L’insegnamento di Costruzioni Idrauliche, che dà diritto a 9 crediti formativi, si tiene al II Semestre del III Anno del Corso di Studi. Viene svolto in 60 ore di lezione e 12 ore di esercitazione; l’attività didattica si svolge con lezioni frontali ed esercitazioni progettuali. L’insegnamento prevede come propedeutico l’insegnamento di Idraulica.
Obiettivi del Corso
Il corso ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze di base per il dimensionamento di massima delle opere di sbarramento e gestione delle risorse idriche e delle opere accessorie, per diversi utilizzi. Il corso si articola in 60 ore di didattica di cui almeno 25 ad esercitazioni che prevedono il dimensionamento di massima di infrastrutture idrauliche. Gli studenti dovranno scegliere/derivare in autonomia i parametri di progetto applicando i metodi descritti a lezione. Alcune ore saranno dedicate all'esposizione, da parte degli studenti, delle problematiche eventualmente emerse in fase di dimensionamento delle opere e le soluzioni verranno discusse in maniera interattiva.
Sono previste esercitazioni applicative che consistono in un dimensionamento di massima di alcune tipologie di infrastrutture idrauliche. Le esercitazioni, consegnate in forma scritta, saranno oggetto di presentazione e discussione approfondita nel corso della prova finale.
Questo insegnamento contribuisce alla realizzazione degli obiettivi UN dell'agenda 2030 per uno Sviluppo Sostenibile.
Programma del Corso
Il programma del corso prevede le seguenti unità didattiche:
- Principi di pianificazione e principali schemi di utilizzazione delle risorse idriche: impianti a serbatoio; impianti a deflusso.
- Criteri di valutazione del Deflusso Minimo Vitale.
- Cenni alla valutazione dello Stato Ambientale dei corsi d’acqua.
- Il Ciclo Integrato delle Acque.
- Criteri di qualità delle acque potabili; fabbisogni e dotazioni idriche.
- Sistemi di adduzione e distribuzione idrica: problemi di dimensionamento e verifica idraulica; opere d’arte principali; serbatoi; impianti elevatori; interazioni con l’ambiente; elementi di gestione e manutenzione: quadro legislativo, tecniche di telecontrollo e telecomando, tecniche di rilievo delle perdite; la distrettualizzazione dei sistemi idrici.
- Elementi di idrologia: SIMI; misure idrologiche e loro elaborazione; rischio idraulico e tempo di ritorno; curva di probabilità pluviometrica.
- Reti di drenaggio urbano: schemi; tipologia; quadro normativo; dimensionamento idraulico; opere d’arte principali.
- Normativa tecnica sulle dighe di ritenuta.
- Statica delle tubazioni (analisi delle sollecitazioni esterne e delle coazioni termiche).
- Dighe a gravità ordinarie (criteri di verifica e dimensionamento).
- Dighe a volta (teoria dell'arco semplice).
- Dighe in materiali sciolti (caratteristiche costruttive e criteri di verifica).
Argomenti Trattati nel Corso
Durante il corso, vengono trattati i seguenti argomenti:
- Misura e raccolta dei dati idrometeorologici.
- Elementi statistici per l'idrologia.
- Elaborazione delle precipitazioni.
- Schemi delle reti di fognatura ed aspetti legislativi.
- Calcolo della portata bianca: il metodo cinematico e il metodo dell'invaso.
- Calcolo della portata nera.
- Dimensionamento delle condotte di fognatura.
- Materiali delle condotte e criteri di posa in opera.
- Dimensionamento dei manufatti ricorrenti e particolari.
- Caditoie e pozzetti.
- Griglie e dissabbiatori.
- Attraversamenti.
- Stazioni di sollevamento e criteri di scelta delle pompe centrifughe.
- Opere di restituzione delle acque di fognatura.
- Scolmatori di portata.
- Le vasche di prima pioggia.
- La gestione delle acque meteoriche e reflue in ambito urbano.
- Schema di un sistema acquedottistico ed aspetti legislativi.
