Obiettivi Formativi

L’obiettivo del Corso consiste nel fornire allo studente gli strumenti tecnici e operativi e le conoscenze aggiornate per lo studio della difesa idraulica e della pianificazione territoriale delle aree naturali e antropizzate con particolare riferimento all’implementazione di interventi ingegneristici finalizzati alla difesa del suolo e alla mitigazione del rischio idrologico-idraulico.  OF1 (Conoscenza e comprensione): Lo studente acquisirà una formazione di carattere teorico, metodologico, sperimentale e operativo nel corso dell’insegnamento che gli consentiranno di comprendere le problematiche della difesa idraulica e della pianificazione territoriale delle aree naturali e antropizzate.  OF2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Lo studente sarà in possesso delle capacità per analizzare e risolvere i problemi della sua professione connessi alla protezione idraulica del territorio.  OF3 (Autonomia di giudizio): Lo studente acquisirà capacità di giudizio autonomo nel modo di affrontare e di risolvere i problemi, utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati.  OF4 (Abilità comunicative): Lo studente acquisirà un linguaggio tecnico appropriato per permettere una sicura ed efficace comunicazione sia con interlocutori esperti nella disciplina che con interlocutori diversa estrazione.  OF5 (Capacità di apprendimento): Lo studente deve essere in grado di documentarsi ed aggiornarsi tramite la consultazione di testi e pubblicazioni del settore della protezione idraulica del territorio.

Learning Goals

The aim of the course is to provide the student with technical and operational tools and up-to-date knowledge for the study of hydraulic defense of natural and populated areas with particular reference to the implementation of engineering interventions aimed to mitigate mitigation hydrologic and hydraulic risk within the overall context of catchment management. This is achieved through consideration of the river hydrology and modelling, flood warning and defence, the design of river structures, river maintenance planning, and an understanding of the policy and legal framework governing river basin management.  OF1 (Knowledge and understanding): The student will acquire theoretical, methodological, experimental and operational training during the course that will allow him to understand the problems related to river engineering works in order to meet flood defence, river use, and environmental standards.  OF2 (Ability to apply knowledge and understanding): The student will have the skills for appraisal, design and construction of land drainage and river engineering maintenance works.  OF3 (Autonomy of judgment): The student will acquire autonomous judgment in the way of facing and solving problems, using updated methods, techniques and tools  OF4 (Communication skills): The student will acquire an appropriate technical language to allow safe and effective communication both with interlocutors expert in the discipline and with interlocutors from different backgrounds  OF5 (Learning skills): The student must be able to document and update himself through the consultation of texts and publications in the field of river basin management.

Metodi didattici

Il corso viene erogato mediante lezioni frontali (48 ore) ed esercitazioni in aula (48 ore). Le esercitazioni vengono svolte dagli studenti suddivisi in gruppi di lavoro e consistono nella preparazione di una serie di elaborati nei quali vengono sviluppate le procedure di calcolo per la progettazione preliminare di una sistemazione idraulica del tratto montano e del tratto vallivo di un corso d’acqua naturale. Alcune esercitazioni sono altresì dedicate alla progettazione (preliminare) di interventi per la mitigazione del rischio idraulico nelle aree urbane. Sono inoltre previsti seminari su argomenti specifici e visite didattiche. Tutte le attività (lezioni ed esercitazioni) sono svolte con supporto di presentazioni in Power Point.

Teaching Methods

The course is delivered through lectures (48 hours) and exercises (48 hours) in the classroom. The exercises are carried out by students divided into work groups and consist in the development of a preliminary design of hydraulic improvements of natural rivers and streams both in the upper parts of the catchment as in the lower part (river valley). Some exercises are also dedicated to the (preliminary) design of interventions for the mitigation of hydraulic risk in urban areas. There are also seminars on specific topics and offsite educational visits. All activities are carried out with the support of PowerPoint presentations.

