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IDRAULICA AGRARIA | AGR/08 | LEZIONI | 64 |
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Ongoing written tests will be carried out In order to assess the knowledge acquired by the students. In addition, there will be meetings between the teacher and the students through lessons, which evaluate the gained information. The written test will cover hydrostatic and fluid dynamics in the pressurized irrigation plan.
Per seguire il corso in modo proficuo, lo studente dovrebbe possedere abilità/capacità in merito alla statistica e analisi dei dati, meccanica dei fluidi, fondamenti di elettronica, pedologia ed ecofisiologia vegetale.
Agricultural Hydraulic course requires initial knowledge concerning statistic and data analysis, fluid mechanics, fundamental of electronics, pedology and crop ecophysiology.
Introduzione al corso. Obiettivi e articolazione del corso.
Richiami di fisica. Sistemi di unità di misura. Richiami di cinematica, statica e dinamica dei fluidi. Energia e lavoro. Potenza. Sforzi nei sistemi materiali continui.
Proprietà fisiche dei fluidi. Peso specifico, densità, viscosità. Tensione superficiale. Capillarità.
Idrostatica. Pressione in un liquido in quiete. Equazione indefinita e globale dell’idrostatica. Pressione assoluta e relativa. Spinte su parete piane e curve. Formula di Mariotte. Misura e monitoraggio delle pressioni. Esercitazione: Determinazione della distribuzione delle pressioni in recipienti a superficie libera e in pressione.
Idrodinamica. Definizione e classificazione delle correnti. Regimi di moto. Portata. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Interpretazione geometrica e meccanica del Teorema di Bernoulli. Moto in pressione del liquido perfetto: considerazioni sulle variazioni dell’altezza geometrica, piezometrica e cinetica. Misura e monitoraggio dei flussi e delle portate.
Correnti in pressione. Liquido reale. Leggi di resistenza per correnti di liquido reale in regime puramente turbolento. Moto delle correnti in tubo liscio. Esercitazione: Equazione del moto per le correnti in pressione: problema di verifica e problema di progetto.
Lunghe condotte. Definizione. Problema di verifica e di progetto di una lunga condotta. Condotte con erogazione lungo il percorso. Problema di verifica delle reti di condotte. Esercitazioni: Verifica idraulica di una corta condotta in pressione. Verifica idraulica di una condotta in depressione. Verifica idraulica di una lunga condotta.
Macchine Idrauliche. Cenni sulle macchine idrauliche motrici. Macchine operatrici: pompe.Impianti di sollevamento. Potenza della pompa. Esercitazione: Verifica idraulica di una condotta di sollevamento.
Correnti a superficie libera in moto uniforme. Problemi di verifica e di progetto dei canali per moto uniforme. Cenni al caso del moto permanente.
Foronomia. Luci sotto battente e luci a stramazzo, leggi di efflusso. Esercitazione: problema di verifica e di progetto.
Idrometria. Idrometria delle correnti in pressione e idrometria delle correnti a pelo libero: metodi e strumenti.
Metodi di distribuzione dell’acqua irrigua. Aspersione, Microirrigazione, Macchine per l’irrigazione (pivot, Rainger, rotolone per irrigazione, ecc.) integranti i nuovi sistemi LESA (Low Energy Spray Application) o LEPA (Low Energy Precision Application).Esercitazione: dimensionamento idraulico-idrologico di un impianto irriguo
IDROLOGIA AGRARIA
Cenni di Idrologia tecnica. Ciclo dell’acqua e bilancio. Raccolta dei dati idrologici. Altezze e intensità di pioggia. Piogge di massima intensità e breve durata. Pluviometri e pluviografi. Precipitazioni ed afflussi meteorici. Piogge ragguagliate su un bacino idrografico. Regimi pluviometrici. Deflussi superficiali.Esercitazione: Ricerca, controllo qualità e implementazione banca dati agro-meteorologici.
