Master MODECI - CAMILab

Master MODECI
1. Il Progetto
1.1 Obiettivi
Il Master in “Modellazione Matematica di Catastrofi Idrogeologiche”
(Mode.C.I.) è stato ammesso dal Ministero dell’Istruzione,
dell’Università e della Ricerca a cofinanziamento (Decreto Direttoriale
prot.n.1190/2002 – RIC/2002 – prog.prot.1470/660) nell’ambito del
Programma Operativo Nazionale 2000-2006 “Ricerca scientifica,
Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione”, Asse III, Misura III.4 –
Formazione superiore ed universitaria.
Ente proponente ed attuatore del progetto è l’Università della
Calabria. Sono partners:
• Provincia di Cosenza;
• Agenzia Regionale per lo Sviluppo ed i Servizi in Agricoltura della
Calabria – ARSSA;
• Struttura Commissariale per l’emergenza idrogeologica nella Regione
Campania;
• Datamat S.p.A.;
• Professional System s.r.l.;
• Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche;
• Centro Interdipartimentale di Ricerca “Centro Internazionale di
Idrologia Dino Tonini” dell’Università di Padova;
• Centro Universitario di eccellenza per la Difesa Idrogeologica
dell’Ambiente Montano dell’Università di Trento (CUDAM).
Il Master MODECI, di durata biennale per un totale di 1970 ore di
attività, ha come obiettivo la formazione di “Esperti per l’analisi e la
previsione di catastrofi idrogeologiche”, mirando a rispondere alla crescente domanda di sicurezza ambientale.
Destinatari del master sono giovani disoccupati o in cerca di prima
occupazione, residenti da almeno 6 mesi nelle regioni dell’Obiettivo 1
(Campania, Puglia, Basilicata, Calabria, Sicilia, Sardegna), di età non
superiore ai 28 anni se in possesso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente
ed il Territorio o di Laurea in Ingegneria Civile, oppure di età non superiore ai 32 anni se in possesso del Dottorato di Ricerca in materie attinenti
l’argomento del master. 18 i posti a concorso di cui 12 con borsa di studio.
1.2 Strategie
Le attività formative sono state articolate in modo da favorire gli
aspetti applicativi: delle 1970 ore complessive, infatti, meno del 40% è
stato destinato ad attività teorica, mentre la rimanente parte è stata divisa
tra attività applicative e stage. Anche nelle lezioni in aula ampio spazio è
stato dato alle applicazioni numeriche ed all’analisi di casi di studio.
11
Master MODECI
Le attività sono iniziate con l’analisi preliminare, mirata a valutare le
competenze di base degli allievi ed apparse sostanzialmente omogenee,
essendo tutti laureati della Facoltà di Ingegneria dell’Università della
Calabria. Ciò ha consentito di ridurre al minimo i moduli di azzeramento, aumentando il livello di approfondimento di alcuni argomenti e riservando maggiore spazio a moduli specialistici e seminari.
Il progetto formativo ha previsto due itinerari:
- un itinerario bottom up (itinerario ordinario) tipico della formazione
programmata del master, che parte dalle discipline di base sviluppando in
successione gli approfondimenti specialistici e le applicazioni avanzate;
- un itinerario top down (itinerario seminariale) che parte dalla descrizione di applicazioni avanzate e analizza gli strumenti che sono stati
utilizzati per conseguire tali risultati.
Questo secondo itinerario è stato costruito attraverso la programmazione di una serie di seminari sviluppati da esperti nazionali ed internazionali del settore. I seminari hanno riscosso grande interesse presso gli
allievi, che hanno potuto verificare in modo efficace alcuni dei più avanzati livelli applicativi raggiungibili con lo sviluppo e l’approfondimento
delle tematiche oggetto del Master. Alcuni seminari sono stati dedicati
alla presentazione delle strutture tecnico scientifiche che operano su questi temi, alla conoscenza degli strumenti normativi che governano i settori di interesse di tale modellistica, alla descrizione di campi applicativi
della modellistica matematica diversi da quello delle catastrofi idrogeologiche. I seminari, pertanto, sono risultati uno degli strumenti maggiormente idonei al trasferimento di conoscenze avanzate.
Per quanto riguarda invece le attività formative ordinarie, il programma previsto nel progetto è stato sistematicamente verificato attraverso un
serrato confronto con la comunità scientifica nazionale sviluppatosi
all’interno degli organismi istituzionali del master. L’analisi sul campo
ha consentito di riscontrare la sostanziale validità del programma previsto fin dalla fase progettuale, apportando solo alcune variazioni migliorative. Le modifiche sono state finalizzate:
• a tenere in maggior conto le competenze di base dei formandi;
• ad assicurare una maggiore congruenza tra i vari moduli dell’itinerario formativo ordinario, che sono stati a tal fine accorpati in settori;
• ad assicurare una stretta relazione tra attività ordinaria e attività
seminariale;
• a rendere pienamente fruibili le strutture logistiche e di supporto
messe a punto nella fase preparatoria.
Le modifiche ai contenuti dei moduli, invece, sono state minime. Ci si
è, infatti, limitati ad una più oculata ridistribuzione dei tempi previsti per
ciascuno di essi e tra l’attività teorica e quella applicativa.
Tra le attività extra-sede sono state effettuate visite di studio guidate a
siti, realizzazioni o strutture di particolare interesse ai fini della (buona o
cattiva) gestione del Territorio.
12
Master MODECI
A conclusione delle attività formative, ciascun allievo ha svolto un
periodo di stage presso una struttura di ricerca – nazionale o estera - e ha
sviluppato presso il CAMILab (Laboratorio di Cartografia Ambientale e
Modellistica Idrogeologica) dell’Università della Calabria un Project
Work finale, oggetto di discussione e valutazione.
2. Il percorso formativo
2.1 Aspetti generali
La durata complessiva del Master è di 1970 ore, distinte in 1000 di
attività didattica (500 di lezione e 500 di laboratorio ed esercitazioni), 700
di stage e 270 di altre attività (visite e giornate di studio, project work).
La scelta del corpo docente è stata effettuata in modo da garantire una
formazione con contenuti specialistici molto avanzati ed è stata quindi
rivolta a un corpo docente di provenienza prevalentemente universitaria,
con comprovata esperienza nel settore della modellazione matematica
e/o del rischio idrogeologico.
Si è dato, inoltre, ampio spazio alla docenza esterna all’Università
della Calabria, non solo per sviluppare, in un contesto di collaborazione
più generale, rapporti di cooperazione con i più avanzati Centri di
Ricerca nazionali ed internazionali operanti nel settore, ma anche per
favorire eventuali attività di placement dei formandi.
La scelta si è rivelata molto positiva anche perché ha consentito agli
allievi di avere un quadro piuttosto ampio dello stato attuale della ricerca, ponendo utili premesse per gli eventuali ulteriori approfondimenti
delle tematiche di maggiore interesse.
Come evidenziato dai risultati delle verifiche periodiche e dai test di
valutazione della qualità, nonché da vari incontri avuti sia con gli allievi
che con i docenti, si è registrata, nel corso del Master, una buona crescita
di know-how dell’aula, con l’instaurazione di forti dinamiche di gruppo.
La valutazione dell’apprendimento, come previsto in fase di progetto,
è stata effettuata dai docenti sia in ingresso che in uscita da ciascun
modulo. Tale verifica ha consentito agli stessi docenti, all’inizio del
modulo, di conoscere e valutare il livello di formazione degli allievi, e
quindi di introdurre eventuali “correttivi”, e, a fine modulo, di effettuare
una verifica del miglioramento apportato con il proprio modulo. La
necessità di garantire frequenti momenti di verifica senza appesantire
eccessivamente i processi didattici e di apprendimento, ha suggerito di
effettuare, oltre alle verifiche di modulo, verifiche di periodo.
Le attività di didattica frontale sono state, pertanto, articolate in tre
periodi, al termine di ciascuno dei quali è stata effettuata una verifica. In
base ai risultati di ciascuna di esse si è provveduto alla rimodulazione del
periodo successivo, con l’introduzione di eventuali moduli integrativi o
di corsi di recupero per alcuni allievi.
13
Master MODECI
IL PERCORSO FORMATIVO E LE VERIFICHE
1970 ore
Tab. 2.1.1 - Il percorso formativo e le verifiche
500 lezioni teoriche
500 laboratorio ed esercitazioni
3 Periodi Formativi (PF)
I PF Mag-Lug 2003
II PF Set-Dic 2003
III PF Gen-Mar 2004
I Verifica
II Verifica
III Verifica
700 Stage
Verifica di Stage
270 Visite di studio
Giornate di studio
Project Work
Verifica Finale
2.2 I moduli formativi
La costante analisi della qualità dei moduli sviluppati nel corso del
Master e i risultati delle verifiche periodiche non hanno evidenziato la
necessità di apportare variazioni significative in corso d’opera. Unica
esigenza emersa dal confronto con gli allievi è stata quella di approfondire alcuni aspetti sviluppati nei moduli formativi con seminari ad hoc.
Il quadro completo dei settori e dei moduli sviluppati è riportato nelle
Tabelle seguenti.
