3. Modelli-Misure

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A) Modelli e metodi dell’idrodinamica sperimentale
B) Nuove esperienze sull’open source computing, open data, e laboratori virtuali
C) Tecniche di misura al suolo e sensori remoti per il monitoraggio e modellazione dei processi idrologici
D) Nuovi risultati e applicazioni nello studio del continuum pianta-suolo-atmosfera

 

 

A) Modelli e metodi dell’idrodinamica sperimentale

Per molte problematiche di interesse idraulico, la modellazione fisica costituisce uno strumento essenziale (se non l’unico) realmente in grado di fornire un’esaustiva ed accurata conoscenza del complesso delle fenomenologie fisiche caratterizzanti le medesime. L’obiettivo della sessione è quello di fornire un quadro dettagliato sia dello status quo che delle prospettive aperte dai più recenti sviluppi della modellazione sperimentale di problematiche complesse dell’idrodinamica applicata, sia in ambito civile-ambientale che industriale.  Le tematiche su cui maggiormente si intende focalizzare l’interesse sono, pertanto, le seguenti:

– caratterizzazione sperimentale di manufatti e dispositivi per sistemi idraulici, con particolare riferimento ai dispositivi di controllo del flusso e a quelli deputati al recupero energetico;

– modellistica fisica di flussi multifase;

– modellazione fenomenologica dell’interazione delle opere idrauliche con contesti naturali ed antropizzati;

– recenti innovazioni delle tecniche di misura in correnti idriche.

Nella fattispecie, si intende coniugare l’analisi delle risultanze ottenibili mediante l’utilizzo di tecniche di rilevamento avanzate (Particle Image Velocimetry, Particle Tracking Velocimetry, Laser Doppler Anemometry, tecniche di visualizzazione dei flussi, tecniche di misura acustiche, etc.) con l’approfondimento interpretativo delle fenomenologie mediante approcci innovativi (approccio entropico, algoritmi dell’intelligenza artificiale, etc.).

 

A) Models and methods of experimental hydrodynamics

For many issues of hydraulic engineering, physical modeling is an essential tool (if not the only one) capable of providing an exhaustive and accurate knowledge of the involved physical phenomena. The aim of the session is to provide a detailed picture of both the status quo and the prospects opened up by the latest developments in experimental modeling of complex problems of applied hydrodynamics, both in the civil-environmental and industrial field. The most important topics to focus on are the following:

– Experimental characterization of devices for hydraulic systems, with particular reference to flow control devices and those for energy recovery;

– Physical modeling of multi-phase flows;

– Phenomenological modeling of the interaction of hydraulic works with natural and anthropic contexts;

– Recent innovations in measurement techniques.

In the present case, the analysis of the results obtained by using advanced measurement techniques Particle Image Velocimetry, Particle Tracking Velocimetry, Laser Doppler Anemometry, Flow visualization, Acoustic techniques, etc.) will be combined with the in-depth interpretation of phenomenologies through innovative approaches (entropy approach, artificial intelligence algorithms, etc.).

Tipologia

orale e poster

Conveners

Francesco GRANATA (Università di Cassino e del Lazio Meridionale, f.granata@unicas.it)
Michele PALERMO (Università di Pisa, michele.palermo@unipi.it)
Gustavo MARINI (Università del Sannio, gustavo.marini@unisannio.it)

Proponenti

Ciro APOLLONIO (Politecnico di Bari, ciro.apollonio@poliba.it)
Giuseppe PISATURO (Libera Università di Bolzano, giuseppe.pisaturo@alperia.eu)
Carla TRICARICO (Univ. Cassino e Lazio Meridionale, c.tricarico@unicas.it)
Nicola FONTANA (Università del Sannio, fontana@unisannio.it)
Rudy GARGANO (Univ. Cassino e Lazio Meridionale, gargano@unicas.it)
Michele LARCHER (Libera Università di Bolzano, michele.larcher@unibz.it)
Stefano PAGLIARA (Università di Pisa, s.pagliara@ing.unipi.it)
Alberto Ferruccio PICCINNI (Politecnico di Bari, albertoferruccio.piccinni@poliba.it)

 

B) Nuove esperienze sull’open-source computing, open data, e laboratori virtuali

L’open science è ormai diventata una realtà affermata nella comunità scientifica favorendo da un lato la riproducibilità della ricerca, grazie alla condivisione dei codici di calcolo e dei dati che hanno condotto ai risultati pubblicati, e dell’altro l’interazione e il confronto tra diversi gruppi di ricerca.

