Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento si propone di trasmettere allo studente di Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio
- la conoscenza dei principi di base della disciplina idrogeologica e della connessione tra acque sotterranee e superficiali come unico sistema ambientale;
- la capacità di studiare ed analizzare quantitativamente i principali aspetti idrogeologici naturali e l'impatto antropico su di essi;
- la capacità di esprimere concetti scientifici complessi in forma elaborata, sia oralmente che in forma scritta, con proprietà di linguaggio e pertinenza concettuale;
- la capacità di sviluppare una autonomia di analisi e di elaborazione di situazioni idrogeologiche complesse, al fine di una gestione integrata.
Al termine del corso lo studente è in grado di
- Descrivere quantitativamente la struttura geometrica e idrogeologica di un contesto ambientale complesso
- Calcolare i principali parametri idrogeologici e capire la loro influenza sul contesto ambientale
- Calcolare la velocità di flusso di una falda
Al termine del corso lo studente ha acquisito una autonomia di giudizio che gli permette di
- Analizzare un problema idrogeologico ambientale
- Identificare gli strumenti più idonei per tale analisi
Nel corso viene acquisita una capacità di apprendere declinabile in:
- Applicare le conoscenze acquisite a contesti anche differenti da quelli studiati durante il corso
- Comprendere articoli scientifici relativi alla caratterizzazione idrogeologica di un sistema ambientale
Contenuti sintetici
Il corso è mirato allo studio delle risorse idriche sotterranee, e la loro relazione con le acque superficiali, al fine di una loro gestione sostenibile. In particolare l'insegnamento insegna a sviluppare valutazioni quantitative degli spetti idrogeologici.
Il corso tratta:
- la caratterizzazione tridimensionale fisica, geometrica e idrogeologica di un mezzo poroso,
- gli elementi naturali ed antropici del bilancio idrogeologico,
- le proprietà idrogeologiche degli acquiferi liberi e confinati, le caratteristiche idrauliche dei pozzi in pompaggio,
- l’impatto sulle acque sotterranee di strutture antropiche quali barriere idrauliche, cave, centrali di pompaggio, sistemi di irrigazioni, etc.
Programma esteso
Il corso è articolato in moduli formativi settimanali, secondo una modalità blended learning, utilizzando attività in presenza frontale in aula e attività in elearning, implementata sulla piattaforma Moodle di Ateneo.
In particolare il corso sarà strutturato in moduli, settimanali, suddivisi per argomenti:·
- falde, acquiferi liberi e confinati e loro caratteristiche: elementi strutturali e idraulici per caratterizzarli,
- il bilancio idrogeologico: voci di bilancio in entrata e in uscita in aree di pianura o in aree montane,
- le sezioni idrogeologiche per ricostruire la struttura sotterranea: ricostruzione di sezioni idrogeologiche manuali,
- le leggi che governano l’idrogeologia: leggi di Darcy, di Dupuit, di Bernulli.
- i parametri idrogeologici: conducibilità idraulica, trasmissività, velocità reale e apparente, coefficiente di immagazzinamento,
- il reticolo di flusso negli acquiferi: linee isopiezometriche e linee di flusso, reticolo 3D,
- perforazioni e strumentazione idrogeologica: pozzi e piezometri, sviluppo e completamento,
- la captazione delle falde: coni di pompaggio dei pozzi, interferenza tra pozzi, area di protezione e di rispetto.
L'insegnamento prevede anche la presenza per 30 ore di un TUTOR DISCIPLINARE che segue gli studenti, in particolare nella modalità blended elearning per rispondere ai loro quesiti sulla piattaforma, predisporre i quiz di allenamento, spronare una attiva partecipazione al forum e, in generale, per aiutarli a seguire lo sviluppo del corso in modo costante e regolare e aiutarli ad arrivare all'esame più preparati.
Prerequisiti
Conoscenze del bilancio idrologico e della dinamica di base dei fluidi.
