This contains the description of the class of Hydrology at the Dipartimento di Ingegneria Civile Ambientale e Meccanica dell'Università di Trento. For the year 2017.
4. R. Rigon
4
Obiettivi Formativi
Apprendere la natura fisica e, in alcuni casi, la descrizione
statistica dei processi idrologici fondamentali: precipitazioni,
deflusso nei suoli, evaporazione, traspirazione e produzione del
deflusso superficiale.
Saper delineare un bacino idrografico a partire dai dati digitali
del terreno.
Apprendere le nozioni di base relative ad alcuni strumenti
necessari per poter calcolare i flussi idrologici.
Saper calcolare, con gli opportuni dati a disposizione, i flussi
idrologici a scala di versante con consapevolezza dei limiti dei
modelli e delle formulazioni teoriche usate.
Sillabus
5. R. Rigon
5
Questo serve*, per esempio, per:
• per prevenire, gestire, controllare
• le piene
• il franamento
• le valanghe
• per la regolare l’irrigazione
• per la stima della disponibilita’ idrica nei bacini per
produzione di energia elettrica e irrigazione
• per prevedere il congelamento delle strade
• per la stima stima della temperatura al suolo (gare di sci,
motociclistiche etc)
• per prevedere l’altezza e la distribuzione della neve
Costruire sistemi:
*Approfondendo un po’, oltre il corso
A che serve ?
6. R. Rigon
6
Per quali corsi è propedeutico ?
Assumendo che proseguiate con la
magistrale a Trento
Acquedotti e fognature
Modelli idrologici
Ingegneria fluviale
Sono corsi che prevedono la conoscenza delle nozioni che imparerete
ad Idrologia
10. R. Rigon
10
28/2 -T - (3 ore) Introduzione al corso - Il bilancio idrologico - Bilanci di massa
e di energia - Budyko
7/3 - T - (3 ore) Elementi di base: quote, pendenze, curvature. Area
contribuente. Estrazione delle reti di canali
10/3 - L - Introduzione a QGIS
14/3 - T - Variabili geomorfologiche (o GIS)
17/3 - L - GIS - Esercizio di estrazione di un bacino a partire dai dati digitali
del terreno
Nel dettaglio - I
Legenda: T - Lezione teorica in Aula - L - Lezione in laboratorio
Quando, cosa ?
11. R. Rigon
11
21/3 - T - Precipitazioni - Meccanismi di formazione delle precipitazioni -
Proprietà statistiche delle precipitazioni a terra. Le precipitazioni estreme.
24/3 - L - Intro ad R - Caricamento, lettura di serie temporali e la loro
rappresentazione
28/3 - T - Determinazione della statistica degli estremi pluviometrici
31/3 - L - Calcolo degli estremi pluviometrici con R
4/4 - T - Radiazione - Fisica e geometria della radiazione. La legge di Stefan-
Boltzmann -Descrizione spettrale della luce solare. Radiazione ad onda corta
e ad onda lunga. Attenuazioni atmosferiche.
7/4 - L - Introduzione alla console di OMS - Calcolo della radiazione su un
bacino idrografico
11/4 - T - Interpolazione Spaziale - Concetti sulla rappresentazione spaziale
delle variabili idrologiche. Inverse distance method. Simple Kriging.
Detrended Kriging.
Nel dettaglio - II
Quando, cosa ?
13. R. Rigon
13
21/4 - L - Interpolazione spaziale di temperatura e precipitazioni
25/4 - T - L’acqua nei suoli - Legge di Darcy Buckingham - Conducibilita’
idraulica e curve di ritenzione idrica (Wien)
28/4 - L - Simulazioni della conducibilità idraulica e delle curve di ritenzione
idrica (Wien)
2/5 - T - L’equazione di Richards ed (eventualmente) alcune sue
estensioni.
5/5 - L - Simulazione dell’infiltrazione con Richards 1d
8/5 - T - Il movimento dell’acqua in un versante e i processi di generazione
del deflusso (interpretazioni
12/5 - L - Calcolo del deflusso in un versante
Nel dettaglio - IV
Quando, cosa ?
14. R. Rigon
14
16/5 - T - Elementi di teoria dell’Evapotraspirazione - Formula di Dalton.