Prerequisiti

Conoscenze approfondite dell'Idraulica di base, dell'Idrologia, dell'Idraulica Fluviale, delle Costruzioni Idrauliche, della Geotecnica e della Tecnica delle Costruzioni

Prerequisites

In-depth knowledge of basic Hydraulics, River hydraulics, Hydrology, Hydraulic structures, Soil Mechanics, Structures Design

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento è effettuata attraverso un esame che consta solo di una prova orale nella quale è prevista una discussione sia sugli elaborati d’esercitazione sviluppati durante il corso sia sugli argomenti che costituiscono il programma del corso. La redazione degli elaborati d’esercitazione costituisce elemento da produrre obbligatoriamente per il superamento dell’esame. Nessuna prova in itinere è prevista. Sono altresì oggetto di valutazione il rigore metodologico e la proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti.

Assessment

The learning verification is carried out through an exam that consists only of an oral test in which a discussion is planned both on the independent exercises developed during the course and on the topics that form the course program. The preparation of the exercises is a mandatory element for passing the exam. No ongoing tests are planned. The methodological rigor and the ownership of language in the presentation of the topics are also evaluated.

Programma del Corso

Il corso è suddiviso in cinque parti che riguardano, il rischio idraulico, la difesa idraulica dei tratti montani dei corsi d’acqua, la difesa idraulica dei versanti, la difesa idraulica dei tratti vallivi dei corsi d’acqua naturali, la difesa idraulica delle aree urbanizzate L'elenco dettagliato degli argomenti trattati è il seguente: INTRODUZIONE: Il bacino idrografico e l’ambiente fluviale. Fiumi e torrenti. Inquadramento del problema della sistemazione dei corsi d’acqua. IL RISCHIO IDRAULICO: Il rischio idraulico: definizione, identificazione e valutazione. Pericolosità e vulnerabilità. Il rischio residuo. La normativa sul rischio: la L.183/89 sulla difesa del suolo, la L.267/98 sul rischio idrogeologico, la Direttiva Europea 2007/60 sulle alluvioni, la L.152/2006 sulla difesa dei corpi idrici. I piani per l’assetto idrogeologico (PAI). La valutazione di impatto ambientale per le opere di protezione idraulica. La mappatura delle aree a rischio di inondazione: metodi speditivi per la mappatura delle aree a rischio, metodi basati sulla modellazione della propagazione delle correnti a pelo libero: il modello HEC-RAS, i modelli idraulici. LA DIFESA IDRAULICA DEI TRATTI MONTANI DEI CORSI D’ACQUA: La sistemazione del tratto montano di un corso d’acqua: generalità. I piani di bacino Il trasporto solido di fondo. Il calcolo della portata solida di fondo. Il calcolo della pendenza di equilibrio. Le formulazioni cinematiche e dinamiche. Le formule esplicite di Ferro nei casi di micro e macroscabrezza. Le opere trasversali: le briglie di consolidamento e di trattenuta. Tipi di briglie: materiali, funzionamento idraulico e criteri generali di dimensionamento. Parti di una briglia. Criteri di posizionamento delle briglie di consolidamento: profilo longitudinale a gradinate. Calcolo dell’altezza fuori terra delle briglie. Calcolo idraulico della savanella di una briglia. I manufatti accessori di una briglia. Calcolo di stabilità delle briglie. Le forze agenti sul corpo briglia: spinta delle acque, delle terre e delle sottopressioni. La verifica allo scorrimento, allo schiacciamento, al ribaltamento e al sifonamento delle briglie a gravità (gabbioni e muratura). Le briglie aperte o selettive: classificazione e tipologie. Funzionamento idraulico e dimensionamento idraulico delle briglie selettive. Criteri di posizionamento delle briglie selettive. Le opere longitudinali per la stabilizzazione delle sponde e del fondo alveo: classificazione. Le soglie, i rivestimenti e le rampe in pietrame. Cenni alle tecniche di ingegneria