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Anno Accademico 2017/18
01PEXMX
Idraulica fluviale/Acquedotti e fognature
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Boano Fulvio ORARIO RICEVIMENTO A2 ICAR/01 48 12 0 0 7
Camporeale Carlo Vincenzo ORARIO RICEVIMENTO A2 ICAR/01 40 20 0 0 4
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/01
ICAR/02
6
6
B - Caratterizzanti
C - Affini o integrative
Ingegneria civile
A12
Esclusioni:
01PLO
Presentazione
ACQUEDOTTI E FOGNATURE
Il corso si propone di fornire gli elementi necessari alla progettazione e gestione di sistemi di approvvigionamento idrico e di sistemi di drenaggio urbano, con particolare riguardo sia agli aspetti tipicamente ingegneristico-progettuale che ai problemi di gestione, reperimento ed utilizzo della risorsa.

IDRAULICA FLUVIALE
Il corso si propone di inserire l’ambito fluviale nonchè le sue interazioni con il bacino idrografico e il territorio circostante nell’insieme delle conoscenze proprie di un allievo ingegnere con lo scopo di mostrarne la complessità non solo dal punto di vista dell’evoluzione spazio-temporale del sistema ma anche dell’importanza delle interconnessioni a tutti i livelli con l’ambiente circostante. La capacità di operare scelte progettuali e gestionali oculate, nel rispetto ed equilibrio delle molte componenti (spesso contrastanti) che compongono l’ambiente fluviale, richiede una profonda conoscenza sia delle dinamiche che coinvolgono il fiume sia delle opere e degli strumenti (strutturali e non) adatti ad intervenire in tale delicato sistema.
Risultati di apprendimento attesi
ACQUEDOTTI E FOGNATURE
Conoscenza dei principali elementi costituenti un sistema acquedottistico e delle problematiche connesse con i sistemi di approvvigionamento e distribuzione idrica.
Conoscenza di sistemi di drenaggio urbano delle acque reflue e di quelle di origine meteorica, anche complessi.
Capacità di effettuare il dimensionamento di condotte, collettori e manufatti presenti nelle reti di distribuzione e drenaggio.

IDRAULICA FLUVIALE
Conoscenza del sistema fluviale come vettore di trasporto di acqua, solidi e sostanze;
Conoscenza dei meccanismi di trasferimento e degli effetti sul fiume soprattutto per quanto riguarda l’evoluzione spazio-temporale dell’ambito fluviale; Conoscenza delle dinamiche di interazione tra il fiume e l’ambiente circostante per quanto riguarda il trasferimento di acqua da e verso il fiume, movimento di sostanze solide e di sostanze disciolte; Conoscenza delle problematiche connesse alla progettazione di sistemi di difesa;
Conoscenza delle problematiche di carattere territoriale, sociale, economico, etc... legate all’uso e sfruttamento dell’ambito fluviale.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
ACQUEDOTTI E FOGNATURE
Conoscenze di base dell’Idraulica e dell’Idrologia

IDRAULICA FLUVIALE
Nozioni fondamentali d’idraulica ed idrologia con particolare riferimento all’idraulica delle correnti a pelo libero, all’interazione fluido struttura ed ai fenomeni di trasporto solido. E’ consigliabile una conoscenza di base della lingua inglese scritta soprattutto per la lettura dei manuali di riferimento dei software utilizzati.
Programma
ACQUEDOTTI E FOGNATURE
Introduzione al corso: Definizione di sistema acquedottistico e sue componenti. Concetto di dotazione e variazioni temporali della domanda. Aspetti legislativi. Criteri di potabilità delle acque. (4 ore)
Fonti di approvvigionamento: concetto di aree di salvaguardia. Captazione da sorgenti: bottini di presa, gallerie drenanti. Captazione da falde: pozzi artesiani e freatici. Realizzazione di pozzi: perforazione a percussione e a rotazione, completamento del pozzo. Captazione da corsi d'acqua: traverse per torrenti e fiumi, sifoni, filtrazione spondale. Captazione da laghi. (5 ore)
Reti di adduzione: richiami di moto permanente nelle condotte in pressione. Caratteristiche generali delle reti: schemi, trincee, profili planimetrici ed altimetrici. Dimensionamento di reti a gravità: reti semplici e ad albero. Criterio di minimo costo. Dimensionamento di un acquedotto consortile. Controllo delle sovrappressioni da colpo d'ariete. Verifiche statiche delle condotte. (10 ore)
Pompe: curve caratteristiche, rendimenti, NPSH. Punto di funzionamento. Sistemi di pompaggio in serie ed in parallelo. Dimensionamento di condotte di adduzione con sollevamento. Casse d'aria per il controllo del colpo d'ariete (4 ore).
Serbatoi: tipologie, schemi idraulici e componenti; definizione della capacità di compenso, di riserva ed antincendio. (5 ore)
Reti di distribuzione: classificazione e caratteristiche principali, condizioni di servizio. Problemi di verifica e di progetto. Cenni alla modellazione delle reti mediante il software Epanet. (10 ore)
Tecnologie di potabilizzazione delle acque (cenni). (2 ore)
Criteri di progettazione di un sistema di drenaggio urbano. Aspetti istituzionali e normativi. (3 ore)
Portate di tempo asciutto. Richiami di idraulica - correnti a pelo libero. (3 ore)
Manufatti ricorrenti sulle reti. Metodi per determinare le massime portate pluviali. Criteri generali, metodo cinematico lineare o metodo della corrivazione. (6 ore)
Dettagli costruttivi ed esempi di manufatti ricorrenti sulle reti di drenaggio urbano. Metodi di progetto - metodo dell'invaso lineare e metodo italiano dell'invaso lineare. Materiali per le tubazioni. (4 ore)
Scaricatori di piena. Metodi di dimensionamento degli scaricatori laterali e degli scaricatori a salto. Vasche volano, tipologia e criteri di dimensionamento idraulico. Vasche di prima pioggia: tipologie costruttive. (4 ore)

