Obiettivo dell’insegnamento è introdurre lo studente ai concetti ed ai metodi dell’Idrogeologia applicati allo studio della stabilità dei versanti. L'insegnamento si propone quindi di fornire le conoscenze di base per l’analisi del contesto idrogeologico in cui l’ingegnere ambientale si troverà ad operare, la capacità di realizzare una rete di monitoraggio dei parametri idrogeologici e di interpretarne tali dati per valutare la stabilità dei versanti. L’insegnamento si pone come completante la formazione dell’ingegnere ambientale. Agli approfondimenti teorici, sarà dato spazio ad esempi pratici ed applicativi in modo da concretizzare i concetti appresi in ottica dalla futura attività professionale.

L’insegnamento si propone di trasmettere allo studente le conoscenze sulle caratteristiche chimiche e fisiche dell’acqua, nonché le principali classificazioni in relazioni agli ioni e ai minerali disciolti. In particolare, dovrà conoscere il ciclo dell’acqua e le caratteristiche dei sistemi acquiferi in rocce lapidee, carbonatiche e carsiche. Si desidera che lo studente sia in grado di individuare e analizzare i principali parametri per la progettazione di un sistema di monitoraggio idrogeologico in relazione alla stabilità di versanti o di scavi. Al termine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di: 1. analizzare dati di monitoraggio idrogeologico; 2. progettare un sistema di monitoraggio; 3. valutare la qualità e la quantità della risorsa idrica sotterranea; 4. approcciarsi a problemi connessi alla presenza di acqua negli scavi in sotterraneo.

Utilizzo dei programmi informatici di base e GIS; conoscenze di idraulica, geotecnica, chimica generale e inorganica, geologia, ingegneria degli acquiferi

A. IDROGEOCHIMICA (3cfu: 27 h Lezioni – 3 h Esercitazioni) Caratteristiche chimico fisiche dell’acqua: viscosità, densità, conducibilità elettrica, tensione di vapore. Classificazione e origine delle acque. Processi di mineralizzazione delle acque naturali: dissoluzione dei gas, Legge di Henry; dissoluzione dei solidi in acqua. Solubilità e Prodotto di Solubilità. L’effetto dello Ione Comune. Determinazione dell’Indice di Saturazione con il metodo di Debye-Hückel. L’equilibrio dei carbonati, la reazione acqua – anidride carbonica. Le reazioni acqua-roccia. L’attacco chimico sui minerali non carbonatici. L’effetto del potenziale di ossidoriduzione sulla mineralizzazione delle acque. Le Facies Idrogeochimiche. Fenomeni modificatori della mineralizzazione: dissoluzione, concentrazione, scambio ionico. I metalli pesanti disciolti nelle acque e loro interazione con la salute umana. I diagrammi interpretativi (Piper, Schoeller, Durov, Chebotarev). La qualità delle acque in funzione del loro uso (potabile, irrigazione, industriale). La durezza e l’aggressività dell’acqua. Gli isotopi stabili e radioattivi utilizzati in idrogeologia. Le Terre Rare disciolte nelle acque naturali: applicazioni negli studi idrogeologici. B. IDROGEOLOGIA GENERALE E APPLICATA (5cfu: 33 h Lezioni – 17 h Esercitazioni) 1. PARTE GENERALE Il ciclo dell’acqua. Il bilancio idrogeologico, valutazione e misura dei singoli parametri del bilancio. I complessi idrogeologici: definizione e metodi di individuazione. Cenni sul rilevamento idrogeologico. Le carte idrogeologiche, realizzazione delle carte piezometriche a media/grande scala. Realizzazione di piezometri e pozzi. Le misure piezometriche con strumenti manuali e automatici. Interazione tra il reticolo idrografico superficiale e le acque sotterranee. I sistemi acquiferi in rocce lapidee, acquiferi carbonatici e acquiferi carsici. I tipi di alimentazione degli acquiferi alimentanti le sorgenti. I tipi di circolazione sotterranea negli acquiferi carbonatici. Le sorgenti, classificazione generale. Studio delle sorgenti. Analisi degli idrogrammi di una sorgente. Definizione delle aree di salvaguardia delle sorgenti. Classificazione generale dei dissesti gravitativi. Monitoraggio degli acquiferi di aree montane e collinari: strumenti e criteri di realizzazione delle reti di monitoraggio in funzione di studi sulla stabilità dei pendii. Analisi comparate degli andamenti delle portate, temperatura e conducibilità elettrica delle acque sotterranee. La vulnerabilità degli acquiferi, metodi di valutazione (DRASTIC, GOD e SINTACS) e realizzazione delle Carte di Vulnerabilità Intrinseca degli Acquiferi. 2. LA CIRCOLAZIONE IDRICA NEL FRATTURATO E IL DEWATERING Circolazione idrica nel fratturato: ruolo delle discontinuità e delle sue caratteristiche fisico-meccaniche nella definizione della conducibilità idraulica, idrogeologia nelle zone di faglia, principi di modellazione numerica degli acquiferi fratturati. Dewatering: interferenza tra acque sotterranee e opere in sotterraneo (gallerie, miniere, scavi etc.), effetti dell'acqua sulla stabilità degli scavi, principali tecniche per il dewatering.

L’insegnamento prevede lezioni in aula ed esercitazioni riguardanti l’idrogeochimica, l’analisi di idrogrammi di alcune sorgenti, il bilancio idrogeologico, la realizzazione di carte piezometriche. Lezioni ed esercitazioni saranno integrate da rilievi in situ.

M. Civita – Idrogeologia applicata e ambientale – Casa Editrice Ambrosiana C.W. Fetter – Applied Hydrogeology 4th Edition – Prentice Hall N. Kresic & Z. Stevanovic – Groundwater hydrology of springs – Elsevier C.A.J. Appelo & D. Postuma – Geochemistry, groundwater and pollution 2nd Edition – CRC Press Ning Lu and Jonathan W. Godt - Hillslope Hydrology and Stability - Cambridge University Press

Slides; Esercizi risolti;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... L’esame sarà solo orale. Durante l’esame si verificheranno le conoscenze teoriche dello studente e si valuteranno i risultati delle esercitazioni eseguite che saranno mostrati attraverso una presentazione in power-point.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.