Idrologia e gestione delle acque per l'agricoltura

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
AGR/08
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Conoscere i principali processi idrologici, le grandezze che li caratterizzano, gli strumenti e le tecnologie per la loro misura. Conoscere in modo approfondito i metodi di indagine e le tecniche di monitoraggio per descrivere la dinamica dei flussi idrici nel sistema suolo-coltura-atmosfera, per poter valutare i fabbisogni irrigui e programmare gli apporti irrigui in modo razionale. Conoscere i metodi di indagine e le tecniche di monitoraggio per caratterizzare gli eventi di precipitazione di forte intensità e descrivere i processi di formazione dei deflussi di piena, al fine di valutare le portate di progetto per il dimensionamento di opere di difesa idraulica e di interventi di riqualificazione dei corsi d'acqua. Conoscere le componenti infrastrutturali dei sistemi irrigui collettivi: opere di derivazione da acque superficiali e sotterranee, reti di adduzione e distribuzione, reti di canali colatori. Conoscere gli aspetti gestionali delle singole componenti e le problematiche idrauliche e idrologiche ad essi connessi, anche in relazione alle interazioni tra centri urbani e territori rurali. Conoscere i principali strumenti di pianificazione delle attività irrigue e di bonifica a scala di comprensorio di bonifica e irrigazione. Acquisire consapevolezza del legame tra uso dell'acqua, produzioni agrarie e consumi energetici nell'ottica dell'uso sostenibile delle risorse naturali.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente svilupperà competenza relativa all'acquisizione ed analisi di misure meteorologiche ed idrologiche; all'utilizzo di software GIS per la gestione ed elaborazione di informazioni e dati territoriali; all'implementazione di un modello dinamico di bilancio idrico nel sistema suolo-coltura-atmosfera e alla sua utilizzazione per la programmazione degli interventi irrigui; all' implementazione di un modello dinamico per la stima dell'idrogramma di piena nella sezione di chiusura di un bacino idrografico e alla sua utilizzazione nella progettazione di opere di difesa idraulica e riqualificazione dei corsi d'acqua. Lo studente acquisirà inoltre capacità di elaborare serie idrometriche di portate fluviali per la valutazione delle portate derivabili nel rispetto del deflusso ecologico, di stimare i fabbisogni irrigui a scala di distretto e comprensorio irriguo, di valutare l'efficienza delle reti di adduzione e distribuzione, dei metodi irrigui e di stimare i rilasci in falda e le restituzioni in corpi idrici superficiali a scala comprensoriale.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
La modalità di erogazione della didattica potrebbe subire variazioni a seconda dello stato dell'emergenza sanitaria COVID-19. Per entrambe le UD (UD1 e UD2), le sole lezioni frontali (3 CFU) oppure le stesse e i laboratori informatici (3+1 CFU), potrebbero essere erogate dal docente con modalità didattiche a distanza (tramite MS Teams). Sarà cura dei docenti informare gli studenti sulle modalità di svolgimento delle lezioni in tempo utile prima dell'inizio del 2° semestre.
Programma
UD1: IDROLOGIA
3 CFU (Lezioni frontali) - Studio del ciclo idrologico e dei processi idrologici fondamentali quali la precipitazione, l'intercettazione, l'evapotraspirazione, l'infiltrazione e la percolazione. Accenno ai metodi di analisi fisica e meccanica dei suoli nonché lo studio delle loro proprietà idrologiche. Analisi dei moti di filtrazione in terreno saturo ed insaturo. Misura delle grandezze idrologiche. Calcolo del fabbisogno idrico ed irriguo di una coltura e la programmazione degli interventi irrigui. Stima del bilancio idrologico in un terreno agrario. Approfondimento di alcuni concetti di statistica e probabilità connessi allo studio degli eventi idrologici estremi e delle misure idrologiche. Studio delle linee segnalatrici di possibilità pluviometrica. Stima della precipitazione di progetto. Calcolo delle perdite idrologiche mediante modelli hortoniani e mediante il metodo del Curve Number. Valutazione della durata critica della precipitazione di progetto. Analisi dei processi di deflusso superficiale. Valutazione della portata di piena di un bacino idrologico mediante il metodo razionale e il modello cinematico. Cenni sull'analisi statistica delle portate osservate.
1 CFU (Esercitazione in aula informatica) - Calcolo del fabbisogno idrico delle colture con il metodo del Quaderno FAO-56 e programmazione degli interventi irrigui; stima dell'andamento nel tempo della fornitura irrigua per l'irrigazione di un distretto con più colture e suoli. Valutazione della portata di piena di un bacino idrologico soggetto a sollecitazioni meteoriche con diversi tempi di ritorno e modificazioni dell'uso del suolo.