Settore: INTRODUZIONE
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
Introduzione al corso e
2
Pasquale
orientamento
VERSACE
Validazione dei modelli di
6
Salvatore
previsione
TROISI
ENTE
Università della
Calabria
Università della
Calabria
Tabella 2.2.1 - Insegnamenti e docenti del Settore “Introduzione”
TITOLO
Legislazione comunitaria e
nazionale di settore
Prevenzione infortuni e
sicurezza cantieri
Settore: NORMATIVA
N.ORE DOCENTI
20
Edoardo
D’ANDREA
Ennio
FERRARI
13
Menotti
IMBROGNO
Tabella 2.2.2 - Insegnamenti e docenti del Settore “Normativa”
14
ENTE
Regione Calabria
Università della
Calabria
Ordine Ingegneri
Cosenza
Master MODECI
TITOLO
Inglese
Settore: LINGUE STRANIERE
N.ORE DOCENTI
100
Mirella
AQUILA
ENTE
Università della
Calabria
Tabella 2.2.3 - Insegnamenti e docenti del Settore “Lingue Straniere”
Settore: MATEMATICA E STATISTICA
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
ENTE
Complementi di
35
Alessandro
Università della
matematica
TROMBETTA
Calabria
Elementi di analisi
45
Maria Italia
Università della
numerica
GUALTIERI
Calabria
Anna
Università della
NAPOLI
Calabria
Complementi di statistica e
33
Giuseppe
ARPACAL
calcolo delle probabilità
IIRITANO
Ennio
Università della
FERRARI
Calabria
Elementi di teoria dei
40
Giuseppe
Università di
processi stocastici
STORTI
Salerno
Tabella 2.2.4 - Insegnamenti e docenti del Settore “Matematica e Statistica”
Settore: PROGRAMMAZIONE E SISTEMI
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
ENTE
Tecniche di
55
Giandomenico
CNR
programmazione
SPEZZANO
Agostino
Università della
FORESTIERO
Calabria
Sistemi dinamici
35
Luciano
Università della
CAROTENUTO
Calabria
Analisi dei dati ed
45
Luciano
Università della
identificazione dei modelli
CAROTENUTO
Calabria
Tabella 2.2.5 - Insegnamenti e docenti del Settore “Programmazione e Sistemi”
TITOLO
Basi di cartografia
Sistemi informativi
geografici applicati alla
tutela del territorio
Metodologie internet-based
per il trattamento dei dati
geografici
Elementi di Topografia
Settore: GIS
N.ORE
DOCENTI
29
Giuseppe
MENDICINO
70
Giuseppe
MENDICINO
ENTE
Università della
Calabria
Università della
Calabria
10
Giandomenico
SPEZZANO
CNR
15
Giuseppe
ARTESE
Università della
Calabria
Tabella 2.2.6 - Insegnamenti e docenti del Settore “GIS”
15
Master MODECI
Settore: RETI E DATA BANK
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
Struttura, gestione e
30
Sergio
sicurezza delle banche dati
GRECO
Ester
ZUMPANO
ENTE
Università della
Calabria
Università della
Calabria
Tabella 2.2.7 - Insegnamenti e docenti del Settore “Reti e Data Bank”
TITOLO
Modellazione stocastica
delle precipitazioni
Fenomeni idrologici di
base
Idrometeorologia
Processi idrologici di
formazione delle piene
fluviali
Modellistica del bilancio
idrologico e tecniche di
misura dell'umidità del
suolo
Idrologia sotterranea
Settore: IDROLOGIA
N.ORE
DOCENTI
20
Beniamino
SIRANGELO
22
Giuseppe
MENDICINO
20
Roberto
RANZI
20
Armando
BRATH
Elena
TOTH
28
Marco
MANCINI
Matteo
DETTO
Alessandro
CASCHILI
30
Salvatore
TROISI
Salvatore
STRAFACE
Vittorio
GAGLIARDI
ENTE
Università della
Calabria
Università della
Calabria
Università di
Brescia
Università di
Bologna
Università di
Bologna
Politecnico di
Milano
Politecnico di
Milano
Politecnico di
Milano
Università della
Calabria
Università della
Calabria
Università della
Calabria
Tabella 2.2.8 - Insegnamenti e docenti del Settore “Idrologia”
Settore: PIENE FLUVIALI
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
41
Modellazione matematica
Luigi
delle correnti a superficie
NATALE
libera
Fabrizio
SAVI
Fenomeni di propagazione
delle piene e delle colate di
detrito e terra
41
Aronne
ARMANINI
Claudio
DALRI’
Luigi
FRACCAROLLO
Matteo
GIULIANI
Michele
LARCHER
Tabella 2.2.9 - Insegnamenti e docenti del Settore “Piene fluviali”
16
ENTE
Università di
Pavia
Università
Roma La
Sapienza
Università di
Trento
Università di
Trento
Università di
Trento
Università di
Trento
Università di
Trento
(continua)
Master MODECI
Perimetrazione delle aree a
rischio con modelli
numerici bidimensionali e
controllo delle piene
Le grandi dighe ed i
territori di valle
Delimitazione di aree
inondabili da eventi di
piena catastrofici
12
10
20
Maurizio
LUTTEROTTI
Maurizio
RIGHETTI
Riccardo
RIGON
Giorgio
ROSATTI
Marco
TUBINO
Guido
ZOLEZZI
Paolo
MIGNOSA
Università
Trento
Università
Trento
Università
Trento
Università
Trento
Università
Trento
Università
Trento
Università
Parma
Alberto
PETACCIA
Francesco
MACCHIONE
Servizio Dighe
- UIDR
Università della
Calabria
Tabella 2.2.9 - Insegnamenti e docenti del Settore “Piene fluviali”
di
di
di
di
di
di
di
(continuazione)
Settore: SICUREZZA IDROGEOLOGICA
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
ENTE
22
Modelli di simulazione e
Pasquale
Università della
Gestione dell'emergenza
VERSACE
Calabria
idrogeologica
Daniela
Università della
BIONDI
Calabria
Giovanna
Università della
CAPPARELLI
Calabria
Antonio
Regione
CARUSO
Campania
Donatella
Università della
MALETTA
Calabria
Raffaele
ARPACAL
NICCOLI
Olga
CNR - IRPI
PETRUCCI
Tabella 2.2.10 - Insegnamenti e docenti del Settore “Sicurezza idrogeologica”
Settore: GEOTECNICA
TITOLO
N.ORE
DOCENTI
50
Modellazione matematica
Gioacchino
di problemi di ingegneria
VIGGIANI
geotecnica
Antonello
TRONCONE
Tabella 2.2.11 - Insegnamenti e docenti del Settore “Geotecnica”
17
ENTE
Università di
Grenoble
Università della
Calabria
Master MODECI
Di seguito sono riportati i programmi didattici dei vari moduli: per ciascuno di essi sono indicati il codice (B: modulo di base; S: modulo specialistico) e la durata, che comprende lezioni teoriche, esercitazioni e laboratorio.
Modulo B1 INTRODUZIONE AL CORSO E ORIENTAMENTO
Durata 2 ore
Presentazione del percorso formativo. Introduzione alla modellazione matematica di fenomeni idrogeologici.
Modulo B2 VALIDAZIONE DEI MODELLI DI PREVISIONE
Durata 6 ore
Lo studio dei sistemi naturali. Il problema della rappresentazione della
realtà. Il problema dell’affidabilità dei modelli di previsione. La necessità
della validazione dei modelli di previsione.
Modulo B3 LEGISLAZIONE COMUNITARIA E NAZIONALE
Durata 20 ore
Fondi Europei
Il Quadro Comunitario di Sostegno. I Programmi Operativi Nazionali e
Regionali.
Legislazione comunitaria
Programma d’azione comunitario a favore della protezione civile.
Strategie comunitarie per la protezione del suolo e delle acque.
Legislazione nazionale
Commissioni d’indagine a scala nazionale sul dissesto idrogeologico.
Evoluzione della normativa sulla difesa del suolo in Italia:
Legge sulla Difesa del Suolo n°183 del 1989. Vari decreti attuativi della
Legge sulla Difesa del Suolo. I piani di bacino nazionali.
Le strutture centrali
Comitato nazionale per la difesa del suolo. Ministero dell’Ambiente e della
Tutela del territorio. Dipartimento della Protezione Civile. Agenzia per la
Protezione dell’Ambiente e per i Servizi Tecnici (APAT). Autorità di bacino di livello nazionale.
Modulo B4 PREVENZIONE INFORTUNI E SICUREZZA CANTIERI
Durata 13
Principi generali sulla normativa della sicurezza nei luoghi di lavoro
Legislazione Nazionale. Legislazione Comunitaria. Codice Civile e Penale.
Valutazione del rischio ed Organizzazione della sicurezza
Sicurezza nei cantieri temporanei e mobili
Il D.L.vo 494/96
18
Master MODECI
Modulo B5 INGLESE
Durata 100
Grammatica. Inglese Tecnico. Conversazione.
Modulo B6 COMPLEMENTI DI MATEMATICA
Durata 35
Calcolo differenziale in Rn
Funzioni di più variabili. Derivate parziali e totali. Geometria differenziale.
Massimi e minimi di funzioni di più variabili.
Analisi vettoriale
Algebra vettoriale. Derivazione ed integrazione di vettori. Operatori vettoriali (divergenza, gradiente, rotore). Teoremi vettoriali (Gauss, Stokes,
Green). Analisi tensoriale.
Equazioni differenziali
Equazioni e sistemi di equazioni differenziali ordinarie, esistenza ed unicità
delle soluzioni. Integrali generali e particolari. Equazioni a variabili separabili, esatte, lineari. Equazioni e sistemi di equazioni differenziali a derivate
parziali. Linee caratteristiche. Le equazioni avvettiva e di conservazione
del flusso. Classificazione delle equazioni del secondo ordine: ellittiche,
paraboliche ed iperboliche. Condizioni al contorno, problemi ben posti e a
frontiera libera.
Funzioni speciali
Funzioni iperboliche e loro inverse. Funzione gamma (completa, incompleta,
funzioni connesse). Funzione beta (completa, incompleta). Funzione degli
errori (gaussiana). Funzione integral-esponenziale e funzioni connesse.
Trasformate
La trasformata di Laplace e le sue proprietà. Antitrasformata di Laplace.
Applicazioni della trasformata di Laplace (convoluzione, equazioni differenziali). La trasformata di Fourier e le sue proprietà. Trasformate seno e
coseno di Fourier. Applicazioni della trasformata di Fourier (correlazione,
analisi spettrale).
Modulo B7 ELEMENTI DI ANALISI NUMERICA
Durata 45
Valutazione di funzioni
Sviluppi in serie e loro convergenza. Frazioni continue e loro valutazione.
Interpolazione polinomiale. Formule di ricorrenza e loro stabilità numerica.
Valutazione delle funzioni speciali.
19
Master MODECI
Sistemi di equazioni algebriche lineari
Metodi di risoluzione numerica diretti (Gauss, Crout/Doolittle, decomposizione QR). Metodi di risoluzione numerica iterativi (S.O.R., gradienti
coniugati). Metodi per sistemi con matrici particolari: tridiagonali, a banda,
sparse. Sistemi mal condizionati: l’algoritmo SVD. Algoritmi speciali per
calcolo parallelo.
Analisi non lineare
Metodi per la determinazione delle radici dei polinomi (Mueller, La
Guerre). Metodi di risoluzione di equazioni non lineari (regula falsi,
vWDB, Newton-Raphson). Ricerca del minimo di una funzione (golden
search, Brent). Metodi di risoluzione di sistemi di equazioni non lineari
(Broyden, Newton-Raphson). Ricerca del minimo di una funzione di più
variabili (steepest descent , downhill simplex, direzioni coniugate, Powell,
Levenberg-Marquardt). Algoritmi genetici. Ricerca di minimi soggetta a
condizioni di vincolo.
Equazioni differenziali
Schemi numerici di integrazione: consistenza, convergenza, stabilità, accuratezza. Integrazione numerica delle equazioni differenziali ordinarie.
