Obiettivi Formativi

Il corso ha come obiettivo lacquisizione da parte degli studenti di unadeguata conoscenza e comprensione dei principi teorici della disciplina, fondamentali per le scienze ingegneristiche e per le loro realtà applicative, nonché lo sviluppo della capacità di applicare in maniera autonoma le nozioni teoriche per impostare, analizzare e risolvere problemi teorici anche complessi mediante, ad esempio, lutilizzo di procedure di elaborazione statistica delle informazioni idro-meteorologiche (ad es. precipitazioni, deflussi e portate) e di modelli idrologici di trasformazione degli afflussi in deflussi alla base della progettazione e verifica delle opere idrauliche. Gli studenti devono conseguire la capacità di raccogliere e interpretare i dati utili, eventualmente anche attraverso operazioni di rilievo strumentale, di usare in maniera appropriata i linguaggi tecnici e scientifici specifici della disciplina e di acquisire adeguati metodi di studio, di descrizione e di indagine scientifica.

Learning Goals

The main objectives of the course are the understanding and implementation of statistical tools and techniques for analyzing hydro-meteorological data, as well as of traditional rainfall-runoff models commonly applied for design and risk assessment problems in the field of water engineering.

Metodi didattici

Lezioni frontali (50%) ed esercitazioni (50%).

Teaching Methods

Lectures (50%) and classworks (50%).

Prerequisiti

Non è richiesto alcun prerequisito

Prerequisites

No particular prerequisite is required

Verifiche dell'apprendimento

Il corso prevede un esame orale finale, che potrà essere sostenuto previa consegna, almeno una settimana prima della data dell'appello, degli elaborati relativi alle esercitazioni svolte prevalentemente in classe. L'esame orale consiste in un colloquio sugli argomenti trattati durante il corso e approfonditi mediante le esercitazioni. Tale colloquio sarà volto a valutare le conoscenze acquisite e la capacità dello studente di saper identificare le metodologie più idonee alla soluzione di specifici problemi in ambito idrologico in relazione alle specificità dei casi studio e alla disponibilità di dati.

Assessment

An oral examination is foreseen at the end of the course. Students may undergo the oral examination once that they have their reports on classworks due one week before the exam session. The oral examination is mainly an interview on the course content, also detailed through the classworks. The interview ascertains student's acquired knowledge and skills in selecting the most suitable methodological tools to solve hydrologic problems in relation to the specific features of potential case-studies, as well as data availability.

Programma del Corso

Introduzione al corso Obiettivi e campi di applicazione. Cenni sullo sviluppo dellidrologia. Metodologie di analisi. Il ciclo idrologico Precipitazioni. Evaporazione ed evapotraspirazione. Deflussi superficiali. Circolazione dellacqua nel sottosuolo. Bilancio idrologico. Effetti antropici sul ciclo idrologico. Distribuzione delle risorse idriche sulla terra. Informazioni idrologiche Strumenti e metodi di misura delle grandezze idrometeorologiche. Fonti delle informazioni. Attività e pubblicazioni dei Servizi meteorologici e idrografici. Reti idrometeorologiche in telemisura. Radar e satelliti meteorologici. Analisi statistica di serie idrologiche Popolazione e campione. Statistica descrittiva. Cenni di teoria della probabilità. Definizioni di probabilità, probabilità totale, condizionata. Le variabili idrologiche come variabili casuali. Distribuzioni di probabilità di variabili casuali discrete (binomiale, di Poisson). Distribuzioni di probabilità di variabili casuali continue (normale, log-normale, Gumbel, etc.). Stima dei parametri. Cartogrammi probabilistici. Q-Q plot. Plotting position. Test della bontà di adattamento di distribuzioni di probabilità (Chi-quadro, Kolmogorov). Tempo di ritorno e rischio idrologico. Analisi di regressione e correlazione. Significatività del coefficiente di correlazione. Precipitazioni e afflussi ragguagliati Tipi di precipitazioni. Meccanismi di formazione delle precipitazioni. Regimi pluviometrici. Valutazione degli afflussi ragguagliati (topoieti, isoiete, altri metodo di interpolazione). Piogge intense. Serie delle eccedenze e dei massimi annuali. Relazioni altezze di pioggia durata - tempi di ritorno. Analisi regionali delle piogge intense. Caratteristiche dei bacini Bacino idrografico. Caratteristiche geomorfologiche (curva ipsografica, pendenza media, densità di drenaggio, ecc.). Ordinamento gerarchico del reticolo idrografico. Leggi di Horton e Strahler. Caratterizzazione morfologica dei bacini tramite GIS. Deflussi superficiali Meccanismi di formazione del deflusso superficiale. Regimi fluviali. Misure idrometrografiche. Scala delle portate. Curva di durata di un corso dacqua. Caratteristica di utilizzazione. Stima indiretta dei deflussi in funzione degli afflussi. Piene nei corsi dacqua Formazione delle piene. Idrogramma di piena. Valutazione delle portate al colmo (metodi diretti e indiretti, formule regionali, curve inviluppo, ecc.). Modelli di trasformazione afflussi-deflussi: modelli completi e modelli di piena. Metodo della corrivazione. Stima del tempo di corrivazione e della pioggia netta. Metodo del volume dinvaso. Metodo del Curve Number (Soil Conservation Service). Idrogramma unitario, IUH. Modelli concettuali. Modello di Nash. Cenni sul GIUH. Modelli distribuiti. Analisi regionale delle piene.

Course Syllabus

Contents of the course: - Hydrologic cycle and water balance - Hydrologic information (measurements, data sources, gauging networks) - Statistical analysis and probabilistic methods applied to hydrometeorologic series - Precipitation (rainfall generation and pluviometric regimes, assessment of areal precipitation, storms, depth-duration-frequency relationships, regional analysis of extreme rainfall events) - Watershed delineation and corrisponding morphometric characteristics - Surface runoff (runoff generation and river flow regimes, stage - discharge relationship, flow duration curve) - River flood (flood generation, flood hydrograph, flood peak assessment, rainfall-runoff models, assessment of concentration time and effective rainfall, the Unit Hydrograph (IUH), the Geomorphologic Unit Hydropgraph (GIUH), Flood regional analysis).