Descrizione della commessa "Gestione sostenibile delle risorse idriche (TA.P04.005)"

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  • Descrizione della commessa "Gestione sostenibile delle risorse idriche (TA.P04.005)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • La valutazione dello stato dei corpi idrici, sia dal punto di vista della qualità delle acque che della quantità, è un elemento di interesse sia per chi si occupa di gestione e distribuzione (Gestori idrici, ATO), sia per chi effettua attività di monitoraggio qualitativo e quantitativo (ARPA, Regioni, Provincie), sia per chi gestisce le situazioni di crisi (Protezione Civile). La previsione dell'impatto delle attività antropiche sulle acque interne, a medio e lungo periodo, permette di valutare la disponibilità di risorse di qualità adeguata per gli usi e programmare interventi al fine del mantenimento o raggiungimento del buono stato di qualità richiesto dalla WFD. Le metodologie, i modelli, le Banche Dati e i sistemi WEB-GIS rappresentano, inoltre, strumenti utili a dare risposte a bisogni della collettività. Infine metodologie che facilitano la partecipazione degli stakeholders per ridurre il livello di conflittualità e facilitare l'implementazione delle strategie, metodologie per la definizione di reti di monitoraggio integrate alla vulnerabilità applicabili a scala regionale in un contesto di adaptive Water Management sono utili per la PA, quindi per bisogni collettivi. (literal)
Strumentazione
  • Le ristrettezze di bilancio non consentono di innovare adeguatamente il parco strumenti per essere al passo con i tempi; le convenzioni esterne, tra l'altro, non prevedono quasi mai risorse per tali voci di spesa. La Regione Puglia ha consentito l'acquisizione di un iperspettrale VNIR e di un multispettrale LWIR per piattaforma aerea per operare sul remote sensing. Le strumentazioni utilizzate vanno da quelle informatiche (PC e server in cui sono installati GeoDataBase, GIS e programmai di calcolo) a sistemi di acquisizione dati in laboratorio (es. la valutazione dello stato di umidità delle rocce, centrifughe) a prototipi di misura (sensori di precisione), a sistemi di campo (es. georesistivimetro e fluorimetro per prove di tracciamento di acque); a strumentazione di laboratorio microbiologico (es. microscopio ad epi-fluorescenza) a geochimico (analizzatore elementare CHNS, TOC), a laboratori per la catterizzazione dei suoli. Tali apparecchiature necessitano per il loro funzionamento la presenza in organico di professionalità di alto livello e non possono essere affidate a precari che si alternano frequentemente. Servono apparecchiature informatiche di alto livello per il calcolo. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le attività di ricerca riguardano diversi aspetti della gestione integrata del patrimonio idrico compresi gli interventi tecnici a presidio. Sono affrontate le più pressanti tematiche della mitigazione dello stress idrico da scarsità o da deficit gestionali, le condizioni di inquinamento diffuso, i deflussi idrici in regimi non permanenti, la valutazione del TMDL, le metodologie per ottimizzare i monitoraggi, la diffusione delle informazioni e le metodologie di community decision making, la elaborazione di dati provenienti da piattaforme remote. La commessa affronta: lo sviluppo di modelli concettuali e matematici per la valutazione delle disponibilità idriche e delle concentrazione di inquinanti, metodologie di laboratorio ed in situ per la caratterizzazione dello stato di saturazione di rocce e dell'attitudine alla percolazione verticale di inquinanti, e scenari di contaminazione dei sistemi idrici da microinquinanti di origine endogena e effetti degli xenobiotici con conseguenti valutazioni del rischio ambientale. Si affrontano le capacità di microrganismi a rimuovere inquinanti in condizioni di saturazione e non e nuovi dispositivi e prototipi sono in studio e sviluppo. (literal)
Competenze
  • Le attività previste nella presente commessa richiedono la partecipazione di una vasta ed articolata gamma di competenze tutte necessarie a definire un corretto approccio sistemico ed solistico; si definiscono utili competenze idrologiche, geologiche, idrogeologiche, geofisiche, modellistiche basate su approcci deterministi o stocastici, matematico statistiche, informatiche, idrochimiche, microbiologiche, chimiche, di ingegneria della conoscenza. Per le sperimentazioni di campo sono necessarie competenze ed esperienze mature su tecniche di tracciamento e geofisiche; esperienze di correlazione tra processi naturali e schemi concettuali di riferimento. Le sperimentazioni in lab richiedono competenze ecotossicologiche, di utilizzo di sonde tipo FISH e di sensoristica elettronica innovativa. Le tecnologie informatiche richiedono la conoscenza di sistemi informatici distribuiti o di GeoDataBase. Le informazioni provenienti da piattaforme remote necessitano di competenze di analisi dei segnali e di remote sensing. Le competenze elencate fanno riferimento sia a personale di ruolo che a personale esterno selezionato ed operante a vario titolo all'interno del CNR. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Gli impieghi si riferiscono ad applicazioni per il supporto alla gestione dei processi partecipativi, alla definizione di relazioni non banali tra attori. L'ICT può incrementare l'accessibilità alle informazioni ambientali, soprattutto per utenti non esperti. La pianificazione delle produzioni agricole è utile in quanto i risultati raggiunti consentiranno di ridurre gli impatti dell'agricoltura sull'ambiente ed in particolare sulle risorse idriche e sul suolo. Lo sviluppo di nuovi sensori per la misura diretta del contenuto idrico nel rocce si propone di colmare un gap nel mercato della sensoristica scientifica che, invece, si presenta variegato per quanto riguarda dispositivi per i suoli. I nuovi sensori trovano ampia applicazione negli studi di caratterizzazione idraulica di siti, nelle valutazioni delle velocità di ricarica delle falde, nella calibrazione di metodi di indagine indiretta. La progettazione di sonde molecolari fluorescenti, disegnate per l'identificazione dello specifico microrganismo isolato, è utile a monitorare la presenza e la dinamica di popolazione in campioni ambientali. I microrganismi individuati possono essere utilizzati in tecniche di biorisanamento. (literal)
