ID:
A001776
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE PER LA TRANSIZIONE ECOLOGICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (02/10/2023 - 12/01/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso intende illustrare gli aspetti fondamentali alla base della gestione integrata e sostenibile delle risorse idriche. Vengono fornite conoscenze di idraulica e di idrologia, con particolare riguardo ai processi di scambio idrico nel sistema suolo-coltura-atmosfera, e conoscenze riguardanti l’uso dell’acqua e le infrastrutture che compongono i sistemi d’approvvigionamento irrigui collettivi, tra cui opere di derivazione da corsi d'acqua naturali, serbatoi di regolazione e reti di distribuzione. Vengono inoltre trattate alcune metodologie di supporto alle decisioni in fase di pianificazione ed esercizio dei sistemi idrici.
OF1: Lo studente acquisirà un'ampia e solida conoscenza delle tecniche e dei criteri di gestione sostenibile delle opere idrauliche finalizzate alla derivazione ed utilizzazione delle risorse idriche sotterranee e superficiali principalmente per scopi irrigui. Più specificamente sarà in grado di utilizzare metodi e strumenti necessari per poter gestire correttamente opere di captazione, derivazione ed utilizzazione delle acque, nel rispetto dell’esigenza di protezione degli ecosistemi acquatici. Lo studente acquisirà, altresì, approfondita conoscenza e comprensione in merito al quadro normativo e agli strumenti di pianificazione orientati all’utilizzo e alla salvaguardia delle acque, sia a livello comunitario che a livello nazionale.
OF2: Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze teorico-pratiche acquisite per risolvere problematiche connesse alla gestione dei sistemi d’approvvigionamento idrico ad uso irriguo. Ciò verrà concretizzato mediante lo svolgimento di esercitazioni atte a stimolare la sensibilità progettuale, nonché la flessibilità dello studente, nella formulazione e risoluzione di problemi di ottimizzazione e simulazione, anche mediante l'utilizzo dei più attuali software di calcolo, quali MATLAB. Un confronto continuo con il docente attraverso revisioni collegiali delle esercitazioni, consentirà allo studente di acquisire la padronanza delle soluzioni tecniche proposte e di comprenderne la relativa fattibilità.
OF3: Lo studente dovrà essere in grado di valutare autonomamente, e secondo un approccio integrato, l'efficacia di ipotesi alternative anche diverse da quelle presentate durante il corso, e di identificare le migliori soluzioni, avvalendosi di opportuni modelli di ottimizzazione delle scelte, eventualmente integrati da un’analisi costi-benefici
OF4: Le abilità comunicative dello studente, con particolare riguardo all’utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato ai temi del corso, saranno stimolate nella fase di redazione delle esercitazioni che saranno impostate anche come attività di gruppo e mediante l'esposizione, eventualmente anche con presentazioni in PowerPoint, degli elaborati stessi. In particolare, tutte le attività di progetto saranno accompagnate da relazioni atte a comunicare e giustificare le scelte operate. La discussione in forma scritta degli elaborati sarà, pertanto, lo strumento attraverso cui gli allievi saranno stimolati al confronto e, soprattutto, allo sviluppo delle capacità comunicative.
OF5: Il raggiungimento di adeguate capacità di apprendimento da parte dello studente, tali da poter operare in modo efficace nell'ambito delle problematiche specifiche del settore della gestione delle risorse idriche, è conseguito, oltre che mediante la redazione degli elaborati e l’esposizione orale dei lavori di gruppo, anche attraverso un aggiornamento continuo delle conoscenze acquisite durante il corso tramite la consultazione di materiale bibliografico e di banche dati reperibili in rete, segnalati dal docente.
OF1: Lo studente acquisirà un'ampia e solida conoscenza delle tecniche e dei criteri di gestione sostenibile delle opere idrauliche finalizzate alla derivazione ed utilizzazione delle risorse idriche sotterranee e superficiali principalmente per scopi irrigui. Più specificamente sarà in grado di utilizzare metodi e strumenti necessari per poter gestire correttamente opere di captazione, derivazione ed utilizzazione delle acque, nel rispetto dell’esigenza di protezione degli ecosistemi acquatici. Lo studente acquisirà, altresì, approfondita conoscenza e comprensione in merito al quadro normativo e agli strumenti di pianificazione orientati all’utilizzo e alla salvaguardia delle acque, sia a livello comunitario che a livello nazionale.