Modalità didattica
L'insegnamento viene svolto in modalità blended-elearning e si articola nei seguenti metodi didattici:
- 16 lezioni frontali da 2 ore di didattica erogativa ed interattiva, alternate durante la lezione (4 cfu)
- 8 esercitazioni da 2 ore di didattica interattiva, svolta in autonomia dallo studente (2 cfu)
Ogni modulo formativo include una struttura specifica di erogazione dei contenuti:
1. una lezione frontale, per chiarire gli aspetti teorici più complessi, da svolgere in presenza in aula con due incontri di due ore a settimana (per un totale di 32 ore);
2. materiale proiettato e discusso dal docente in aula;
3. esercizi guidati svolti dal docente che lo studente potrà percorre e seguire con i propri tempi e modi;
4. sviluppo di quiz specifici per ogni argomento che aiutino lo studente, in autovalutazione, a prepararsi all’esame;
5. forum specifico sull'argomento che favorisca il continuo confronto tra studenti, docenti e tutor. Il docente modererà tutti i forum asincroni volti ad approfondire i temi del corso, con l'ausilio del materiale messo a disposizione.
Materiale didattico
Testo - Fetter C.W., 2014. Applied hydrogeology, Prentice Hall
Risorse del docente, disponibili al link (https://elearning.unimib.it/course/view.php?id=57758)
- slide presentate in aula
- materiale video di approfondimento
- materiale di approfondimento per lo studio autonomo nelle ore in blended elearning
- esercizi svolti e da svolgere in autonomia
- quiz di allenamento in autonomia
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Le competenze fornite durante le lezioni frontali sono valutate con
- attività in itinere in blended-learning durante lo svolgimento del corso
- un esame scritto al termine dell'insegnamento
- un esame orale facoltativo su richiesta dello studente.
L'attività in blended-elearning prevede esercizi che devono essere svolti dallo studente durante l'insegnamento e consegnati a fine corso. Questa attività concorre alla valutazione finale per massimo 10/30.
Lo scritto consiste in
- quattro domande aperte (per un totale massimo di 10/30) per verificare la conoscenza dei principi della disciplina, la capacità di trattare le principali situazioni idrogeologiche e la capacità di esprimere concetti scientifici complessi (tali domande pesano per il 50% dello scritto)
- un esercizio che riunisce le competenze acquisite durante il corso (per un totale massimo di 10/30), per verificare la capacità di collegare le varie parti del programma per affrontare reali problematiche idrogeologiche (pesa 50% dello scritto). Lo scritto vale al massimo 20/30.
A richiesta dello studente è possibile sostenere un esame orale se si è raggiunta la votazione minima di 11/30 nell'esame scritto e e 7/10 nella parte in blended elearning.
Orario di ricevimento
Su appuntamento, via email contattando il docente
tullia.bonomi@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to convey to the student of Sciences and Technologies for the Environment and the Territory
- knowledge of the basic principles of hydrogeological discipline and of the connection between groundwater and surface water as the only environmental system;
- the ability to study and quantitatively analyze the main natural hydrogeological aspects and the anthropic impact on them;
- the ability to express complex scientific concepts in an elaborate form, both orally and in written form, with properties of language and conceptual relevance;
- the ability to develop an autonomy of analysis and elaboration of complex hydrogeological situations, for the purpose of an integrated management.
At the end of the course the student is able to
- Describe quantitatively the geometric and hydrogeological structure of a complex environmental context
- Calculate the main hydrogeological parameters and understand their influence on the environmental context
- Calculate the flow velocity of a water table
At the end of the course the student has acquired a judgment autonomy that allows him to
- Analyze an environmental hydrogeological problem
- Identify the most suitable tools for this analysis
The student acquires in the course a learning ability that can be expressed in:
- Apply the acquired knowledge to contexts that are also different from those studied during the course
- Understanding scientific articles related to the hydrogeological characterization of an environmental system
Contents
The target of the course is the study of groundwater resources, also in relation with the surface water, with a view to their sustainable management. In particular, the course aims to teach to students how to develop a quantitative assessment of the hydrogeological aspects.
