Corso di laurea magistrale Monitoraggio Ambientale, Tutela e Ripristino LM-75

Il modulo di Rischio geologico-ambientale è tenuto al primo semestre nel primo anno del corso di Laurea Magistrale “Monitoraggio Ambientale, Tutela e Ripristino”, per cui i prerequisiti corrispondono a quelli in ingresso ai corsi di laurea magistrale della classe “LM-75 – Scienze e tecnologie per l'ambiente e il territorio”.
Modulo Tutela acque sotterranee: Conoscenze dei concetti di base della geologia, inerenti la classificazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche e le loro caratteristiche, e della terminologia per descrivere e classificare i diversi tipi di rocce.
Tali conoscenze sono acquisite attraverso l’insegnamento Geologia con Laboratorio (Corso di Studi in Scienze Naturali e Corso di Studi in Scienze Geologiche) o affini.

L'insegnamento si inserisce nel generale obiettivo del corso di studio di fornire un'approfondita preparazione culturale nell'analisi sistemica dell'ambiente naturale.

Modulo di Rischio geologico-ambientale

Il modulo di Rischio geologico-ambientale fornisce strumenti teorico-pratici per la valutazione e la mitigazione del rischio ambientale, facendo riferimento alla normativa ad esso relativa.
In particolare per quanto riguarda il rischio geologico si tratterà la pericolosità geologica nei confronti dell'uomo e delle sue attività.
Il modulo concorre al conseguimento di obiettivi formativi qualificanti quali la capacità di analisi dei processi geologico ambientali, con particolare riguardo a:
- prevenzione del dissesto geoidrologico;
- corretta pianificazione territoriale;
- mitigazione del rischio geomorfologico.

Modulo di Tutela delle acque sotterranee

Il modulo Tutela delle acque sotterranee si propone di fornire:

- gli strumenti per la comprensione dell’assetto idrogeologico di un’area e dello stato di salute delle risorse idriche sotterranee;

-  le competenze per l’utilizzo dei principali metodi per la caratterizzazione, il monitoraggio e protezione degli acquiferi;

- una adeguata proprietà di linguaggio in ambito idrogeologico.

Modulo di Rischio geologico-ambientale

Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento si dovrà:
- conoscere il concetto di rischio geologico ambientale e dei suoi fattori: pericolosità, vulnerabilità del bene esposto e valore del bene esposto;
- conoscere le principali cause e i meccanismi dei fenomeni geologici pericolosi, sia endogeni (terremoti, eruzioni vulcaniche) sia esogeni (piogge intense, erosione accelerata, inondazioni, frane);
- conoscere le principali norme che regolano la difesa dell'uomo dai rischi geologici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Grazie all’utilizzo di specifiche metodologie sperimentate nelle esercitazioni, si saprà:
- valutare la pericolosità geologica in alcuni ambiti (micro-zonazione sismica, valutazione delle portate di massima piena, verifiche idrauliche, suscettibilità del territorio alle frane,…), partendo dall'analisi dei fattori che la caratterizzano e secondo le metodologie più utilizzate;
- impostare uno studio ambientale relativamente al comparto: rischio geologico ambientale.

Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento, si saranno acquisiti strumenti teorici e pratici per formulare autonomamente un giudizio sulla pericolosità geologico-ambientale in diversi contesti geologici.

Abilità comunicative

Si saprà utilizzare il linguaggio tecnico relativo alla valutazione del rischio geologico-ambientale; ci si saprà inoltre coordinare con le diverse figure professionali che lavorano nello stesso settore tecnico-scientifico.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento, si avranno le capacità di approfondire autonomamente lo studio dei fenomeni geologico-ambientali e delle metodologie per una valutazione critica della loro pericolosità.

Modulo Tutela delle acque sotterranee

Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo studente/studentessa dovrà conoscere:

- il ruolo e l’importanza delle acque sotterranee per l’uomo e l’ambiente

- le principali caratteristiche idrogeologiche di rocce e terreni

- le principali metodologie dell’idrogeologia

- i componenti del bilancio idrico

- i fattori da cui dipendono le caratteristiche idrochimiche delle falde idriche.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo studente/studentessa saprà:

- utilizzare una terminologia appropriata nel campo della idrogeologia.

