Paolo Burlando: Catalogue data in Spring Semester 2022

Name	Prof. Dr. Paolo Burlando
Field	Hydrologie und Wasserwirtschaft
Address	Institut für Umweltingenieurwiss. ETH Zürich, HIF D 87.2 Laura-Hezner-Weg 7 8093 Zürich SWITZERLAND
Telephone	+41 44 633 38 12
E-mail	paolo.burlando@ifu.baug.ethz.ch
Department	Civil, Environmental and Geomatic Engineering
Relationship	Full Professor

Number	Title	ECTS	Hours	Lecturers
102-0293-AAL	Hydrology Enrolment ONLY for MSc students with a decree declaring this course unit as an additional admission requirement. Any other students (e.g. incoming exchange students, doctoral students) CANNOT enrol for this course unit.	3 credits	6R	P. Burlando
Abstract	Diese Lehrveranstaltung führt in die Ingenieur-Hydrologie ein. Zuerst werden Grundlagen zur Beschreibung und Messung hydrologischer Vorgänge (Niederschlag, Rückhalt, Verdunstung, Abfluss, Erosion, Schnee) vermittelt, anschliessend wird in grundlegende mathematische Modelle zur Modellierung einzelner Prozesse und der Niederschlag-Abfluss-Relation eingeführt, inkl. Hochwasser-Analyse.
Learning objective	Kenntnis der Grundzüge der Hydrologie. Kennenlernen von Methoden, zur Abschätzung hydrologischer Grössen, die zur Dimensionierung von Wasserbauwerken und für die Nutzung von Wasserresourcen relevant sind.
Content	Der hydrologische Kreislauf: globale Wasserressourcen, Wasserbilanz, räumliche und zeitliche Dimension der hydrologischen Prozesse. Niederschlag: Niederschlagsmechanismen, Regenmessung, räumliche/zeitliche Verteilung des Regens, Niederschlagsregime, Punktniederschlag/Gebietsniederschlag, Isohyeten, Thiessenpolygon, Extremniederschlag, Dimensionierungsniederschlag. Interzeption: Messung und Schätzung. Evaporation und Evapotranspiration: Prozesse, Messung und Schätzung, potentielle und effektive Evapotranspiration, Energiebilanzmethode, empirische Methode. Infiltration: Messung, Horton-Gleichung, empirische und konzeptionelle Methoden, F-index und Prozentuale Methode, SCS-CN Methode. Einzugsgebietscharakteristik: Morphologie der Einzugsgebiets, topografische und unterirdische Wasserscheide, hypsometrische Kurve, Gefälle, Dichte des Entwässerungsnetzes. Oberflächlicher und oberflächennaher Abfluss: Hortonischer Oberflächenabfluss, gesättigter Oberflächenabfluss, Abflussmessung, hydrologische Regimes, Jahresganglinien, Abflussganglinie von Extremereignissen, Abtrennung des Basisabflusses, Direktabfluss, Schneeschmelze, Abflussregimes, Abflussdauerkurve. Stoffabtrag und Stofftransport: Erosion im Einzugsgebiet, Bodenerosion durch Wasser, Berechnung der Bodenerosion, Grundlagen des Sedimenttransports. Schnee und Eis: Scnheeeigenschaften und -messungen Schätzung des Scnheeschmelzprozesses durch die Energiebilanzmethode, Abfluss aus Schneeschmelze, Temperatur-Index- und Grad-Tag-Verfahren. Niederschlag-Abfluss-Modelle (N-A): Grundlagen der N-A Modelle, Lineare Modelle und das Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) Konzept, linearer Speicher, Nash Modell. Hochwasserabschätzung: empirische Formeln, Hochwasserfrequenzanalyse, Regionalisierungtechniken, indirekte Hochwasserabschätzung mit N-A Modellen, Rational Method.
Lecture notes	Ein internes Skript ist zur Verfügung (kostenpflichtig, nur Herstellungskosten) Die Kopie der Folien zur Vorlesung können auf den Webseiten der Professur für Hydrologie und Wasserwirtschaft herunterladen werden
Literature	Chow, V.T., D.R. Maidment und L.W. Mays (1988) Applied Hydrology, New York u.a., McGraw-Hill. Dingman, S.L., (1994) Physical Hydrology, 2nd ed., Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall Dyck, S. und G. Peschke (1995) Grundlagen der Hydrologie, 3. Aufl., Berlin, Verlag für Bauwesen. Maniak, U. (1997) Hydrologie und Wasserwirtschaft, eine Einführung für Ingenieure, Springer, Berlin. Manning, J.C. (1997) Applied Principles of Hydrology, 3. Aufl., Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall.
Prerequisites / Notice	Vorbereitend zu Hydrologie I sind die Vorlesungen in Statistik. Der Inhalt, der um ein Teil der Übungen zu behandeln und um ein Teil der Vorlesungen zu verstehen notwendig ist, kann zusammengefasst werden, wie hintereinander es beschrieben wird: Elementare Datenverarbeitung: Hydrologische Messungen und Daten, Datenreduzierung (grafische Darstellungen und numerische Kenngrössen). Frequenzanalyse: Hydrologische Daten als Zufallsvariabeln, Wiederkehrperiode, Frequenzfaktor, Wahrscheinlichkeitspapier, Anpassen von Wahrscheinlichkeitsverteilungen, parametrische und nicht-parametrische Tests, Parameterschätzung.
102-0474-AAL	Introduction to Water Resources Management Enrolment ONLY for MSc students with a decree declaring this course unit as an additional admission requirement. Any other students (e.g. incoming exchange students, doctoral students) CANNOT enrol for this course unit.	4 credits	4R	P. Burlando
Abstract	The course offers an introduction to the basics of water resources analysis and management covering the topics of water demand vs availability, water exploitation and reservoir design, aquatic physics, water quality and pollution, water conservation and remediation in rivers, lakes and aquifers, sustainable water use.
