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inoltre Art. 14 Gli Stati membri promuovono la partecipazione i attiva di tutte le parti interessate all'attuazione della presente direttiva, in

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(1)

GESTIONE DELLE RISORSE GESTIONE DELLE RISORSE GESTIONE DELLE RISORSE GESTIONE DELLE RISORSE

IDRICHE IDRICHE IDRICHE IDRICHE

Michele Vurro Michele Vurro

IRSA

IRSA--CNR CNR

michele.vurro@ba.irsa.cnr.it michele.vurro@ba.irsa.cnr.it Via F. De Blasio 5, 70123 Bari Via F. De Blasio 5, 70123 Bari --II

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

il ruolo della ricerca

il ruolo della ricerca 11

CNR, CNR,

Roma 3 marzo 2009 Roma 3 marzo 2009

(2)

Definizioni

Definizioni… …

•• GRI .. La gestione delle risorse idriche rappresenta: GRI .. La gestione delle risorse idriche rappresenta:

––

la valutazione della risorsa disponibile (valutazione dell’offerta); la valutazione della risorsa disponibile (valutazione dell’offerta);

l’i di id i d i tti d i l l d i i l

l’i di id i d i tti d i l l d i i l

––

l’individuazione dei soggetti da coinvolgere nel processo decisionale; l’individuazione dei soggetti da coinvolgere nel processo decisionale;

––

la valutazione della domanda, sia in termini di quantità che di tipologia di la valutazione della domanda, sia in termini di quantità che di tipologia di utilizzo;

utilizzo;

l’i di id i d ll lt ti tt li ibili

l’i di id i d ll lt ti tt li ibili

––

l’individuazione delle alternative progettuali possibili; l’individuazione delle alternative progettuali possibili;

––

la valutazione delle variabili decisionali, ossia le variabili di progetto e di la valutazione delle variabili decisionali, ossia le variabili di progetto e di gestione della risorsa

gestione della risorsa

;;

l’i di id i di it i di lt l’i di id i di it i di lt

IWRM … La gestione delle risorse idriche individua tra gli obiettivi da IWRM … La gestione delle risorse idriche individua tra gli obiettivi da perseguire la tutela della qualità e dell'equilibrio quantitativo del ciclo perseguire la tutela della qualità e dell'equilibrio quantitativo del ciclo

––

l’individuazione di un criterio di scelta l’individuazione di un criterio di scelta

;;

––

la scelta di un metodo decisionale la scelta di un metodo decisionale

. .

perseguire la tutela della qualità e dell equilibrio quantitativo del ciclo perseguire la tutela della qualità e dell equilibrio quantitativo del ciclo idrico nonché la protezione dell'ambiente e degli ecosistemi connessi ai idrico nonché la protezione dell'ambiente e degli ecosistemi connessi ai corpi idrici. …

corpi idrici. … i lt A t 14 “

i lt A t 14 “

Gli S i b i l i i i di l

inoltre Art. 14 “

inoltre Art. 14 “

Gli Stati membri promuovono la partecipazione attiva di tutte le parti interessate all'attuazione della presente direttiva, in particolare

all'elaborazione, al riesame e all'aggiornamento dei piani di gestione dei bacini gg p g idrografici”.

… …

(3)

M i i i t i di i M i i i t i di i

Maggiori interessi di ricerca

Maggiori interessi di ricerca… …

• World Water Assessment Report ( UNESCO-WWAP, 2009 )

Indicators, Monitoring and Databases

Climate Change and Water

• VII fase dell’IHP

: Theme 1: ADAPTING TO THE IMPACTS OF GLOBAL

• VII fase dell IHP

: Theme 1: ADAPTING TO THE IMPACTS OF GLOBAL CHANGES ON RIVER BASINS AND AQUIFER SYSTEMS

……gestione delle risorse idriche viene ricondotto ad un più

gene ale p oblema di adattamento agli impatti del cambiamento generale problema di adattamento agli impatti del cambiamento climatico, e l’approccio ecoidrologico….

