Insegnamento INFRASTRUTTURE IDRAULICHE URBANE
| Nome del corso di laurea | Ingegneria edile-architettura |
|---|---|
| Codice insegnamento | A002665 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Renato Morbidelli |
| CFU | 10 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 3 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
INFRASTRUTTURE IDRAULICHE URBANE
| Codice | A002666 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente responsabile | Renato Morbidelli |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ICAR/02 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | 1. IDROLOGIA E CICLO IDROLOGICO 2. ACQUEDOTTI 3. FOGNATURE |
| Testi di riferimento | •G. BECCIU, A. PAOLETTI, Esercitazioni di costruzioni idrauliche, CEDAM, Padova, 1999; •L. DA DEPPO, C. DATEI, Fognature, Cortina, Padova, 2004; •G. IPPOLITO, Appunti di costruzioni idrauliche, Liguori Editore, Napoli, 2000 ; •R. K. LINSLEY, J. B. FRANZINI, D. L. FREYBERG, G. TCHOBANOGLOUS, Water resources engineering, McGraw-Hill, New York, 1992; •L. MAYS, Y. K. TOUNG, Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill, New York, 1992; •Dispense del docente disponibili sulla piattaforma APE-LEARNING o su UNISTUDIUM. |
| Obiettivi formativi | Il modulo tratta dei principali processi dell’idrologia di base, della formazione della precipitazione, del processo di infiltrazione e di formazione della pioggia effettiva, della determinazione dell’idrogramma di portata; descrive strumenti di misura delle grandezze coinvolte e metodi di stima di variabili di progetto come la portata di massima piena; fornisce strumenti per la progettazione di infrastrutture idrauliche. Gli obiettivi formativi sono i seguenti. Il primo obiettivo riguarda l'acquisizione delle principali conoscenze relative a: •variabili idrologiche principali, processi idrologici di base alla scala locale e di bacino idrografico, quali l’infiltrazione di acqua nel suolo, la generazione della pioggia effettiva e la sua trasformazione in portata diretta, nonché strumenti e tecniche di misura disponibili; •metodologie di base che quantificano i processi idrologici descritti (il metodo SCS-CN per la stima della pioggia effettiva, l’integrale di convoluzione mediante idrogramma unitario istantaneo o il modello della corrivazione per la stima della portata diretta); •differenti approcci (diretto e indiretto) per la stima della portata di progetto necessaria nella progettazione di opere idrauliche; •fabbisogno idrico, consumi idrici, fonti di approvvigionamento, opere di adduzione, reti di distribuzione; •principi generali sulle reti di fognature e metodi di dimensionamento. Un secondo obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali abilità riferite alla capacità di: •selezionare, applicare e interpretare strumenti e tecniche di misura delle principali grandezze idrologiche; •selezionare e applicare modelli di base di formazione della pioggia effettiva e di trasformazione pioggia effettiva-portata diretta per la simulazione di un idrogramma atteso in una fissata sezione fluviale di interesse, sulla base delle informazioni disponibili; •selezionare e applicare un metodo appropriato per la stima della portata di progetto in una sezione fluviale al fine di progettare un’opera idraulica; •selezionare una rete di distribuzione e applicare un metodo appropriato per il suo dimensionamento e la sua verifica; •progettare e dimensionare un serbatoio di compenso; •progettare e verificare un impianto di sollevamento; •selezionare e applicare un metodo appropriato per dimensionare una fognatura; •selezionare e dimensionare le opere accessorie per il funzionamento di una rete fognaria (sifoni, scaricatori, caditoie, pozzetti, impianti di sollevamento). |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere e saper applicare i più importanti concetti illustrati e discussi nell'ambito dell'insegnamento è: • necessario che lo studente abbia superato gli esami di Analisi Matematica II e di Meccanica Razionale e Statica; • opportuno che conosca gli argomenti trattati nei corsi di Geometria e Fisica Generale; In particolare è necessario che lo studente abbia dimestichezza con: i concetti di funzione continua, limite, derivata e integrale (semplice, di superficie e di volume) - non solo dal punto di vista dell'analisi matematica ma soprattutto da quello della Meccanica - le funzioni esponenziale e trigonometriche, le equazioni fondamentali della Meccanica (principio di conservazione della massa, equazione di Newton e teorema della quantità di moto). Con riferimento alle applicazioni numeriche, che costituiscono parte importante del corso, è necessario che lo studente sia in grado di risolvere numericamente equazioni implicite mediante le più elementari tecniche dell'analisi numerica (ad esempio: metodo del dimezzamento). |
| Metodi didattici | Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna). |
| Altre informazioni | Dati statistici relativi alle votazioni d'esame conseguite dagli studenti Campione costituito da 411 studenti (dall'a.a. 2012/2013 all'a.a. 2021/2022). Votazione media: 26,55/30; deviazione standard: 2,99/30. Percentuale di studenti che hanno conseguito una valutazione nell'intervallo indicato (estremi compresi) 18 - 21 7,3% 22 - 24 13,9 % 25 - 27 37,2 % 28 - 30 34,5 % 30 e lode 7,1 % Calendario delle prove d'esame: il calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario-esami |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 – 60 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici relativi alle Infrastrutture Idrauliche, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idraulica e idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle infrastrutture idrauliche urbane e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa Nel caso in cui lo studente intenda anticipare l’esame in un anno precedente a quello programmato nel piano di studio, si raccomanda di frequentare il ciclo delle lezioni e di sostenere l’esame nel primo appello utile dopo che le lezioni medesime siano terminate, nel rispetto quindi del semestre di programmazione dell’insegnamento. |
