Introduzione al Corso di Idrologia 2021 - Riccardo Rigon - OSF
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Introduzione al Corso di Idrologia
2021
Il Sole, F. Lelong, 2008, Val di Sella
Riccardo Rigon
Riccardo Rigon
Who am I
http://abouthydrology.blogspot.it/search/label/Me-Myself-I
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R. Rigon
Se ascolto dimentico
se vedo ricordo
se faccio capisco
Bruno Munari
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R. Rigon
Syllabus
Obiettivi Formativi
Apprendere la natura fisica e, in alcuni casi la descrizione
statistica, dei processi idrologici fondamentali: precipitazioni,
deflusso nei suoli, evaporazione, traspirazione e produzione del
deflusso superficiale e la dinamica del manto nevos.
Apprendere le nozioni di base relative ad alcuni strumenti
necessari per poter calcolare i flussi idrologici.
Saper calcolare, con gli opportuni dati a disposizione, i flussi
idrologici a scala di versante con consapevolezza dei limiti dei
modelli e delle formulazioni teoriche usate.
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R. Rigon
Per quali corsi è propedeutico ?
Assumendo che proseguiate con la
magistrale a Trento
Acquedotti e fognature/Infrastrutture Idrauliche urbane
Modellazione idrologica
Ingegneria fluviale
Sono corsi che prevedono la conoscenza delle nozioni che imparerete
ad Idrologia
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R. Rigon
Nozioni “propedeutiche”
Anche un po’
di analisi
statistica
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R. Rigon
Nozioni “propedeutiche”
L’idrologia, some ogni scienza fisica, è studiata attraverso misure.
Misure che variano nel tempo e nello spazio.
Queste devono essere rappresentate in modo opportuno (si veda sotto),
ma possono essere comprese e analizzate attraverso statistiche.
Pertanto una conoscenza minima di Probabilità e Statistica è richiesta.
I risultati dei modelli idrologici, a loro volta, per essere interpretati
hanno bisogno di usare strumenti statistici.
Anche le tecniche di “Machine Learning”, con un po’ di fantasia, si
possono ricondurre a modelli Statistici.
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R. Rigon
Nozioni propedeutiche
Anche un
po’
di equazioni
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R. Rigon
Nozioni “propedeutiche”
L’idrologia fisica è descritta da equazioni differenziali ordinarie (ODEs) e
alle derivate parziali (PDEs). Più spesso anche da relazioni funzionali
empiriche e da equazioni di bilancio (di massa, energia e quantità di
moto).
Senza equazioni NON c’ è idrologia, intesa in senso contemporaneo.
Dunque l’attenzione alla matematica dell’idrologia è un’attitudine che
desidero coltivare.
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R. Rigon
Nozioni propedeutiche
Anche un
po’
di grafici
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R. RigonNozioni “propedeutiche”
Se la statistica, o il “data science” estrae l’essenza della conoscenza idrologica
dai dati misurati e prodotti dai modelli, la loro comprensione avviene
attraverso la rappresentazione. Le formule sono un primo tipo di
rappresentazione, ma anche la rappresentazione grafica ha un suo ruolo
fondamentale.
Non vi è quasi articolo scientifico o relazione tecnica che sia privo di grafici.
Saper produrre grafici efficaci e sapere interpretare quelli prodotti da altri è
uno strumento fondamentale in questo mestiere.
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R. RigonNozioni “propedeutiche” … da recuperare per quanto possibile
Non
sostengo che voi per affrontare il corso di idrologia dovete già esser formati
su questi argomenti che, a ben vedere, sono campi che occupano, anche,
ciascuno di essi, intere vite,
Ma
sottolineo che se vi chiedessi o vi illudessi che si possa farne a meno, vi starei
imbrogliando.
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R. RigonSave the date!
Programma
di massima
http://abouthydrology.blogspot.com/2021/02/the-hydrology-class-2021.html
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R. RigonQuando, cosa ?
?/4 - Prova in itinere
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R. RigonQuando, cosa ?
Esami di profitto
2021: V/06 - W/07 - X/09
2022: Y/01 - Z-02
Sui dettagli torneremo dopo 15
R. RigonLibri
Testi di Consultazione
• Dingman, Physical Hydrology, Prentice Hall, 2015
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R. Rigon 1Libri
Testi di Consultazione
•Wilfred Brutsaert, Hydrology, An Introduction
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R. Rigon 1Libri
Testi di Consultazione
N. Lu, J. Godt, Hillslope Hydrology and Stability, Cambridge University
Press, 2012
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R. RigonLibri ?
