Idrologia e impianti 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 i sistemi irrigui collettivi e aziendali, con particolare riferimento agli impianti irrigui aziendali ad elevata efficienza (aspersione e microirrigazione). Conoscere le diverse componenti degli impianti irrigui aziendali e la loro manutenzione e gestione. Indagare i criteri di scelta del metodo irriguo e dell'impianto in pressione nelle diverse condizioni ambientali. Affrontare la progettazione di massima e idraulica degli impianti irrigui aziendali e la verifica della loro efficienza irrigua.
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 e aziendali; 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. Aggiuntivamente, lo studente acquisirà la capacità di eseguire la progettazione di massima e idraulica di impianti irrigui aziendali, anche utilizzando strumenti di calcolo e GIS/CAD, acquisirà competenze per la valutazione delle implicazioni tecniche ed economiche della realizzazione del progetto, sarà in grado di consultare materiale tecnico e scientifico relativo al settore dell'irrigazione.
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 (8 ore). Valutazione della portata di piena di un bacino idrologico soggetto a sollecitazioni meteoriche con diversi tempi di ritorno e modificazioni dell'uso del suolo (8 ore).
UD2: IMPIANTI PER L'AGRICOLTURA
3 CFU (Lezioni frontali) - I sistemi irrigui (opere di presa; rete di adduzione e di distribuzione; metodi irrigui; rete di drenaggio; il servizio irriguo). I metodi irrigui gravitazionali. I metodi irrigui in pressione e gli impianti irrigui (aspersione con impianti statici e meccanizzati). Gli irrigatori. Pregi e limiti dei metodi irrigui gravitazionali e ad aspersione. I metodi irrigui in pressione e gli impianti irrigui (microirrigazione). Efficienze teoriche dei metodi e degli impianti irrigui. Caratteristiche idrauliche e tecnologiche degli erogatori. Qualità dell'impianto: uniformità di distribuzione. Le componenti principali di un impianto in pressione: gruppo di sollevamento, la qualità delle acque e i filtri, regolatori di pressione, pezzi speciali, automazione, impianti di fertirrigazione. Cenni alla pianificazione dell'irrigazione: l'evapotraspirazione, il bilancio idrologico nel suolo agrario e il fabbisogno irriguo delle colture. Programmazione degli interventi irrigui: turno e volume d'adacquamento. Progettazione preliminare degli impianti in pressione. Progettazione idraulica degli impianti in pressione. Esempi di calcolo.
1 CFU (Esercitazione in aula informatica) - Progettazione preliminare e idraulica di un impianto irriguo per microirrigazione per un'azienda maidicola, con il supporto di strumenti GIS, CAD e di un foglio elettronico con l'implementazione delle procedure di calcolo.
Prerequisiti
Per poter seguire proficuamente il corso, gli studenti devono possedere i seguenti requisiti: (a) buone basi 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 in laboratorio informatico (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.
· MIPAAF - Paolo Sequi/Marcello Pagliai. Metodi di analisi fisica dei suoli. FrancoAngeli
UD2: IMPIANTI PER L'AGRICOLTURA
Il materiale di riferimento per il corso è costituito dagli appunti che gli studenti prendono a lezione e dal materiale reso disponibile dal docente sul portale ARIEL, in particolare: (a) copia delle diapositive presentate a lezione; (b) materiale integrativo: indicazioni relative a capitoli di libri, testi di leggi, articoli e documenti scientifici e tecnici, siti web. Il libro di testo di riferimento per il corso è: PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI DI IRRIGAZIONE - Criteri di impiego e valorizzazione delle acque per uso irriguo. Antonina Capra e Baldassarre Scicolone. Edagricole Editore, 2016.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
UD1: IDROLOGIA - L'esame 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 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: IMPIANTI PER L'AGRICOLTURA - L'esame si compone di una prova scritta e di una prova orale, che si svolgeranno separatamente. L'esame è più precisamente articolato come segue: (a) prova scritta con 2 esercizi da scegliere su 3 assegnati (2 ore); (b) relazione sull'esercitazione svolta nel laboratorio informatico (progetto dell'impianto irriguo a goccia), da consegnarsi entro la data di iscrizione all'esame; (c) qualora lo studente superi la prova scritta, orale finalizzato alla discussione dei due punti precedenti e all'esposizione delle parti teoriche dell'insegnamento non coperte dagli esercizi o dalla relazione. I tre punti comporranno rispettivamente 1/3, 1/3 e 1/3 del voto finale. L'esito della prova scritta verrà comunicato caricando nel sito ARIEL dell'insegnamento un documento che riporta i numeri di matricola dei candidati ed il voto numerico assegnato.
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.
Moduli o unità didattiche
Idrologia
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 4
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Lezioni: 24 ore

Progettazione e gestione degli impianti di irrigazione
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 4
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Lezioni: 24 ore

Docente/i
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DiSAA Sezione di Idraulica
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