Problemi a valori iniziali: metodi di Runge-Kutta, di Burlisch-Stoer, predictor-corrector. Integrazione numerica delle equazioni differenziali a derivate
parziali. Metodi alle differenze finite. Equazioni paraboliche: schemi espliciti, FT ed impliciti, Crank-Nicholson.
Equazioni iperboliche: schemi FTCS, di Lax, di Lax-Wendroff.
Analisi di stabilità lineare, condizione di Courant-Friedrichs-Lewy, diffusività numerica. Equazioni ellittiche: schemi numerici per l’operatore laplaciano. Cenni al metodo degli elementi finiti.
Modulo B8 COMPLEMENTI DI STATISTICA E CALCOLO DELLE
PROBABILITA’
Durata 33
Distribuzioni multivariate
Dipendenza ed indipendenza stocastica. Densità di probabilità e funzioni di
ripartizioni multivariate. Densità di probabilità e funzioni di ripartizioni
marginali e condizionate. Statistiche incondizionate e statistiche condizionate, covarianza. Teoria della correlazione lineare, correlazione lineare
multipla, correlazione lineare parziale, componenti principali. Distribuzioni
bivariate (poisson, …, gaussiana, log-normale, esponenziale). Stime parametriche e test statistici.
Random fields
Definizione dei campi casuali; campi casuali localmente mediati;
campi puramente casuali, campi poissoniani; campi a struttura markoviana.
Campi omogenei: funzione di correlazione; rappresentazione spettrale.
Funzione di varianza e scala di fluttuazione;
20
Master MODECI
modelli analitici della varianza: legge di potenza; processi composti e fractional noise. Crossing theory: proprietà asintotiche, statistiche dei superamenti. Collegamenti tra crossing theory e modellazione dei valori estremi.
Campi casuali multidimensionali.
Geostatistica
Osservazioni di grandezze casuali distribuite nello spazio; scatter plot, boxplot. Decomposizione a larga e piccola scala, mean e median polish, analisi
dei residui. Processi stazionari: variogramma e sua modellazione parametrica, tecniche di stima. Predizione spaziale: ordinary kriging ed universal kriging, cokriging. Intrinsic random functions di ordine k. Geostatistica non
lineare: indicator kriging e probability kriging. Modelli spazio-temporali.
Analisi del rischio
Probabilità di fallanza ed affidabilità dei sistemi. Misure dell’affidabilità:
fattore di sicurezza, margine di sicurezza, indice di affidabilità. Funzioni di
prestazione e stati limite. Incertezza nella determinazione dell’affidabilità:
limiti di confidenza. Affidabilità nel tempo: survival time, hazard function
e reliable life.
Modulo B9 ELEMENTI DI TEORIA DEI PROCESSI STOCASTICI
Durata 40 ore
Introduzione ai processi stocastici
Processi stocastici a parametro e a stato discreto o continuo. Proprietà dei
processi stocastici: indipendenza, stazionarietà, ergodicità. Distribuzioni e
statistiche dei processi stocastici: struttura autocorrelativa. Analisi in termini di frequenza: power spectrum, frequenza di Nyqvist. Continuità, differenziabilità ed integrabilità dei processi stocastici.
Processi stocastici di base
‘Random walk’: processo libero e processo a barriere assorbenti o riflettenti. Moto browniano e processo di Wiener. Catene di Markov: matrice di
transizione e relazione di Chapman-Kolmogorov. Processi autoregressivi e
processi a media mobile. Processi di Markov: equazione di Kolmogorov.
Processi non markoviani: birth-death process, code, processi riducibili a
markoviani.
Processi puntuali
Definizione di processo puntuale: processi di arrivi, processi di conteggio.
Descrizione dei processi puntuali tramite il funzionale generatore di probabilità. Intensità ed intensità condizionata, indice di dispersione, count spectrum. Processo poissoniano omogeneo e non omogeneo. Processi poissoniani doppi, struttura a ‘cluster’: il processo di Neyman-Scott, il processo di
Bartlett-Lewis. Processi puntuali marcati: processo poissoniano composto,
impulsi istantanei. Processi filtrati: processi poissoniani filtrati, shot-nois.
Processi non poissoniani: i processi di rinnovamento; il processo renewalCox. Processi puntuali multivariati.
21
Master MODECI
Impiego dei processi stocastici
Serie storiche di osservazioni. Analisi preliminare delle osservazioni del
processo disponibili. Fase di scelta del processo stocastico. Tecniche di
stima parametrica: fitting, minimi quadrati, massima verosimiglianza. Test
sulla bontà della capacità interpretativa del processo osservato.
Utilizzazione del modello: predizione lineare, simulazione stocastica.
Modulo B10 TECNICHE DI PROGRAMMAZIONE
Durata 55
Introduzione alla programmazione e all’organizzazione dei calcolatori
La nozione di algoritmo. Risoluzione algoritmica dei problemi. Correttezza
ed altre proprietà degli algoritmi. Algoritmi e programmi. Livelli di astrazione e linguaggi. La rappresentazione dell’informazione all’interno dei
calcolatori: caratteri, numeri naturali, interi, reali.
Concetti fondamentali di Visual Basic
Presentazione del Visual Basic: finalità, caratteristiche e ambiente di sviluppo. La programmazione ad eventi ed orientata agli oggetti. La sintassi di
base. Gli oggetti. Funzioni e procedure. Le strutture di controllo. Error
Handling, test e tecniche di debugging delle applicazioni.
Menu e finestre di dialogo
Strutture di progetto, controlli, form e menu delle applicazioni. Proprietà,
eventi, e metodi degli oggetti.
Tecniche avanzate di uso di Visual Basic
Componenti COM: cenni e descrizione generale delle tecniche di sviluppo
e delle terminologie in uso. Controlli ActiveX, teoria e utilizzo dei principali oggetti OCX. Concetti di base su gestione database-applicazione, ADO
e i suoi oggetti principali. Fondamenti di SQL. Controlli connessi al database: DataControl ed il controllo DBGrid.
Modulo B11 SISTEMI DINAMICI
Durata 35
Definizioni ed elementi caratterizzanti
Modello matematico come rappresentazione di fenomeni, processi, dispositivi concreti. Dal modello al sistema astratto. Sistemi statici; sistemi dinamici (definizione interna). Stato, ingresso, uscita. Memoria, causalità.
Classificazione dei sistemi dinamici
Classificazione rispetto all’insieme dei tempi [Sistemi a tempo discreto;
Sistemi a tempo continuo].
Classificazione rispetto all’insieme degli stati [Sistemi a stati finiti o numerabili (automi); Sistemi i cui stati sono elementi di spazi metrici; Sistemi a
stato vettore; Sistemi a dimensione finita, lineari, invarianti].
Sistemi a stati finiti e automi cellulari
Rappresentazione e proprietà fondamentali dei sistemi a stati finiti. Automi
22
Master MODECI
cellulari: definizioni, rappresentazione e proprietà. Esempi di modelli ad
automi cellulari.
Sistemi lineari, a tempo discreto, a scatola trasparente
Funzione di transizione a un passo. Linearità; equazioni ingresso-stato e
stato-uscita. Rappresentazione esplicita dell’evoluzione dello stato e dell’uscita su assegnato orizzonte temporale; modi di evoluzione. Relazione
ingresso-uscita nello stato zero: risposta all’impulso e somma di convoluzione. Equilibrio e Stabilità (interna e esterna).
Sistemi lineari, a tempo discreto, a scatola nera
Relazione ingresso-uscita su orizzonte infinito. Sistemi F(inite) I(mpulse)
R(esponse) (o MA deterministici). Formalismo dell’operatore di traslazione
temporale (ritardo-anticipo). Equazioni alle differenze di ordine n (modelli
ARMA deterministici).
Esercitazioni
Introduzione all’uso del MATLAB. Introduzione all’uso del SIMULINK.
Simulazione di modelli lineari continui. Simulazione di modelli lineari
discreti: Modelli a variabili di stato, Modelli ingresso-uscita.
Modulo B12 ANALISI DEI DATI E IDENTIFICAZIONE DEI MODELLI
Durata 45
Sistemi dinamici lineari a tempo discreto soggetti a ingressi stocastici
Rappresentazione in termini di spazio di stato. Evoluzione della media e
della varianza. Rappresentazione in termini ingresso-uscita nel dominio del
tempo. Relazione ingresso-uscita nel dominio del tempo su orizzonte infinito. Modelli MAX(q). Modelli AR(p) e ARX(p). Modelli ARMAX(p,q).
Relazione tra gli spettri dell’ingresso e dell’uscita: funzione di trasferimento. Proprietà filtranti dei sistemi lineari.
Predizione, filtraggio, regolarizzazione
Definizioni e concetti generali. Predizione, filtraggio, regolarizzazione alla
Kalman (rappresentazione in termini di spazio di stato). Predizione, filtraggio,
regolarizzazione alla Wiener-Kolmogorov (rappresentazione ingresso-uscita).
Identificazione dei parametri di modelli lineari deterministici
Criterio di adeguatezza del modello ai dati: Errore di equazione vs. Errore di
uscita; Errore di predizione in un contesto deterministico. Minimi quadrati
per l’identificazione dei parametri di un modello a scatola trasparente.
Minimi quadrati per l’identificazione di un modello FIR. Minimi quadrati per
l’identificazione di un modello rappresentato da un’equazione alle differenze.
Identificazione dei parametri di modelli lineari stocastici
Metodi a minimizzazione dell’errore di predizione. Metodo dei minimi
quadrati. Metodo della massima verosimiglianza. Cenno sui metodi ricorsivi. Equazioni di Youle-Walker e metodo di Levinson.
Validazione e scelta del modello.
Analisi dei residui. Cross-validazione. Criteri FPE, AIC, MDL.
23
Master MODECI
Modulo S1 BASI DI CARTOGRAFIA
Durata 29
Nozioni di Geodesia
Richiami di geometria analitica e di trigonometria sferica. Il geoide e l’ellissoide di rotazione terrestre. Proprietà geometriche dell’ellissoide terrestre. Linee geodetiche e geodesia operativa. Calcolo delle coordinate dei
punti sull’ellissoide terrestre. Trasporto delle coordinate geografiche.
Sistemi di riferimento locali e geocentrici.
Elementi di teoria delle carte geografiche
Rappresentazione dell’ellissoide sul piano. Studio delle deformazioni cartografiche. Rappresentazioni conformi, equivalenti e afillattiche. Proiezione
diretta di Mercatore. Rappresentazione conforme di Gauss.
Il sistema cartografico nazionale
Storia della carta d’Italia. Il sistema Gauss-Boaga. Il sistema UTM. La cartografia tecnica regionale. La cartografia tematica. Documentazione cartografica urbana. La cartografia catastale particellare.