OF2: Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze teorico-pratiche acquisite per risolvere problematiche connesse alla gestione dei sistemi d’approvvigionamento idrico ad uso irriguo. Ciò verrà concretizzato mediante lo svolgimento di esercitazioni atte a stimolare la sensibilità progettuale, nonché la flessibilità dello studente, nella formulazione e risoluzione di problemi di ottimizzazione e simulazione, anche mediante l'utilizzo dei più attuali software di calcolo, quali MATLAB. Un confronto continuo con il docente attraverso revisioni collegiali delle esercitazioni, consentirà allo studente di acquisire la padronanza delle soluzioni tecniche proposte e di comprenderne la relativa fattibilità.
OF3: Lo studente dovrà essere in grado di valutare autonomamente, e secondo un approccio integrato, l'efficacia di ipotesi alternative anche diverse da quelle presentate durante il corso, e di identificare le migliori soluzioni, avvalendosi di opportuni modelli di ottimizzazione delle scelte, eventualmente integrati da un’analisi costi-benefici
OF4: Le abilità comunicative dello studente, con particolare riguardo all’utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato ai temi del corso, saranno stimolate nella fase di redazione delle esercitazioni che saranno impostate anche come attività di gruppo e mediante l'esposizione, eventualmente anche con presentazioni in PowerPoint, degli elaborati stessi. In particolare, tutte le attività di progetto saranno accompagnate da relazioni atte a comunicare e giustificare le scelte operate. La discussione in forma scritta degli elaborati sarà, pertanto, lo strumento attraverso cui gli allievi saranno stimolati al confronto e, soprattutto, allo sviluppo delle capacità comunicative.
OF5: Il raggiungimento di adeguate capacità di apprendimento da parte dello studente, tali da poter operare in modo efficace nell'ambito delle problematiche specifiche del settore della gestione delle risorse idriche, è conseguito, oltre che mediante la redazione degli elaborati e l’esposizione orale dei lavori di gruppo, anche attraverso un aggiornamento continuo delle conoscenze acquisite durante il corso tramite la consultazione di materiale bibliografico e di banche dati reperibili in rete, segnalati dal docente.
Prerequisiti
È richiesta la conoscenza dei concetti di base di calcolo matematico, della statistica e della teoria della probabilità.
Testi
Dispense del corso.
Elementi di idraulica e idrologia per le scienze agrarie, ambientali e forestali. Ferro V. Milano: McGraw-Hill, 2013.
Agricoltura di precisione: metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali. A cura di Raffaele Casa, Milano: Edagricole, 2016.
Elementi di idraulica e idrologia per le scienze agrarie, ambientali e forestali. Ferro V. Milano: McGraw-Hill, 2013.
Agricoltura di precisione: metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali. A cura di Raffaele Casa, Milano: Edagricole, 2016.
Contenuti
Didattica frontale (24 ore)
INTRODUZIONE (2 ore): Evoluzione nella gestione delle acque. Classificazione delle risorse idriche. Sistemi idrici ed esempi di schemi. Fonti di approvvigionamento idrico. Usi dell’acqua. Problemi relativi all’uso delle acque. Gestione integrata e sostenibile delle risorse idriche. Il nesso tra acqua, energia, cibo e ambiente.
QUADRO NORMATIVO ED ISTITUZIONALE IN MATERIA DI UTILIZZAZIONE DELLE ACQUE (4 ore): Direttiva Quadro sulle Acque Europea 2000/60/EC. D.Lgs. 152/2006. Pianificazione delle acque e dei bacini. Il processo di pianificazione. Piani di settore. Piano di bacino: finalità e contenuti; quadro conoscitivo, programmazione degli interventi. Piano di tutela delle acque. I distretti idrografici dopo la Legge 221/2015. D.M. 31 luglio 2015. D.M. n. 485148 del 30 settembre 2022.
ELEMENTI DI IDRAULICA E IDROLOGIA (8 ore). Cenni di idrostatica ed idrodinamica. Cenni di idrologia (superficiale e sotterranea) e di idrologia del suolo. Introduzione ai processi di trasferimento dei flussi di massa e di energia nel sistema continuo suolo-pianta-atmosfera connessi con la gestione delle risorse idriche.
