Sebastiano Piccolroaz

La proposta di tesi prevede la raccolta e l'analisi dei dati idrometrici storici disponibili in Trentino, ponendosi (alcuni tra) questi obiettivi:

• costruire statistiche delle stazioni idrometriche disponibili
• individuare trend dovuti al cambiamento climatico o alla variazione morfologica delle sezioni (modifica alla scala di deflusso)
• ricostruire i dati mancanti, anche utilizzando algoritmi di IA
• omogeneizzare il dataset relativo a stazioni limitrofe che hanno operato in periodi diversi, attraverso tecniche di data fusion
• rivedere le soglie di allarme delle principali stazioni idrometriche 

La tesi verrà svolta in collaborazione con l'Ufficio Dighe della Provincia Autonoma di Trento, responsabile della rete di monitoraggio idrometrico provinciale. Si possono prevedere anche attività sperimentali in campo finalizzate alla misura della portata.

L'attività si propone di applicare un modello idro-morfodinamico per analizzare i processi di sedimentazione e pulizia in corrispondenza dell'opera di imbocco della galleria Adige-Garda. L'obiettivo è quello di comprendere le dinamiche e le tempistiche di formazione del deposito di materiale limoso e i processi di rimozione dello stesso durante le manovre di manutenzione ordinaria, al fine di ottimizzare tali manovre e garantire un efficace sistema di pulizia.

La proposta di tesi prevede l'utilizzo del software BASEMENT per la modellazione idromorfologica di un caso studio selezionato, con l'obiettivo di progettare interventi strutturali in alveo per migliorare la protezione idraulica del territorio e/o promuovere la riqualificazione/rinaturalizzazione del corso d'acqua. Il caso studio potrà essere proposto dal/la tesista o individuato in collaborazione con il Servizio Bacini Montani della Provincia Autonoma di Trento, dove è possibile trascorrere un periodo di attività. L'approccio metodologico include una fase preliminare di raccolta e analisi dei dati esistenti, seguita dall'implementazione del modello idromorfodinamico per lo stato attuale e dalla simulazione di diverse soluzioni progettuali.

La proposta di tesi riguarda la raccolta e l'analisi di dati sperimentali relativi allo spettro d'onda in laghi alpini, utilizzando un ondametro. L'obiettivo è quello di caratterizzare le dinamiche delle onde e comprendere le loro variazioni stagionali e meteorologiche. Le misure delle onde saranno accompagnate da altre misure di qualità dell'acqua o di turbolenza.

La valvometria è una tecnica che monitora l'apertura e la chiusura delle valve delle cozze per valutare la loro risposta a cambiamenti ambientali. Le cozze saranno installate nel torrente Noce per comprendere l'effetto del thermo-hydropeaking sull'ecosistema acquatico attraverso l'analisi del loro comportamento. Il monitoraggio valvometrico sarà affiancato dall'utilizzo di sensoristica convenzionale (temperatura, torbidità, ossigeno disciolto). L'attività potrà essere integrata da esperimenti in laboratorio.

Referimenti bibliografici:
- https://egusphere.copernicus.org/preprints/2023/egusphere-2023-2405/egusphere-2023-2405.pdf

Messa a punto del bilancio termico di un lago alpino mediante i) calibrazione sito-specifica dei parametri per la quantificazione dei flussi termici superficiali e ii) la predisposizione di un codice (preferibilmente in python o R) per il calcolo in real-time di tali flussi  assimilando i datimeteorologici e termici acquisiti sul lago. Il lavoro di tesi sarà eseguito in stretta collaborazione con la dott.ssa Ulrike Obertegger (Fondazione Edmund Mach), coordinatrice del sito LTER (Long-Term Ecosystem Research, https://lter-tovel.fmach.it/) a Tovel. 

keywords: energy budget; lake-atmosphere fluxes; temperature; climate

Il/la tesista analizzerà misure di flussi di CO2 scambiati tra lago e atmosfera raccolti con frequenza bisettimanale durante il 2020-2021 nel lago di Ginevra. I dati di flusso saranno analizzati nel contesto dei dati (disponibili e da sistemare) di turbolenza, temperatura e flussi di energia scambiati con l'atmosfera (www.lexplore.info). E' possibile prevedere l'acquisizione di nuove misure di flussi di CO2 in laghi alpini del Trentino.

Keywords: CO2 fluxes; turbulence; lake-atmosphere interaction

Il lavoro di tesi prevede l'estensione del modello air2water (https://github.com/spiccolroaz/air2water) rendendolo un modello a scala globale applicabile a laghi sprovvisti di misure di temperatura superficiale necessarie per la calibrazione dei parametri. Verranno utilizzati dati satellitari.

keywords: limnology, cluster analysis, water temperature

Bibliografia di riferimento:
- https://hess.copernicus.org/articles/17/3323/2013/hess-17-3323-2013.html
- https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-020-02663-z
 

In questo lavoro di tesi si prevede l'estensione del modello air2stream per la predizione, oltre che della temperatura dell'acqua, di ossigeno disciolto e torbidità. A tal fine si utilizzeranno dati disponibili per alcuni corsi d'acqua svizzeri.

Keywords: river water temperature; modelling; hydrology; water quality

Dettagli su air2stream: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/10/11/114011/pdf

Acquisizione e processamento di profili verticali di micro fluttuazioni di velocità, temperatura e conducibilità mediante profilatore ad alta risoluzione (MicroCTD equipaggiato con sensori ad alta risoluzione di shear, temperatura e conducibilità) nella Laguna di Venezia. La tesi può vertere i) sull'analisi fenomenologica e la descrizione dei profili di turbolenza misurati oppure ii) sul confronto tra i dati misurati dai differenti sensori installati sul profilatore al fine di caratterizzare il tempo di risposta dei termistori ad alta risoluzione (tema largamente dibattuto nella comunità scientific internazionale).

In questo lavoro di tesi, il/la tesista si concentrerà sull'analisi di profili di turbolenza acquisiti nel lago di Garda nel 2017-2018, cercando di descriverne ed interpretarne gli andamenti stagionali e la variabilità spaziale. In particolare, l'interesse sarà sulla variabilità osservata lungo un transetto in presenza di eventi di vento persistenti e in occasione di una campagna di misure di 24h. In funzione della disponibilità della strumentazione e dell'interesse del/la tesista, è possibile prevedere l'integrazione del dataset con nuove campagne di misura.

keywords: turbulence; limnology; mixing; environmental fluid mechanics.

Bibliografia di riferimento: 
- https://www.nature.com/articles/s41597-021-00965-0

Il lavoro di tesi prevede l'analisi dei trend di temperatura dell'acqua superficiale di >600 laghi distribuiti sul globo, considerando i) serie storiche di dati misurati negli ultimi decenni (remote sensing) e ii) serie storiche ricostruite a partire dal 1900 (air2water), individuando potenziali cluster in funzione di zona climatica e caratteristiche morfologiche.

Bibliografia di riferimento: 
- https://hess.copernicus.org/articles/17/3323/2013/hess-17-3323-2013.html
- https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-020-02663-z