Esercitazioni
Trasformazione delle coordinate geografiche. Generalità sul cambiamento
della georeferenziazione. Esercizi introduttivi su linee geodetiche e geodesia operativa. Applicazione delle corrispondenze (da coordinate piane a
geografiche e viceversa). Trasformazione delle coordinate spaziali del sistema WGS84 nel sistema cartografico locale. Trasformazione delle coordinate per il cambiamento del sistema di riferimento piano. Trasformazione di
coordinate catastali in coordinate gaussiane. Trasformazione delle coordinate dal Sistema Gauss-Boaga al Sistema ED 50 e viceversa. Cambiamento
del sistema di proiezione cartografica.
Deformazioni cartografiche
Calcolo delle deformazioni cartografiche per diversi tipi di rappresentazione.
Il sistema cartografico nazionale
Analisi del contenuto informativo della cartografia IGM. Esercizi di lettura
delle coordinate piane e geografiche di un punto su carta IGM. Analisi del
contenuto informativo della cartografia tematica e della cartografia urbana
e catastale. Determinazione delle aree particellari tramite l’utilizzo di carte
catastali.
Modulo S2 SISTEMI INFORMATIVI GEOGRAFICI APPLICATI
ALLA TUTELA DEL TERRITORIO
Durata 70
Evoluzione informatica della cartografia
Introduzione storica della cartografia. La rappresentazione digitale dei dati
geografici. Cenni su struttura logica dei database e gestione dei dati geografici. Modelli digitali del terreno.
24
Master MODECI
Cartografia numerica e sistemi informativi territoriali (GIS)
Caratteristiche di un sistema informativo geografico (SIT o GIS).
Definizione della struttura dei dati territoriali (vettoriali e raster). Principali
funzioni vettoriali e raster. Operazioni sui dati vettoriali e raster.
Trasformazioni geometriche. Trasformazioni tra differenti proiezioni.
Nozioni di Telerilevamento e GPS e loro integrazione con i GIS
Principali caratteristiche delle immagini da satellite. Principali campi di applicazione. Telerilevamento attivo e passivo. Satelliti: LANDSAT, SPOT,
Meteorologici, ERS. Il sistema GPS. Modalità di posizionamento di un punto.
Procedure di rilevamento: rilievo in modalità statica, statica veloce, pseudo
statica, cinematica. Integrazione con i dati vettoriali e raster interni al GIS.
Applicazioni GIS per la tutela del territorio dal rischio idrogeologico
Integrazione GIS con reti di monitoraggio. Integrazione GIS con banche
dati. Integrazione GIS con modelli di simulazione. Esercitazioni.
Operazioni su dati vettoriali e raster – Modelli digitali del terreno
Introduzione al software ArcView®. Acquisizione di dati vettoriali e raster
– digitalizzazione e rasterizzazione. Georeferenziazione dei dati e rettifica
di immagini. Riclassificazione. Operazioni di map algebra - operatori locali, zonali, focali, globali, di utilità. Creazione di un modello digitale del terreno. Introduzione al software HydroAnalyst. Estrazione parametri morfologici ed idrologici dal DTM. Applicazioni idrologiche di map-algebra condotta con i GIS: distribuzione spaziale e metodi d’interpolazione; generazione distribuita del deflusso superficiale (metodo SCS-CN). Integrazione
GIS-modelli idrologici: interfaccia HydroAnalyst.
Modulo S3 METODOLOGIE INTERNET-BASED PER IL TRATTAMENTO DI DATI IDROLOGICI
Durata 10
Sviluppo progettuale di un’applicazione Web-GIS
Strati di comunicazione: linguaggio HTML. Applicazioni WEB-server. Il
paradigma client-server, modellazione client-server. Modellazione peer to
peer. Struttura e funzionalità di un Web-GIS. Modalità di integrazione server-GIS di base.
Modulo S4 ELEMENTI DI TOPOGRAFIA
Durata 15
Geodesia e sistemi di riferimento nazionali ed internazionali, datum geodetico e georeferenziazione di elementi del territorio con analisi delle precisioni richieste ed effettivamente conseguibili.
Rilievo topografico plano-altimetrico sia con metodi tradizionali che con
tecnologie avanzate. Angoli di direzione e determinazione di coordinate.
25
Master MODECI
Livellazioni e determinazioni altimetriche. Elaborazione automatica di reti
topografiche. Cenni di teoria degli errori.
Strumenti di rilievo, stazioni integrate e cenni sull’uso geodetico del GPS.
Cenni di aerofotogrammetria e telerilevamento. Cartografia ufficiale italiana, europea e mondiale. Sistemi di elaborazione e visualizzazione grafica
informatizzata per la gestione dei dati cartografici.
Modulo S5 STRUTTURA, GESTIONE E SICUREZZA DELLE BANCHE DATI
Durata 30
Concetti introduttivi
Sistemi informativi e gestione di dati. Archivi e Basi di dati: Problemi e
Soluzioni, Sistema di Gestione di Basi di dati (Data Base Management
System - DBMS), Requisiti di un DBMS. Diversi modelli dei dati. Livelli e
Astrazioni, indipendenza dei dati.
Modello relazionale
Struttura in una base di dati relazionale. Concetti di relazione, relazione con
attributi, schema di relazione e schema di base di dati. Concetti di tupla,
istanza di relazione e istanza di base di dati. Chiave interna ed esterna.
Vincoli di integrità. Operazioni su relazioni.
Il linguaggio SQL
Definizione dati. Interrogazioni in SQL. Modifica di schemi e istanze.
Definizione di viste.
Progettazione e creazione di basi di dati
Metodologie e Modelli per il progetto di basi di dati. Modello EntitàRelazione: Entità, Relazioni e Attributi. Concetti di Sottoinsieme (ISA) e
Generalizzazione. Upload e download, Protocolli di sicurezza,
Manutenzione del database.
Esercitazioni
Modello relazionale [Esercizi su algebra e calcolo relazionale]. Il linguaggio SQL [Interrogazioni e manipolazione dati in SQL. Definizione di viste].
Progettazione e creazione di basi di dati [Introduzione al software
Microsoft SQL Server. Progettazione e creazione di un modello di database
multiparametrico georiferito. Operazioni di implementazione del database].
Modulo S6 MODELLAZIONE STOCASTICA DELLE PRECIPITAZIONI
Durata 20
Modellazione probabilistica del manifestarsi degli scrosci piovosi nel
dominio del tempo
Richiami sui processi stocastici. I processi stocastici puntuali.
26
Master MODECI
I processi stocastici puntuali unidimensionali
Counting measure, probability generating functional, moment measure.
I processi stocastici puntuali unidimensionali stazionari
Stazionarietà forte, stazionarietà debole, stazionarietà di ordine k. Densità
media, reduced moment measure, densità di covarianza. Intensità condizionata relativa, indice di dispersione, standardized count spectrum. Il processo poissoniano omogeneo e non omogeneo, proprietà: l’assenza di ‘memoria’. I processi di rinnovamento: il processo renewal-gamma.
I processi stocastici puntuali unidimensionali stazionari a cluster
Processi a cluster di tipo generale, struttura doppia: processo primario e
processo secondario. Processi poissoniani a cluster: il processo di NS Neyman-Scott, il processo BL - Bartlett-Lewis. Processi alternati, il processo RCM - Renewal Cox with Markov intensità.
Tecniche di stima parametrica
Tecniche basate sul fitting dell’intensita condizionata relativa, dell’indice di
dispersione o dello standardized count spectrum.
Esercitazione
La modellazione probabilistica del manifestarsi degli scrosci piovosi puntuali nel dominio del tempo.
Analisi numerica di un processo renewal-gamma
Generazione sintetica dei dati, calcolo delle statistiche e dell’autocorrelogramma campionario. Calcolo dell’intensità condizionata relativa campionaria, dipendenza dall’ampiezza campionaria. Verifica della sottodispersività o sovradispersività dei processi generati.
Analisi di una serie storica di occorrenze delle precipitazioni osservate a
scala sub-oraria
Risoluzione strumentale nelle misure delle piogge a scala sub-oraria.
Analisi della stagionalità delle occorrrenze osservate e valutazione delle
statistiche campionarie. Calcolo dell’intensità condizionata relativa, evidenza della sottodispersività del processo delle piogge reali.
Modellazione probabilistica delle caratteristiche degli scrosci piovosi puntuali
I processi stocastici puntuali unidimensionali marcati
Caratterizzazione probabilistica del mark; il mark quale scroscio piovoso
istantaneo. Il processo PWN - Poisson White Noise
I processi stocastici puntuali unidimensionali marcati filtrati
Caratterizzazione probabilistica del filtro, shot noise, il filtro quale scroscio
piovoso. Il processo PRP – Poisson Rectangular Pulses. I processi stocastici
puntuali unidimensionali stazionari a cluster marcati. Il processo NSWN –
Neyman-Scott White Noise e il processo RCMWN – Renewal Cox with
Markov Intensity White Noise. I processi stocastici puntuali unidimensionali
stazionari a cluster marcati filtrati. Il processo NSRP – Neyman-Scott
Rectangular Pulses e il processo BLRP – Bartlett-Lewis Rectangular Pulses.
Il processo NSBSP – Neyman Scott Beta-Shaped Pulses. Tecniche di stima
parametrica. Tecniche numeriche basate sul metodo della massima verosimiglianza (PWN). Tecniche numeriche basate sul fitting dei momenti campio-
27
Master MODECI
nari e dell’autocorrelogramma campionario (PRP, NSWN, RCMWN, NSRP,
BLRP).
Esercitazione sulla modellazione stocastica delle precipitazioni puntuali.
Analisi di una serie storica di precipitazioni osservate a scala oraria
Analisi della stagionalità delle precipitazioni osservate. Valutazione delle
statistiche campionarie, valutazione dell’autocorrelogramma campionario.
Stima parametrica dei modelli PWN, PRP, NSWN e NSRP. Generazione
sintetica di precipitazioni puntuali in accordo al modello NSRP ed analisi
delle proprietà esibite.
Modellazione probabilistica delle precipitazioni areali
Richiami sui campi casuali. Campi omogenei e campi disomogenei, campi
isotropi e campi anisotropi. Struttura correlativa di un campo casuale, funzione e matrice di covarianza, proprietà. Tecniche EDA – Exploratory Data
Analysis. Geostatistica. L’ipotesi intrinseca, il variogramma, proprietà teoriche; range, sill, il nuggett effect. Modelli teorici di variogramma, tecniche
di stima dei parametri del variogramma.