NON ESISTE UN TESTO
La parte teorica da me insegnata è difatti contenuta in vari libri e, più
spesso, in articoli scientifici (journal papers). La parte di laboratorio,
che corrisponde al modo contemporaneo di modellare i processi in
esame, è fatta con strumenti recenti, la cui documentazione è on-line.
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R. RigonMa ….
Old Classes
http://abouthydrology.blogspot.com/2019/02/my-hydrology-class-2019.html
htttp://abouthydrology.blogspot.it 20
R. RigonMa ….
Old Classes
http://abouthydrology.blogspot.it/2018/01/my-hydrology-class-2018.html
htttp://abouthydrology.blogspot.it 21
R. RigonMa ….
Old classes
http://abouthydrology.blogspot.it/2017/02/hydrology-2017.html
22
R. RigonMa ….
Older classes
http://abouthydrology.blogspot.it/2012/02/il-corso-di-idrologia-2012-my-hydrology.html
23
R. Rigonhttps://osf.io/zwbke/
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R. Rigonhttps://osf.io/ck6jw/
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R. RigonIntroduzione
Learning by doing
Teoria
+
Pratica
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R. RigonWhat are T lectures for
Sono lezioni di teoria, nelle quali, attraverso una lezione “frontale”, poi
registrata (Audio e Video) sono esposti alcuni concetti relativi ad
argomenti idrologici o, in pochi casi, relativi agli strumenti.
La parte concettuale è normalmente argomentata con l’uso di equazioni e
grafici e, a seconda dei casi, argomenti statistici. Coprono le lezioni fino a
Pasqua.
Si assume che lo studente si appropri di concetti, equazioni, grafici, li sappia interpretare, ricordare, ripetere.
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R. RigonWhat are L lectures for
Sono lezioni in laboratorio informatico, nelle quali, viene descritto e usato
un codice numerico con il quale si analizzano i processi esposti nella
lezione teorica precedente.
I risultati (e qualche volta anche i dati in “input”) sono analizzati attraverso
strumenti grafici, all’interno di notebook Jupyter (li vediamo più avanti).
Si interpretano, dapprima insieme, su uno o più casi i risultati.
Gli studenti sono richiesti di simulare ed interpretare dei casi aggiuntivi, cercando di formulare delle
ipotesi da verificare. 28
R. RigonStrumenti
Python
https://www.python.org/
Jupyter notebook
http://jupyter.org/
Anaconda
https://www.continuum.io/
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R. RigonWhy Python ?
Ci sono varie motivazioni per la scelta di Python:
•E’ un linguaggio che permette un apprendimento veloce
•E’ ben disegnato, object-oriented, includente strumenti di
programmazione funzionale
•Ha molte routine di calcolo scientifico gia’ pronte. E queste
soddisfano l’80% dei bisogni di un giovane ingegnere
•Ha un’interfaccia di interazione, Jupyter, che è molto, molto
accattivante, permettendo di mescolare calcoli, testi e disegni in
unico ambiente.
•Si interfaccia facilmente a FORTRAN e C/C++
Altre motivazioni, per esempio qui: http://blog.trinket.io/why-
python/; o qui https://www.codeschool.com/blog/2016/01/27/why-
python/
Per ragionamenti più argomentati, qui: http://
abouthydrology.blogspot.it/2016/06/java-python-cc-or-fortran-in-
scientific.html
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R. RigonStrumenti
Ad ogni modo, io NON VI INSEGNERO’ a
programmare in Python, ma lo userò in
unione ai notebook Jupyter nel modo più
semplice possibile.
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R. RigonStrumenti
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R. RigonStrumenti
OMS
Object Modelling System version 3
http://oms.colostate.edu/
http://abouthydrology.blogspot.com/2018/12/material-for-geoframe-winter-school.html
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R. RigonStrumenti
http://geoframe.blogspot.it/
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R. RigonNon sono dettagli
Free Software
Free as in “free speech”
not as in “free beer”
Richard Stallman
but also free as in free beer
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R. RigonAnche se non è un esamificio
Verifiche
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R. RigonProva intermedia
Una prova scritta
%45 del voto
domande sulle parti teoriche sviluppate nella prima parte del corso
a cui rispondere in forma libera. Una lista delle possibili domande
verrà prodotta durante il corso.
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R. Rigon40% del voto
Per ogni attività fatta in laboratorio (o quasi) un notebook, che dovrà essere
caricato, almeno nella sua versione finale sulla vostra pagina OSF.