Tecnologie
  • Tecnologie dell'informazione e della comunicazione (ICT). Tecnologie di analisi di remote sensing da aereo. Modello concettuale di valutazione delle risorse idriche in ambito mediterraneo. Modellistica per la determinazione delle caratteristiche fisiche delle falde acquifere e per la simulazione di flusso e trasporto di inquinanti in mezzi saturi e non saturi. Modellistica GIS per la individuazione di siti inquinanti; Modellistica tipo SWAT, REMM, APEX e ANSWERS. Tecniche numeriche basate sulla risoluzione di sistemi di equazioni differenziali non-lineari. Spazializzazione dei dati puntuali con tecniche geostatistiche, determinazione dell'incertezza. Analisi statistica e tecniche esplorative per l'analisi dei dati idrologicici ed idrochimici. Modelli per la speciazione e simulazione di equilibri chimici (PHREEQC, JCHESS). Banche dati GIS. Modelli matematici per la simulazione del moto in sistemi di rocce fratturate basate sull'approccio lagrangiano. Tecniche numeriche basate sull'assimilazione di dati (Filtri di Kalman assemble). Tecniche stocastiche basate sull'approccio bayesiano. (literal)
Obiettivi
  • Miglioramento della diffusione e utilizzo delle conoscenze a supporto della pianificazione strategica attraverso l'implementazione di banche dati e Web GIS per rendere fruibile ed intelligibile l'informazione. - Sviluppo di conoscenze teoriche nel campo della fluidodinamica applicata alle acque sotterranee finalizzate a valutare le disponibilità di acqua ed il destino di sostanze inquinanti (pesticidi e contaminati emergenti) in condizioni sature e non sature. -Progettazione e la realizzazione di prove di laboratorio e di campo utilizzando tecniche differenti (traccianti, geofisiche, idrauliche) per valutare le proprietà idrauliche di rocce in saturazione variabile. -Indagini qualitative per la valutazione dello strategie finalizzate al contenimento di inquinanti diffusi. - Sviluppo di metodologie innovative per la progettazione dei sistemi di monitoraggio, anche basati su metodi partecipativi. -Miglioramento di metodi per la determinazione, la riduzione ed il trattamento dell'incertezza associata ai dati. -Tecniche di biorisanamento e relativa modellazione matematica in acque sotterranee. –Definizione di livelli di fondo e valori soglia e modellazione di equilibri termodinamici. (literal)
Stato dell'arte
  • I problemi di gestione delle risorse sono stati affrontati e risolti incrementando le disponibilità. Il quadro normativo di riferimento pone molta attenzione alla sostenibilità e durabilità delle risorse idriche; infatti la WFD focalizza il concetto di gestione integrata ed impone la conoscenza organica dello stato quantitativo e qualitativo delle acque attraverso un approccio eco-sistemico, coinvolgendo aspetti fisici e socio-economici. L'art.14 della WFD incoraggia il coinvolgimento attivo di tutti gli stakeholders; il D.lgs.195/2005 sottolinea l'importanza dell'accesso all'informazione ambientale. Il Dlgs 152/06 e la \"Direttiva figlia\" sulle acque sotterrane prevedono per i corpi idrici sotterranei la definizione dello stato quantitativo e dello stato chimico ai fini della valutazione dello \"stato di qualità ambientale\" e non tiene conto dello stato ecologico che è un punto chiave per tutti i corpi idrici, non solo di quelli superficiali. A livello di qualità dei suoli ad oggi non esiste una direttiva analoga a quella sulle acque, escluso il DM 471/99 sui siti contaminati, e non si ha ancora un panorama che definisca la qualità del suolo e i suoi indicatori biotici ed abiotici. (literal)
Tecniche di indagine
  • - Analisi temporale di dati (metodi di trattamento delle serie storiche);- Metodi di integrazione delle informazioni spazio-temporale; - Metodi di simulazione stocastica applicati a grandezze continue, discrete e categoriali; Tecniche di strutturazione della conoscenza e della comunicazione tra attori; Tecniche stacastiche bayesiane; Tecniche di identificazione dei microrganismi nel loro ambiente naturale (suolo o acqua) mediante FISH (Fluorescent in situ hybridization). Assorbimento atomico con fornetto di grafite e generazione di idruri (HG-/ GF-AAS), Spettrometria al plasma con rivelatore ad emissione e massa (ICP-OES e MS), Generazione di idruri con rivelatore a fluorescenza (HG-AFS), cromatografia ionica (CI), Spettrometria UV-VIS; Tecniche innovative utilizzate sono: a) analisi dell'impedenza elettrica e della corrente per la valutazione dello stato di saturazione degli ammassi rocciosi; b) analisi di segnali colorimetrici per definire e descrivere il comportamento di inquinanti; c) centrifugazione di campioni di roccia per valutare lo stato di saturazione e di ritenzione idrica; d) misuratori di flusso idrico nel suolo e trappole per la quantificazione dei sedimenti. (literal)
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