Idrostatica dell’acqua nel terreno agrario. Rapporti acqua-terreno: Caratteristiche fisico-meccaniche del terreno e relative determinazioni (contenuto idrico gravimetrico e volumetrico, porosità fisica ed efficace, massa volumica apparente). Potenziale idrico e sue componenti. Curva di ritenzione dell’acqua del terreno in condizione di umettamento ed essiccamento. (Processo di isteresi). Coefficienti di ritenzione capillare e di avvizzimento permanente. Acqua disponibile per le piante. Pedofunzioni di trasferimnto (PTF). Metodi di misura dello stato idrico del terreno. Esercitazione: Applicazione di PTF. Calibrazione sensore di umidità del suolo.
Idrodinamica dell’acqua nel terreno. Principi del moto dell’acqua nei mezzi porosi saturi.Velocità di filtrazione e permeabilità; legge di Darcy. Moto dell’acqua nei mezzi porosi insaturi. Processi di infiltrazione e di ridistribuzione dell’acqua nel terreno. Profili idrici nel terreno. Moto dell’acqua nei mezzi porosi insaturi. Legge di Darcy generalizzata. Moti di filtrazione. Falde freatiche e falde artesiane. Pozzi. Curva caratteristica dei pozzi. Metodi di campo e di laboratorio per la determinazione della conducibilità idrica satura e insatura (permeametri a carico costante e variabile, metodo della crosta, metodo del foro trivella). Esercitazione (campo): uso del minisisk infiltrometer in campo.
Modellistica agro-idrologica. Evapotraspirazione della coltura. Evaporazione e traspirazione idrica. Concetti di evapotraspirazione massima ed effettiva ed effetti sulla stato idrico della coltura. Modelli fisicamente basati ed empirici per la stima dell’evapotraspirazione della coltura di riferimento: Tornthwaite, Hargreaves-Samani, Blaney e Criddle, Penman–Monteith e ASCE international standard. Coefficienti colturali. Misura dell’evapotraspirazione effettiva tramite tecniche micrometeorologiche, atmometri e lisimetri. Modelli matematici ed empirici per la stima dello stato idrico del suolo e della pianta: SWAP (Alterra) a FAO-56 model. Esercitazione: Stima dell’evapotraspirazione massima con il metodo di Hargreaves-Samani. Implementazione di un sistema esperto pluviometro+atmometro+elettrovalvola su datalogger CR1000 (Campbell Inc.) ed elaborazione dati acquisiti.
Efficienza idrica ed energetica dei sistemi idraulici: Definizione di EUE e WUE. Nesso efficienza uso acqua-energia. WUE nested approach. Gestione esperta degli adacquamenti e degli impianti irrigui. Irrigation Audit. Esercitazione: Implementazione di un sistema esperto pluviometro+atmometro+elettrovalvola su datalogger CR1000 (Campbell Inc.) ed elaborazione dati acquisiti.
Introduction and Presentation of the Course
Fluid Statics
Fluid Dynamics
Fluid Kinematics
Dimensional Analysis
Viscous Flow in Pipes
Open-Channel Flow
Hydraulic machines
Phoronomy
Hydrometry
Irrigation Lateral and manifold design
Water distribution systems
Technical Hydrology
Soil water static and dynamic
Data Analysis in Soil Physics and Pedotransfers Functions
Agro-hydrological modeling
Sensors and Monitoring in Soil-Plant systems
Precision Irrigation
Water and Energy Use Efficiency
MATERIALE DIDATTICO
per approfondimenti:
to deepen
Gli studenti non frequentanti possono seguire lo svolgimento dell’insegnamento utilizzando il materiale didattico messo a disposizione dal docente sul sito E-learning del CdS e seguendo il registro delle lezioni del docente. I non frequentanti e coloro che decidono di non sostenere le prove scritte in itinere debbono effettuare una prova orale su tutti gli argomenti del programma.
Not-attending students can follow the lessons using the teaching material provided on the E-learning web site by the teacher before the beginning of the lectures, and consulting the lesson log.
L'esame è composto di due prove scritte in itinere ed una prova orale.
The examination consists of one ongoing written test and oral exam.
https://elearning.agr.unipi.it/course/index.php?categoryid=34
UNIPIMAP
Scientific database ID
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