Lo sviluppo di software libero per affrontare i problemi di idrologia superficiale e sotterranea, idraulica, gestione delle risorse idriche, o di protezione idraulica del territorio è in forte ascesa sia in ambito accademico che in ambito tecnico-professionale, fornendo la possibilità di accedere a script e codici di calcolo sviluppati attraverso potenti linguaggi di programmazione, come ad esempio R, Python, Java, C++, ecc. Parallelamente è ormai costante l’espansione di basi dati digitali liberamente consultabili e fruibili per la ricerca scientifica sotto forma di osservatori o laboratori virtuali dotati di strumenti open-source per la consultazione o per il download.

Gli obiettivi della sessione proposta sono principalmente quelli di:

– Fornire a sviluppatori e utilizzatori di software libero e open data un luogo d’incontro e di condivisione di nuove idee sullo stato dell’arte di strategie di sviluppo, standard, strumenti e dati utilizzati;

– Consentire a sviluppatori con background diversi nell’ambito idrologico e idraulico di presentare i propri prodotti con brevi applicazioni in loco riguardanti GIS, analisi, modellazione e visualizzazione di geo-data, web-service, ecc.

 

B) New experiences in open-source computing, open data, and virtual laboratories

Nowadays the global shift towards open science is becoming widely recognized in the scientific community. It promotes research reproducibility by sharing source code and data that led to the results and facilitate interactions and debates among different research groups.The development of high quality free software among scientists, consultants, and managers is increasing in many water related scientific fields such as surface and subsurface hydrology, hydraulic, and water resource management. Simultaneously, the implementation and the dissemination of water-related open database and virtual laboratories is growing. They provide freely available research infrastructures including data, models and protocols that foster collaboration and transparency.This session seeks to provide a forum for researchers that explicitly explores and apply open source software, open databases and virtual laboratories in environmental and water science. The session aims to: i) connect researchers, developers, and users, providing them with a meeting point to share ideas on the state of the art and future strategies on free software and open data; ii) allow demonstrations of new products with on-site applications concerning Geographical Information Systems, software for analyzing, modeling and visualizing geodata, web services, etc.

Tipologia

Una breve presentazione dei contributi in forma orale (lightning talk di 8 minuti) ed una presentazione poster degli stessi, con possibilità  di effettuare in loco dimostrazioni pratiche.

Conveners

Giuseppe FORMETTA (Centre for ecology and hydrology CEH- Wallingford, UK giufor@nerc.ac.uk)
Alberto VIGLIONE (Vienna University of Technology, viglione@hydro.tuwien.ac.at)
Marialaura BANCHERI (Universita’ di Trento, marialaura.bancheri@unitn.it)

Proponenti

Attilio CASTELLARIN (Universita di Bologna, attilio.castellarin@unibo.it)
Margherita Di LEO (European Commission – JRC – Institute for Environment and Sustainability (IES),margherita.di-leo@jrc.ec.europa.eu)
Riccardo RIGON (Universita’ di Trento, riccardo.rigon@unitn.it)

 