Tecniche di interpolazione spaziale statistica. Kriging semplice, kriging
ordinario, kriging universale; la cross-validation. Cenno alle Intrinsic
Random Functions, al co-kriging e al kriging non lineare. Confronto con
tecniche non statistiche. Confronto tra kriging e tecniche di inverse distance
interpolation. Confronto tra kriging e poligoni di Voronoy (Thiessen).
Confronto tra kriging e splines, dualità dell’approccio.
Esercitazione sulla modellazione probabilistica delle precipitazioni areali.
Analisi dei campi di pioggia giornaliera per eventi intensi afferenti ad un
bacino reale
Analisi preliminare dei dati osservati, applicazione di tecniche EDA.
Calcolo del variogramma sperimentale, identificazione e stima del variogramma teorico. Applicazione del kriging ordinario e sua analisi mediante
cross-validation. Valutazione delle piogge areali e raffronto con tecniche
non statistiche.
Modulo S7 FENOMENI IDROLOGICI DI BASE
Durata 22
Il ciclo idrologico
Le perdite del bacino
Infiltrazione. Il deflusso idrico nei suoli non saturi. Curva di ritenzione e
curva di conducibilità idraulica. Funzioni pedologiche delle curve caratteristiche dei suoli. Equazione di Richards per il deflusso nei mezzi porosi non
saturi. Generazione del deflusso superficiale (meccanismo di Horton, meccanismo di Dunne). Modelli semplificati di infiltrazione nel suolo non saturo (Horton, Philip, Green-Ampt, SCS). Evaporazione ed evapotraspirazione. La radiazione netta nel calcolo dell’evaporazione da superfici umide.
28
Master MODECI
Fisica dell’evapotraspirazione
Scambi di massa ed energia all’interfaccia suolo-atmosfera
Bilancio idrologico all’interfaccia suolo-atmosfera
Evapotraspirazione potenziale ed effettiva
Metodi di calcolo dell’evapotraspirazione potenziale basati sulla radiazione solare e sulla temperatura: FAO-Blaney-Criddle; Hargreaves-Samani;
Thornthwaite; Priestley-Taylor.
I metodi di calcolo basati sul processo di interscambio liquido-vapore dell’acqua: Penman, Penman-Monteith.
Intercettazione
Modulo S8 IDROMETEOROLOGIA
Durata 20
Elementi di meteorologia
Elementi di fisica dell’atmosfera. Bilancio energetico del sistema Terraatmosfera. Umidità atmosferica, masse d’aria ascendenti. Circolazione
atmosferica meridiana. Masse d’aria e fronti, il ciclone extratropicale.
Cenni sulla modellazione meteorologica.
Precipitazioni
Perturbazioni atmosferiche e loro scale spazio-temporali. Genesi delle precipitazioni. Tipologie di precipitazione. Misura delle precipitazioni.
Caratteristiche temporali e spaziali delle osservazioni pluviometriche.
Piogge intense e periodi siccitosi.
Analisi dell’informazione pluviometrica
Descrizione statistica delle osservazione pluviometriche. Struttura correlativa temporale e spaziale delle piogge. Modellazione probabilistica per gli
eventi pluviometrici estremi. Cenni sui modelli stocastici delle precipitazioni. Metodi Monte Carlo.
Modulo S9 PROCESSI IDROLOGICI DI FORMAZIONE DELLE
PIENE FLUVIALI
Durata 20
Modelli di piena concettuali
Pluviogrammi di progetto. Idrogramma Unitario Istantaneo (IUH).
Idrogramma unitario di Sherman (curva integrale ad S). Integrale di convoluzione. Funzione di picco dell’IUH. Ritardo del picco dell’IUH rispetto al
baricentro dello istogramma. Discretizzazione dell’integrale di convoluzione. Canale lineare. Serbatoio lineare. IUH composto da più elementi concettuali. Il modello cinematico o della corrivazione. Il modello dell’invaso
lineare. Sistemi di più serbatoi lineari - il modello di Nash. Canale lineare e
serbatoio lineare posti in serie – il modello di Clark. IUH geomorfologico.
29
Master MODECI
IUH topologico. IUH spazialmente distribuito. Stima dei parametri di un
modello concettuale con il metodo dei minimi quadrati. Stima dei parametri
di un modello concettuale con il metodo dei momenti. Modelli di piena
empirici. Il metodo di Snyder. Il metodo del Soil Conservation Service.
Esercitazioni
Applicazione di modelli afflussi-deflussi a casi reali
Variabilità spaziale del processo di formazione delle piene: simulazione con
modellazione spazialmente distribuita applicata su singolo sottobacino
(software didattico del CAMILAB).
Simulazione di eventi di piena con modellazione semi-distribuita applicata
a schemi complessi di bacini idrografici (software HEC-HMS).
Simulazione del bilancio idrico di un bacino secondo un approccio spazialmente distribuito (software didattico del CAMILAB).
Modulo S10 MODELLISTICA DEL BILANCIO IDROLOGICO E
TECNICHE DI MISURA DELL’UMIDITÀ DEL SUOLO
Durata 28
La modellistica di bilancio idrologico ai fini della gestione della risorsa
idrica
Bilancio energetico e bilanci di massa a schema distribuito. I modelli di sviluppo della vegetazione. Parametrizzazione da misure in situ e satellitari
(LAI e albedo). Stima e misure di ETP. L’umidità del suolo da immagini
remote di temperatura superficiale e a microonde. Schemi di assimilazione.
Applicazione.
Misure di flussi energetici e gassosi a scala locale e parametrizzazione di
indici di vegetazione
Richiami della teoria delle misure radiative, eddy correlation, bowen.
Applicazione con dati di campo. Cenni della teoria di misure di sensori
remoti passivi nel campo del visibile ed infrarosso vicino.
Parametrizzazione di indici di vegetazione da misure in situ e satellitari.
Misure dei contenuti idrici del suolo da misure in situ e da sensoristica a
microonde
Cenni sulla teoria di misure di sensori remoti attivi e passivi nel campo
delle microonde. Tecniche di georeferenziazione. Misure di umidità del
suolo. Applicazione a dati di campo.
Modulo S11 IDROLOGIA SOTTERRANEA
Durata 30
Approccio stocastico
Rappresentazione stocastica della variabilità spaziale di proprietà idrologiche. Teoria spettrale dei processi stocastici. Stime condizionate di proprietà
idrauliche: Kriging. Applicazione a casi studio di idrologia sotterranea.
30
Master MODECI
Il moto idrico nei mezzi porosi
Equazione di Bernoulli. Legge di Poiseuille. Estensione della Legge di
Poiseuille ai mezzi porosi. Legge cubica per il moto in mezzi fratturati.
Esperimento di Darcy. Legge di Darcy per mezzi saturi. Conduttività idraulica. Legge di Darcy per mezzi non saturi. Curve di ritenzione di mezzi
porosi non saturi. Conduttività idraulica relativa. Isotropia ed anisotropia.
Tomografie idrauliche. Metodi numerici per la soluzione dell’equazione del
moto. Il metodo delle celle.
Trasporto di inquinanti nei sistemi idrici sotterranei
Meccanismi di trasporto di massa: advezione, diffusione, dispersione.
Parametri idro-dispersivi. Test di tracciamento. Modello Fickiano di dispersione. Trasporto di massa conservativo: equazione di diffusione, equazione
di advezione-diffusione, equazione di advezione-dispersione. Trasporto di
massa non-conservativo: processi cinetici del primo ordine, isoterme di
adsorbimento. Trasporto di massa nella zona vadosa. Trasporto di massa
nella zona satura. Soluzioni analitiche. Soluzioni numeriche.
Modulo S12 MODELLAZIONE MATEMATICA DELLE CORRENTI
A SUPERFICIE LIBERA
Durata 41
Equazioni delle correnti a superficie libera. Resistenza al moto, sezione
composta. Singolarità idrauliche (confluenze, biforcazioni, ponti, salti di
fondo). Sistemi ellittici, parabolici e iperbolici: curve caratteristiche.
Schemi di integrazione alle differenze finite. Stabilità e consistenza.
Solutori numerici di tipo upwind. Solutori numerici di tipo upwind: equazioni vettoriali e solutori ad alta risoluzione. Condizioni al contorno, termine sorgente e singolarità. Tecniche di prevenzione delle oscillazioni numeriche. Onde di rottura dighe. Equazioni bidimensionali delle acque basse.
Esercitazioni
Tracciamento di profili di moto permanente. Uso del codice FRESCURE.
Schema Preissman. Confronto tra equazioni complete e semplificate.
Schema Roe e schema sfalsato.
Modulo S13 FENOMENI DI PROPAGAZIONE DELLE PIENE E
DELLE COLATE DI DETRITO E TERRA
Durata 41
Modelli matematici: equazioni fondamentali.
Caratteristiche matematiche dei modelli e condizioni al contorno. Metodi
numerici. Applicazioni a casi test.
Modelli di assortimento granulometrico e di non adattamento.
Considerazioni generali sulle colate di detriti. Modelli reologici delle colate
di detriti. Morfologia dei corsi d’acqua. Opere di difesa. Condizioni di
31
Master MODECI
innesco di una colata di detriti. Effetto della vegetazione in alveo.
Descrizione matematica delle colate di detriti. Reologia delle colate di
fango. Modelli matematici delle colate. Morfologia dei corsi d’acqua.
Applicazioni numeriche a casi reali.
Modulo S14 PERIMETRAZIONE DELLE AREE A RISCHIO CON
MODELLI NUMERICI BIDIMENSIONALI E CONTROLLO
DELLE PIENE
Durata 12
Individuazione e perimetrazione delle aree a rischio di inondazione con
modelli numerici bidimensionali
Richiami su quanto previsto dalla normativa DPCM 29/9/1998 per l’individuazione delle aree a rischio idraulico. Richiami sulle equazioni bidimensionali nella schematizzazione alle acque basse. Problema di Riemann. Metodi
ai volumi finiti su griglia cartesiana per la discretizzazione delle equazioni.
Schemi centrati ed upwind per il calcolo dei flussi numerici. Trattamento dei
termini sorgente. Esercitazione: Individuazione e perimetrazione delle aree a
rischio di inondazione a seguito di cedimenti arginali (fascia C).
Introduzione al caso di studio. Preparazione delle mappe bidimensionali per
la descrizione della batimetria, delle condizioni iniziali e della scabrezza.
Esempi di esecuzione dei calcoli mediante modello numerico ai volumi
finiti 2D. Restituzione ed interpretazione dei risultati. Costruzione delle
mappe inviluppo. Stime della pericolosità idraulica.