- formulare il modello idrogeologico concettuale di un’area;

- utilizzare i principali metodi per la caratterizzazione e la protezione delle risorse idriche sotterranee;

- valutare se la qualità e la quantità delle acque sotterranee sono state compromesse.

Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento lo studente/studentessa saprà formulare un giudizio:

- sull’importanza e il ruolo delle risorse idriche sotterranee a scala locale e regionale;

- sulla qualità delle acque sotterranee;

- sulla possibile interferenza tra attività antropiche e risorse idriche sotterranee.

Abilità comunicative

Lo studente/studentessa saprà utilizzare il linguaggio tecnico relativo all’idrogeologia, e conseguentemente potrà coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano nello stesso settore tecnico-scientifico.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente/studentessa avrà la capacità di comprendere e approfondire autonomamente il quadro generale delle risorse idriche di un territorio.

Modulo di Rischio geologico-ambientale

La metodologia didattica del modulo di Rischio geologico-ambientale consiste in:
lezioni frontali: n. 36 ore,
esercitazioni in aula: n. 19 ore,
escursioni: n. 6 ore

Modulo di Tutela delle acque sotterranee

Il modulo di Tutela delle acque sotterranee comprende:
- lezioni frontali in presenza: n. 40 ore
- esercitazioni in presenza: n. 16 ore. Le esercitazioni prevedono l’applicazione dei concetti teorici affrontati a lezione.

Questo insegnamento sarà erogato in presenza, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con le eventuali disposizioni di carattere sanitario.

Modulo di Rischio geologico-ambientale

L'esame del modulo di Rischio geologico-ambientale è suddiviso in due prove:

1. prova scritta per l'ammissione alla prova orale: risoluzione di un esercizio sulla base di quelli svolti durante l'insegnamento, al fine di accertare la capacità dello/a studente/ssa di risolvere problemi quantitativi nel campo della geologia ambientale (calcolo della curva di probabilità pluviometrica, valutazione dell'erosione potenziale, valutazione delle portate di massima piena dei corsi d'acqua, verifiche idrauliche, stabilità dei versanti etc.);

2. prova orale sui contenuti dell'insegnamento: tale prova è volta ad accertare le conoscenze acquisite dallo/a studente/ssa riguardo al rischio geologico-ambientale e alla sua mitigazione; è volta altresì ad accertare la conoscenza della principale normativa di settore.

Poiché quella scritta è una prova di ammissione con una soluzione numerica, il voto finale viene determinato unicamente sulla base della prova orale. La prova scritta si ritiene superata allorquando, trattandosi di esercizi quantitativi, il risultato è corretto, fatta salva la tolleranza sugli arrotondamenti nei calcoli.

La prova scritta e l’esame orale devono essere sostenuti nello stesso appello.

Modulo di Tutela delle acque sotterranee

L’esame finale prevede una prova orale durante la quale verranno verificati l’apprendimento delle conoscenze illustrate a lezione e di quelle acquisite durante le esercitazioni.

Saranno quindi rivolte domande aperte, volte a verificare le competenze acquisite negli argomenti trattati a lezione, e sarà rivolta una domanda sulle modalità di svolgimento di una delle esercitazioni svolte in classe.

Durante il colloquio saranno inoltre valutate la capacità di sintesi dello studente/studentessa, la capacità di sviluppare e collegare gli argomenti svolti a lezione, tenendo conto della interdisciplinarietà degli aspetti trattati, e la proprietà di linguaggio.

 

L'esame sarà svolto in presenza. È facoltà degli studenti e delle studentesse di richiedere l'esame a distanza secondo le modalità indicate dall'Ateneo, esclusivamente in casi di condizioni documentabili di fragilità legate al COVID-19.