Le Tecniche di monitoraggio da sensori remoto e in sito grazie a una sempre maggiore disponibilità di strumentazione offrono alla comunità tecnico-scientifica un’ampia gamma di osservazioni delle variabili dei processi idrologici, potenziando le reti di monitoraggio tradizionali e fornendo dati ausiliari innovativi anche nel caso di aree non monitorate come evidenziato dai recenti e numerosi prodotti della letteratura tecnico scientifica.
In tale ambito la sessione propone e discute il ruolo di diverse tecniche e metodologie di misura al suolo e da sensore remoto di parametri e variabili di processi idrologici e idraulici al fine di una loro migliore comprensione e rappresentazione modellistica. Ciò attraverso il confronto con dati sperimentali e una discussione sulle tecniche di assimilazione di tali misure nella modellistica numerica.
La sessione è organizzata in collaborazione con il Measurements and Observations in the XXI Century (MOXXI) working group dell’International Association of Hydrological Sciences.
Il format è previsto POSTER con presentazione orale del poster. La presentazione orale è di 5 min e sarà composta da tre slide: stato dell’arte, metodologia, risultati.

C) Ground and remote sensing measurements techniques for monitoring and modelling hydrological processes

Ground and remote sensing measurements techniques, thanks to an increasing availability of instrumentation, provide to the technical-scientific community a wide range of observations of the different hydrological variables, increasing the traditional monitoring networks and providing innovating auxiliaries data also in non-instrumented areas, as highlighted in the numerous recent scientific papers.In this framework, this session aims and discusses the role of the different ground and remote sensing measurements techniques of hydrological parameters and variables for their better understanding and models parameterization. This is done through a comparison with experimental data and a discussion on data assimilation techniques in the numerical modelling.The session is organized in collaboration with Measurements and Observations in the XXI Century (MOXXI) working group of the International Association of Hydrological Sciences

Conveners

Flavia TAURO (flavia.tauro@unitus.it)
Silvia BARBETTA (silvia.barbetta@irpi.cnr.it)
Giovanni RAVAZZANI (giovanni.ravazzani@polimi.it)

 

D) Nuovi risultati  e applicazioni nello studio del continuum pianta-suolo-atmosfera.

Il continuum pianta-suolo-atmosfera è alla base della produzione agricola e della conservazione delle aree naturali. Esso regola inoltre i processi di trasporto degli inquinanti nel suolo, così come le dinamiche del carbonio, dell’azoto e di altri importanti elementi presenti negli ecosistemi.
Oltre al rischio di inquinamento, anche i rischi legati alle siccità, all’erosione e ai  fenomeni di  piena e di instabilità dei  versanti possono esser valutati con maggior affidabilità, qualora vi sia  una  maggiore capacità di  quantificare i fenomeni in gioco nel continuum in oggetto. A questa concorrono tecniche modellistiche, sperimentali e di remote sensing.
Infine, i modelli atmosferici, così come  quelli relativi alle acque sotterranee, necessitano di sempre più accurate parametrizzazioni o semplici formulazioni modellistiche, adatte alla scala regionale e globale.

D) New results and applications in the study of the plant-soil-atmosphere continuum

The soil plant atmosphere continuum plays a major role in the crop production and in the natural areas conservation. It also controls the pollutant transport processes in soil, as well as the dynamics of carbon, nitrogen and  other important elements of the ecosystems.
Beside the pollution risk, also the ones related to drought, erosion and floods and slope instability can be assessed with better reliability, with an updated capability to quantify the processes involved in the mentioned continuum. Modeling, experimental, and remote sensing techniques can contribute to it.
Last but not least, the atmospheric models, as well as the groundwater ones,  needs more and more accurate parametrizations or simple models, suitable at the regional and at the global scale.

 

Tipologia

Orale e poster

Conveners

Marco BORGA (Università di Padova, marco.borga@unipd.it)
Antonio COPPOLA (Università della Basilicata, antonio.coppola@unibas.it)
Stefano FERRARIS (DIST Torino, stefano.ferraris@unito.it)

Proponenti

Nunzio ROMANO (Università di Napoli, nunzio.romano@unina.it)
Arianna FACCHI (Università di Milano, arianna.facchi@unimi.it)
Simona CONSOLI Università di Catania, simona.consoli@unict.it)
Daniele PENNA Università di Firenze, daniele.penna@unifi.it)
Giovanni RALLO Università di Pisa, giovanni.rallo@unipi.it)
Mario PALLADINO (Università di Napoli, mario.palladino@unina.it)