Questo lavoro di analisi è personale, ma alcune parti, che richiedono un
cospicuo lavoro preparatorio da parte nostra, saranno svolte in gruppi di 2 o
3. (1 and 4 not allowed)
serie di Jupyter Notebook:
Lavoro sulle serie temporali
Pluviometria
Richards1D
Evapo-traspirazione
Ciascuno dei notebook conterrà la discussione dell’esercitazione e i dati.
Stiamo valutando se usare Google Colaboratory per le presentazioni finali. I
notebook verranno illustrati sui PICO-Screen al primo piano di Mesiano.
La discussione dei singoli notebook avverrà generalmente prima dell’esame
finale, chiedendo un appuntamento al professore.
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R. RigonE cioè ?
In pratica gli studenti devono:
1. Adattare la simulazione condotta in classe ad un caso di
studio diverso da quello fatto in classe
2. Scegliendo qualcosa da mostrare o dimostrare
3. Ragionare sui dati in input (dopo averli graficati, nel caso)
4. Graficare dati di output
5. Ragionare ed interpretare i dati di output.
6. Aggiungere commenti al loro notebook per descrivere
quanto hanno fatto
7. Caricare i loro notebook nel loro spazio su OSF
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R. RigonE chi non ha fatto la prova
intermedia ?
Sostiene l’esame tutto insieme, secondo le medesime modalità:
• Si risponde a 3 domande di teoria in forma libera sulla prima parte
• Si presentano i 4 notebook
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R. RigonIntroduzione
Il voto è una media pesata delle prove
sostenute
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R. RigonSkills acquired
Presidio Qualità di Ateneo
Sub-elementi
Categorie identificati da
Altri verbi da poter associare alla categoria
principali Anderson e Krathwohl
(2001)
Creare Generare Proporre, presentare, strutturare, integrare, formulare,
complessi
Pianificare insegnare, sviluppare, combinare, compilare, comporre,
Produrre ipotizzare, inventare, creare, progettare, modificare, costruire,
collegare, riorganizzare, rivedere, scrivere, riassumere,
raccontare, rendicontare, riaffermare, riportare, argomentare,
selezionare, gestire, generalizzare, precisare, derivare,
concludere, suggerire, allargare, assemblare
Valutare Testare Giudicare, apprezzare, valutare, concludere, coordinare,
Criticare contrastare, descrivere come, discriminare, giustificare,
difendere, determinare, assegnare valore, porre domande,
scegliere, stimare, misurare, selezionare, individuare,
monitorare, verificare
Analizzare Differenziare Distinguere, discriminare, analizzare, identificare, illustrare
Organizzare come, rilevare, collegare, selezionare, separare, dividere,
Abilità di pensiero
Attribuire contrastare, risolvere, esaminare, concludere, porre domande,
diagnosticare, identificare, categorizzare, far emergere,
focalizzare, decostruire, integrare, evidenziare, strutturare,
decostruire, sperimentare
Applicare Eseguire Applicare, risolvere, costruire, dimostrare, scrivere, cambiare,
Implementare scoprire, manipolare, modificare, operare, predire, preparare,
collegare, mostrare, usare, fare esempi, selezionare, trovare,
scegliere, praticare, illustrare, utilizzare
Comprendere Interpretare Tradurre, stimare, giustificare, convertire, chiarire, difendere,
Esemplificare distinguere, estendere, generalizzare, mappare, fare esempi,
Classificare parafrasare, predire, riscrivere, riassumere, discutere,
Sintetizzare riportare, presentare, riaffermare, identificare, illustrare,
indicare, trovare, selezionare, rappresentare, estrapolare,
Inferire
predire, sussumere, nominare, astrarre, contrastare,
Comparare esprimere
Spiegare
Ricordare Riconoscere Definire, descrivere, identificare, elencare, nominare,
Richiamare selezionare, affermare, presentare, essere consapevoli di,
semplici
estrarre, scrivere, sottolineare, ripetere, collegare, ordinare,
memorizzare, identificare, collocare, trovare, mostrare,
riferire, riprodurre
Tab. 1: Tassonomia degli obiettivi educativi 7
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R. RigonContatti
Contatti
Riccardo Rigon: riccardo.rigon unitn.it
Michele Bottazzi: concetta.damato gmail.com
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R. RigonGruppo
MA SOPRATUTTO
usate il forum di Moodle !
Le email personali dovrebbero essere le eccezioni e le telefonate una rarità
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R. RigonGrazie per l’attenzione
Per me il corso è l’occasione per ripensare costantemente ai fondamenti teorici e
pratici della mia disciplina.
G.Ulrici - 2000 ?
45
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