Best Fit and Selection of Theoretical Flood Frequency Distributions Based on Different Runoff Generation Mechanisms

Theoretically derived distributions allow the detection of dominant runoff generation mechanisms as key signatures of hydrologic similarity. We used two theoretically derived distributions of flood peak annual maxima: the first is the ―IF‖ distribution, which exploits the variable source area concept, coupled with a runoff threshold having scaling properties; the second is the Two Component-IF (TCIF) distribution, which generalizes the IF distribution, and is based on two different threshold mechanisms, associated with ordinary and extraordinary events, respectively. By focusing on the application of both models to two river basins, of sub-humid and semi-arid climate in Southern Italy, we present an ad hoc procedure for the estimation of parameters and we discuss the use of appropriate techniques for model selection, in the case of nested distributions

Investigating alcohol consumption during pregnancy for the prevention of Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASD)

The term FASD (Fetal Alcohol Spectrum Disorders) is used to describe the entire spectrum of pathologies and disorders caused by alcohol exposure in uterus. Alcohol assumed in pregnancy passes directly through the placental barrier causing a broad range of symptoms whose severity can greatly vary in degree. The alcohol teratogenic effect may result in physical damage and specific facial anomalies, growth delays, neurological defects along with intellectual disabilities and behavioral problems. Children affected show difficulties in verbal learning, memory, visual-spatial abilities, attention, logic and math abilities, information processing, executive functions as well as in many other domains and in general coping with daily life. Total abstention from alcohol during pregnancy is strongly recommended, as a safe threshold of consumption has not been established yet. Hence, the early identification of alcohol consumption in pregnancy is crucial. Specific methodologies to overcome difficulties related to the identification of alcohol behavior in pregnant women are needed and intervention protocols should be implemented to prevent damage in offsprings. This paper gives an overview on this pathology, from clinical delineation to epidemiology and risk factors with a special focus to promote alcohol-free pregnanc

Comparative assessment of autochthonous bacterial and fungal communities and microbial biomarkers of polluted agricultural soils of the Terra dei Fuochi

Organic and inorganic xenobiotic compounds can affect the potential ecological function of the soil, altering its biodiversity. Therefore, the response of microbial communities to environmental pollution is a critical issue in soil ecology. Here, a high-throughput sequencing approach was used to investigate the indigenous bacterial and fungal community structure as well as the impact of pollutants on their diversity and richness in contaminated and noncontaminated soils of a National Interest Priority Site of Campania Region (Italy) called “Terra dei Fuochi”. The microbial populations shifted in the polluted soils via their mechanism of adaptation to contamination, establishing a new balance among prokaryotic and eukaryotic populations. Statistical analyses showed that the indigenous microbial communities were most strongly affected by contamination rather than by site of origin. Overabundant taxa and Actinobacteria were identified as sensitive biomarkers for assessing soil pollution and could provide general information on the health of the environment. This study has important implications for microbial ecology in contaminated environments, increasing our knowledge of the capacity of natural ecosystems to develop microbiota adapted to polluted soil in sites with high agricultural potential and providing a possible approach for modeling pollution indicators for bioremediation purposes

Analisi delle interazioni tra le mareggiate del litorale Ionico ed i livelli idrici registrati lungo le aste fluviali della Basilicata