Penman-Monteith. Priestley-Taylor
19/5 - L - Calcolo dell’evaporazione a scala di bacino con PM e/o Priestley
Taylor
23/5 - T - Traspirazione dalle piante
26/5 - L - Calcolo della traspirazione a scala di bacino con PM e Priestley
Taylor
30/5 - T - Precipitazioni nevose. Bilancio di Massa e di Energia - Illustrazione
di alcuni modelli semplici)
?? - L - Calcolo delle precipitazioni nevose con modelli semplici (Degreee
day - Hock)
6/6 - T - Impatti del cambiamento climatico
Nel dettaglio - IV
Quando, cosa ?
15. R. Rigon
15
Esami di profitto
20/06 - 12/07 - 14/09
Quando, cosa ?
Sui dettagli torneremo dopo
16. R. Rigon
Testi di Consultazione
• Dingman, Physical Hydrology, Prentice Hall, 1994
1
16
Libri
24. R. Rigon
24
Why Python ?
Ci sono varie motivazioni per la scelta di Python:
•E’ un linguaggio che permette un apprendimento veloce
•E’ ben disegnato, object-oriented, includente strumenti di
programmazione funzionale
•Ha molte routine di calcolo scientifico gia’ pronte. E queste
soddisfano l’80% dei bisogni di un giovane ingegnere
•Ha un’interfaccia di interazione, Jupyter, che è molto, molto
accattivante, permettendo di mescolare calcoli, testi e disegni in
unico ambiente.
•Si interfaccia facilmente a FORTRAN e C/C++
Altre motivazioni, per esempio qui: http://blog.trinket.io/why-
python/; o qui https://www.codeschool.com/blog/2016/01/27/why-
python/
Per ragionamenti più argomentati, qui: http://
abouthydrology.blogspot.it/2016/06/java-python-cc-or-fortran-in-
scientific.html
25. R. Rigon
25
Ad ogni modo, io NON VI INSEGNERO’ a
programmare in Python, ma lo userò in
unione ai notebook Jupyter nel modo più
semplice possibile.
Strumenti
27. R. Rigon
27
QGIS
http://www.qgis.org/it/site/
QGIS è un Sistema di Informazione Geografica
Open Source facile da usare, rilasciato sotto la
GNU General Public License. QGIS è un
progetto ufficiale della Open Source Geospatial
Foundation (OSGeo).
Strumenti
30. R. Rigon
30
Poichè durante il corso
analizzerete uno o più bacini idrografici
Report
Dovrete creare delle schede sintetiche che riportano i calcoli fatti e una sintesi
dei risultati raggiunti.
Per ogni attività fatta in laboratorio.
Le attività di scrittura e le esercitazioni sono condotte in gruppi di non più di
tre studenti/esse.
34. R. Rigon
34
Una prova scritta
Bisogna rispondere a due domande (a risposta libera) sulla prima parte
del corso. In genere la lista complessiva delle domande viene fornita in
anticipo.
In caso di copiatura il compito
viene ritirato
Anche se non è un esamificio
35. R. Rigon
35
Relazioni
•Un’analisi pluviometrica di un sito (con R, Python, o altro)
•L’analisi geomorfometrica di un bacino montano (con Qgis o altri
strumenti)
Una delle due relazioni serve per accedere alla prova scritta
in itinere
•Tutti i calcoli effettuati relativi ai processi illustrati, possono
essere organizzati in notebook di Jupyter
Anche se non è un esamificio
Oltre ai report sui calcoli effettuati, devono essere fatte due relazioni:
Esempi di relazioni sono forniti sul sito web del corso.
36. R. Rigon
36
Esame orale finale
•Consisterà nella discussione di alcuni dei Notebook di
laboratorio, con digressioni sulla teoria che li sottende, di cui lo
studente deve essere ad adeguata conoscenza. Si richiede anche
di saper argomentare le scelte parametriche fatte nei calcoli.
Anche se non è un esamificio
37. R. Rigon
37
Il voto è una media pesata delle prove
sostenute
Introduzione
In particolare, viene assegnato un voto nella prova scritta, un voto
all’esame orale, un voto alle esercitazioni, che comprende, naturalmente,
anche le capacità di espressione linguistica e un giudizio sulla qualità
della stesura delle relazioni.
39. R. Rigon
39
MA SOPRATUTTO
idrologiatn@google.com
per iscriversi
quindi seguire le istruzioni
Le email personali dovrebbero essere le eccezioni e le telefonate una rarità
Gruppo
•https://groups.google.com/forum/#!forum/idrologiatn
45. R. Rigon
45
Grazie per l’attenzione
G.Ulrici-2000?
Per me il corso è l’occasione per ripensare costantemente ai fondamenti teorici e
pratici della mia disciplina.