iAqueduct

Gli ultimi decenni hanno visto rapidi progressi nel monitoraggio spaziale delle variabili essenziali del ciclo dell’acqua, fornendo prodotti relativi a precipitazioni, evapotraspirazione e umidità del suolo, spesso su scale di decine di chilometri. Mentre questi dati caratterizzano efficacemente la variabilità del ciclo dell’acqua su scala regionale e globale, sono meno adatti alla gestione sostenibile delle risorse idriche locali, che ha bisogno di informazioni dettagliate per rappresentare l’eterogeneità spaziale del suolo e della vegetazione. Le seguenti domande sono fondamentali per sfruttare efficacemente le informazioni provenienti dalle osservazioni della Terra (EOs) rilevate da remoto e in situ: come ridimensionare i prodotti del ciclo dell’acqua globale alla scala locale utilizzando più fonti e scale di dati EO? Come esplorare e applicare le informazioni scalate a livello di gestione per una migliore comprensione dei processi suolo-acqua-vegetazione-energia? Come si possono usare queste informazioni a scala fine per migliorare la gestione del suolo e delle risorse idriche? Un flusso di informazioni integrative (cioè il quadro teorico iAqueduct) è sviluppato per colmare le lacune tra i prodotti satellitari del ciclo dell’acqua e le informazioni locali necessarie per una gestione sostenibile delle risorse idriche. Il quadro integrato iAqueduct mira ad affrontare le suddette domande scientifiche combinando i dati satellitari Copernicus a media risoluzione (10 m-1 km) con i dati UAS (Unmanned Aerial System) ad alta risoluzione (cm), le osservazioni in situ, i modelli analitici e fisici, così come l’analisi dei big-data con algoritmi di apprendimento automatico. Questo articolo fornisce una panoramica generale del quadro teorico di iAqueduct e introduce alcuni risultati preliminari.

Pubblicazione: Su, Z.; Zeng, Y.; Romano, N.; Manfreda, S.; Francés, F.; Dor, E.B.; Szabó, B.; Vico, G.; Nasta, P.; Zhuang, R.; Francos, N.; Mészáros, J.; Sasso, S.F.D.; Bassiouni, M.; Zhang, L.; Rwasoka, D.T.; Retsios, B.; Yu, L.; Blatchford, M.L.; Mannaerts, C. An Integrative Information Aqueduct to Close the Gaps between Satellite Observation of Water Cycle and Local Sustainable Management of Water Resources. Water202012, 1495. [pdf]

Stima delle Piene Fluviali – AUTOIDRO

La stima della massima portata al colmo ovvero della massima pioggia corrispondente ad un prefissato tempo di ritorno rappresenta un elemento indispensabile per poter procedere ad un corretto programma di interventi per la difesa del suolo, la protezione idrogeologica e la prevenzione di catastrofi naturali. La finalità di questo lavoro è fornire uno strumento di natura essenzialmente didattica per il calcolo degli estremi idrologici nelle varie regioni italiane. Il lavoro raccoglie al suo interno l’esperienza degli studi svolti dal GNDCI e pubblicati nei rapporti Va.Pi. relativi ai vari compartimenti italiani. Questi studi sono divenuti per molte regioni italiane lavori di riferimento per la stesura dei piani di assetto idrogeologico. Sulla scorta di tale esperienza nasce il foglio Excel per il calcolo degli estremi idrologici denominato AUTOIDRO. Esso può essere utilizzato per una stima speditiva della portata al colmo di piena nell’ambito dei progetti dei corsi universitari delle discipline di Costruzioni Idrauliche, Idrologia, Impianti Speciali Idraulici, Protezione Idraulica del Territorio, ecc. 

AUTOIDRO consente di definire rapidamente, mediante l’identificazione della zona ed altre informazioni facilmente reperibili (e.g., area drenata del bacino, quota media del bacino e lunghezza dell’asta principale), le portate di progetto con assegnato periodo di ritorno e la curva di possibilità pluviometrica riferita alla zona selezionata. Queste informazioni sono fondamentali per una corretta progettazione di opere che interagiscono con il sistema fluviale o che servono alla regimazione delle acque pluviali.

Pubblicazione: Manfreda, S., L. Giuzio, V. Iacobellis, A. Sole, Guida tecnica al calcolo delle portate al colmo di piena (con software), Errecci Editore, pp. 57, (ISBN: 978-88-89970-61-4), 2011.   

Il software allegato alla pubblicazione è scaricabile gratuitamente mediante il link contenuto in calce. 

Modello DREAM

L’articolo introduce un modello idrologico semi-distribuito, adatto a simulazioni continue, basato sull’uso di passi temporali giornalieri e orari. Il modello si chiama Distributed model for Runoff, Evapotranspiration, and Antecedent soil Moisture simulation (DREAM). Include un bilancio idrico giornaliero e un modulo di pioggia e deflusso orario su scala di evento. I due moduli possono essere usati separatamente o in cascata per una simulazione continua. I principali vantaggi di questo approccio risiedono nella parametrizzazione robusta e basata sulla fisica, che permette l’uso di informazioni precedenti e dati misurabili per la stima dei parametri. Il modello proposto è stato applicato su quattro bacini di medie dimensioni nell’Italia meridionale, che presentano notevoli differenze nel clima e in altre caratteristiche fisiche. Le capacità dei due moduli (giornaliero e orario) e dei cicli combinati sono stati testati rispetto ai dati misurati.

Pubblicazione: Manfreda, S., M. Fiorentino, V. Iacobellis, DREAM: a Distributed model for Runoff, Evapotranspiration, and Antecedent Soil Moisture SimulationAdvances in Geosciences, 2, 31-39, (SRef-ID: 1680-7359/adgeo/2005-2-31), 2005. [pdf]