Nelle simulazioni idrauliche per la valutazione del rischio di inondazione legato ai sistemi fluviali il contributo legato alle condizioni del “mare” è generalmente portato in conto come condizione al contorno in termini di “quota”, quindi carico, comprensiva sia del setup indotto dalle mareggiate sia dei contributi di marea. Tuttavia, lo scenario reale è fortemente legato allo specchio d’acqua ed al corrispondente litorale in esame e probabilmente le interazioni tra i due sistemi, fluviale e marittimo, sono ancora in parte inesplorate. La concomitanza di eventi meteomarini di particolare intensità con regimi estremi di deflusso delle portate liquide, può rappresentare un potenziale incremento del fattore di rischio delle aree costiere e di pertinenza fluviale innescato dalla variazione delle condizioni di deflusso nella zona fociale. Ovviamente, le caratteristiche del paraggio di interesse, così come la tipologia del bacino marittimo di riferimento, chiuso o aperto, oceanico e non, incidono sensibilmente nella definizione delle componenti di moto ondoso e nella determinazione dei corrispondenti innalzamenti del livello mare di riferimento, si pensi, ad esempio, alle onde di sessa del bacino Adriatico. In tale contesto e con riferimento alle dinamiche più diffuse nel bacino del Mediterraneo, si colloca l’obiettivo del presente lavoro riportando un approfondimento sull’interazione tra stati di mare e condizioni di deflusso fluviale, attraverso un confronto diretto tra le serie storiche dei livelli idrici registrati sulle principali stazioni idrometriche della Basilicata e gli stati di mare ricostruiti per il litorale ionico lucano. I dati fluviali utilizzati si riferiscono alle stazioni idrometriche di misura relative ai cinque principali corsi d’acqua della Basilicata (Figura 1.A) ed in particolare quelle di: San Giuliano e S.S.106 per il Bradano; Craco Peschiera e S.S.106 per il Cavone; Torre Accio e S.S.106 per il Basento; Episcopia e S.S.106 per il Sinni; ed infine Grumento per il fiume Agri. Le stazioni denominate S.S.106 sono posizionate in corrispondenza degli attraversamenti fluviali in prossimità della foce, mentre le altre sono collocate in sezioni poco più a monte. Le analisi si riferiscono al periodo 2000-2012 su set rappresentativi di dati e che comprende per ciascuna stazione, mediamente più di 100 eventi identificati in base agli innalzamenti dei livelli idrici al di sopra di una soglia critica. Per quanto riguarda gli stati di mare, questi sono stati ricostruiti tramite SMB modificato (Greco et al., 2004) sulla base delle corrispondenti serie storiche di vento registrate alla stazione dell’AAMM di Ginosa Marina (TA). Il confronto ha evidenziato una corrispondenza tra le due tipologie di evento in circa il 55% dei casi esaminati. Le relazioni tra i valori del livello idrico massimo registrato (h) e del livello del mare (in termini di altezza d’onda significativa a largo, Hs) alla stessa data ed ora sono descritte in Figura 1.B, dove le analisi riferite alle sezioni idrometriche più a monte sono riportate nella strisciata superiore, mentre quelle in prossimità della foce sono nella riga sottostante. In linea di massima, esiste un buon accordo tra i livelli idraulici e le altezze di moto ondoso per le stazioni più prossime alle foci, mentre la relazione si presenta meno significativa, se non proprio nulla, in corrispondenza delle sezioni più distanti dalla foce. La differenza tra le correlazioni osservate alle sezioni più a monte rispetto a quelle in prossimità della foce, lascia spazio alla ipotesi di una interazione tra gli stati di mare ed i tiranti idrici non casuale. Se da monte non si riscontra un aumento di portata, allora è possibile che l’incremento del livello idrico nelle sezioni più vallive possa essere legato alla componente marittima, o in termini di un evento che investe la sola parte costiera del bacino o in ragione di un possibile effetto di rigurgito della corrente fluviale legato all’azione del moto ondoso in atto. In entrambe le circostanze è da registrare la sussistenza di tale interazione/interrelazione di processi idrodinamici, il cui effetto peculiare è rappresentato da un potenziale locale aumento della componente di rischio inondazione. A parità di moto ondoso ricostruito, infatti, la differente risposta tra i quattro corsi d’acqua Bradano, Basento Cavone e Sinni potrebbe essere imputabile alle caratteristiche ed estensione della piattaforma continentale, che risulta pressoché assente in corrispondenza della foce Bradano per poi aumentare l’estensione via via che si procede verso sud, cioè foce Sinni (circa 9 km). La maggiore penetrazione del moto ondoso fino a ridosso del delta fluviale del Bradano giustificherebbe una più pronunciata correlazione che risulta pressoché uniforme per gli altri tre corsi d’acqua. Ad adiuvandum, la minore correlazione è osservata in corrispondenza della foce del Basento che risulta in contiguità con un’infrastruttura portuale che, evidentemente, induce una sorta di effetto “ombra” ovvero di locale attenuazione del moto ondoso sottocosta. Infine, è opportuno sottolineare che la presente analisi, pur costituendo la base per uno studio che necessita di ulteriori approfondimenti, anche di carattere numerico-sperimentale, lascia già intravedere risultati di particolare interesse nella valutazione, non solo specifica dell’area in esame, del rischio di inondazione costiera

Entropy approach for 2D velocity distribution in open-channel flow

In this paper, considering time-averaged velocity as a random variable, two-dimensional (2D) velocity distributions in open-channel flow have been derived based on the Shannon entropy concept and the principle of maximum entropy. The velocity distributions so derived have limited practical use, since they contain too many parameters that need to be experimentally calibrated and hence are not convenient to apply. This work develops a new entropy-based approach for deriving a 2D velocity distribution in open-channel flow, thereby investigating a rectangular geometric domain. The derived distribution is parsimonious, and the values determined using the proposed distribution are found to be in good agreement with the experimentally-measured velocity values