Il controllo delle piene mediante casse di espansione
Richiami sui provvedimenti strutturali di controllo delle piene con particolare riferimento ai serbatoi ed alle casse di espansione. Schemi ed esempi di
casse di espansione; casse in linea e fuori linea. Metodi di individuazione
del volume da assegnare alle casse. Equazioni che governano il fenomeno
di laminazione e loro risoluzione numerica.
Esercitazione
Verifica di una cassa di espansione. Introduzione al caso di studio. Calcolo
delle leggi di efflusso dal manufatto regolatore e della legge quote-volumi
invasati della cassa.
Richiami sulla costruzione degli idrogrammi sintetici di assegnato tempo di
ritorno per la verifica della cassa. Laminazione degli idrogrammi sintetici.
Confronto tra le statistiche dei colmi di piena in ingresso ed in uscita dalla
cassa.
Valutazione dell’effetto di laminazione.
Modulo S15 LE GRANDI DIGHE ED I TERRITORI DI VALLE
Durata 10
Il Registro Italiano Dighe (RID): organizzazione territoriale
Le grandi dighe italiane
32
Master MODECI
Principali caratteri descrittivi. Caratterizzazioni morfometriche.
La sicurezza idrologica delle dighe
Organi di scarico. Gli scarichi di superficie. La gestione degli eventi di
piena. Le valutazioni delle portate di massima piena. L’informazione idrologica disponibile. L’informazione idrometrica. Le principali metodologie
di valutazione. L’utilizzo dei serbatoi come misuratori di portata e per la
taratura dei modelli afflussi-deflussi.
Gli studi di propagazione delle portate uscenti dal serbatoio per manovre
volontarie sugli organi di scarico e ipotetica rottura dello sbarramento
La massima portata transitabile in alveo. Gli idrogrammi di rottura.
Problematiche inerenti i modelli numerici di propagazione delle portate
rilasciate dai serbatoi: Il Codice ORSA. Il documento di protezione civile.
Le principali attività di ricerca dell’Ufficio Idraulica
Le onde impulsive. Analisi bivariata portate-volumi. Valutazione del
rischio idraulico per un serbatoio.
Modulo S16 FENOMENI DI PROPAGAZIONE DI COLATE DI
DETRITO E TERRA
Durata 20
Filmato introduttivo
Utilità dello studio del dam break per l’analisi degli aggravi delle piene
La sicurezza delle dighe
Situazione mondiale. Dighe e terremoti; dighe e guerra. Sicurezza delle
dighe in Italia; i casi di Val di Stava e Val Pola. La normativa italiana.
Rottura delle dighe murarie: il caso della diga di Malpasset. Piene conseguenti a rottura di dighe in terra. Dati storici e loro utilità per la modellistica.
Modellistica di “dam breach”
Formule statistiche. Rassegna e discussioni di modelli fisicamente basati e
diversa schematizzazione idraulica.
Piene conseguenti a rotture di sbarramenti murari
Richiami delle soluzioni teoriche.
Modellistica numerica di propagazione negli alvei naturali
Metodi shock-capturing: discussione delle prestazioni degli schemi attualmente proposti in letteratura.
Casi di studio in situazioni in cui siano applicabili schemi monodimensionali: il caso dell’inondazione del fiume Reyran e dell’ipotetica inondazione
lungo il fiume Mucone.
Schemi monodimensionali in alvei naturali con aree golenali
Equazioni del moto. Sezioni trasversali. Coefficienti di scabrezza.
Sinuosità. Rilievi. Accuratezza dei dati. Influenza dell’accuratezza dei rilievi topografici sul calcolo della propagazione.
Modellistica bidimensionale; il caso di Farneto del Principe. Modellistica a
fondo mobile.
33
Master MODECI
Modulo S17 MODELLI DI SIMULAZIONE E GESTIONE DELL’EMERGENZA IDROGEOLOGICA
Durata 22
L’analisi del rischio e la sua mitigazione
L’equazione del rischio. Interventi strutturali e non strutturali.
Il modello di intervento nella gestione dell’emergenza
Articolazione in fasi. Le azioni. I soggetti coinvolti. Il piano di emergenza.
L’identificazione delle aree vulnerate e delle aree vulnerabili
Aree storicamente vulnerate: il progetto AVI, la banca dati ASICAL. La
delimitazione delle aree a rischio di inondazione. La delimitazione delle aree
a rischio di frana. L’analisi di vulnerabilità del territorio. Piani straordinari e
piani stralcio. Il Piano di assetto idrogeologico (PAI) della Calabria. Il programma di previsione e prevenzione della provincia di Cosenza.
Le reti di monitoraggio
La rete telepluviometrica e teleidrometrica nazionale. La rete telepluviometrica calabrese. I centri funzionali. Il centro funzionale della Calabria. Le
soglie pluviometriche. Il progetto SIRECAM. I modelli di preannuncio
delle piene (Topmodel, WROOM, ecc). Movimenti franosi e precipitazioni
atmosferiche (modelli idrologici per il preannuncio degli eventi franosi,
modello FLaIR). La previsione delle piogge (modello PRAISE).
Il presidio territoriale
Struttura organizzativa. Cartografia di base. Carta dei punti di possibile
crisi. Carta dei percorsi. Le UTM.
I piani di emergenza
Il piano interprovinciale di emergenza di Sarno. Il piano comunale di emergenza di Crotone. Il piano di emergenza della provincia di Cosenza.
L’esercitazione Cosenza 2004.
Modulo S18 MODELLAZIONE MATEMATICA DEI MOVIMENTI
FRANOSI
Durata 50
Teoria della plasticità e modelli costitutivi avanzati dei terreni
Formazione di bande di taglio. Problemi transitori nei mezzi porosi:
approccio accoppiato e disaccoppiato. Metodi di analisi numerica con particolare riferimento al metodo degli elementi finiti. Discretizzazione nello
spazio e metodi di integrazione nel tempo. Algoritmi di soluzione di problemi non lineari per lo studio del comportamento meccanico dei terreni.
Liquefazione statica e mobilità ciclica.
Classificazione dei movimenti franosi
Modellazione matematica dei fenomeni di instabilità
Analisi di stabilità dei versanti con il metodo degli elementi finiti.
34
Master MODECI
2.3 I seminari
Nello stesso periodo sono stati tenuti i seminari riportati nella
seguente Tabella.
TITOLO
DOCENTE
ENTE
Andrea
PAPADOPOULOS
Giovanni
MENDUNI
Univ.Carolina
del Nord
Autorità di
Bacino Arno
Mario
MAIOLO
Università
della Calabria
Salvatore
GRASSO
Renato
MORBIDELLI
ARSSA
Sistemi di preannuncio delle piene in
tempo reale. Il caso del fiume Ticino a
Pavia.
Stima delle sollecitazioni idrologiche
sull'asta del Po per la valutazione del
rischio connesso all'insufficienza e al
cedimento delle arginature.
Scenari di inondazione connessi a
cedimenti arginali lungo l'asta del Po e
sugli affluenti mediante modellazioni
numeriche bidimensionali.
Elementi per la progettazione di reti di
monitoraggio di grandezze distribuite:
applicazione alle reti pluviometriche.
Tecniche spaziali e cartografiche di
monitoraggio e controllo del territorio.
Carla
SALTALIPPI
Università di
Perugia
Ugo
MAIONE
Politecnico di
Milano
Paolo
MIGNOSA
Università di
Parma
Baldassarre
BACCHI
Università di
Brescia
Fabrizio
FERRUCCI
Università
della Calabria
Piano di tutela delle acque e bilancio
idrogeologico: primi risultati per le
Regioni Calabria e Puglia.
Silvia
CARECCHIO
Vito
SPECCHIO
Ezio
TODINI
Sogesid
Enrica
CAPORALI
Università di
Firenze
Modelli stocastici per l'inquinamento
dell'acqua.
La pianificazione di bacino in tema di
rischio idraulico: risultati, sviluppi e
prospettive.
Attività amministrativa della provincia
di Cosenza in materia di protezione
civile e difesa del suolo.
Attività dell'ARSSA nel settore GIS.
Modelli matematici per la stima
dell'infiltrazione locale e areale.
Le nuove frontiere della previsione e la
gestione delle emergenze di piena in
tempo reale.
Analisi del rischio idraulico connesso
all'interazione tra corsi d'acqua e
infrastrutture di attraversamento.
Tabella 2.3.1 - Attività seminariale
Università di
Perugia
Università di
Bologna
(continua)
35
Master MODECI
TITOLO
DOCENTE
Criteri generali d'intervento della difesa
idraulica del territorio con particolare
riguardo alla manutenzione delle opere
idrauliche.
Organizzazione strutturale e funzionale
del sistema di allertamento nazionale.
Introduzione alla dinamica del clima.
Individuazione e perimetrazione delle
aree montane e pedemontane soggette al
rischio idraulico.
Datamat e i sistemi per l'ambiente.
I rischi nell'assetto Nazionale e
Comunitario.
Metodi di previsione degli incendi
boschivi.
Applicazione della modellazione
meteorologica per le previsioni a breve,
media e lunga scadenza di eventi
estremi.
Teoria ed attività dimostrative relative
all’uso di modelli matematici di
propagazione di fenomeni di colata e di
inquinanti nei corpi idrici superficiali.
La stima dell’incertezza presente nelle
simulazioni prodotte da modelli
idrologici.
Modellistica distribuita della
trasformazione afflussi-deflussi.
La propagazione delle acque superficiali
nei reticoli di drenaggio naturali.
La determinazione sperimentale delle
resistenze allo scorrimento idrico
superficiale negli alvei montani.
Modelli meteorologici ad area limitata.
Tabella 2.3.1 - Attività seminariale
ENTE
Giuseppe
FREGA
Università
della Calabria
Bernardo
DE
BERNARDINIS
Alfonso
SUTERA
Francesco
PUMA
Dipartimento
Protezione
Civile
Università La
Sapienza
Autorità di
Bacino del Po
Marco
FOLINO
Giuseppina
MONACELLI
Francesco
IOVINO
Alessandro
PEZZOLI
Datamat Spa
Luca
COZZOLINO
Università di
Salerno
Alberto
MONTANARI
Università di
Bologna
Alberto
MONTANARI
Stefano
ORLANDINI
Stefano
ORLANDINI
Università di
Bologna
Università di
Ferrara
Università di
Ferrara
Livio
CASELLA
Stefano
FEDERICO
Teresa
LO FEUDO
CRATI s.r.l.
APAT
Università
della Calabria
Politecnico di
Torino
(continuazione)
36
Master MODECI
2.4 Altre attività
Oltre all’attività didattica in aula e laboratorio, sono state effettuate
alcune visite di studio: una presso il Commissariato di Governo per l’emergenza idrogeologica della Campania, una al CUDAM di Trento, ove
si è tenuta anche una settimana di corsi, una al Centro Cartografico
ARSSA di Reggio Calabria.
