1. Introduzione agli argomenti in programma di idraulica e di idrologia forestale.
2. Richiami sul calcolo vettoriale e sulla meccanica dei fluidi. Scalari e vettori. I fluidi come sistemi continui. Proprietà e grandezze geometriche, cinematiche e dinamiche caratteristiche dei fluidi newtoniani (densità e peso specifico, comprimibilità, tensione superficiale, viscosità), sistemi e unità di misura. Regimi di movimento dei fluidi.
3. Statica dei fluidi. Sforzi interni nei fluidi in quiete. Pressione e spinta idrostatica. Equazione globale dell’equilibrio statico. Equazione fondamentale della statica dei fluidi pesanti incomprimibili (legge di Stevino). Piano dei carichi idrostatici assoluto e relativo. Diagramma delle pressioni idrostatiche assolute e relative. Metodi e apparecchi di misura della pressione idrostatica. Calcolo della spinta idrostatica su superfici piane. Applicazioni varie di statica dei fluidi.
4. Cinematica dei fluidi. Velocità e accelerazione. Elementi caratteristici del moto (traiettorie, linee di corrente o di flusso, linee di emissione). Tipi e regimi di movimento dei fluidi. Fluidi perfetti e fluidi reali. Equazione di continuità applicata alle correnti fluide.
5. Dinamica dei fluidi. Equazione indefinita del movimento di un fluido. Equazione globale dell’equilibrio dinamico. Distribuzione della pressione nel piano normale e correnti lineari. Il teorema di Bernoulli per un fluido perfetto e sue interpretazioni geometrica ed energetica. Linea dei carichi totali e linea piezometrica. Applicazioni del teorema di Bernoulli ai processi di efflusso. Tubi convergenti. Venturimetro. Piezometro e tubo di Pitot. Estensione del teorema di Bernoulli ai fluidi reali. Potenza di una corrente in una sezione ed estensione del teorema di Bernoulli a una corrente. Scambio di energia fra una corrente e una macchina motrice (turbina) e operatrice (pompa). Equazioni del moto dei fluidi reali e resistenze al moto. Azione di trascinamento di una corrente. Correnti in pressione in moto uniforme (laminare e turbolento). Sforzi tangenziali viscosi e turbolenti. Moto nei tubi lisci. Moto nei tubi scabri. Formule pratiche. Perdite di carico localizzate: brusco allargamento, perdite di sbocco, imbocco e brusco restringimento, convergenti e divergenti, dispositivi di strozzamento. Carico idraulico di una condotta. Correnti in depressione. Misura delle portate nelle correnti in pressione. Problemi di verifica e di progetto. Problemi pratici relativi alle lunghe condotte. Condotta a diametro costante con erogazione uniforme lungo il percorso. Verifica del funzionamento dei sistemi di condotte. Dimensionamento dei sistemi di condotte. Costo di una condotta. Costi di esercizio. Sistemi di condotte a gravità. Impianti di sollevamento, macchine operatrici (pompe di superficie, immerse, sommergibili) e curve caratteristiche. Problemi di verifica e di progetto di un impianto di sollevamento. Correnti a superficie libera. Caratterizzazione idraulica ed energetica delle correnti a superficie libera. Problemi di verifica e progetto dei canali in condizioni di moto uniforme. Cenni sulle correnti a superficie libera in moto permanente: correnti lenti, veloci e critiche; alvei a pendenza debole, forte e critica; profili di rigurgito e risalto idraulico Foronomia: luci a battente (a spigolo vivo e in parete grossa) e luci a stramazzo (di tipo Francis, triangolare, trapezio, a larga soglia). Misura delle portate nelle correnti a superficie libera. Applicazioni varie di dinamica dei fluidi.
6. Moti di filtrazione. Legge di Darcy. Misura della permeabilità. Classificazione delle falde sotterranee. Pozzi e curve caratteristiche.
7. Ciclo e bilancio idrologico e applicazioni. Precipitazioni e sistemi di misura. Altre grandezze meteorologiche e sistemi di misura. Rete italiana di rilevamento dati e Annali idrologici. Metodi per la valutazione della distribuzione spaziale delle precipitazioni. Relazioni tra altezza e durata della precipitazione. Curva di probabilità pluviometrica. Applicazioni.
8. Analisi statistica degli eventi idrologici estremi: piogge intense e loro elaborazione statistico-probabilistica. Applicazioni.
9. Il bacino idrografico: caratteristiche generali dei versanti e della rete idrografica. Elementi di morfometria: proprietà lineari, areali e del rilievo.
10. Evaporazione e traspirazione. Intercettazione delle precipitazioni. Evaporazione da specchio liquido. Traspirazione. Modelli di stima dell’evapotraspirazione. Applicazioni.
11. Invaso superficiale delle precipitazioni. Infiltrazione: processi e fattori che la influenzano, apparecchiature di misura e modelli di stima. Moto dell’acqua in terreno saturo ed insaturo. Il bilancio idrico del terreno e sue applicazioni. Metodi e strumenti per la misura dei parametri idrologici del suolo (contenuto idrico, potenziale, conducibilità idraulica).
12. Formazione dei deflussi superficiali e sottosuperficiali. Teorie di Horton ed Hewlett. Idrogramma di piena e sue componenti caratteristiche. Tempo di ritardo e di corrivazione. Coefficiente di deflusso. Metodi empirici per il calcolo della portata di piena. Metodo razionale. Sistemi di misura delle portate. Applicazioni.
Ultimo aggiornamento: 30-10-2023
