Obiettivi formativi
Conoscenze e capacita' di comprensione: apprendere le nozioni base della modellizzazione numerica del flusso delle acque sotterranee e del trasporto avvettivo di materiali contaminanti.
Conoscenza e capacita' di comprensione applicate: capacità di leggere e comprendere come applicare le conoscenze teoriche acquisite ad esempi di casi di studio reali da modellizzare.
Autonomia di giudizio: sapere valutare il contenuto di novità e di innovazione presenti negli esempi di casi di studio in base alle conoscenze teoriche acquisite.
Abilità comunicative: saper presentare ed organizzare l'esposizione di un argomento specialistico di approfondimento sulle tematiche sviluppate.
Capacità di apprendere: sapere approfondire un argomento a partire da precedenti conoscenze applicate ad esempi simili e di applicazioni di modellistica di un problema di flusso e del trasporto di contaminanti.
Prerequisiti
No
Contenuti dell'insegnamento
L’obbiettivo del corso e` introdurre alla modellizzazione numerica del flusso delle acque sotterranee (flusso dei fluidi nei mezzi porosi) e del trasporto di soluti/contaminanti in falda. Il corso si compone di una parte teorica dove verranno esposte le basi della modellistica necessarie, ed una parte pratica durante la quale verranno eseguiti esercizi di modellistica idrogeologica con l’ausilio di software open source: MODFLOW, MODPATH, MT3DMS, SEAWAT. Saranno poi applicate le conoscenze acquisite a tre casi di studio reali nell’ambito della migrazione di contaminanti e messa in sicurezza, bonifica, di siti contaminati. Alla fine del corso gli studenti avranno le competenze necessarie per essere in grado di affrontare problemi di modellistica numerica d’interesse a partire dal modello concettuale presente.
Programma esteso
Fondamenti di modellistica.
Scopo della modellizzazione.
Definizione del modello concettuale e caratteristiche.
Componenti del modello concettuale: condizioni al contorno, proprieta` idrogeologiche, conducibilita` idraulica.
Legge di Darcy.
Generalizzazione a tre dimensioni.
Equazione che governa il flusso delle acque sotterranee.
Derivazione.
Presenza di sorgenti esterne.
Modelli analitici.
Esempi di modelli analitici e soluzioni.
Condizioni al contorno.
Modelli numerici.
Metodo delle differenze finite.
Esempio di soluzioni approssimate.
Discretizzazione della griglia e condizioni al contorno.
Metodi numerici.
Regime stazionario e transitorio.
Tracciamento delle particelle.
Velocita` di interpolazione.
Effetti di discretizzazione spaziali e temporali.
Zone di cattura.
Trasporto advettivo di contaminanti.
Equazioni del trasporto advettivo e dispersivo e migrazione di contaminanti in falda.
Trasporto di multicomponenti in un fluido monofase.
Fluidi immiscibili multifase: LNAPL e DNAPL.
Esercitazione di modellistica idrogeologica con l’ausilio di software open source: MODFLOW, MODPATH, MT3DMS, SEAWAT. Saranno poi applicate le conoscenze acquisite a tre casi di studio reali nell’ambito della migrazione di contaminanti e messa in sicurezza, bonifica, di siti contaminati.
Bibliografia
Applied Groundwater Modeling, Simulation of Flow and Advective Transport.
Mary P. Anderson, William W. Woessner, Randall J. Hunt.
Materiale fornito dalla docente (slides) che troverete su Elly assieme a tutto il materiale necessario per le attivita` pratiche.
Metodi didattici
Didattica frontale in cui vengono esposti i concetti chiave e presentati i casi di studio. Attività di laboratorio di modellistica e simulazioni numeriche di casi studio reali utilizzando gli strumenti sopra citati. Sara` fornito tutto il materiale necessario oltre che le slides della docente prima di ogni lezione.
Modalità verifica apprendimento
La capacita`di utilizzare in modo autonomo, di integrare e di comunicare le conoscenze dello studente e` verificato in diverse fasi del corso, tramite problemi assegnati e risolti dagli studenti.
L’acquisizione delle conoscenze è verificata tramite un esame orale finale, nel corso del quale vengono applicate le conoscenze teoriche a casi di studio reali.
La lode viene attribuita nei casi in cui si dimostri una capacità fuori dal comune di affrontare e risolvere i problemi posti. Per gli studenti stranieri viene utilizzata la lingua inglese.
Altre informazioni
No
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
L'insegnamento è correlato ai seguenti obiettivi: 6, 11, 13, 14 e 15