Foto 2.4.1 - Visita di studio a Trento
37
Master MODECI
Diversi sono stati i momenti di confronto programmati con la comunità scientifica: in particolare si è tenuta una tavola rotonda sul tema
“Profili istituzionali e scientifici della difesa del suolo” e si è svolto il
Workshop “Modelli matematici per la simulazioni di catastrofi idrogeologiche” (ved. par. 2.7).
Immag. 2.4.2 - Programma della tavola rotonda
2.5 Lo stage
Il periodo di stage, della durata di 700 ore, è stato svolto in varie sedi
nazionali ed estere. Sulla base delle disponibilità manifestate da Partners
ed altri Enti, Centri di ricerca ed Università, sono state individuate alcune sedi di stage. Tenendo conto anche delle necessità e delle preferenze
degli allievi, il Comitato Tecnico Scientifico ha provveduto ad assegnare
le sedi di stage riportate nella tabella 2.5.1.
Come previsto in fase di progetto e indicato nel Bando, ai primi due
allievi in graduatoria è stata data la possibilità di effettuare lo stage a
New York e, considerata la disponibilità finanziaria e le richieste pervenute da alcuni allievi, il numero di sedi estere è stato aumentato di due
posti (uno in Portogallo, l’altro in Germania).
38
Master MODECI
Immag. 2.5.1 Locandina della
tavola rotonda
39
Master MODECI
ALLIEVO
Bevacqua
Maria
SEDE
Datamat
S.p.A - Roma
ARGOMENTO
Progettazione e sviluppo interfaccia
Data Analysis per il sistema di
previsione e gestione del rischio
idrogeologico “MUSHROOM”.
Applicazione del metodo del
triangolo sia nel dominio dello
spazio che in quello del tempo, per
la determinazione del contenuto
d’umidità del suolo a partire da dati
di temperatura superficiale e indice
vegetativo NDVI ricavati da
immagini satellitari.
Studio delle tecniche di stima del
LAI da immagini satellitari. Uso
del software ENVI 4.0 per la
determinazione di NDVI da
immagini satellitari: correlazione
(NDVI)–(LAI da misure al suolo).
Borrelli
Fabio
Politecnico di
Milano
Caloiero
Tommaso
Politecnico di
Milano
Collorafi
Serena
Dipartimento Studio per l’identificazione delle
soglie pluviometriche di innesco
Protezione
Civile - Roma delle frane ai fini di protezione
civile.
Ing.
Paola
Pagliara
Costabile
Pierfranco
Università di
Trento
Modellistica fisico-numerica delle
colate di fango e detrito.
Prof.
Aronne
Armanini
Cundari
Laura
Datamat
S.p.A - Roma
Realizzazione dell’help on line
del sistema di previsione e
gestione del rischio
idrogeologico MUSHROOM.
Dott.
Stefania
Mazzeo
Fusto
Francesco
Università di
Bologna
Miglioramento delle stime
quantitative di pioggia
utilizzando informazioni
derivanti da differenti sensori
(satellite, radar meteor.,
pluviometri).
Prof.
Ezio
Todini
Gigliotti
Antonio
Polytecnic of
New York
(USA)
Analisi dei sistemi di trattamento
disponibili sul mercato per la
riduzione delle sostanze
inquinanti presenti nelle acque di
ruscellamento prima
dell’immissione nella rete
fognaria lungo le autostrade.
Prof.
Konstantinos
Kostarelos
Tabella 2.5.2 - Sedi di stage, argomenti trattati e Tutors
40
TUTOR
Dott.
Stefania
Mazzeo
Prof.
Marco
Mancini
Prof.
Marco
Mancini
(continua)
Master MODECI
ALLIEVO
SEDE
ARGOMENTO
Grimaldi
Carmelo
Universidad
da Peira
Interior Covilha
(Portogallo)
Studio dei fenomeni erosivi
localizzati in prossimità delle pile
dei ponti fluviali.
Comprensione del fenomeno
tramite approccio teorico ed
esperimenti su modello fisico.
Prof.
Antonio
Cardoso
Maletta
Roberta
Institute for
Landscape
ecology and
resources
management
- Giessen
(Germania)
Polytecnic of
New York
(USA)
Studio dell’influenza
dell’interpolazione spaziale dei
dati di intensità di pioggia sulle
simulazioni del modello
idrologico SWAT.
Prof.
Sander
Huisman
Analisi dei sistemi di trattamento
disponibili sul mercato per la
riduzione delle sostanze
inquinanti presenti nelle acque di
ruscellamento prima
dell’immissione nella rete
fognaria lungo le autostrade
Prof.
Konstantinos
Kostarelos
Oliverio
Ernesto
Datamat
S.p.A - Roma
Dott.
Stefania
Mazzeo
Romeo
Zaira Maria
Roma –
Datamat
S.p.A.
Realizzazione dei tool di
BACKUP e RESTORE per il
sistema di previsione e gestione
del rischio idrogeologico
MUSHROOM.
Studio teorico sulla
radarmeteorologia:
Radar polarimetrici, Radar
doppler e Wind shear.
Salomone
Francesco
Università di
Brescia
Studio di tecniche per la stima di
umidità del suolo tramite
telerilevamento.
Proff.
Baldassarre
Bacchi,
Roberto
Ranzi
Veltri
Roberto
Università di
Brescia
Studio della mitigazione degli
effetti delle carenze idriche.
Proff.
Baldassarre
Bacchi,
Roberto
Ranzi
Zimbo
Fabio
Datamat
S.p.A Roma.
Stima dell’intensità di pioggia e
del tipo di precipitazione
mediante misure da radar
polarimetrico.
Algoritmo in linguaggio IDL che
implementa un sistema di logica
fuzzy.
Dott.
Emilio
Guerriero
Mazzuca
Luigi
Tabella 2.5.2 - Sedi di stage, argomenti trattati e Tutors
41
TUTOR
Dott.
Emilio
Guerriero
(continuazione)
Master MODECI
Al termine del periodo di stage, gli allievi hanno presentato e discusso
in seduta pubblica un elaborato con il lavoro svolto.
2.6 Il Project Work Finale
Il Project Work Finale, della durata minima di 200 ore, è stato svolto
presso il CAMILab (Laboratorio di Cartografia Ambientale e
Modellistica Idrogeologica) dell’Università della Calabria.
Finalizzato all’applicazione di quanto appreso nei moduli formativi,
esso ha previsto lo studio di un modello e la realizzazione di un elaborato
finale, oggetto di valutazione a conclusione dell’intero Master. Il PW è
consistito nell’applicazione di Modelli Matematici avanzati a casi di studio
reali e nell’analisi dei risultati ottenuti. Ciascun allievo è stato affiancato
da un tutor - docente, dottore o dottorando - dell’Università della Calabria.
Presso il CAMILab, appositamente attrezzato con postazioni informatiche e modelli matematici, sono stati presenti dei Tutors che hanno
provveduto all’assistenza didattica nonché alcuni assistenti tecnici che
hanno curato il funzionamento dei PC e dei Modelli.
L’elenco degli allievi, dei modelli e dei tutors, con relativa qualifica, è
riportato nella tabella 2.6.1.
In particolare, nella tabella 2.6.2 sono riportati i titoli dei lavori finali.
2.7 Il I Workshop MODECI
Tra le iniziative più significative svoltesi nel periodo di Master e finalizzate alla diffusione dei risultati ed alla pubblicizzazione del progetto,
rientra la realizzazione del I Workshop “Modelli matematici per la simulazione di catastrofi idrogeologiche”.
Il Workshop si è svolto martedì 30 e mercoledì 31 marzo 2004 presso l’Aula Magna dell’Università della Calabria. Al rilevante appuntamento hanno preso parte i maggiori esponenti del mondo scientifico
universitario nazionale per discutere dei principali modelli matematici
finalizzati alla simulazione dei fenomeni naturali intensi e pericolosi
quali piene fluviali, movimenti franosi, colate detritiche, mareggiate,
incendi boschivi.
Sono stati trattati i seguenti temi:
- piene fluviali
- movimenti franosi
- colate di detrito e fango
- mareggiate ed erosione costiera
- diffusione e dispersione degli inquinanti nelle acque superficiali e
sotterranee
- incendi boschivi
- cartografia numerica e GIS.
Del Comitato Scientifico hanno fatto parte:
42
Master MODECI
ALLIEVO
Maria
BEVACQUA
Fabio
BORRELLI
Tommaso
CALOIERO
Serena
COLLORAFI
Pierfranco
COSTABILE
Laura
CUNDARI
Francesco
FUSTO
Antonio
GIGLIOTTI
Carmelo
GRIMALDI
Roberta
MALETTA
Luigi
MAZZUCA
Ernesto
OLIVERIO
Zaira Maria
ROMEO
Francesco
SALOMONE
Roberto
VELTRI
Fabio
ZIMBO
ALLIEVO
Maria
BEVACQUA
Fabio
BORRELLI
Tommaso
CALOIERO
Serena
COLLORAFI
MODELLO
MIKE 11
HEC-HMS
MIKE 11
SHALSTAB
FLO-2D
TELEMAC
RAINMUSIC
TOPKAPI
FLOW-3D
SWAT
MIKE SHE
TOPMODEL
SINMAP
HEC-RAS
SWMM5
MIKE SHE
TUTOR
Giuseppe
VIGGIANI
Ennio
FERRARI
Beniamino
SIRANGELO
Giovanna
CAPPARELLI
Francesco
MACCHIONE
Giuseppe
VIGGIANI
Davide
DE LUCA
Daniela
BIONDI
Francesco
CALOMINO
Giuseppe
MENDICINO
Salvatore
STRAFACE
Giuseppe
MENDICINO
Giovanna
CAPPARELLI
Alfonso
SENATORE
Giulio
PALMA
Luciano
CAROTENUTO
QUALIFICA
Dottore
di ricerca
Docente
UNICAL
Docente
UNICAL
Dottoranda
di ricerca
Docente
UNICAL
Dottore
di ricerca
Dottorando
di ricerca
Dottore
di ricerca
Docente
UNICAL
Docente
UNICAL
Docente
UNICAL
Docente
UNICAL
Dottoranda
di ricerca
Dottorando
di ricerca
Dottorando
di ricerca
Docente
UNICAL
Tabella 2.6.1 Modelli analizzati e Tutors dei
Project Work
Finali
TITOLO PROJECT WORK
Il software MIKE 11: simulazione di eventi di piena sul
T.Budello.
Il modello di simulazione idrologica HEC-HMS.
Un’applicazione al bacino del fiume Esaro.
