DOTTORATO IN MATEMATICA COMPUTAZIONALE E RICERCA OPERATIVA XIII CICLO UNIVERSIT ` A DEGLI STUDI DI MILANO POLITECNICO DI MILANO Mathematical and Numerical Modelling for Environmental Applications Ph. D. Thesis Edie MIGLIO Advisor Prof. Alfio QUARTERONI Co-advisor Prof. Fausto SALERI Chairman of the Ph.D. Committee in Applied Mathematics ”MACRO” Prof. Stefano PAVERI-FONTANA