IDRAULICA FLUVIALE
PRIMA PARTE: Concetti e formulazioni (40 ore)
1) Inquadramento geomorfologico ed idrologico di un corso d'acqua. (3h)
2) Modelli dell'idrodinamica naturale (il modello 3D, approssimazione shallow water, l'equazione di Saint-Venant). Cenni sul comportamento dell'equazioni iperboliche. (3h)
3) Correnti stazionarie: ripasso sui moti stazionari a superfice libera, calcolo del coefficiente di resistenza negli alvei naturali. Ruolo della vegetazione. Deflusso in prossimità di sezioni di controllo. (3h)
4) Meccanica dei sedimenti e condizioni d’incipiente movimento. Condizioni di equilibrio morfodinamico dell'alveo. Calcolo della geometria idraulica. (6h)
5) Trasporto solido di fondo e sospeso. (6h)
6) Le forme di fondo: previsione, modellazione ed effetti sul trasporto solido. (6h)
7) Morfodinamica fluviale 1D. Equazione di Exner. Modello de Saint-Venant-Exner. Soluzioni di moto uniforme. Effetto morfodinamico delle variazioni di larghezza. Il caso delle pile in alveo. (6h)
8) Processi e problemi tipici di Morfodinamica fluviale bidimensionale (diramazioni, derivazioni, barre). Cenni sulla dinamica dei meandri e schemi di calcolo di erosione generalizzata in curva. (3h)
9) Introduzione all'utilizzo del software Hec-Ras-1D e Basement-2D (4h)
SECONDA PARTE: Sistemazioni idrauliche
10) Cenni di Legislazione sulle acque superficiali (1,5 h)
11) Fenomeni di erosione localizzata (3 h)
12) Regolazione del fondo (3h)
13) Sistemazioni idrauliche in ambito montano: briglie, soglie (3h)
14) Sistemazioni idrauliche in ambito pedemontano: pennelli, scogliere (3h)
15) Sistemazioni idrauliche in ambito vallivo: arginature, riprofilature, diversivi (4,5h)
Organizzazione dell'insegnamento

ACQUEDOTTI E FOGNATURE
Durante le esercitazioni gli studenti dovranno svolgere esercizi di dimensionamento secondo i criteri visti in aula. Si prevede la possibilità di svolgere una visita guidata presso un potabilizzatore e/o un depuratore.

IDRAULICA FLUVIALE
Il corso prevede lezioni, esercitazioni e seminari.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico

ACQUEDOTTI E FOGNATURE
- Acquedotti. Da Deppo L., Datei C., Fiorotto V., Salandin P. 2a ed. 2003, Libreria internazionale Cortina, Padova. ISBN: 88-7784-230-X
- Acquedotti. Milano V. 1996, Hoepli. ISBN: 978-88-203-2292-2
- Fognature. Da Deppo L., Datei C. 3a ed. 2003 Libreria internazionale Cortina, Padova. ISBN: 88-7784-229-6

IDRAULICA FLUVIALE
Data la vasta multidisciplinarietà dell’argomento trattato, il corso fa riferimento a quanto distribuito e consigliato durante le lezioni. Tuttavia si citano alcuni libri di testo di base dell’idraulica fluviale:
- Principi di idraulica fluviale / Aronne Armanini. - Castrolibero: Bios, c2005
- Fluvial hydraulics: flow and transport processes in channels of simple geometry / Walter H. Graf, M.S.
- Altinakar. - Chichester: Wiley, 1998 La sistemazione dei bacini idrografici / Vito Ferro – McGraw Hill, 2002
- Opere di sistemazione idraulico-forestale a basso impatto ambientale / Vito Ferro et al. - McGraw-Hill, 2004
Di particolare interesse è l’e-book del Prof. Gary Parker (in inglese) scaricabile dall’indirizzo:
http://hydrolab.illinois.edu/people/parkerg/morphodynamics_e-book.htm
Criteri, regole e procedure per l'esame


Il voto complessivo è dato dalla media (arrotondata per eccesso) dei voti dei due moduli:

ACQUEDOTTI E FOGNATURE
L’esame prevede una prova orale in cui si verificherà la conoscenza dei principi esposti a lezione; al fine di valutare la capacità dello studente di effettuare calcoli pratici di dimensionamento, durante l’esame saranno anche visionate le relazioni relative alle esercitazioni svolte durante il corso.

IDRAULICA FLUVIALE
L'esame è diviso in 3 parti:
1) La valutazione della relazione scritta che gli studenti a piccoli gruppi dovranno preparare su un caso di studio reale coinvolgente un fiume naturale. Le relazioni verranno esposte a fine corso da tutti i gruppi, tramite presentazione orale che coinvolgerà a turno ogni singolo elemento del gruppo. Il voto conseguito pesa il 20% del totale.
2) La prima parte dell'esame scritto consisterà nel rispondere a una domanda aperta su un tema della prima parte del corso. Il candidato dovrà dimostrare di conoscere l'argomento richiesto in termini generali (non è richiesta la conoscenza mnemonica delle formule empiriche). In questa fase dello scritto non è consentito consultare appunti o testi. Il voto conseguito pesa il 40% del totale.
3) La seconda parte dello scritto richiede di risolvere un problema progettuale riguardante uno dei temi trattati nella seconda parte del corso. In questa fase dello scritto è consentito sfogliare appunti, dispense o testi. Il voto conseguito pesa il 40% del totale.
Successivamente, è possibile svolgere anche un esame orale facoltativo.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2017/18
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