Applicazioni a scala territoriale

Sulla base delle simulazione di bilancio idrico effettuate per suoli capisaldo, nel caso dei fogli 200 e 204, e ogni punto della griglia di stima, nel caso del foglio 181, è possibile produrre una serie di carte derivate rappresentanti le diverse voci di bilancio, cumulate al termine del periodo di simulazione. La valutazione funzionale in termini di proprietà fisico-idrologiche delle unità tipologiche di suolo presenti in tre aree ad elevato rischio ambientale dalle Pianura Emiliano-Romagnola è stata effettuata applicando il modello di simulazione MACRO ai profili rappresentativi delle diverse unità tipologiche di suolo presenti, nel caso dei fogli cartografici 200 e 204, ed in corrispondenza dei nodi di una maglia regolare coincidente con l’area di studio, nel caso del foglio 181. Gli output del modello, espressi in termini di unità tipologica di suolo, forniscono gli elementi necessari ad una prima valutazione quantitativa delle qualità del suolo influenti sulla vulnerabilità delle acque e quindi sulla capacità protettiva dei suoli nei diversi contesti agro-ambientali. A titolo di esempio, nelle figura 7 si riporta la carta di drenaggio totale cumulato alla base del profilo dei suoli del foglio 204 - Ferrara.

Figura 7: Distribuzione del drenaggio totale cumulato 1995-1997 nel foglio 204- Ferrara (input

La procedura di stima adottata nel foglio 181 per derivare le grandezze in input alle PTF necessarie alla stima dei parametri richiesti dal modello ha permesso di tenere esplicitamente conto della variabilità spaziale delle caratteristiche pedologiche e conseguentemente di valutare la sua influenza nella variabilità riscontrata negli output del modello. Nella figura 8 a titolo di esempio è rappresentato il drenaggio totale cumulato nel caso dei suoli del foglio 181, mentre nella figura 9 i risultati delle simulazioni per il medesimo output sono aggregati in termini di unità tipologica suolo, riportando i range di variabilità osservati per ciascuna di esse.

Figura 8: Foglio 1818 1.50,0000 regione Emilia Romagna: distribuzione del drenaggio totale

cumulato 1995-1997 (input 2130 mm). 580000 585000 590000 595000 600000 Easting 965000 970000 975000 980000 N o rt h in g 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

Figura 9: Drenaggio totale cumulato 1995-1997: Box & Whisker plot per le unità tipologiche di

suolo presenti nel foglio 181 della carta dei suoli 1:50,000 della regione Emilia-Romagna di studio.

L’analisi delle componenti della varianza (tabella 11) utilizzando un disegno gerarchico nidificato, ha infine reso possibile verificare l’influenza dei vari fattori che determinano la dispersione degli output, consentendo non solo di valutare l’incidenza della variabilità dei suoli, sia tra unità tipologiche che all’interno delle singole unità e della falda sulle singole componenti del bilancio idrico, ma anche una valutazione funzionale delle pedofunzioni, quantificando l’entità dell’errore commesso con il loro utilizzo.

Tabella 11: Componenti % della varianza osservata nell'area di studio per le varie voci di

bilancio idrico. Componenti % della varianza Evapo-traspirazione Drenaggi o Micropori Drenaggio Macropori Drenaggio

totale ^{Runoff Infiltrazione}

Unità tipologica 88.30 2.21 0.00 73.78 76.05 63.36 Delineazione 7.07 0.00 1.92 15.40 12.63 16.54 Falda 1.98 88.37 84.18 9.45 8.11 7.00 Errore 2.65 9.42 13.89 1.37 3.21 13.10 Min-Max 25%-75% Median value Flusso cumulato 1995-1997 (micro + macropori)

Scenario colturale #1: Bietola - Soia - Frumento

Unità tipologiche mm 0 100 200 300 400 500 600 700

BAS1 BEL1 _{BOG1 CAN1} CAS2 COL1 _CSM1 CTD1 CTL3 CTL4 CTL7 FNL1 GHI1 GHIy

4. CONCLUSIONI

L’utilizzo dei modelli MACRO e SOILN, applicati in diversi contesti agro-ambientali della pianura padano-veneta nell’ambito del progetto SINA - Carta Pedologica in aree a rischio ambientale, ha portato ad una buona efficienza nella simulazione dei flussi idrici (percolazione e contenuto idrico nel terreno) con poche eccezioni. Le simulazioni sono state generalmente più efficienti per i sistemi caratterizzati da presenza di falda nel profilo e nel caso in cui i parametri in input del modello fossero direttamente misurati piuttosto che derivati da pedofunzioni di trasferimento. Anche in questo caso, tuttavia, le prestazioni del modello di bilancio idrico sono però da considerare più che accettabili. Il modello MACRO può essere quindi considerato un valido strumento di analisi e previsione agro-ambientale, il cui uso può essere esteso a nuovi contesti con un buon margine di accuratezza.

Nel caso del bilancio azotato, l’efficienza nella simulazione dei flussi azotati (lisciviazione e contenuto di nitrati) è stata nel complesso discreta con alcune situazioni tuttavia ancora problematiche, che hanno messo in luce quanto sia necessaria una maggiore conoscenza dei processi relativi alla dinamica azotata nel terreno. Tuttavia anche in questo caso una corretta parametrizzazione del modello di bilancio idrico si è rilevata un elemento indispensabile per una corretta e plausibile simulazione dei flussi azotati nel terreno.

Alla luce dei risultati ottenuti, la valutazione della capacità protettiva del suolo non può prescindere dalla conoscenza dei processi interni ad esso: il suolo è un sistema dinamico complesso ed i flussi al suo interno sono variabili nel tempo e nelle spazio con modalità differenti da suolo a suolo, per cui basarsi solo su caratteristiche statiche, come ad esempio la composizione granulometrica, o eccessivamente semplificate e prescindere dalle condizioni al contorno (apporti meteorici e ciclo colturale) può portare a conclusioni errate. Per poter correttamente valutare il ruolo del suolo nella protezione delle acque sia superficiali che profonde è fondamentale non solo definire le uscite dal sistema in termini di percolazione, runoff e drenaggio ma anche valutare caso per caso se i flussi in questione siano avvenuti prevalentemente attraverso macropori e altre vie di scorrimento preferenziali quali fessure e vuoti planari tra aggregati o se abbiano interessato prevalentemente la matrice del suolo.

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Il CENSIMENTO DEI PRINCIPALI MODELLI UTILIZZATI PER