Un sistema di classificazione dei corsi d'acqua sviluppato dai ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia può aiutare a valutare i cambiamenti fisici ai corsi d'acqua e ai fiumi degli Stati Uniti dovuti all'influenza umana e aiutare a una gestione più efficace delle risorse idriche.

Il nuovo quadro, pubblicato in PLOS UNO , è progettato per incorporare caratteristiche dell'habitat fisico importanti per l'ecologia del flusso, compresa la taglia, pendenza, temperatura, idrologia, confinamento valle e substrato, in una mappa composita della diversità dei flussi. Un focus iniziale sugli Stati Uniti orientali stimato oltre 5, 000 tipi di flusso, la maggior parte dei quali sono rari e fino a un terzo colpiti da impatti umani.

Il team guidato da ORNL ha utilizzato set di dati geospaziali, informazioni telerilevate e analisi predittive per mappare circa un milione di flussi in tutti gli Stati Uniti orientali. il progetto è il primo sforzo significativo per produrre un inventario geospaziale dei tipi di flusso in questo ambito.

Il lavoro, finanziato dal Water Power Technologies Office del DOE, mira a fornire all'industria, regolatori e parti interessate con approfondimenti scientifici sullo sviluppo e la gestione efficace dei sistemi idroelettrici e sulla mitigazione degli impatti ambientali della produzione di energia.

Fino ad ora, la classificazione dei flussi è stata in gran parte regionale, si è concentrato sulla valutazione di segmenti di corsi d'acqua discreti piuttosto che sull'intera lunghezza delle reti fluviali ramificate. Il nuovo sistema di classificazione è progettato per catturare un paesaggio connesso, in cui l'uso dell'acqua a monte influenza gli habitat a valle che supportano vari ecosistemi.

"Questo tipo di visione olistica degli ambienti dei flussi, in particolare la diversità dei flussi, su una vasta area spaziale non è stato disponibile ed è essenziale per migliorare la nostra comprensione delle condizioni naturali e alterate dei corsi d'acqua, ", ha affermato il coautore principale Ryan McManamay della Environmental Sciences Division di ORNL e dell'Urban Dynamics Institute.

Nel loro studio sugli Stati Uniti orientali, i ricercatori hanno identificato tipi di corsi d'acqua comuni e rari e la misura in cui questi sono stati influenzati dalle attività umane, come l'urbanizzazione, agricoltura e produzione di energia.

Le combinazioni delle caratteristiche fisiche hanno prodotto una stima di 1, 521 tipi di flusso totali. Su 1,5 milioni di chilometri di flusso totali, Il 95 percento della lunghezza del flusso comprendeva meno del 30 percento dei tipi. La scoperta suggerisce che la maggior parte dei tipi di flusso negli Stati Uniti orientali sono rari.

I ricercatori hanno confrontato i set di dati sulla copertura del suolo con le tipologie di corsi d'acqua per esaminare i cambiamenti provocati dall'uomo negli ambienti dei corsi d'acqua naturali. Introducendo dighe, serbatoi, l'agricoltura e le strutture urbane in paesaggi fluviali possono alterare le caratteristiche fisiche dei corsi d'acqua con impatti negativi sulle risorse idriche e sugli ecosistemi acquatici. Secondo i coautori, quasi il 70 percento dei flussi negli Stati Uniti orientali "sono sequestrati, regolamentato, molto frammentato, o hanno significativi disturbi del paesaggio." Il 32% dei tipi di ruscello ha avuto un impatto in qualche modo su almeno il 95% della loro lunghezza, significato 492 di 1, 521 classi non hanno una rappresentazione naturale nel paesaggio. In altre parole, un terzo della diversità dei corsi d'acqua nella regione è andato perso. I risultati hanno mostrato anche rari tipi di flusso, sistemi fluviali particolarmente grandi, hanno maggiori probabilità di essere influenzati dall'attività umana.

Il team osserva che il quadro di classificazione dei corsi d'acqua può essere utilizzato per dare priorità alle aree per la conservazione o il restauro, aiutando anche nella pianificazione della mitigazione. Come caso di studio, i ricercatori hanno identificato rari, tipi di flusso altamente alterati e mirati a circa 30, 000 km di torrenti attraversano gli Stati Uniti orientali, o 1, 463 km per stato, per progetti di restauro. Lo studio ha anche mostrato come le classi di flusso possono essere utilizzate per identificare le proprietà condivise tra i flussi, in modo da trovare flussi di riferimento o casi di studio per guidare le decisioni di gestione dell'acqua.

Una visione completa della diversità fisica dei flussi contiene applicazioni pratiche per industrie, utilities e i loro stakeholder. La classificazione dei corsi d'acqua supporta la gestione dell'acqua informando le normative ambientali, strategie di mitigazione e sviluppo futuro.

"Il nostro sistema è flessibile, " ha detto McManamay, "e può essere combinato con altri set di dati ad alta risoluzione per rispondere a una serie di domande generali sugli habitat dei corsi d'acqua e sugli impatti causati dall'uomo sulla fisica e sulla biodiversità".