I GIS sono un potente strumento per lo sviluppo di soluzioni per le risorse idriche, come la gestione delle acque e la valutazione della loro qualità sia a scala locale sia regionale e nazionale.
Gli idrologi e gli idrogeologi utilizzano la tecnologia GIS per integrare vari tipi di dati e applicazioni in un unico sistema centralizzato. L’insieme degli strumenti contenuti in Arc Hydro facilita la creazione, la gestione e la visualizzazione degli oggetti idrologici all’interno dell’ambiente di ArcGIS.
Gestione dei bacini idrografici
I GIS migliorano le analisi sui bacini idrografici come le statistiche sui deflussi e la quantità di detriti trasportati e facilitano la delineazione dei bacini e dei sottobacini utilizzando i modelli digitali del terreno (DEM).
L’utilizzo dei DEM per l’analisi dei bacini idrografici insieme ad altri dati, come la copertura del suolo e le sue proprietà, le stazioni di misura e il clima, è una procedura standardizzata che viene oramai utilizzata da anni.
ArcGIS insieme ad Arc Hydro fornisce la flessibilità che permette di combinare dati di più sorgenti per analizzare il reticolo idrografico.
È possibile utilizzare anche ArcGIS Spatial Analyst per analisi idrologiche come il calcolo dei flussi, la delineazione automatica del reticolo idrografico a partire dal modello digitale del terreno e l’ordine delle aste fluviali.
È possibile inoltre integrare senza soluzione di continuità dati geologici e temporali proveniente da più sorgenti, come i dati raccolti sul campo attraverso la tecnologia GIS mobile.
Più utenti che raccolgono contemporaneamente i dati sul campo in ufficio possono riversare le informazioni in un geodatabase per l’editing e l’analisi.
Alluvioni
La gestione delle alluvioni è un insieme di misure preventive e correttive che riducono l’impatto e minimizzano i danni. Queste misure richiedono l’integrazione di dati provenienti da più sorgenti come l’uso del suolo, i dati catastali e le misure previste dalle normative.
ArcGIS Spatial Analyst contiene degli strumenti specifici per le analisi idrologiche che permettono di lavorare con informazioni idrologiche e del paesaggio. È possibile utilizzare questi strumenti per generare delle simulazioni e identificare le aree a rischio, in modo da assegnare le priorità alle misure di prevenzione e di salvaguardia.
Arc Hydro è stato sviluppato come strumento per la cattura dei dati del reticolo idrografico: proprietà fisiche, morfologia, caratteristiche del letto, vegetazione ripariale e così via.
Con ArcGIS Tracking Analyst è possibile analizzare i dati temporali ed esplorare i trend e i fenomeni, condurre analisi storiche e scenari what-if, tracciare e monitorare gli eventi come le precipitazioni eccezionali, il livello delle acque e così via.
Falde acquifere
ArcGIS Spatial Analyst include numerosi strumenti per le analisi idrologiche. Gli strumenti per le falde acquifere possono essere utilizzati per effettuare analisi bidimensionali e produrre modelli di dispersione.
Lo strumento Darcy Flow permette di generare il flusso della falda a partire da dati idrogeologici, lo strumento Particle Track permette di seguire il percorso di una particella a partire da una sorgente puntuale e lo strumento Porous Puff calcola la dispersione di un inquinante che si muove lungo il percorso del flusso. Sono presenti altri strumenti specifici:
- Flow Accumulation
- Flow Direction
- Flow Length
- Fill
- Sink
- Stream Link
- Stream Order
- Stream To Feature
- Watershed.
Per ulteriori informazioni su Arc Hydro consultate il sito: Arc Hydro from the Center for Research in Water Resources (CRWR).
Qualità delle acque
La qualità delle acque include la gestione delle acque di falda e delle aree di ricarica e delle acque superficiali dei bacini acquiferi. Dato che i due sistemi sono completamente integrati tra di loro, la contaminazione dell’uno influisce anche sull’altro.
I GIS possono essere utilizzati per calcolare lo sversamento di un inquinante in un corpo idrico come un fiume o un lago e monitorarne la qualità dell’acqua nel tempo.
Gli sversamenti possono avere origine puntuale, come uno scarico industriale oppure origine areale, come le infiltrazioni in agricoltura. Quando viene individuata la sorgente e il suo tipo possono essere utilizzati i modelli che permettono di determinare le variazioni di concentrazione dell’inquinante nel corpo idrico nel tempo. Le procedure che permettono di effettuare queste analisi sono state sviluppate per entrambi i tipi di sorgenti e per più modelli di qualità delle acque.
I GIS aiutano a identificare le aree critiche in base all’uso del suolo e a rivelare i trend che possono interessare la qualità delle acque. ArcGIS Geostatistical Analyst può per esempio essere utilizzato per la mappatura della contaminazione di un corso d’acqua.
I GIS possono anche essere utilizzati per monitorare il livello delle acque e il loro utilizzo in modo da evitare situazioni di criticità. ArcGIS 3D Analyst può essere utilizzato per mappare a diverse profondità più layer relativi a differenti sostanze inquinanti.
Permessi
I GIS permettono di assegnare le priorità alle attività che necessitano di permessi di sfruttamento delle acque.
Gli strumenti contenuti in ArcGIS aiutano a effettuare specifiche attività come:
- Proiezioni sulla domanda in base a dati demografici
- Monitoraggio della qualità delle acque
- Tracciamento del trasporto di materiali pericolosi
- Gestione dei pozzi artesiani e archiviazione della stratigrafia
- Analisi in situ
- Analisi storiche e temporali
- Gestione delle pratiche
- Analisi dei flussi.