Modulo di Rischio geologico-ambientale

Introduzione all’insegnamento - La geologia ambientale. Il concetto di rischio ambientale. Pericolosità. Vulnerabilità. Valore esposto. Rischio geologico e rischio tecnologico.
- Le cause dei rischi geologici di origine endogena - Struttura della Terra. L’astenosfera e la litosfera. Tettonica delle placche. Placche litosferiche. Limiti di placca divergenti, convergenti e trascorrenti.
- Il rischio sismico - I terremoti. Le onde sismiche. Le onde longitudinali o di compressione o prime (P). Le onde trasversali o di taglio o seconde (S). Onde superficiali: onde di Rayleigh, onde di Love. Velocità delle onde sismiche. Le scosse di terremoto. Gli effetti dei terremoti. Studio dei terremoti. Sismografi e sismogrammi. Calcolo della distanza dall’epicentro. Intensità e magnitudo dei terremoti. Esercitazione sulla valutazione del grado di scala Richter tramite metodo grafico. Tettonica a placche e terremoti. Terremoti e limiti di placca convergenti. Terremoti e limiti di placca divergenti e trasformi. I terremoti in Italia. Le cause dei terremoti italiani. L’evoluzione normativa. La macrozonazione sismica. La risposta sismica locale. La microzonazione sismica.
- Il rischio vulcanico - Magmatismo e rocce magmatiche. Vulcanismo e rocce vulcaniche. Pericolosità vulcanica. Indice di esplosività vulcanica. Vulcanismo basaltico. Eruzioni di tipo hawaiano. Punti caldi. Vulcani a scudo. Eruzioni di tipo islandese. Dorsali medio-oceaniche. Plateau basaltici continentali. Vulcanismo e subduzione oceanica. Strato vulcani. Depositi piroclastici. Caldere. Eruzioni di tipo stromboliano. Eruzioni di tipo vulcaniano. Eruzioni di tipo pliniano. Eruzioni di tipo peleano. Nubi ardenti. Ignimbriti. Le grandi eruzioni. Le rocce vulcaniche. Rocce vulcaniche in Italia. I vulcani attivi in Italia. Le cause del vulcanismo italiano. Le carte di pericolosità vulcanica.
- L’atmosfera, il clima, il tempo atmosferico e i rischi connessi - Atmosfera. Composizione dell’atmosfera. Struttura dell’atmosfera. Il buco nell’ozono. Le radiazioni solari. I cicli dell’acqua e del carbonio. Clima e biomi. Fattori geografici. Zone astronomiche. Distribuzione di oceani e continenti. Presenza di rilievi. Circolazione oceanica. I climi. Le variazioni climatiche. Il tempo atmosferico. L’umidità dell’aria. Le nubi. Le precipitazioni. La pressione atmosferica. Le previsioni del tempo. Le masse d’aria. Il vento. Pressione atmosferica e latitudine. Cicloni tropicali e tornado. La circolazione atmosferica. La forza di Coriolis. Le correnti a getto.
- La pericolosità delle piogge - Le piogge. Il singolo evento piovoso. L’intensità della pioggia. La capacità di assorbimento del terreno. Lo studio delle precipitazioni ai fini della valutazione del rischio idrologico. Pluviometro e pluviografo. Tempo di ritorno, curve di probabilità pluviometrica secondo Gumbel. La legge probabilistica di Gumbel. Esercitazione sul calcolo di curve segnalatrici di probabilità pluviometrica col metodo di Gumbel.
- Il rischio di erosione accelerata - Erosione, trasporto e sedimentazione per azione delle acque. Le acque selvagge. Erosione normale (o geologica) ed erosione accelerata. Impatti ambientali ed economici dell’erosione e della conseguente sedimentazione. Il processo erosivo. Tipi di erosione: da impatto,  laminare, per rivoli, per fossi. Metodi per la valutazione dell’erosione. Modello PSIAC. Modello Gavrilovic. Metodo USLE. Erosività della pioggia. Erodibilità del suolo. Fattori lunghezza del versante, pendenza del versante, copertura vegetale, tecniche sistematorie. Valore massimo tollerabile di erosione annua. Esercitazione sulla valutazione dell’erosione. L’erosione fluviale.
- Il rischio di inondazione - Portata dei corsi d’acqua. Portata giornaliera. Portata mensile. Portata annuale. Portata media giornaliera. Portata media mensile. Portata media annuale. Misure di portata. Stazioni idrometriche. Idrometrografi. Altezza idrometrica. Curva di taratura della portata. Idrogrammi di piena. Tipi di deflusso: superficiale (R), ipodermico, diretto, sotterraneo. Bacino idrografico. Esercitazione sulla delimitazione di un bacino idrografico e sulla valutazione della sua superficie. Tempo di corrivazione. Formula empirica di Giandotti. Valutazione delle portate di piena: calcolo della portata di massima piena col metodo razionale. Esercitazione sul calcolo della portata di massima piena col metodo razionale. Valutazione delle portate di piena: calcolo della portata di massima piena col metodo di Gumbel. Esercitazione sul calcolo della portata di massima piena col metodo di Gumbel. I corsi d’acqua. Torrenti e fiumi. Moto laminare e turbolento. I fiumi italiani. Il Po e i suoi affluenti. I fiumi della pianura veneta. Fiumi appenninici del versante adriatico e di quello tirreno. Bacini idrografici e bacini idrogeologici. Autorità di bacino. Le piene. Le alluvioni in Italia. Previsione delle alluvioni. Previsioni meteo. Prevenzione delle alluvioni. Prevenzione attiva (Pianificazione territoriale). Evoluzione normativa. Prevenzione passiva (interventi strutturali - opere). Prevenzione in montagna e in collina (dighe). Interventi in pianura (argini, casse di espansione, canali scolmatori).
- La suscettibilità del territorio alle frane - Generalità e classificazione. Nomenclatura delle parti di una frana. La classificazione di Varnes. Tipo di materiale: roccia litoide, roccia sciolta prevalentemente grossolana (detrito), roccia sciolta prevalentemente fine (terra). Tipo di movimento: crollo, ribaltamento, scivolamento traslativo o planare, scivolamento rotazionale, espansione laterale, colamento, complesso. La classificazione di Bay. Constatazione, controllo e previsione delle frane. Condizioni di stabilità. Esercitazione sul calcolo del Fattore di Sicurezza. Parametri e cause della franosità. Cause preparatorie: fattori naturali e antropici. Cause determinanti: fattori naturali e antropici. Frane superficiali: cause e interventi. Frane profonde: cause e interventi. Drenaggi. Elettrosmosi. Le frane in Italia. Il rischio idrogeologico.