VALUTAZIONE DELLE RISORSE E DEI FABBISOGNI IDRICI COLTURALI (6 ore): Valutazione delle risorse idriche superficiali: raccolta, analisi e validazione dati, analisi idrologiche, curve di durata, stima del deflusso minimo vitale. Metodi di stima e di misura dell'evapotraspirazione e stima dei fabbisogni idrici colturali. Tecniche di monitoraggio dello stato idrico degli agro-ecosistemi. Cenni dei metodi di interpolazione per l'analisi e la modellizzazione della variabilità spaziale e temporale delle proprietà rilevanti per l'irrigazione di precisione.
OPERE DI UTILIZZAZIONE DELLE ACQUE SUPERFICIALI (2 ore): Derivazioni dai corsi d'acqua naturali: (i) opere di presa; (ii) traverse di derivazione fisse e mobili; (iii) Dighe di ritenuta. Manufatti per il funzionamento di un serbatoio di regolazione.
IRRIGAZIONE DI PRECISIONE (2 ore): Principi e applicazione. Interpretazione della variabilità sito specifica, strategie e sistemi di irrigazione di precisione, prospettive tecnologiche e sperimentali.
Didattica pratica (24 ore)
Esercitazioni in aula con l’ausilio di software di gestione dati e calcolo finalizzate alla elaborazione di dati meteoclimatici (piogge, temperature, evapotraspirazione), la stima dei fabbisogni irrigui e la valutazione dei bilanci idrici. Saranno altresì previste attività di campo relative alla misurazione di velocità e tiranti nei corsi d’acqua mediante l’uso di correntometro digitale.
INTRODUZIONE (2 ore): Evoluzione nella gestione delle acque. Classificazione delle risorse idriche. Sistemi idrici ed esempi di schemi. Fonti di approvvigionamento idrico. Usi dell’acqua. Problemi relativi all’uso delle acque. Gestione integrata e sostenibile delle risorse idriche. Il nesso tra acqua, energia, cibo e ambiente.
QUADRO NORMATIVO ED ISTITUZIONALE IN MATERIA DI UTILIZZAZIONE DELLE ACQUE (4 ore): Direttiva Quadro sulle Acque Europea 2000/60/EC. D.Lgs. 152/2006. Pianificazione delle acque e dei bacini. Il processo di pianificazione. Piani di settore. Piano di bacino: finalità e contenuti; quadro conoscitivo, programmazione degli interventi. Piano di tutela delle acque. I distretti idrografici dopo la Legge 221/2015. D.M. 31 luglio 2015. D.M. n. 485148 del 30 settembre 2022.
ELEMENTI DI IDRAULICA E IDROLOGIA (8 ore). Cenni di idrostatica ed idrodinamica. Cenni di idrologia (superficiale e sotterranea) e di idrologia del suolo. Introduzione ai processi di trasferimento dei flussi di massa e di energia nel sistema continuo suolo-pianta-atmosfera connessi con la gestione delle risorse idriche.
VALUTAZIONE DELLE RISORSE E DEI FABBISOGNI IDRICI COLTURALI (6 ore): Valutazione delle risorse idriche superficiali: raccolta, analisi e validazione dati, analisi idrologiche, curve di durata, stima del deflusso minimo vitale. Metodi di stima e di misura dell'evapotraspirazione e stima dei fabbisogni idrici colturali. Tecniche di monitoraggio dello stato idrico degli agro-ecosistemi. Cenni dei metodi di interpolazione per l'analisi e la modellizzazione della variabilità spaziale e temporale delle proprietà rilevanti per l'irrigazione di precisione.
OPERE DI UTILIZZAZIONE DELLE ACQUE SUPERFICIALI (2 ore): Derivazioni dai corsi d'acqua naturali: (i) opere di presa; (ii) traverse di derivazione fisse e mobili; (iii) Dighe di ritenuta. Manufatti per il funzionamento di un serbatoio di regolazione.
IRRIGAZIONE DI PRECISIONE (2 ore): Principi e applicazione. Interpretazione della variabilità sito specifica, strategie e sistemi di irrigazione di precisione, prospettive tecnologiche e sperimentali.
Didattica pratica (24 ore)
Esercitazioni in aula con l’ausilio di software di gestione dati e calcolo finalizzate alla elaborazione di dati meteoclimatici (piogge, temperature, evapotraspirazione), la stima dei fabbisogni irrigui e la valutazione dei bilanci idrici. Saranno altresì previste attività di campo relative alla misurazione di velocità e tiranti nei corsi d’acqua mediante l’uso di correntometro digitale.
Corsi
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Persone
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Professori/esse Associati/e
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