Risorse idriche nei sistemi agro-forestali

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
AGR/08
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha l'obiettivo di formare studenti che conoscano in modo approfondito i processi idrologici che caratterizzano i sistemi di risorse idriche, i principi moderni che guidano la pianificazione e la gestione di tali risorse, nonché i principali strumenti utilizzabili per supportare decisioni pianificatorie e gestionali in materia di risorse idriche nei sistemi agricoli e forestali.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisisce conoscenze approfondite sui processi idrologici che caratterizzano i sistemi agricoli e forestali. Acquisisce inoltre familiarità con i principali strumenti utilizzabili per la pianificazione e la gestione della risorsa idrica a piccola e vasta scala territoriale, quali tecniche/tecnologie per il monitoraggio di campo e laboratorio, GIS per la gestione e la rappresentazione dell'informazione territoriale, banche dati digitali, modellistica idrologica a diverse scale spaziali, principi di pianificazione integrata e partecipata della risorsa idrica. Nel corso di due esercitazioni, lo studente acquisisce competenze sull'intero processo di modellazione idrologica rispettivamente alla scala di appezzamento agrario e di comprensorio irriguo: dal reperimento dei dati necessari, alla loro elaborazione per la preparazione di dati di input e parametri del modello, alla progettazione ed esecuzione di simulazioni, all'ottenimento dei risultati. Infine, lo studente acquisisce capacità di analizzare e discutere in forma scritta e orale i risultati ottenuti da simulazioni modellistiche o presenti in articoli scientifici relativi a tematiche idrologiche.
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 nel 2° semestre. Le sole lezioni frontali (6 CFU) oppure le stesse e i laboratori informatici (6+2 CFU) potrebbero essere erogate dal docente con modalità didattiche a distanza (tramite MS Teams). Sarà cura del docente informare gli studenti sulle modalità di svolgimento delle lezioni in tempo utile prima dell'inizio del 2° semestre.
Programma
CFU 1-2 - Introduzione all'insegnamento: obiettivi formativi, contenuti, modalità d'esame, materiale disponibile. Normativa europea e nazionale in materia di acque. Richiami al ciclo idrologico, ai processi idrologici fondamentali e al bilancio idrologico a diverse scale spaziali. Richiami di Idraulica.
CFU 3-4 - Le acque nel suolo e nel sottosuolo e le leggi che governano il moto nella zona insatura e satura. La zona insatura: contenuto e potenziale dell'acqua nel suolo, curve di ritenzione e di conducibilità idraulica insatura, funzioni di pedo-trasferimento, legge di continuità, legge di Darcy e sua estensione ai mezzi porosi non saturi, equazione di Richards per i mezzi porosi insaturi, modifica dell'equazione di Richards in caso di presenza di vegetazione, evapotraspirazione e leggi che la governano, bilancio energetico di superficie in aree vegetate. La zona satura: accenno alle leggi che governano il moto dell'acqua nella zona satura.
CFU 5 - Strumenti e tecniche per il monitoraggio in campo e in laboratorio di: evapotraspirazione effettiva e potenziale, coefficiente colturale, indice di area fogliare, densità apparente del suolo, contenuto idrico del suolo, potenziale matriciale del suolo, curva di ritenzione idrica del suolo, conducibilità idraulica del suolo, volume irriguo somministrato, altezza freatica.
CFU 6 - Modellazione idrologica alla scala di appezzamento agrario e territoriale (distretto irriguo, bacino idrografico). Il processo di costruzione, calibrazione e validazione di un modello idrologico. Classificazione dei modelli ed esempi di modelli. I sistemi di supporto alle decisioni (DSS) applicati alla pianificazione integrata e partecipata della risorsa idrica a scala di bacino idrografico.
CFU 7 (esercitazione) - Un esempio di modello basato sulla risoluzione dell'equazione di Richards per la simulazione dei processi idrologici alla scala di appezzamento agrario. Sua applicazione ad un appezzamento a mais nel lodigiano.
CFU 8 (esercitazione) - Un esempio di modello distribuito per la pianificazione della risorsa idrica ad uso irriguo alla scala di comprensorio irriguo. Sua applicazione al territorio di un comprensorio di irrigazione e bonifica lombardo di 700 km2.

La parte teorica dell'insegnamento (CFU 1-6) verrà erogata prima della settimana di interruzione della didattica (normalmente fine aprile - inizio di maggio); alla ripresa dopo l'interruzione le conoscenze acquisite verranno messe in pratica tramite l'utilizzo di modelli idrologici in laboratorio informatico (CFU 7-8).
Prerequisiti
Per poter seguire proficuamente l'insegnamento, gli studenti dovrebbero possedere i seguenti requisiti:
- buone basi teoriche di idrologia ed idraulica;
- una discreta familiarità con il calcolatore (ambiente Windows, programmi di videoscrittura e calcolo).
Metodi didattici
L'insegnamento è articolato in 6 CFU di lezioni frontali (48 ore), di cui almeno 6 ore erogate tramite lezioni seminariali da parte di docenti esterni, e 2 CFU di esercitazioni in laboratorio informatico (32 ore) in cui verranno utilizzati due modelli idrologici per la gestione e la pianificazione della risorsa idrica (scala di appezzamento agrario e di distretto irriguo). L'insegnamento prevede un'uscita tecnica in un Comprensorio di Irrigazione e Bonifica.
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
Il materiale di riferimento per l'insegnamento è costituito dagli appunti che gli studenti prendono a lezione e dal materiale reso disponibile dal docente sul portale ARIEL (copia delle diapositive presentate a lezione; materiale integrativo: indicazioni relative a capitoli di libri, testi di leggi, articoli scientifici e tecnici, fogli elettronici con l'implementazione di procedure di calcolo). Sarà cura del docente indicare agli studenti come utilizzare i diversi materiali a supporto.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'insegnamento si chiude con un esame. L'esame si svolge in forma orale e verte sui contenuti teorici dell'insegnamento (50% della valutazione finale) e sulle due esercitazioni svolte in laboratorio informatico (50% della valutazione finale). Entro la data di iscrizione all'esame lo studente deve consegnare una relazione scritta relativa ad una delle due esercitazioni a sua scelta. Deve inoltre selezionare e leggere un articolo scientifico incentrato su un'applicazione del modello idrologico esplorato nella seconda esercitazione (non descritta nella relazione scritta), per poi illustrarlo oralmente all'esame. Durante l'esame orale lo studente potrà consultare sia la propria relazione che l'articolo scientifico selezionato.

Nella settimana di interruzione della didattica (normalmente a fine aprile, inizio maggio), verrà data la possibilità agli studenti di sostenere una prova scritta sui contenuti teorici dell'insegnamento (4 domande a risposta aperta in un tempo di 2 ore). Qualora gli studenti superino con esito positivo la prova, l'esame orale finale si concentrerà solo sulle due esercitazioni (discussione della relazione scritta ed esposizione dell'articolo scientifico). Durante la prova scritta non sarà consentita la consultazione di materiali a supporto (diapositive, appunti, libri di testo, ecc.). 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.

Sia nell'orale che nella prova scritta intermedia verranno valutati i seguenti aspetti: conoscenze acquisite, livello di comprensione, capacità di ragionamento e collegamento, capacità di comunicazione utilizzando una terminologia di settore adeguata.
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 8
Esercitazioni in aula informatica: 32 ore
Lezioni: 48 ore
Docente: Facchi Arianna
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento.
DiSAA - Uffici del gruppo di Idraulica Agraria (piano rialzato, palazzina a sinistra dell'atrio entrando da via Celoria 2)