Modulo di Tutela delle acque sotterranee

Definizione della materia, scopi dell'insegnamento, cenni storici.
Uso e importanza delle risorse idriche sotterranee.
Il Ciclo dell'acqua.
Bilancio idrologico.
Tipi di acqua nel sottosuolo.
Zonazione dell’acqua nel sottosuolo.
Grado e tipo di permeabilità e porosità delle formazioni naturali.
Acquiferi e falde idriche.
Unità idrogeologiche.
Pozzi per acqua. Piezometri.
Le carte piezometriche e idrogeologiche.
I rapporti acque superficiali -acque sotterranee. Le Sorgenti - genesi e classificazione.
Riserve e Risorse.
Elementi di Idrogeologia regionale.
Caratteri chimico-fisici delle acque sotterranee. 
Elementi sulla contaminazione delle acque sotterranee.
Metodi di caratterizzazione e bonifica degli acquiferi nei siti contaminati.
Intrusione salina in aree costiere.
Il monitoraggio quali-quantitativo degli acquiferi; reti di monitoraggio.
La vulnerabilità degli acquiferi.
Le aree di salvaguardia di pozzi e sorgenti. Protezione delle risorse idriche a scala locale e regionale.
Acquiferi superficiali e profondi. 
Cambiamento climatico e acque sotterranee.
Gli acquiferi transfrontalieri. 

Modulo di Rischio geologico-ambientale

Dispense del docente.
Libri consigliati:
John Grotzinger, Thomas H. Jordan: "Capire la Terra", Zanichelli Editore. 2016 - Terza edizione italiana condotta sulla settima edizione americana.

Modulo di Tutela delle acque sotterranee

Le dispense e gli appunti forniti dal docente costituiscono i testi base consigliati per l'insegnamento. Il materiale didattico presentato a lezione e le dispense verranno caricati su campusnet durante lo svolgimento dell'insegnamento.

È consigliato l'utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

Castany G., 1985. Idrogeologia: principi e metodi. Flaccovio Editore, Palermo.

Celico P., 1986. Prospezioni idrogeologiche. Vol. 1 e 2. Liguori Editore, Napoli.

Fetter C.W., 2001. Applied hydrogeology. Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, New Jersey. 

Freeze A. and Cherry J., 1979. Groundwater. Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. Disponibile tradotto in italiano al link: http://hydrogeologistswithoutborders.org/wordpress/1979-toc/