Obiettivi formativi
1°-Conoscenze e capacità di comprensione
A conclusione della lezioni lo studente conoscerà le nozioni fondamentali della idraulica dei mezzi porosi, della idrologia delle falde acquifere, della modellazione numerica delle falde acquifere. Avrà acquisito conoscenza delle caratteristiche principali dei fenomeni di inquinamento delle falde e delle metodologie di risanamento delle stesse. Conoscerà le normative vigenti in materia di acque sotterranee. Comprenderà la terminologia tecnica in materia.
2°-Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di progettare interventi sulle falde acquifere, a diversi fini (attingimento di acqua, prosciugamento di scavi, contenimento di inquinanti, disinquinamento) anche con l’uso della modellazione numerica.
3°- Autonomia di giudizio
Lo studente acquisirà la capacità di schematizzare il problema reale per individuare le soluzioni progettuali tecnicamente valide e economicamente convenienti.
4°-Capacità comunicative
Al superamento dell’esame lo studente dovrebbe aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio per quanto attiene la specifica terminologia dell’insegnamento.
5°-Capacità di apprendimento
Lo studente dovrebbe aver acquisito le conoscenze di base della disciplina che gli permetteranno di studiare in autonomia i futuri sviluppi della disciplina.
Prerequisiti
L’insegnamento sviluppa le nozioni basilari di Idraulica ed Idrologia che lo studente dovrebbero aver acquisito nella laurea triennale.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire allo studenti gli strumenti teorici e pratici utili per la comprensione dei fenomeni idrologici di interesse per le falde acquifere sotterranee. In particolare, la trasmissione delle nozioni utili per una utilizzazione razionale della risorsa idrica disponibile nel sottosuolo e per la gestione dei problemi di qualità delle acque sotterranee sono la finalità principale dell’insegnamento.
Programma dettagliato
Idraulica dei mezzi porosi: Porosità, permeabilità dei mezzi porosi saturi, legge di Darcy, curva caratteristica per la zona insatura, permeabilità dei mezzi porosi insaturi, equazione di continuità dell’acqua entro il mezzo poroso saturo, coefficiente di immagazzinamento specifico, equazione di Laplace e sue soluzioni notevoli, acquiferi a comportamento bidimensionale confinati e non confinati, coefficienti di immagazzinamento, pozzi artesiani e freatici, sistemi di pozzi, metodo delle immagini.
Pozzi per acqua: tecniche di perforazione, completamento dei pozzi, prove di pompaggio e loro interpretazione.
Modelli numerici delle acque sotterranee: Metodi numerici per la risoluzione delle equazioni: differenze finite ed elementi finiti. Scelta delle scale spaziali e temporali e delle condizioni al contorno.
Trattamento della eterogeneità naturale degli acquiferi con la geostatistica. Richiami di teoria dei processi stocastici. Variabili regionali, funzione di covarianza, variogramma. Metodo di Kreaging per la stima delle variabili stocastiche regionali.
Trasporto di inquinanti. Meccanismi di trasporto: advettivo, diffusivo e dispersivo. Reazioni chimico-fisico-biologico nelle acque sotterranee. Equazione di continuità dell’inquinante nell’acqua di falda e nel terreno di falda. Scrittura del modello matematico formale di trasporto dell’inquinante: problema accoppiato e disaccoppiato. Soluzione analitica del trasporto in casi semplici. Tecniche di soluzione numerica dei problemi di trasporto. Caratterizzazione di siti inquinati. Problemi inversi di trasporto dell’inquinante. Teoria stocastica del trasporto di inquinante nei mezzi eterogenei naturali. Principali risultati per il moto uniforme in media e per il moto in presenza di ricarica.
Bonifica degli acquiferi. Tecniche di contenimento degli inquinanti: barriere fisiche, barriere idrauliche (pozzi barriera). Trattamenti in situ: estrazione e trattamento, estrazione dei vapori, areazione forzata, cattura di inquinanti non acquosi, barriere reattive. Attenuazione naturale.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi consigliati:
Butera I. e Tanda M. G.: Dispense del Corso di Idrologia Sotterranea per gli allievi di Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio, Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Parma, scaricabile dal portale http://lea.unipr.it/
Testi di approfondimento
De Marsily G. : Quantitative Hydrogeology – Groundwater Hydrology for Engineers, Academic Press, Inc., 1986.
Custodio E. e M.R. Llamas: Idrologia Sotterranea, Dario Flaccovio Editore, Palermo 2005.
Bear J. e A. Verruijt: Modeling Groundwater Flow and Pollution, D. Reidel Pub. Company, 1998.
Domenico P.A. e F. W. Schwartz: Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons, Inc., 1998.
Canter L. W., Knox R.C., Rasmussen, Spizzichino, Ground Water Pollution Control, Lewis Pub., 1985.
Detay M.: Water wells, John Wiley & Sons, Inc., 1997.
Materiale didattico aggiuntivo scaricabile dal portale http://lea.unipr.it/ :
Copia delle presentazioni utilizzate per le lezioni.
Copia delle presentazioni utilizzate per le esercitazioni.
Metodi didattici
Il corso si articola in una serie di lezioni frontali e di esercitazioni numeriche. Le lezioni saranno svolte avvalendosi di presentazioni in Power Point delle quali viene fornita copia in anticipo rispetto alle lezioni. Le esercitazioni sono presentate nel laboratorio di informatica, svolte numericamente utilizzando il software excel e altri software specialistici.
Modalità verifica apprendimento
La verifica della preparazione consiste nel superamento di un colloquio orale suddiviso in due parti che verteranno rispettivamente sugli argomenti illustrati nelle lezioni e sulle esercitazioni numeriche.
Nella valutazione del colloquio le diverse componenti di apprendimento saranno così pesate: 50% applicazione della teoria ad un caso reale (competenza), 25% individuazione della procedura più conveniente di soluzione (autonomia di giudizio), 25% proprietà di esposizione specialistica (capacità comunicativa)
Altre informazioni
E' vivamente consigliata la frequenza delle lezioni e delle esercitazioni.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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