naturalistica per la riqualificazione fluviale. Il trasporto solido di massa, Le colate detritiche e di fango: generalità e fenomenologia. Elementi di reologia delle colate. La valutazione della portata solida di una colata. Le opere di protezione dalle colate detritiche. Le opere frangicolata. Le briglie di trattenuta e le piazze di deposito. Le canalizzazioni di smaltimento. LA DIFESA IDRAULICA DEI VERSANTI: Generalità. Fenomenologia dell’erosione idrica. Il rischio erosivo. Modelli matematici per la stima della perdita di suolo: La formula di Wischmeier e Smith. Il metodo concettuale di Foster e Meyer. Cenni ai metodi stocastici, modelli empirici, modelli concettuali modelli a base fisica. Produzione di sedimenti ed erosione idrica: l’equazione universale modificata (MUSLE), modelli distribuiti per la stima della produzione di sedimenti. Il coefficiente di resa solida di un bacino. La produzione di sedimenti di un bacino idrografico. Gli interventi strutturali per la difesa dall’erosione: la sistemazione aziendale. Fosse livellari e acquidocci. Dimensionamento idraulico di una fossa livellare in condizioni di deflusso controllato e non controllato. Dimensionamento idraulico dell'acquidoccio a rittochino. Interventi di ingegneria naturalistica per la difesa dall’erosione sui versanti (opere intensive, estensive): graticciate, viminate, inerbimenti. LA DIFESA IDRAULICA DEI TRATTI VALLIVI DEI CORSI D’ACQUA NATURALI: Caratteri morfologici ed idraulici distintivi del tronco medio-vallivo. Casi di impiego e tipologie di pennelli o repellenti. Modalità costruttive dei pennelli. Calcolo della distanza relativa tra le opere. Tortuosità del corso d’acqua. Cenni alla formazione dei meandri. I drizzagni. Le azioni di mitigazione del rischio idraulico: gli interventi strutturali e non strutturali. Incremento della capacità di convogliamento del corso d’acqua: Arginature e risagomature degli alvei. Criteri di progettazione idraulica degli argini e delle risagomature. La manutenzioni degli alvei. I manufatti di attraversamento e le e intersezioni stradali e ferroviarie: tombini, ponticelli, pile. La laminazione delle piene mediante serbatoio artificiale in alveo. Funzionamento idraulico dei serbatoi di modulazione e quelli di laminazione. Calcolo dell’onda di piena laminata. Casse di espansione in alveo e fuori alveo. Deviazione dei volumi di piena: diversivi e scolmatori. La pianificazione d’uso del territorio e degli insediamenti nelle aree a rischio, i programmi di assicurazione dei beni, il flood proofing. I sistemi di preannuncio e preavviso: previsione idrometeorologiche quantitative (QPF), i Radar meteorologici, le reti di misura, i precursori idropluviometrici, i presidi territoriali, i piani di gestione per la riduzione del rischio da alluvione. LA DIFESA IDRAULICA DELLE AREE URBANIZZATE: Le inondazioni in ambiente urbano: tipologie, cause. Effetto dell’urbanizzazione sulla risposta idrologica dei bacini e delle reti idrografiche. Il rischio idraulico nelle aree urbane: pericolosità e vulnerabilità. Gli interventi per la difesa idraulica delle aree urbanizzate: canali di gronda, reti di drenaggio, vasche volano. Gli interventi per il controllo dell’impermeabilizzazione diffusa (DSMP): strutture di infiltrazione, strutture di immagazzinamento.

Course Syllabus

The course is divided into five parts concerning hydraulic defense of natural and urbanised areas with particular reference to the implementation of engineering interventions aimed at hydraulic risk management. The detailed list of topics is as follows: INTRODUCTION: The river catchment and the river environment. Rivers and streams. Overview of the problem of the hydraulic improvements of rivers and streams. Part I - FLOOD RISK Part II – RIVER WORKS IN NATURAL STREAMS Part III – HYDRAULIC INTERVENTIONS ON NATURAL SLOPES Part IV – FLOOD RISK MANAGEMENT IN NATURAL RIVERINE AREAS Part V - HYDRAULIC DEFENSE OF THE URBANIZED AREAS