I serbatoi sono indispensabili per l'approvvigionamento globale di acqua potabile. Per proteggerli dall'insabbiamento, iperfertilizzazione, e inquinamento, è necessario prevedere il monitoraggio della qualità dell'acqua. Un consorzio brasiliano-tedesco guidato dal Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha ora sviluppato metodi di misurazione e monitoraggio di facile utilizzo che sono particolarmente adatti per le regioni con disponibilità di dati limitata. Tra gli altri, i risultati del progetto confermano il grande effetto della riforestazione nel bacino idrografico.

Nel caso in cui si rilevi precocemente un deterioramento della qualità dell'acqua, le contromisure possono essere attuate a tempo debito e i serbatoi in pericolo possono essere preservati molto più a lungo. I modelli ambientali aiutano a monitorare e valutare gli input di sostanze e la qualità dell'acqua. Modelli utilizzati finora, però, hanno richiesto enormi volumi di dati e sono stati associati a un elevato dispendio tecnico. Ciò li rende inadatti all'uso in regioni con una disponibilità di dati limitata. Nell'ambito del progetto di ricerca interdisciplinare "Multi-disciplinary Data Acquisition as a Key to Globally Applicable Water Resources Management" (MuDak-WRM), Ricercatori brasiliani e tedeschi hanno sviluppato metodi di monitoraggio di facile utilizzo e generalmente accessibili, Modelli, e tecnologie di misurazione per una durata di tre anni e mezzo. Per il calcolo del bilancio idrico, vale a dire la differenza tra l'assorbimento di acqua e lo scarico dell'acqua, e immissioni di sostanze dal bacino di utenza, sono stati utilizzati i dati satellitari. "Abbiamo ottenuto risultati affidabili solo con pochi dati, "dice il dottor Stephan Hilgert, geo-ecologista presso l'Institute for Water and River Basin Management (IWG) di KIT, che ha coordinato il progetto.

Automazione del trattamento dei dati

Numerosi dati diversi sono stati incorporati nel modello di input della sostanza utilizzato in precedenza. Per questa ragione, il team del progetto si è concentrato sui due percorsi di input più importanti:sostanze risultanti dall'erosione della superficie terrestre e acque reflue dall'ambiente urbano nel bacino idrografico. Come esempi, sono stati studiati il ​​bacino idrico del fiume Dhünn nel Nord Reno-Westfalia e il bacino idrico di Passaúna nello Stato del Paraná in Brasile.

"Un aspetto molto importante è stata l'automazione dell'elaborazione dei dati satellitari utilizzati per il calcolo del bilancio idrico e degli apporti di fosforo e solidi, " spiega Hilgert. L'automazione di successo facilita ampiamente l'uso dei modelli e ne aumenta la precisione e la trasferibilità ad altri bacini. Il consorzio della scienza, associazioni comunali, e industriali ha sviluppato sensori e piattaforme per il monitoraggio costante della qualità dell'acqua, nonché una piattaforma online (Sensor Web) per l'acquisizione user-friendly, Conservazione, e valutazione dei dati.

È stato calcolato l'effetto della riforestazione

Tra gli altri, i risultati del progetto confermano che il rimboschimento di solo il 3% dell'area agricola nel bacino idrografico del bacino di Passaúna può ridurre gli apporti di sedimenti fino al 26%. "L'insabbiamento dei giacimenti e la conseguente riduzione della loro capacità di stoccaggio sarà un grave problema nei prossimi decenni. Attualmente, la perdita di volume di stoccaggio supera il suo aumento, "dice Hilgert.

Altri studi hanno rivelato che i nutrienti legati ai sedimenti a causa del cambiamento climatico potrebbero in futuro ridurre la qualità dell'acqua negli strati più profondi dei bacini idrici. "Nelle regioni subtropicali, una grande quantità di ferro che lega il fosforo si trova nel terreno e, quindi, anche nel sedimento del serbatoio. Però, il ferro lega il fosforo solo se l'acqua contiene una quantità sufficiente di ossigeno. Se la temperatura dell'acqua aumenta e l'ossigeno viene a mancare per un lungo periodo, il fosforo può dissolversi. Ciò può comportare un improvviso aumento dei cianobatteri, cioè fioritura algale, e la qualità dell'acqua si deteriorano improvvisamente, " spiega il geo-ecologo. Per rilevare questo rischio a tempo debito, i gestori di giacimenti dovrebbero monitorare la composizione del sedimento di giacimento oltre allo stato del giacimento e la valutazione delle immagini satellitari, dice Hilgert.