I sistemi fluviali sono risorse essenziali per tutto, dalla fornitura di acqua potabile alla produzione di energia, ma questi sistemi sono anche idrologicamente complessi, e non è sempre chiaro in che modo i dati sul flusso d'acqua provenienti da vari punti di monitoraggio si riferiscano a qualsiasi parte specifica dell'infrastruttura. I ricercatori della Cornell University e della North Carolina State University hanno ora sviluppato uno strumento che attinge a più database per fornire ai gestori delle risorse idriche e agli utenti delle infrastrutture le informazioni di cui hanno bisogno per prendere decisioni informate sull'uso dell'acqua nelle reti fluviali.

"Un flusso d'acqua ti dice qual è il livello dell'acqua in un punto specifico del fiume, ma non sono informazioni sufficienti, "dice Sankar Arumugam, co-autore di un documento sul lavoro e professore di ingegneria civile presso la NC State. "Se sei un operatore di infrastrutture, quello che devi veramente sapere è quanto tempo ci vorrà perché le informazioni sul livello dell'acqua siano rilevanti per la tua infrastruttura. Quanto è lontano il ruscello dalla tua presa d'acqua lungo il percorso del fiume, non solo in linea d'aria? Quanto sono strettamente connesse queste due cose, idrologicamente?"

"Queste informazioni sono importanti per gestire in modo efficiente i sistemi idrici, per garantire che le infrastrutture, come le centrali elettriche, siano in grado di continuare a funzionare, e per la protezione delle infrastrutture, "dice Sudarshana Mukhopadhyay, primo autore dell'articolo e attualmente ricercatore post-dottorato presso la Cornell University. "Le informazioni sono particolarmente importanti in condizioni estreme, come inondazioni o siccità.

"Tutti questi dati esistono già, è solo sparso su database separati. Abbiamo sviluppato un algoritmo che raccoglie in modo efficiente tutte queste informazioni in un unico posto e tiene conto di come i flussi e i vari siti infrastrutturali sono collegati idrologicamente su un grande bacino idrografico, "dice Mukhopadhyay, che ha lavorato alla ricerca come Ph.D. studente presso NC State.

Per dimostrare l'utilità dello strumento, i ricercatori hanno utilizzato l'algoritmo per creare una rete di connettività che dimostra l'interconnessione di circa 1, 400 serbatoi e 1, 600 corsi d'acqua nei bacini del fiume Colorado superiore e inferiore.

Per questa rete, l'algoritmo utilizzava dati da tre fonti:informazioni topografiche dal set di dati idrografici nazionali dell'indagine geologica degli Stati Uniti (USGS); flussi dal sistema nazionale di informazione sull'acqua dell'USGS; e dati del serbatoio dall'inventario nazionale delle dighe.

"Questo è uno strumento che può essere utilizzato dai gestori delle centrali elettriche, operatori di serbatoi, gestori delle risorse idriche:è davvero per chiunque attinga acqua dal sistema fluviale, " Mukhopadhyay dice. "Può informarli sulle condizioni del fiume sia a monte che a valle, e aiutarli a prendere decisioni su dove attingere acqua dal sistema".

I ricercatori hanno anche messo a disposizione del pubblico un modello, consentendo a chiunque di sviluppare reti di connettività simili per altri bacini idrografici.

"Dovrebbe essere abbastanza facile per i professionisti delle risorse idriche, " dice Mukhopadhyay.

"Stiamo attualmente lavorando a una versione nazionale, che pensiamo ci aiuterà a capire meglio tutti i modi in cui i bacini fluviali collegano le infrastrutture in tutto il paese, " dice Arumugam.

La carta, "Sviluppare la struttura di dipendenza idrologica tra le reti di ruscelli e serbatoi, " è pubblicato ad accesso aperto sulla rivista Scientific Data. Il documento è stato co-autore di Chandramauli Awasthi, un dottorato di ricerca studente presso NC State.

Il lavoro è stato svolto con il sostegno della National Science Foundation, con le sovvenzioni 1823111 e 1442909; e dall'USGS Powell Center Working Group Project "Una sintesi globale di flussi di superficie terrestre in bacini idrografici naturali e alterati dall'uomo utilizzando la struttura Budyko".