OBIETTIVI FORMATIVI. Fornire gli strumenti per la caratterizzazione, anche con tecniche innovative, e la modellazione, anche in forma distribuita, dei fenomeni idrologici a scala di bacino idrografico e di versante.
CONTENUTI. Telerilevamento delle variabili idrologiche. Bilancio idrologico e dell’energia del sistema suolo-vegetazione-atmosfera. Modellistica idrologica distribuita. Previsioni idrologiche. Valutazione dell’incertezza della modellazione.
- Brutsaert Wilfried, Hydrology - An Introduction, Cambridge University Press, 2010.
- Dingman S. Lawrence, Physical Hudrology (3rd Edition), Waveland Press Inc., 2015
Obiettivi Formativi
L'insegnamento si propone di fornire gli strumenti per la conoscenza approfondita dei fenomeni idrologici a scala di bacino idrografico e di versante, con particolare riferimento alla dinamica dell’umidità del suolo e alla formazione dei deflussi di piena; per la caratterizzazione dei parametri idrologici in forma distribuita, con l’ausilio di tecniche di telerilevamento.
Inoltre, l’insegnamento si propone di fornire la conoscenza e gli strumenti di modellazione idrologica, delle tecniche di calibrazione e valutazione dell’incertezza di un modello idrologico previsionale; di utilizzo e calibrazione di modelli idrologici anche distribuiti ai fini della valutazione degli impatti dovuti al cambiamento climatico ed al cambiamento di uso del suolo, della previsione di fenomeni di piena.
Obiettivi formativi specifici raggiunti dallo studente alla fine del corso:
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
1. Conoscenza dei fenomeni idrologici a scala di bacino idrografico e di versante, dei metodi e delle tecnologie di monitoraggio e stima. 2. Conoscenza dei principali strumenti di modellazione idrologica, anche distribuita. 3. Conoscenza delle principali tecniche di calibrazione e valutazione dell’incertezza dei modelli idrologici, anche di previsione. 4. Conoscenza dei metodi per la comprensione e la valutazione dei fenomeni idrologici in contesti di clima e di suolo diversi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
1. Capacità di stima delle grandezze idrologiche di riferimento per la modellazione idrologica. 2. Capacità di applicare modelli idrologici, completi e di previsione delle piene, anche in forma distribuita. 3. Capacità di calibrazione e valutazione dell’incertezza della modellazione. 4. Capacità di analisi dei risultati della modellazione in contesti di clima e di suolo diversi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
1. Individuare e definire indicatori e descrittori per valutare dati e risultati in maniera critica. 2. Identificare possibili e potenziali connessioni tra i vari aspetti di un argomento e/o di un problema.
ABILITÀ COMUNICATIVE
1. Articolare e presentare in forma scritta e orale un elaborato. 2. esporre in maniera chiara e con linguaggio appropriato le informazioni apprese nel corso.
Prerequisiti
Conoscenze base (corso universitario di primo livello) di idrologia, idraulica, sistemi informativi geografici.
Metodi Didattici
L'insegnamento si compone di lezioni, discussioni durante le lezioni, esercitazioni, seminari ed applicazioni pratiche su argomenti specifici da parte di esperti del settore, dedicati principalmente ad approfondimenti su alcuni argomenti del corso. Dell'apprendimento fanno inoltre parte le attività di revisioni degli elaborati di verifica che possono essere eventualmente svolte collettivamente durante lo svolgimento del corso.
Altre Informazioni
Le note delle lezioni, ulteriore documentazione di approfondimento, nonché dati eventualmente utili, potranno essere resi disponibili durante lo sviluppo del corso sulla piattaforma Moodle di ateneo http://e-l.unifi.it/
Nelle prime settimane di lezione viene richiesta l'iscrizione alla piattaforma agli studenti che intendono frequentare.
Modalità di verifica apprendimento
La valutazione di profitto dello studente è svolta con un ESAME ORALE su tutti gli argomenti del programma ufficiale del corso.
