Background

Lo sviluppo di un sistema innovativo per il monitoraggio delle portate fluviali durante eventi estremi e dell’impatto delle pressioni idrodinamiche sugli ecositemi fluviali sono due importanti challenges individuate dal World Meteorological Organization per il controllo degli eventi di piena e dalla  European Commission per l’European Biodiversity Strategy  per la protezione degli ecosistemi e della biodiversità.

Scopo

L’obiettivo generale del progetto è lo sviluppo di tecnologie avanzate e metodi innovativi che, utilizzando sensori radar e biologici, modelli idrodinamici e algoritmi, consentano, per la prima volta, di prevedere i deflussi anche durante eventi estremi e l’impatto di processi idrodinamici sulle comunità biotiche fluviali.

Metodi

Vengono identificati diversi livelli di attività sinergicamente interconnessi:

1. monitoraggio della portata fluviale sviluppando una tecnologia innovativa in remoto;
2. modellizzazione dei meccanismi di interazione tra processi idrodinamici e comunità biotiche;
3. sviluppo di tecnologie avanzate per il monitoraggio della risposta delle comunità biotiche ai cambiamenti idro-morfologici fluviali;
4. valutazione degli effetti dei processi idrodinamici sugli ecosistemi fluviali per lo sviluppo di efficaci sistemi di allarme biologico (BEWS).

Risultati

Il progetto avrà alcuni benefici tangibili in termini di monitoraggio efficace dei processi idrodinamici e delle comunità biotiche sviluppando tecnologia radar da utilizzare anche con droni con un’applicazione più ampia a livello internazionale. Ha un alto impatto scientifico proponendo una metodologia innovativa per studiare i processi turbolenti fluviali usando un approccio entropico che mette in relazione i parametri idraulici con variabili chiave facili da misurare in qualsiasi condizione di flusso, come la velocità superficiale e il livello dell’acqua. Contribuirà inoltre a fornire una migliore protezione degli ecosistemi mediante lo sviluppo di un Biological Early Warning Systems (BEWSs).

Monitoring systems with mussels in the cages installed in the Paglia River section are operative

The installation of the mussel monitoring stations has been finalized. The system on the pile of the bridge has been made operative on 31st March 2022 just before the occurrence of a flood event (maximum water level =2.73 m).

Preliminary results based on the comparison between the median mussels’ opening (0%=closed, 100%=open, figure on the left) and water level, conductivity and temperature measured by the multiparametric probe (figure on the right) show that the mussels clearly and immediately reacting to increasing water level, not only during the two peaks of the flood, but also in correspondence of the small water level variations around 21:30 and 00:30 of the first night.
It is also interesting to notice that the behavior of the mussels is quite comparable among the 13 individuals.

The system in the lateral pool under the bridge has been finalized and made operative on 7th April 2022.

The figure shows the median mussels’ opening recorder for this second monitoring system.

Data acquisition unit of the monitoring system with mussels.

Prodotti

1. Sensore radar miniaturizzato leggero per monitorare la portata fluviale ed i principali processi idrodinamici.
2. Valutazione e modellazione degli effetti dei processi idrodinamici sulle comunità degli ecosistemi fluviali in diversi ambienti, come base per lo sviluppo di un biological early warning system (BEWS).
3. Sistema innovativo di bio-monitoraggio on-line per una migliore protezione degli ecosistemi e per mitigare le perdite globali di biodiversità.

Conclusioni

ENTERPRISING ha una grande potenzialità dal punto di vista tecnologico, scientifico e operativo cercando, da un lato, di migliorare le conoscenze, i metodi e, soprattutto, le tecnologie a supporto di una valutazione accurata della portata fluviale e, dall’altro, di combinare nuova tecnologia e modelli avanzati sia per identificare le variazioni delle risposte comportamentali delle specie animali e delle specie vegetali ai parametri idro-morfodinamici e sia per definire le condizioni di stress biotico come misura della qualità di un ecosistema fluviale.