence. 3. Prediction a. Hydrological Hazard: Statistical analysis of hydrological extremes. Regional analysis of extreme events. Rainfall-runoff modeling. Estimate of flood volumes. b. Hydraulic hazard: Assessment of flooding areas. Hydraulic control on flood peaks. Flood peak reduction. c. Hazard maps, risk maps and flood risk management plans. Case studies in Piedmont and Italy. 4. Prevention a. Non-structural measures: Full Flood forecasting and early warning systems. Organization of the Flood warning systems. Rainfall threshold for early warning. Flood simulation models for design and forecasting. Methods, measures and regulations in flood risk management. ARPA Piemonte case study b. Structural measures: passive defense works (levees and diversions). Active defense works (flood attenuation systems). 5. Hydrological safety of dams Types of dams and main functional elements. Italian legislation on dams. Dams operating conditions and management plans. Effects of dams on the downstream river network. 6. Flooding in the urban context.
Il corso prevede visite tecniche ad opere ed infrastrutture collegate alla difesa idraulica del territorio. ESSE SI SVOLGERANNO COMPATIBILMENTE CON LE RESTRIZIONI LEGATE ALL’EMERGENZA COVID
The course includes technical visits to flood risk reduction infrastructures. THEY WILL TAKE PLACE IF POSSIBLE, DEPENDING ON THE COVID-RELATED RESTRICTIONS
L’insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio informatico. Potranno essere organizzati seminari su tematiche specifiche erogati da esperti del settore. Le esercitazioni saranno svolte in gruppi di 3-4 persone; i risultati saranno raccolti in una relazione finale che sarà oggetto di valutazione ai fini dell'esame. I gruppi saranno chiamati anche a svolgere un progetto su una tematica variabile da gruppo a gruppo che sarà presentata ai docenti e agli altri studenti alla fine del corso.
The course includes lectures and exercises in the computer lab. Seminars may be organized on specific topics provided by experts in the sector. The exercises will be carried out in groups of 3-4 people; the results will be collected in a final report which will be evaluated for the purpose of the examination. The groups will also be asked to carry out a project on a topic (different from group to group) which will be presented to lecturers and other students at the end of the course.
Le dispense e le slide relative agli argomenti trattati saranno rese disponibili durante il corso sul portale. Ulteriori riferimenti bibliografici saranno segnalati durante il corso.
Course notes and slides will be distributed during the course through the web portal. Additional readings will be indicated throughout the course.
Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Elaborato progettuale in gruppo;
La valutazione si basa su un esame scritto (max 26 punti), sulla relazione delle esercitazioni (max 2 punti) e sul progetto di gruppo (max 4 punti; il punteggio relativo al progetto è unico per tutti i componenti del gruppo). E’ possibile integrare il voto dello scritto con una prova orale facoltativa su richiesta dello studente o su proposte del docente quando necessario per verificare più in dettaglio le competenze acquisite (può cambiare il punteggio verso l'alto o verso il basso). L'esame scritto (2 ore) comprende domande aperte e brevi esercizi sugli argomenti discussi durante il corso teorico. Ci si aspetta inoltre che lo studente sia in grado di discutere criticamente casi di studio non banali, suggerendo le metodologie più appropriate per l'analisi del rischio di alluvione e proponendo soluzioni tecniche adeguate. Nelle esercitazioni sarà valutata la padronanza delle tecniche di analisi acquisite e la capacità di interpretare i risultati ottenuti. Il progetto di gruppo consente di valutare l’indipendenza nella definizione e soluzione di problemi inerenti alla materia, ma non trattati nel corso. L’eventuale orale verterà sulle stesse tematiche dello scritto e delle esercitazioni. Non è consentito consultare materiale didattico durante l'esame.
Exam: Optional oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff; Group project;
The evaluation is based on the final written exam (max 26 points), the exercises report (max 2 points) and the group project (max 4 points; points are the same for all the students in the group). An optional oral exam is possible, only after the written exam, if requested by the student or when needed to verify in more details the student’s competences (it may change upward or downward the mark). The written exam (2 hours) includes open questions and short exercises on the topics discussed during the course theoretical. The student is also expected to be able to critically discuss non-trivial case studies, by suggesting the most appropriate methodologies for flood risk analysis and propose adequate technical solutions. The exercises will evaluate the competence in the use of the numerical techniques and in the discussion of results. The group project will evaluate the independence in the setting and solving of problems in the same field but not discussed during the course. The oral exam will cover the same topics as the written exam and the exercises. It is not possible to use teaching material during the exam.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Elaborato progettuale in gruppo;
Le due versioni dell'esame scritto (in aula e online con videosorveglianza) si terranno contemporaneamente. Criteri e indicazioni sono specificati sopra.
Exam: Written test; Optional oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff; Group project;
The two versions of the written exam (on-site and online with video-monitoring) will be held at the same time. Criteria and indications are specified above.
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