Una parte sostanziale (40%) è costituita dal LAVORO DI ESERCITAZIONE, definito in accordo con il docente, svolto individualmente o in gruppo, nel quale gli studenti approfondiscono uno o più argomenti trattati nel corso.
Lo spirito del LAVORO DI ESERCITAZIONE, è quello di testimoniare la padronanza completa dei metodi e/o degli argomenti trattati nelle lezioni del corso e di realizzare una presentazione tecnico-professionale, scritta e orale, del lavoro svolto.
Per il report del lavoro di esercitazione viene proposta la forma sintetica di articolo scientifico. Il report dovrà approfondire in modo esaustivo l’argomento trattato.
La struttura del documento è proposta dallo studente e concordata con il docente. Indicazioni sui contenuti e riferimenti utili per la redazione sono date durante il corso e in forma scritta tra il materiale del corso.
La valutazione prenderà in considerazione i seguenti aspetti:
- Qualità espositiva: proprietà di linguaggio, chiarezza espositiva (incluse figure, tabelle e tavole e relative didascalie), organizzazione dell’elaborato;
- Qualità tecnica: struttura della relazione, validità dei metodi, correttezza dell’analisi dei dati, delle valutazioni e dei calcoli..
La PROVA ORALE verte su tutto il programma del corso ed è suddivisa in due parti.
La prima parte dell’esame si svolge con una presentazione dell'elaborato scritto mediante utilizzo di slides (in numero limitato per una durata di circa 10-15 minuti) e sua successiva discussione.
La seconda parte dell’esame consiste in una serie di domande sul programma del corso.
In caso di non superamento della seconda parte dell’esame orale, sarà possibile conservare il voto della prima parte del lavoro di esercitazione (se sufficiente) per un qualsiasi altro appello successivo.
L'esame mira a verificare attraverso la discussione dell'elaborato e le domande, quanto segue: i) Conoscenze e capacità di comprensione degli argomenti trattati nel programma del corso; ii) Capacità di applicare conoscenze e comprensione nel lavoro di esercitazione; iii) Autonomia di giudizio nel valutare criticamente le scelte fatte nel lavoro di esercitazione; iv) Abilità comunicative nel presentare attraverso slides i contenuti salienti del proprio lavoro (contesto/stato dell’arte, obiettivo generale e obiettivi specifici del lavoro, descrizione dei dati e dei metodi, limiti e sviluppi possibili).
Della verifica di apprendimento fa parte anche l’eventuale attività dello studente nel periodo di lezione: a) in occasione di revisioni collettive e condivise sugli stati di avanzamento dell'elaborato; b) presentazione e discussione di argomenti di approfondimento, individuati su suggerimento del docente o interesse dello studente, sulla base di informazioni disponibili in letteratura.
Programma del corso
Richiami generali su telerilevamento ambientale da piattaforme satellitari e terrestri.
Tecniche di telerilevamento della vegetazione, della precipitazione, dell’umidità del suolo.
Principali missioni e prodotti disponibili per la pratica idrologica.
Processi idrologici e bilancio idrologico di massa dalla scala di bacino idrografico alla scala di versante.
Scambi di massa e di energia nel sistema suolo-vegetazione-atmosfera.
Le proprietà idrologiche del suolo. Dinamica dell’umidità del suolo.
Modellazione della formazione dei deflussi superficiali e di piena.
Modellistica idrologica distribuita: caratterizzazione ed esempi applicativi. Tecniche di caratterizzazione dei parametri idrologici di un modello in forma distribuita. Calibrazione e quantificazione delle incertezze in un modello idrologico.
Stima delle piogge e piene di progetto anche in bacini idrografici non strumentati. Valutazione della sensitività della risposta idrologica a variazioni nelle forzanti climatiche e nell’uso del suolo.
Valutazione delle incertezze e delle affidabilità delle previsioni idrologiche in tempo reale.