The course deals:
- physical structure and hydraulic properties of porous media,
- hydrogeological balance elements; water flow in confined and unconfined aquifers,
- water wells and groundwater flow to wells,
- the impact on groundwater of human structures such as hydraulic barriers, quarry, pumping stations, irrigation systems, etc..
Detailed program
The course is divided into weekly modules, according to a blended learning course, using lessons in classroom and e-learning activities, implemented on the Moodle platform of the University. In particular, the course will be structured in modules, weekly, divided by
subject:
- Confined and unconfined aquifer: structural and hydraulic elements to characterize them
- Hydrogeological balance elements: balance elements in and out in plain ot mountain areas
- The hydrogeological sections to reconstruct the underground structure: reconstruction of manual hydrogeological sections,
- Groundwater laws: Darcy, Dupuit and Bernulli laws,
- Hydrogeological parameters,: hydraulic conductivity, transmissivity, real and apparent velocity, storage coefficient,
- Aquifer network flow: isopiezometric lines and flow lines, 3D view
- Hydrogeological instruments: drilling and hydrogeological instrumentation: wells and piezometers, development and completion
- The catchment of the groundwater: wells pumping cones, interference between wells, protection and respect area.
The course also includes the presence for 30 hours of a DISCIPLINARY TUTOR who follows the students, in particular in the blended elearning mode to answer their questions on the platform, prepare training quizzes, encourage active participation in the forum and, in general, to help them following the development of the course on an ongoing and regular basis and to reach the exam, more prepared.
Prerequisites
Knowledge of fluid dynamics and of hydrological balance.
Teaching form
The teaching is done in blended-e-learning mode and is divided into the following teaching methods:
- 16 lessons of 2 hours of dispensing and interactive teaching, alternating during the lesson (4 CFU)
- 8 exercises of 2 hours of interactive teaching carried out independently by the student (2 CFU)
Each module has a specific structure:
1. a lecture, to clarify the theoretical aspects more complex, to be carried out in the classroom with meetings of four hours weekly fixed (for a total of 32 hours);
2. slide screened and discussed by the teacher in the classroom;
3. guided exercises carried out by the teacher and students can follow them at their own pace and ways;
4. development of specific quiz for each topic to help students in self-assessment, to prepare themselves for the exam;
5. a specific forum on the subject that encourages constant dialogue between students, teachers and tutors. The teacher will moderate all asynchronous forums designed to explore the themes of the course, with the help of material provided.
Textbook and teaching resource
Book - Fetter C.W., 2014. Applied hydrogeology, Prentice Hall
Teacher resources, at link (https://elearning.unimib.it/course/view.php?id=57758)
- video material
- extra material for self-study in blended elearning hours
- exercises carried out and to be performed independently
- training quizzes independently
Semester
First semester
Assessment method
The competences provided during the frontal lessons are evaluated with
- ongoing activities in blended-learning during the course,
- a written exam at the end of the course
- an optional oral exam at the request of the student.
The activity in blended-e-learning includes exercises which must be carried out by the student during the teaching and delivered at the end of the course. This activity contributes to the final evaluation for a maximum of 10/30.
The writing exam consists of
- four open questions (for a maximum total of 10/30) to verify the knowledge of the principles of the discipline, the ability to deal with the main hydrogeological situations and the ability to express complex scientific concepts (these questions account for 50% of the writing)
- an exercise that brings together the skills acquired during the course (for a maximum total of 10/30), to verify the ability to connect the various parts of the program to face real hydrogeological problems (weighs 50% of the text). The writing is valid at most 20/30.
At the request of the student it is possible to take an oral exam if the minimum mark of 11/30 is reached in the written exam and 7/10 in the blended elearning part.
Office hours
By appointment via email
tullia.bonomi@unimib.it
