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ENTERPRISING - IntEractions between hydrodyNamics and bioTic communities in fluvial Ecosystems: advancement in the knowledge and undeRstanding of PRocesses and ecosystem sustainability by the development of novel technologieS with fIeld monitoriNg and laboratory testinG

Descrizione

L'obiettivo generale del progetto è lo sviluppo di tecnologie avanzate e metodi innovativi che, utilizzando radar, sensori biologici, modelli idrodinamici e algoritmi, consentano, per la prima volta, di prevedere le portate del fiume anche durante le piene e l'impatto di processi idrodinamici sulle comunità biotiche fluviali. Il progetto si propone di affrontare una duplice sfida, la prima è quella sollevata dall'Organizzazione meteorologica mondiale per identificare tecniche avanzate per il monitoraggio degli scarichi ad alto flusso, di interesse per il controllo di eventi estremi e la seconda sfida è quella della Strategia Europea per la Biodiversità al 2020 (European Biodiversity Strategy to 2020 (European Biodiversity Strategy to 2020) Commissione, 2011) per una migliore protezione degli ecosistemi insieme al contributo per evitare la perdita di biodiversità globale. L'idea alla base del progetto nasce da recenti studi condotti dalle Unità di Ricerca coinvolte che hanno evidenziato come l'uso integrato di tecnologie avanzate e una raffinata modellazione eco-idraulica possano portare a nuove conoscenze sul monitoraggio degli scarichi e sui processi ecosistemici-fluviali. Per raggiungere l'obiettivo, ENTERPRISING si articola in diversi livelli di attività sinergicamente collegati e riguardano: 1) il monitoraggio della portata fluviale attraverso lo sviluppo di innovative tecnologie no contact; 2) l'identificazione e la modellizzazione dei meccanismi di interazione tra processi idrodinamici e comunità biotiche; 3) lo sviluppo di tecnologie avanzate per il monitoraggio della risposta delle comunità biotiche ai cambiamenti idromorfologici con le prove in laboratorio e sul campo; e 4) la valutazione degli effetti dei processi idrodinamici sulle comunità ecosistemiche fluviali in diversi ambienti come base per lo sviluppo di un efficace Sistema di Allerta Biologica Precoce (BEWS). ENTERPRISING trova le sue radici nella consapevolezza che negli ecosistemi dei corsi d'acqua è fondamentale, da un lato, avere valutazioni accurate delle portate per qualsiasi condizione di deflusso anche per siti impervi e, dall'altro, comprendere le modificazioni dell'ambiente biotico in correlazione con l'idrodinamica , e la complessità geomorfologica, attraverso un approccio sinergico che unisce competenze che abbracciano i processi fluviali e la sostenibilità degli ecosistemi. Questo è il fulcro del progetto, che è motivato dall'idea che i diversi fenomeni ambientali debbano essere studiati congiuntamente facendo leva su un patrimonio di competenze multidisciplinari per mettere in relazione gli indicatori biotici direttamente con le caratteristiche di flusso misurate con tecnologie no contact.

Parole chiave

radar, sensori biologici, modelli idrodinamici

 

Description

The overall objective of the project is the development of advanced technologies and innovative methods that, using radar, biological sensors, hydrodynamic models and algorithms, allow, for the first time, to predict the river flows also during high floods as well as the impact of hydrodynamic processes on the river biotic communities. The project aims to face a twofold challenge, the first is that raised by World Meteorological Organization to identify advanced techniques for discharge monitoring at high flow, of interest to control extreme events and the second challenge is that of the European Biodiversity Strategy to 2020 (European Commission, 2011) for a better protection of ecosystems along with the contribution to averting global biodiversity loss. The basic idea of the project comes from recent studies conducted by involved Research Units that have highlighted how the integrated use of advanced technology and a refined eco-hydraulic modeling can lead to new insights on discharge monitoring and ecosystem-river processes. To achieve the target, ENTERPRISING is articulated in different levels of activity synergistically connected and concern: 1)the monitoring of river flow by developing innovative no-contact technology; 2) the identification and modeling of interaction mechanisms between hydrodynamics processes and biotic communities; 3) the development of advanced technologies for monitoring the response of biotic communities to hydro-morphological changes with the testing in laboratory and field; and 4) the evaluation of the effects of hydrodynamic processes on river ecosystem communities in different environments as a base for the development of an effective Biological Early Warning System (BEWS). ENTERPRISING finds its roots in the awareness that, in watercourse ecosystems is fundamental, on one hand, to have accurate discharge assessments for any flow condition also for inaccessible sites and, on the other hand, to understand modifications of the biotic environment in correlation with hydrodynamics, and geomorphological complexity, through a synergistic approach by blending expertise that spans fluvial processes and ecosystems sustainability. This is the core of the project, which is motivated by the idea that different environmental phenomena have to be jointly investigated by leveraging a wealth of multidisciplinary expertise in order to relate biotic indicators directly to flow characteristics measured with no-contact technologies.

Key words

radar, biological sensors, hydrodynamic models