| Programma esteso | Il Modulo affronta la descrizione dei principali processi dell’idrologia di base, la formazione della precipitazione, il processo di infiltrazione e di formazione della pioggia effettiva, la determinazione dell’idrogramma di portata; descrive strumenti di misura delle grandezze coinvolte e metodi di stima di variabili di progetto come la portata di massima piena; fornisce strumenti per la progettazione di infrastrutture idrauliche. Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: 1. IDROLOGIA E CICLO IDROLOGICO Il ciclo naturale delle acque. Il bacino idrografico. La formazione e la misura della precipitazione. Elaborazione statistica dei dati. Variabili casuali e probabilità. Densità di probabilità. Distribuzione normale, lognormale e di Gumbel. Linee segnalatrici di possibilità pluviometrica. Stima delle perdite. Il calcolo dell'infiltrazione. La relazione di Philip. Il metodo CN-SCS. Idrogramma di piena. Trasformazione della pioggia in portata. Portata diretta in termini di IUH. Metodo dell'invaso. Metodo della corrivazione. 2. ACQUEDOTTI Fabbisogno idrico. Orizzonte progettuale. Consumi idrici. Fonti di approvvigionamento. Acque superficiali e sotterranee. Opere di adduzione. Reti di distribuzione. Rete unica. Reti separate. Dimensionamento e verifica. Serbatoi di compenso. Progetto e verifica. Regola del filo teso. Impianti di sollevamento. Tubazioni in ghisa, acciaio, materiale plastico e lapideo. Approvvigionamento idrico negli edifici. 3. FOGNATURE Principi generali sulle fognature. Disposizione delle reti. Gli spechi di fognatura. Calcolo delle portate di massima piena. Formula razionale tradizionale. Metodo cinematico. Metodo dell'invaso lineare. Dimensionamento e verifica delle condotte. Condizioni di funzionamento. Sifoni e scaricatori di piena. Caditoie stradali. Pozzetti di ispezione. Impianti di sollevamento di acque bianche e nere. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile |
LABORATORIO DI INFRASTRUTTURE IDRAULICHE URBANE
| Codice | A002667 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente responsabile | Alessia Flammini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ICAR/02 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | 1. PROGETTAZIONE DI ACQUEDOTTI 2. PROGETTAZIONE DI FOGNATURE |
| Testi di riferimento | •G. BECCIU, A. PAOLETTI, Esercitazioni di costruzioni idrauliche, CEDAM, Padova, 1999; •L. DA DEPPO, C. DATEI, Fognature, Cortina, Padova, 2004; •G. IPPOLITO, Appunti di costruzioni idrauliche, Liguori Editore, Napoli, 2000 ; •L. MAYS, Y. K. TOUNG, Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill, New York, 1992; •Dispense del docente disponibili sulla piattaforma APE-LEARNING o su UNISTUDIUM. |
| Obiettivi formativi | Il modulo fornisce strumenti pratici per la progettazione di infrastrutture idrauliche. Il principale obiettivo è relativo all'acquisizione delle principali abilità riferite alla capacità di: •progettazione esecutiva di una rete di distribuzione applicando un metodo appropriato per il suo dimensionamento e la sua verifica; •progettazione esecutiva e dimensionamento di un serbatoio di compenso; • progettazione esecutiva e dimensionamento di un impianto di sollevamento; •progettazione esecutiva di una fognatura; •selezionare e dimensionare le opere accessorie per il funzionamento di una rete fognaria (sifoni, scaricatori, caditoie, pozzetti, impianti di sollevamento). |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere e saper applicare i più importanti concetti illustrati e discussi nell'ambito dell'insegnamento è: • necessario che lo studente abbia superato gli esami di Analisi Matematica II e di Meccanica Razionale e Statica; • opportuno che conosca gli argomenti trattati nei corsi di Geometria e Fisica Generale; In particolare è necessario che lo studente abbia dimestichezza con: i concetti di funzione continua, limite, derivata e integrale (semplice, di superficie e di volume) - non solo dal punto di vista dell'analisi matematica ma soprattutto da quello della Meccanica - le funzioni esponenziale e trigonometriche, le equazioni fondamentali della Meccanica (principio di conservazione della massa, equazione di Newton e teorema della quantità di moto). Con riferimento alle applicazioni numeriche, che costituiscono parte importante del corso, è necessario che lo studente sia in grado di risolvere numericamente equazioni implicite mediante le più elementari tecniche dell'analisi numerica (ad esempio: metodo del dimezzamento). |
| Metodi didattici | Il Modulo è organizzato in: •lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; •esercitazioni in aula svolte nella modalità classica (alla lavagna). |
| Altre informazioni | Calendario delle prove d'esame: IL calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario-esami Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 – 60 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici relativi alle Infrastrutture Idrauliche, ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idraulica e idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle infrastrutture idrauliche urbane e delle opere ad esse complementari, iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Il Modulo fornisce strumenti pratici per la progettazione di infrastrutture idrauliche. Il programma del Modulo è strutturato nelle seguenti Unità didattiche: 1. PROGETTAZIONE DI ACQUEDOTTI Calcolo del fabbisogno idrico. Definizione di orizzonte progettuale. Determinazione dei consumi idrici. Dimensionamento di opere di adduzione e distribuzione. Progetto di serbatoi di compenso e impianti di sollevamento. 2. PROGETTAZIONE DI FOGNATURE Calcolo pratico delle portate di massima piena. Progetto di un collettore fognario. Progetto di una rete di drenaggio urbano. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile |