L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base dell’idraulica e dell’idrologia necessarie ad affrontare i problemi legati al rapporto acqua-città, rapporto che coinvolge esigenze di tipo diverso a seconda che si consideri l’acqua come risorsa ovvero elemento dal quale difendersi.
Si intende inoltre fornire all’allievo ingegnere:
- La descrizione delle principali opere idrauliche presenti in ambito urbano illustrandone le caratteristiche strutturali e funzionali, valutandone la sostenibilità ambientale, sociale ed economica e considerando l’ambito urbano all’interno della più ampia scala del bacino idrografico.
- La descrizione degli impianti idrici interni agli edifici con attenzione alle tecniche di riuso e riciclo della risorsa
- La capacità di progettare questi sistemi nel loro complesso o nelle singole componenti in relazione alle diverse forzanti esterne valorizzando l’approccio multi-disciplinare nell’ambito della pianificazione urbana e dell’impiantistica edile.

Programma dell’Insegnamento.

Elementi di Idraulica

I fluidi.Proprietà dei fluidi. Schema di mezzo continuo. Dimensioni e unità di misura.

Statica. Misura della pressione. Distribuzione delle pressioni. Spinta su superfici piane e curve. Spinta su

corpi immersi.

Cinematica. Traiettorie, linee di corrente e linee di emissione. Volume di controllo. Definizione di

portata. Equazione di continuità. Moti piani. Filetto fluido, tubo di flusso, corrente fluida. Moto uniforme,

permanente e vario.

Dinamica. Equazioni di Eulero. Correnti lineari. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni.

Fluidi reali. Equazione globale di equilibrio. Azione di trascinamento di una corrente. Teorema di

Bernoulli generalizzato

Correnti in pressione. Moto uniforme e permanente.  Deflusso laminare e turbolento. Sforzi tangenziali.

Tubi lisci e tubi scabri. Perdite di carico distribuite e localizzate.  Problemi relativi alle lunghe condotte.

Correnti a pelo libero. Moto uniforme. Equazione di Chezy.  Scala dei deflussi. Energia specifica.

Correnti lente e veloci. Altezza critica. Moto permanente.  Risalto idraulico.

Foronomia. Luci a battente e luci a stramazzo. Stramazzi in soglia grossa. Stramazzi in soglia sottile.

Elementi di Idrologia

Il ciclo dell’acqua e i principali fenomeni idrologici. Il bacino idrografico. Il bilancio idrologico. Il ciclo

idrologico nei bacini urbani.

Pluviometria. Analisi probabilistica delle precipitazioni. Curve di possibilità pluviometrica. Pioggia di

progetto. Tempo di ritorno. Ietogrammi di progetto.

Perdite idrologiche. Intercettazione ed infiltrazione. Coefficiente di afflusso.  Pioggia netta.

Modelli di trasformazione afflussi-deflussi. Modelli globali. Modelli lineari-stazionari. Linee isocorrive e

tempo di corrivazione. Legge aree-tempi. Il metodo cinematico. Portata al colmo e volume di piena.

Acquedotti

Componenti del sistema.  Acquedotto interno ed esterno. Opere di captazione. Sfiati, scarichi, valvole di

controllo delle portate e delle pressioni, impianti di sollevamento, serbatoi, torrini piezometrici. Impianti

interni agli edifici. Allacci delle utenze. Materiali delle condotte.

Modellazione idraulica del sistema. Domanda idrica. Tipologie di utenza, fabbisogno, richiesta  e

consumo, perdite idriche. Condizioni di servizio. Coefficienti di punta. Domanda anti-incendio. Il metodo

di Hardy Cross.

Sistemi di drenaggio urbano

Sistemi di tipo unitario e sistemi di tipo misto. Componenti del sistema. Manufatti ordinari e manufatti

speciali. Opere di raccolta e allacci. Impianti interni agli edifici.

Modellazione idraulica del sistema. Calcolo delle portate nere. Coefficienti di punta. Portate pluviali:

metodo della corrivazione. Influenza dell’azione antropica sui coefficienti di afflusso. Scelta dei tempi di

ritorno per il dimensionamento delle canalizzazioni e degli invasi. Modellazione in condizione di moto

uniforme delle canalizzazioni: vincoli di velocità, grado di riempimento, forma degli spechi in relazione al

tipo di sistema e alla portata transitante. Influenza degli invasi e capacità di laminazione della rete. 

Pratiche di buona gestione (Best Management Practices). Funzionamento idraulico degli scolmatori di

piena.

Testi di riferimento.

D.Citrini, G.Noseda. Idraulica. Casa Editrice Ambrosiana

L. Da Deppo, C. Datei, V.Fiorotto, P. Salandin. Acquedotti. Libreria Cortina. Padova.

Sistemi di Fognatura. Manuale di Progettazione. A cura di S. Artina et Al.. Hoepli.

M. Karamouz, A. Moridi, S. Nazif. Urban water engineering and management. CRC Press.

S. Salvini, P. Soma. Impianti idrici negli edifici. Hoepli.