- Dotazioni e consumi idrici.
- Opere di presa, di adduzione e di distribuzione.
- Serbatoi.
- Manufatti ed organi accessori.
Inoltre, vengono approfonditi i seguenti aspetti:
- Normativa tecnica: norme tecniche per la progettazione, costruzione ed esercizio delle opere di ritenuta; norme sui sistemi di allarme e segnalazione di pericolo; Servizio Nazionale Dighe e Registro Italiano Dighe; competenze in materia di vigilanza sulla progettazione, costruzione ed esercizio delle dighe; studi, ricerche preliminari e criteri di impostazione del progetto.
- Statica delle tubazioni: sollecitazioni indotte dalle pressioni centrali; coazioni termiche; reazioni di appoggio; pressioni di rinterro; sollecitazioni a simmetria verticale; stabilità longitudinale delle tubazioni.
- Dighe a gravità ordinarie: caratteristiche costruttive delle dighe a gravità; evoluzione dei criteri di verifica; teoria elastica dell'elemento indefinito triangolare; sottopressioni; procedimento tecnico di dimensionamento.
- Dighe a volta: caratteristiche costruttive delle dighe a volta; criteri di analisi statica; teoria dell'arco indipendente (spessore costante, raggio costante, incastrato alle imposte); coazioni termiche; analisi dell'eccentricità all'imposta ed in chiave; riduzione dell'eccentricità all'imposta; arco a tre raggi di curvatura (cenni).
- Dighe in materiali sciolti: richiami sulla classificazione delle terre e sul costipamento.
Modalità di Esame
La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento (esame) prevede una prova scritta e due prove orali.
La prova scritta sarà sostenuta per esigenze logistiche in modo separato rispetto alle due prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o nella stessa sessione secondo il calendario degli esami stabilito dal CdS.
La prova scritta, della durata di un'ora, consiste nella soluzione di due problemi riguardanti la modellazione idrologica. Il primo prevede la soluzione computazionale di un problema tecnico, il secondo l’analisi metodologica con esemplificazioni computazionali di un problema a contenuto teorico - applicativo. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e quella di applicare correttamente le conoscenze teoriche, l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, nonché l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta.
Le prove orali consistono in una discussione della durata di circa 45 minuti ciascuna finalizzata ad accertare:
- il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici dei due moduli,
- il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di modellazione idrologica, di dimensionamento e verifica delle componenti strutturali ed idrauliche delle dighe di ritenuta e delle opere ad esse complementari,
- l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse modellazioni idrologiche e statiche, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti.
Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante la discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate.
La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle tre prove con i seguenti pesi: prova scritta, peso = 1/6; prova orale riguardante le tematiche dell’Idrologia, peso = 1/3; prova orale riguardante le tematiche delle Costruzioni Idrauliche, peso =1/2.
Modalità di Valutazione dell'Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale. La prova scritta consiste nella soluzione di due o più esercizi su argomenti trattati nel corso. Nella prova orale saranno discussi due o più temi trattati nel corso o inerenti le materie del corso. La prova scritta è propedeutica alla prova orale, per accedere alla quale lo studente deve aver ottenuto almeno la sufficienza nella prova scritta.
Criteri di Misurazione dell'Apprendimento
Alla prova scritta è assegnato un voto in trentesimi.
Criteri di Attribuzione del Voto Finale
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire almeno la sufficienza sia nella prova scritta che nella prova orale.
Dati Statistici Votazioni Esami
Di seguito sono riportati i dati statistici relativi alle votazioni d'esame conseguite dagli studenti:
| Intervallo di Valutazione | Percentuale di Studenti |
|---|---|
| 18 - 21 | 0,42% |
| 22 - 24 | 13,20% |
| 25 - 27 | 38,16% |
| 28 - 30 | 45,28% |
| 30 e lode | 2,94% |
Campione costituito da 477 studenti (dall’a.a. 2010/2011 all’a.a. 2019/2020)
- Media delle valutazioni: 27,14
- Deviazione standard: 2,09
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