Le infrastrutture idrauliche consentono la gestione delle acque al fine di soddisfare le necessità e le esigenze direttamente o indirettamente legate alle attività umane. Per esempio, esse consentono di sopperire alla mancanza di risorsa idrica in un dato luogo tramite un trasferimento della risorsa da altri luoghi; oppure, consentono il controllo e l’allontanamento delle piene fluviali o pluviali per mitigare il rischio di allagamento. Per questo motivo le infrastrutture idrauliche hanno una lunga storia e ci si trova spesso ad operare in contesti territoriali in cui tali opere sono già presenti, ma vanno ampliate o adattate ai bisogni e alle condizioni ambientali che si sono evoluti nel tempo. In questo contesto, l’insegnamento di Infrastrutture Idrauliche vuole fornire gli strumenti per comprendere il funzionamento delle infrastrutture esistenti attraverso la modellazione del loro comportamento idraulico a fronte di forzanti naturali e antropiche spesso soggette a grande variabilità. A tal fine, sarranno analizzate infrastrutture reali o in fase di progetto, discutendone le criticità e proponendo interventi migliorativi. Saranno inoltre discusse tematiche emergenti che sempre più spesso devono essere prese in considerazione nel complesso ambito della gestione delle acque, come l’utilizzo di risorse idriche non convenzionali e l’impatto dei consumi energetici sul ciclo delle acque. L’insegnamento fornirà inoltre nozioni di base di idrologia propedeutiche alla trattazione dei vari argomenti.

Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: • comprendere il funzionamento di diverse tipologie di infrastrutture idrauliche, con diverso grado di complessità • sviluppare simulazioni del comportamento idraulico di reti e singoli manufatti • applicare le conoscenze acquisite per scegliere opportunamente i parametri modellistici necessari • valutare il soddisfacimento dei requisiti previsti per il funzionamento delle infrastrutture • proporre in maniera critica possibili soluzioni migliorative

L’insegnamento farà ampio uso delle conoscenze apprese nel corso di Idraulica oltre alle nozioni acquisite nei corsi di Statistica e Geomatica. Saranno inoltre richieste conoscenze informatiche e capacità scripting a livello base.

Parte generale 1. Introduzione alle tipologie di infrastrutture idrauliche. 2. La digitalizzazione delle reti infrastrutturali. Strutture dati per descrivere reti acquedottistiche e reti di fognatura. Creazione semi-automatica di modelli numerici di reti. 3. Generalità su misure idrauliche e calibrazione dei modelli. Infrastrutture per l’utilizzo della risorsa idrica 4. Generalità, fabbisogni da soddisfare e risorse disponibili. 5. Approvvigionamento idrico e relative opere (captazione, derivazione, invaso). Funzionamento in pressione e a pelo libero a. Utilizzo di acque superficiali b. Utilizzo di acque sotterranee c. Utilizzo di risorse idriche non convenzionali (dissalazione) 6. Rete di distribuzione idrica e manufatti 7. Misure e calibrazione di un modello di rete Sistemi di drenaggio e mitigazione degli estremi pluviometrici 8. Principi di Idrologia urbana e idrologia dei piccoli bacini 9. Infrastrutture per lo smaltimento dei reflui e delle acque meteoriche 10. Infrastrutture verdi per uso multiplo e interazione con la falda acquifera Opere e infrastrutture per la protezione idraulica del territorio 11. Sistemi di mitigazione dell’impatto delle piene 12. Regolazione delle opere di laminazione

L'insegnamento è strutturato in: - 50 ore di lezione in aula mirate allo sviluppo di conoscenze relative al funzionamento delle principali infrastrutture idrauliche, alle strategie per la loro modellazione numerica, alle misure da mettere in atto per risolvere eventuali criticità - 30 ore di esercitazione mirate all'analisi di casi studio reali al fine di fornire agli studenti strumenti quantitativi per un'analisi critica del funzionamento degli stessi

Appunti e slide utilizzati per l’insegnamento saranno resi disponibili, così come script open-source utili per l’esecuzione delle esercitazioni. Ulteriori testi di riferimento saranno illustrati durante le lezioni.

Slides;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;

Exam: Compulsory oral exam; Individual essay;

... L'esame, in forma orale, verterà sulla verifica: - della conoscenza degli elementi costitutivi delle infrastrutture idrauliche e delle forzanti a cui sono sottoposte - della conoscenza delle modalità di funzionamento dei vari manufatti e delle equazioni che ne governano i processi idraulici - della competenza nell’impostare l’analisi di una infrastruttura complessa - della competenza nell’interpretazione dei risultati delle analisi e proposta di soluzioni Può essere richiesta la soluzione di semplici problemi numerici, anche in forma scritta, durante l’esame (è richiesta la calcolatrice). Per sostenere l’esame è necessario aver completato tutte le esercitazioni e aver inviato un elaborato scritto personale che riassuma l’esito delle analisi.

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.