UD2: GESTIONE
3 CFU (Lezioni frontali)
Cenni di legislazione in materia di risorse idriche: norme comunitarie e nazionali; il ruolo della Direttiva Quadro sulle Acque; funzioni e compiti delle Autorità di Bacino Distrettuali; funzioni e compiti delle Regioni; caratteristiche, funzioni e compiti dei Consorzi di Bonifica. Servizio di piena; polizia idraulica; procedure per il rilascio /rinnovo di concessioni di prelievo e utilizzo delle acque. Monitoraggio e quantificazione degli usi irrigui delle risorse idriche: norme e procedure nazionali e regionali; il sistema informativo SIGRIAN. Derivazioni da corsi d'acqua e deflusso ecologico. Elementi d'idrometria; analisi di serie di dati idrometrici: curva di durata delle portate e metodi di regionalizzazione. Cenni sulla manutenzione dei corsi d'acqua in ambito rurale.
1 CFU (Esercitazioni)
Elaborazione di dati idrometrici per il calcolo della curva di durata delle portate nella sezione un corso d'acqua e per il calcolo del Deflusso Ecologico a valle di una derivazione ad uso irriguo; analisi e discussione del tema progettuale da presentare all'esame (per gruppi di studenti)
Prerequisiti
Per poter seguire proficuamente l'insegnamento, gli studenti devono possedere i seguenti requisiti: (a) buone basi teoriche di idraulica; (b) una discreta familiarità con il calcolatore (ambiente Windows, programmi di videoscrittura e calcolo).
Metodi didattici
Entrambe le UD sono articolate in 3 CFU di lezioni frontali (24 ore) e 1 CFU di esercitazioni (16 ore). I principali software di calcolo utilizzati durante l'esercitazione sono i seguenti: Excel (fogli elettronici con implementate procedure di calcolo), QGIS, CAD, Matlab. La presenza alle lezioni e alle esercitazioni è fortemente raccomandata. Le lezioni non seguite potranno essere recuperate tramite studio individuale utilizzando il materiale di riferimento indicato dal docente.
Materiale di riferimento
Per chi dovesse colmare lacune pregresse, libro di testo: FONDAMENTI DI IDRAULICA. Mario Gallati e Stefano Sibilla. Carocci Editore, 2009.
UD1: IDROLOGIA
· Dispense del corso rese disponibili tramite i portali didattici
· Ferro V. (2006). Elementi di idraulica e idrologia per le scienze agrarie ed ambientali. Mc Graw Hill
· Moisello U. (1998). Idrologia tecnica. La Goliardica Pavese.
· Maione U. - Moisello U. (1993). Elementi di statistica per l'idrologia. La Goliardica Pavese.
· Gribbin J.E. (2013). Introduction to Hydraulics & Hydrology. Delmar Pub; IV edizione
UD2: GESTIONE
Il riferimento principale per la preparazione all'esame è rappresentato dal sito del corso disponibile sulla piattaforma Ariel della didattica on-line dell'Ateneo, in cui sono messi a disposizione:
· copia delle slide presentate a lezione ed esercitazione, videolezioni;
· altri materiali: articoli scientifici, pubblicazioni tecniche, riferimenti bibliografici e sitografici.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
UD1: IDROLOGIA - L'esame dell'UD1 consiste in una breve prova scritta (15 min) con domande a risposta multipla, il cui superamento dà accesso alla prova orale. Quest'ultima verte principalmente sulla discussione di una relazione sui compiti assegnati durante le esercitazioni in laboratorio informatico; la relazione deve essere redatta individualmente o in coppia e consegnata entro il termine per l'iscrizione all'esame. La valutazione finale dell'UD1 sarà la somma delle valutazioni della prova scritta (max 5 punti), della relazione (max 10 punti) e della prova orale (max 15 punti). L'esito della prova scritta, il cui esito sarà comunicato immediatamente dopo la sua conclusione, ha validità solo per l'appello in cui viene sostenuta.

UD2: GESTIONE - L'esame dell'UD2 consiste una prova orale di illustrazione e discussione di un elaborato su uno degli argomenti trattati nell'insegnamento. Il tema dell'elaborato è assegnato durante lo svolgimento del corso e deve essere sviluppato come lavoro di gruppo (gruppi di non più di 5 studenti). L'elaborato deve essere redatto in forma scritta e consegnato entro 3 giorni lavorativi prima della data dell'appello d'esame (e comunque entro la data indicata in sede di iscrizione all'appello attraverso l'apposito Servizio di Ateneo, che contiene anche le istruzioni per la consegna dell'elaborato). Ogni studente può inoltre consegnare una sintetica relazione individuale sull'attività svolta durante le esercitazioni, che può essere valutata fino ad un massimo di 3 punti. La valutazione finale dell'UD2 è determinata come media della valutazione della prova orale e della valutazione dell'elaborato scritto, a cui si aggiunge l'eventuale bonus acquisito con l'esercitazione.
Per entrambe le UD non sono previste prove intermedie. Durante la prova scritta non sarà consentita la consultazione di materiali a supporto (diapositive, appunti, libri di testo, ecc.). Durante l'esame orale lo studente potrà consultare lo scritto e la propria relazione.
Durante gli esami di entrambe le UD verranno valutati i seguenti aspetti: conoscenze acquisite, livello di comprensione, capacità di ragionamento e collegamento, capacità di comunicazione utilizzando una terminologia di settore adeguata, capacità di organizzare un documento tecnico dettagliato ed efficace.
Il voto finale dell'insegnamento verrà assegnato effettuando una media di quelli conseguiti nelle due UD.
L'iscrizione alle prove d'esame deve tassativamente avvenire attraverso l'apposito Servizio di Ateneo.
Nel caso si rinunci a presentarsi alla prova una volta registrati, si prega di cancellare l'iscrizione entro i termini indicati nell'appello (o comunque di comunicarlo via email al docente). In caso di assenza non giustificata è facoltà del docente impedire l'iscrizione all'appello successivo.
Per gli studenti con Disturbi Specifici dell'Apprendimento fare riferimento a quanto previsto dalla Guida allo Studente e dal Servizio DSA di Ateneo (https://www.unimi.it/it/studiare/servizi-gli-studenti/servizi-studenti-…).
Moduli o unità didattiche
Gestione delle risorse idriche in agricoltura
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 4
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Lezioni: 24 ore

Idrologia
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 4
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Lezioni: 24 ore

Docente/i
Ricevimento:
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