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Costruzioni idrauliche e idrologia


Denominazione del corso: Costruzioni idrauliche e idrologia
Corso di studi: I4A - Laurea magistrale a ciclo unico in Ingegneria Edile-Architettura U.E.
Quadrimestre/Semestre:
Anno:
Numero di moduli: 1
Crediti: 9
Ore: 120
Tipologia: C - Attività affini o integrative
Struttura: monodisciplinare
Settore Scientifico Disciplinare: ICAR/02 (Costruz. Idrauliche E Marittime E Idrologia)

Docente: Maurizio Leopardi (60 ore). Titolo copertura: cattedra (prof. associato)
Orario di ricevimento: mercoledì, dalle 10 alle 13 presso sede DICEAA (ex Felix) diversamente su richiesta degli studenti con appuntamento

Docente: Maria Teresa Todisco (60 ore). Titolo copertura: cattedra (prof. associato)
Orario di ricevimento: Mercoledì dalle 12 alle 14 Giovedi dalle 12 alle 14


Programma sintetico del corso:

Teoria applicata alla corretta progettazione di opere idrauliche nel contesto delle opere civili e per la salvaguardia dell'ambiente.

Programma esteso del corso:

Link Programma completo (PDF)    (Aggiornato il 20-12-2018)

1° Semestre: (Prof.ssa Maria Teresa TODISCO)

Il corso, con finalità fortemente applicative, si divide  in quattro parti. Nella prima si discutono le principali proprietà dei liquidi e si esamina lo stato tensionale connesso a condizioni idrostatiche. Nella seconda parte, vengono forniti gli strumenti analitici utili per una corretta interpretazione dei processi di moto nelle correnti. Nella terza parte vengono illustrati i risultati sperimentali e le relazioni che consentono la valutazione delle perdite di carico continue e concentrate, in condizioni di moto permanente. La quarta parte del corso riguarda lo studio delle correnti a superficie libera.

Programma:Le principali grandezze idrauliche. Le forze. Le unità di misura. Le proprietà dei liquidi e lo stato tensionale. Le equazioni fondamentali: l’equazione del moto, l’equazione di continuità generale, l’equazione di continuità nelle sezioni finite. Tipi di moto: vario, permanente, uniforme.  Eq. indefinita ed eq. globale della statica dei fluidi. Statica dei fluidi pesanti incomprimibili (legge di Stevin). Misura della pressione: piezometri, manometri, trasduttori. Spinta di un fluido in quiete su pareti piane e curve. Eq. di Eulero. Teorema di Bernoulli. Applicazioni del teorema di Bernoulli. foronomia, tubo di Pitot. Correnti gradualmente variate. Estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente di sezione finita. Venturimetro per correnti in pressione. Eq. globale dell'eq. dinamico per fluidi incomprimibili. Spinta di un getto su una parete. Spinta su gomito. Il moto nelle condotte: moto laminare e moto turbolento. Estensione del terema di Bernoulli ad un fluido reale. Arpa di Nikuradse. Abaco di Moody. Formule monomie  e formula di Colebrook-White. Le macchine idrauliche: pompe e turbine. Formule pratiche per le perdite di carico concentrate. Correnti a superficie libera in moto uniforme: la scala di deflusso. Correnti a superficie libera in moto permanente: equazione del profilo di corrente; il risalto idraulico; tracciamento dei profili di rigurgito. Moti di filtrazione. Introduzione al moto vario nelle condotte in pressione. Il colpo d’ariete. Le oscillazioni di massa.


 

2° Semestre (Prof. Leopardi Maurizio):