Il software MIKE 11: un’applicazione al bacino del fiume
Savuto.
Rischio frane: studio del fenomeno e utilizzo del software
SHALSTAB per la determinazione delle carte di pericolosità.
Tabella 2.6.2 - Titoli dei Project Work Finali
43
(continua)
Master MODECI
ALLIEVO
Pierfranco
COSTABILE
Laura
CUNDARI
Francesco
FUSTO
Antonio
GIGLIOTTI
Carmelo
GRIMALDI
Roberta
MALETTA
Luigi
MAZZUCA
Ernesto
OLIVERIO
Zaira Maria
ROMEO
Francesco
SALOMONE
Roberto
VELTRI
Fabio
ZIMBO
TITOLO PROJECT WORK
Propagazione di piene catastrofiche con il software FLO-2D.
Il software TELEMAC 2D: ricostruzione dell’inondazione di
Crotone del 1996.
RAIN MUSIC. Multi Sensor Precipitation Integration
Calibration for flood forecasting.
Il modello afflussi-deflussi fisicamente basato TOPKAPI.
Un’applicazione al bacino del Turbolo.
Il software FLOW 3D: simulazioni di alcuni fenomeni
idraulici.
Applicazione del modello SWAT al bacino dell’Ancinale.
Applicazione del modello MIKE SHE al bacino del Torrente
Turbolo per la determinazione del bilancio idrologico.
Il modello idrologico TOPMODEL.
Valutazione della suscettibilità da frana nell’area di Sarno
mediante il modello probabilistico SINMAP.
Il software HEC-RAS. Alcune applicazioni in moto
permanente e in moto vario.
Il modello EPA SWMM5. Analisi di sensitività rispetto alle
osservazioni sul bacino del Canale Liguori in Cosenza.
Sull’uso accoppiato dei modelli MIKE SHE e MIKE 11 per la
previsione di eventi di piena per il bacino del torrente Turbolo.
Tabella 2.6.2 - Titoli dei Project Work Finali
-
(continuazione)
Aronne Armanini - Università di Trento
Baldassarre Bacchi – Università di Brescia
Luciano Carotenuto - Università della Calabria
Fabrizio Ferrucci - Università della Calabria
Giuseppe Frega - Università della Calabria
Luigi Natale - Università di Pavia
Andrea Rinaldo - Università di Padova
Lucio Ubertini - CNR – IRPI – GNDCI
Il comitato organizzatore è stato composto da: Pasquale Versace,
Daniela Biondi, Giovanna Capparelli, Cristiano Costantini, Francesco
Cruscomagno, Davide De Luca, Ennio Ferrari, Maria Annunziata Longo,
Francesco Macchione, Giuseppe Mendicino, Daniela Pantusa,
Beniamino Sirangelo.
Numerosi i contributi scientifici apportati dai rappresentanti di circa
15 Università italiane, tra cui quelle di Napoli Federico II, Reggio
Calabria, Trento, Pavia, Palermo e del Politecnico di Milano.
44
Master MODECI
I partecipanti, afferenti non solo ad Enti di Ricerca ma anche a strutture pubbliche, sono stati oltre 300. Nel corso del Workshop sono stati raccolti 59 Work-paper, a testimonianza del notevole interesse riscosso nel
Immag. 2.7.1 Locandina
del
Workshop
45
Master MODECI
mondo accademico. Gli Atti del Workshop sono stati pubblicati in un
apposito Volume.
Di seguito è riportato l’elenco delle memorie presentate.
- Il Master “Modellazione Matematica di Catastrofi Idrogeologiche”
M.A. Longo, P. Versace
- Il sistema di allertamento e gli strumenti operativi per il monitoraggio
idrometeorologico in Calabria
R. Niccoli, G. Iiritano, S. Arcuri, A. C. Corina, L. De Felice, L.
Marsico
- L’impiego delle previsioni meteorologiche nell’allertamento per il
rischio idrogeologico nella Regione Calabria
R. Niccoli, G. Iiritano, A. C. Corina, M. De Filpo
- Sulla individuazione delle corrette condizioni al contorno per i modelli dinamici di trasporto solido 1-d
C. Di Cristo, M. Iervolino, A. Vacca
- Un modello dinamico per il trasporto di sedimenti in moto vario
M. Iervolino, M. Greco, C. Di Cristo
- Modellazioni idrologico-idrauliche per la delimitazione dell’area
inondata nell’alluvione di Soverato (Calabria)
G. Aronica, S. Gabriele, R. Gaudio
- Algoritmi multifrattali e loro utilizzo per la definizione di modelli di
piena
M. Veltri, S. Gabriele, S. G. De Bartolo, R. Gaudio, L. Primavera
- Un modello di inondazione in area urbana
A. Sole, G. Zuccaro
- Il trasporto solido negli alvei delle fiumare calabre originato dai
debris flow innescati dalle grandi frane
A. Guerricchio, V. Biamonte, R. Mastromattei, M. Ponte
- Simulazioni di inondazioni fluviali in presenza di rilevati incorrenti
nella tracimazione
A. Boccafoschi, B. Rejtano
- Soluzione accurata delle shallow water equations
L. Cozzolino, D. Pianese
- Applicazione a 5 bacini siciliani di una procedura integrata per lo studio della propagazione delle onde di piena mediante modellazione
bidimensionale e uso di cartografia digitale
G. La Loggia, C. Nasello, D. Termini, T. Tucciarelli
- Simulazione di onde di sommersione su topografie reali
L. Natale, G. Petaccia, F. Savi
- Potenzialità dell’interfaccia grafica del codice O.R.S.A.
L. Natale, G. Petaccia, F. Savi
- Simulazioni numeriche bidimensionali di fenomeni di dam-break
C. Costanzo, F. Macchione
- Calcolo dell’erosione del fondo in fenomeni di dam-break
P. Costabile, F. Macchione, L. Rinaldi
46
Master MODECI
- Misure di similarità idrologica basate su piogge e portate giornaliere
in bacini dell’Italia Meridionale
E. Ferrari
- Una rassegna di metodi per la valutazione della piena indice
A. Gioia, V. Iacobellis, M. R. Margiotta
- Un modello distribuito di bilancio radiativo per la stima del bilancio
idrologico a scala di bacino
M. Mancini, J. Martinelli, G. Ravazzani
- Simulazione numerica di fenomeni franosi in terreni con comportamento strain-softening
A. Troncone
- Analisi numerica di un movimento franoso
E. Ausilio, E. Conte
- Analisi delle condizioni di innesco di una colata di fango
R. Cairo, G. Dente
- Valutazione, attraverso modellazione matematica uni- e bi-dimensionale dei fenomeni di moto vario, delle interazioni tra correnti detritiche e briglie frangi-colata
L. Barbiero, L. Cozzolino, V. Iavarone, D. Pianese
- Effetto di un’opera di trattenuta sul volume trasportato da una corrente detritica
P. Ghilardi, M. Pagliardi
- Indagine sperimentale dell’efficacia di un dispositivo a griglia di
fondo per colate di fango. Primi risultati
G. De Martino, F. De Paola, N. Fontana, M. Giugni
- Analisi dell’impatto di colate detritiche ad alta velocità su strutture di
contenimento
F. Federico, A. Musso, A. Amoruso
- Realizzazione di un sistema di preannuncio delle frane innescate da
pioggia
G. Capparelli, B. Sirangelo, P. Versace
- Evoluzione di colate rapide di fango verificatesi nel maggio 1998 e
dicembre 1999 in Campania
F. Ortolani, S. Pagliuca, V. Toppi, T. Zullo
- Incendi boschivi e colate detritiche
F. Ortolani, S. Pagliuca
- Valutazione della suscettibilità da frana nella conca di Agnano (Napoli)
mediante applicazione di un modello su base fisica (SHALSTAB)
D. Calcaterra, R. De Riso, D. Di Martire
- Zonazione sismica di instabilità di versanti naturali: applicazioni ad
un’area campione mediante GIS
V. Aiello, A. Barile, F. Silvestri
- Il bacino idrografico del fiume Imera Meridionale. Valutazione della
pericolosità da frana
V. Liguori, D. Mortellaro
47
Master MODECI
- Simulazione numerica del regime delle pressioni interstiziali nelle
coltri piroclastiche di copertura delle colline di Napoli
A. Evangelista, M.V. Nicotera, A. Scotto Di Santolo
- Desertificazione e siccità: dall’analisi del rischio alla previsione del
fenomeno tramite procedure GIS
G. Mendicino, A. Senatore
- Influenza dell’errore di modellazione e di caratterizzazione sull’affidabilità delle previsioni
S. Troisi, C. Fallico, S. Straface, E. Migliari, V. Gagliardi, L.
Mazzuca, T. Tucci
- Impatto dello sversamento di acque miste nel fiume Crati
F. Calomino, P. Piro, P. Veltri, M. De Filpo, G. Palma
- Sulla struttura dei gruppi di onde alte in mare: effetti di non linearità
F. Arena, D. Pavone
- Sulla struttura dei gruppi di onde alte in mare: l’interazione con una
corrente uniforme e stazionaria
F. Arena, A. Romolo
- Identificazione dell’impatto al suolo delle mareggiate lungo le coste
della Calabria: aspetti metodologici
O. Petrucci, V. De Matteis, P. Versace
2.8 La giornata conclusiva
A conclusione dell’intero percorso formativo si è svolta una giornata
di studio, nel corso della quale sono stati consegnati anche gli Attestati
agli “Esperti per l’analisi e la previsione di catastrofi idrogeologiche”.
Immag. 2.8.1 - Programma giornata finale
48
Master MODECI
Immag. 2.8.2 Locandina
giornata finale
49
Master MODECI
3. Gli allievi
3.1 Elementi relativi ai formandi e curricula
Su 18 posti a concorso, gli allievi del master sono risultati essere 17 in
seguito a formale rinuncia da parte di un’allieva. Dei 17 formandi, 6
sono donne ed 11 uomini. Tutti sono residenti in Calabria e 14 di essi
risiedono nella provincia di Cosenza. Tutti gli allievi, come da bando,
sono laureati in Ingegneria: 6 sono laureati in Ingegneria Civile e 11 in
Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio. Uno degli allievi è in possesso anche del titolo di Dottore di Ricerca.
Tutti i formandi hanno conseguito la Laurea con votazione non inferiore a 106, mentre circa il 60% ha riportato una votazione di 110 o di
110 e lode. Tale elevata preparazione iniziale è in linea con il livello di
elevata specializzazione che si è inteso dare al master.
Di seguito sono riportati i Curricula degli allievi selezionati.
Foto 3.1 - Gli allievi del Master
50