Learning objective	Introduction to the basics of water resources management based on physical and chemical processes; principle of sustainability
Content	Aquatische Physik: Flusshydraulik, Seehydraulik, Grundwasserhydraulik, Zeitkonstanten und Grössenordnungen, Flussmorphologie und Sedimenttransport. Wassergüte: Anforderungen, Schadstoffausbreitung, Selbstreinigung, Thermische Belastung, relevante Schadstoffe und Quellen, Stossbelastungen, Zeitkonstanten und Grössenordnungen. Wasserwirtschaft: Struktur von Dargebot und Nachfrage. Optionen zur Schliessung der Disparität: Reservoire, Grundwasserspeicher, Überleitungen, Wasserwirtschaftliche Rahmenplanung (Masterplan) , Gewässerschutz, Sanierung und Renaturierung (Oberflächengewässer und Grundwasser), Variabilität, Stochastik und Risiko. Nachhaltigkeit: Definitionen, Beispiele für nicht-nachhaltiges Wirtschaften, Wasserprobleme der Entwicklungsländer, Wasser und Landwirtschaft, Projektbewertung und Umweltverträglichkeitsprüfung. Ökonomische und Soziologische Bezüge. Alle Aspekte sollen mit Fallbeispielen illustriert werden. Die Übungen werden zum grössten Teil auf analytischen Formeln beruhen. Einige Übungen benötigen den Computer.
Lecture notes	Skript in wöchentlichen Folgen.
102-0474-00L	Introduction to Water Resources Management	4 credits	4G	P. Burlando
Abstract	The course offers an introduction to the basics of water resources analysis and management covering the topics of water demand vs availability, water exploitation and reservoir design, aquatic physics, water quality and pollution, water conservation and remediation in rivers, lakes and aquifers, sustainable water use. The course will be complemented by a few guest lectures.
Learning objective	Introduction to the basics of water resources management based on physical and chemical processes; principle of sustainability
Content	Introduction: Overview water cycle, terms, global water situation, demand-supply, role of water management, sustainability, and Integrated Water Resources Management General concepts of water resources management. Estimation of water resources demand, hydrological deficit Introduction to Time Series Analysis and Stochastic Modelling, Linear Stochastic Models, Thomas-Fiering model Droughts: Definition, Identification, quantitative analysis, water abstraction, impact, mitigation. Run of river water abstraction. Reservoir design (Rippl, Probability), Simulation, Reservoir reliability (Moran's method) Aquatic physics: Flow phenomena in river, lake, estuary, groundwater, time constants, tracer transport, environmental tracers River and basin morphology and interaction with infrastructure River restoration: Alpenrhein case study Water quality: Pollutants and effects, standards, water quality classification, water chemistry, BOD-DO model, Streeter Phelps Model eutrophication of lakes, nitrate problem Water resources protection and remediation: rivers, lakes, and groundwater
Lecture notes	Handouts on Moodle homepage
118-0111-00L	Sustainability and Water Resources Number of participants limited to 16. Suitable for MSc and PhD students. Automatic admittance is given to students of MAS Sustainable Water Resources. All other registrations accepted until capacity is reached.	3 credits	2G	D. Molnar, P. Burlando
Abstract	The block course on Sustainability and Water Resources features invited experts from a range of disciplines, who present their experiences working with sustainability issues related to water resources. The students are exposed to many different perspectives, and learn how to critically evaluate sustainability issues with respect to water resources management.
Learning objective	The course provides the students with background information on sustainability in relation to water resources within an international and multidisciplinary framework. The lectures challenge the students to consider sustainability and the importance of water availability and water scarcity in a changing world, at the same time preparing them to face the challenges of the future, e.g. climate and land use change, increased water use and population growth.
Content	The course offers the students the opportunity to learn about sustainability and water resources in a multi-disciplinary fashion, with a focus on case studies from around the world. Selected topics include: Sustainability Issues in Water Resources, the EU Water Framework Directive, Mining in Latin America, Environmental Flows, and Water Quality Issues. Group exercises, which encourage debate and discussion, are an important component of the course. For more information, please visit http://www.mas-swr.ethz.ch/curriculum/courses/core-courses/sustainability-and-water-resources.html
Prerequisites / Notice	For further information, contact the MAS coordinator, Darcy Molnar (darcy.molnar@ifu.baug.ethz.ch)
118-0113-00L	Water Governance: Challenges and Solutions Number of participants limited to 16. Suitable for MSc and PhD Students. Automatic admittance is given to students of the MAS in Sustainable Water Resources. All other registrations are accepted until capacity is reached.	1 credit	2G	P. Burlando, D. Molnar
Abstract	The block course on "Water Governance: Challenges and Solutions" features invited experts with backgrounds in international relations, law, politics, and diplomacy. Through theoretical input and case studies, students learn about the realities of water conflicts and the intricacies of cooperation and diplomacy.
Learning objective	The course provides students with insights into the complex realities of addressing water conflicts with sustainable solutions that promote cooperation.
Content	The course offers students the opportunity to learn from experts who have worked on domestic and transboundary river basin issues, both in Europe and internationally. Through case studies and group exercises, students gain a deeper understanding of the complexities of water governance and current global challenges. Topics that will be addressed include stakeholder involvement, institutional legal frameworks, and solutions for cooperation.
Prerequisites / Notice	Course details at:https://mas-swr.ethz.ch/curriculum/courses/core-courses/water-governance-challenges-solutions.html For further information, contact the MAS coordinator, Darcy Molnar (darcy.molnar@ifu.baug.ethz.ch)