1.Risorse idriche naturali - Opere di derivazione e regolazione Ciclo terrestre dell’acqua. Bacino orografico e idrografico. Genesi delle precipitazioni. Distribuzione delle precipitazioni: in funzione dell’area ed in funzione del tempo. Elaborazione dei dati pluviometrici: Elementi di statistica idrologica. Statistica del massimo valore osservato. Metodo statistico dei momenti e della massima verosimiglianza. Tempo di ritorno e pioggia di progetto. Plotting position e cartogrammi probabilistici. Test statistici di adattamento. Le piene dei corsi d’acqua: Stima delle portate di piena : Misura dei livelli e velocità di un corso d’acqua. Valutazione della portata. Metodi empirici. Metodi statistici. Metodi analitici: Metodo Razionale; Metodo del Volume di invaso; Metodo diretto o del coefficiente udometrico; Metodo Curve Number del Soil Conservation Service; VAPI - Regione Abruzzo. Costruzione dello ietogramma. Diagramma cronologico delle portate. Costruzione dell’idrogramma di piena. Acque superficiali e sotterranee: Opere di presa da sorgenti e falde. Derivazioni da corsi d’acqua superficiali: Portata di utilizzazione di un corso d’acqua: Curve di durata ed utilizzazione: portata massima derivabile. Traverse fisse, traverse mobili; verifiche idrauliche di una traversa: determinazione dei profili di rigurgito in presenza di eventi di piena. Dimensionamento delle vasche di dissipazione. Sotto spinte e sifonamento: verifiche. Laghi : laminazione e regolazione . Opere di presa da lago. 2.Riduzione e regolazione delle portate attraverso il processo di laminazione Funzioni tipiche: Qa=f(t); V=f(h) ; Q=f(h). Dimensionamento di alcuni dispositivi di sfioro e del canale fugatore . 3. Ingegneria delle fognature Definizioni e Studio della rete: sistemi di raccolta e smaltimento. Tipologie.Progetto di una nuova rete; verifica di una rete esistente; riabilitazione; controllo in tempo reale di una rete. Caratteri di qualità delle acque di fogna. Elementi progettuali di una fognatura: Progetto preliminare, definitivo ed esecutivo: riferimenti normativi ed elaborati progettuali. Calcolo delle portate fecali: stima della popolazione. Calcolo delle massime portate pluviali: Modelli di trasformazione afflussi-deflussi. Condizioni di funzionamento: materiali per spechi di fognatura; le opere d'arte. Manufatti speciali di scarico: scaricatori di piena e separatori di prima pioggia; dimensionamento degli impianti elevatori per acque nere e per acque bianche. La regolazione delle portate di piena. Manufatti di restituzione nel recettore. Esercizio e manutenzione di una fognatura. Esame del Progetto di una piccola rete di fognatura. 4. Acquedotti Determinazione dei fabbisogni totali: efficienza e sufficienza dell’acquedotto, previsione della popolazione e dotazioni. Fabbisogno e dotazione idrica. Portata dell’acquedotto. Elementi progettuali di un acquedotto: Progetto preliminare, definitivo ed esecutivo: riferimenti normativi ed elaborati progettuali. Materiali per tubazioni. La posa in opera; le apparecchiature speciali delle condotte in pressione; le valvole regolatrici dei carichi; i partitori a superficie libera ed in pressione; le saracinesche e valvolismi di intercettazione; gli attraversamenti. Moto permanente nelle condotte in pressione: perdite di carico ripartite e singolari o localizzate. Dimensionamento idraulico delle condotte: Problemi di verifica; problemi di progetto. Adduttore ramificato con due punti di consegna: metodi euristici e metodi economici. Acquedotto con sollevamento meccanico: pompe ed impianti di sollevamento; dimensionamento economico del diametro della condotta elevatoria; criteri di scelta delle pompe centrifughe; fenomeni di moto vario nelle condotte elevatorie. Serbatoi per acquedotti : tipologie strutturali e camera di manovra. Determinazione dei volumi di riserva, compenso e antincendio. Reti di distribuzione: Caratteristiche tipologiche delle reti: reti con serbatoio in testata; reti con serbatoio terminale. Verifiche idrauliche nell’ esercizio delle reti. Reti di distribuzione di tipo chiuso. Equazioni generali di equilibrio. Risoluzione con il metodo di Cross. Esame del Progetto di un piccolo acquedotto.


Testi consigliati:

Link Costruzioni Idrauliche ed Idrologia per Ingegneria Edile Architettura http://diceaa.univaq.it/costruzioni_idrauliche_i4a/

D. Citrini, G. Noseda: Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

G. Alfonsi, E. Orsi: Problemi di idraulica e meccanica dei fluidi, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

            
            
                         


Modalità d'esame:

Test scritto su domande inerenti gli argomenti trattati a lezione ed esercitazione


Risultati di apprendimento previsti:

Una adeguata conoscenza dell'idraulica applicata per una corretta progettazione di opere idrauliche nel contesto delle opere civili e per la salvaguardia dell'ambiente.


Link al materiale didattico:

http://diceaa.univaq.it/costruzioni_idrauliche_i4a/