• La NSF programmi 2009:

Climate Change Science Program

D i f W t P i th E i t

Dynamics of Water Processes in the Environment.

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

il ruolo della ricerca

il ruolo della ricerca 33

CNR, CNR,

Roma 3 marzo 2009 Roma 3 marzo 2009

(4)

A f di ti

A f di ti

Approfondimenti verso

Approfondimenti verso… …

• Adeguato monitoraggio..affidabile

• Definizione di modelli fisicamente basati

S l di i i i

• Scale di interesse: eventi estremi

• Gestione in condizione critica dall IWRM alla AM

dall IWRM alla AM

(5)

Monitoraggio

Monitoraggio Idrometeorologico Idrometeorologico

Pioggia

Li ll Id t i Velocità del flusso in corsi d’acqua naturali

Livello Idrometrico Velocità del flusso in corsi d acqua naturali

5 5

(6)

Monitoraggio del contenuto d’acqua

Monitoraggio del contenuto d’acqua del del suolo suolo

Versante sperimentale

L b t i

Versante sperimentale per la misura del

contenuto d’acqua

Laboratorio

Bacini Sperimentali Satellite

(7)

Infiltrometer test Infiltrometer test

A l i i filt t f 2

visibly fractured limestone

A large ring infiltrometer of 2 m diameter and 30 cm height,

yielded infiltration data

t ti f th i t i representative of the anisotropic and heterogeneous rock.

thin furrow 2 cm deep thin furrow, 2 cm deep, hollowed in the limestone and sealed with gypsum

0 5 10 cm

limestone without visible fractures

7 0 10 20 cm 7

(8)

Electrical Resistivity Profiles Electrical Resistivity Profiles

Pressure probe to monitor the water level decrease Subsurface electrical resistivity measurements as an indicator of

t i filt ti / di t ib ti i water infiltration/redistribution in the rock.

(9)

Modellistica idrologica

Modellistica idrologica afflussi afflussi--deflussi deflussi di tipo continuo di tipo continuo

PROCESSI A SCALA DI SOTTOBACINO PROCESSI A SCALA DI SOTTOBACINOPROCESSI A SCALA DI SOTTOBACINO PROCESSI A SCALA DI SOTTOBACINO

TRASF. 

TRASF. 

VERSANTI VERSANTI GENERAZIONE DEL DEFLUSSO

GENERAZIONE DEL DEFLUSSO TRASF. TRASF. 

CANALE CANALE TRASF. 

TRASF. 

VERSANTI VERSANTI GENERAZIONE DEL DEFLUSSO

GENERAZIONE DEL DEFLUSSO TRASF. TRASF. 

CANALE CANALE

hs: r(t): IUH 

i i e(t):

evapotraspirazione

Q(t):

hs: r(t): IUH 

i i e(t):

evapotraspirazione

Q(t):

0.8 1

Geomorfologi co

pioggia re(t):

deflusso  superficiale

Approccio diffusivo

0.1 0.12 0.8

1

Geomorfologi co

pioggia re(t):

deflusso  superficiale

Approccio diffusivo

0.1 0.12

0 0.2 0.4 0.6

r(t)‐re(t):

infiltrazione s(t):

eccesso  saturazione

0 0.02 0.04 0.06 0.08

0 0.2 0.4 0.6

r(t)‐re(t):

infiltrazione s(t):

eccesso  saturazione

0 0.02 0.04 0.06 0.08

0.2 0.4 0.6 0.8 1

b(t):

Wmax W(t)

saturazione

surface runoff baseflow rainfall 0.2

0.4 0.6 0.8 1

b(t):

Wmax W(t)

saturazione

surface runoff baseflow rainfall

hg:

serbatoio  lineare p(t): 0

percolazione

b(t):

deflusso profondo

hg:

serbatoio  lineare p(t): 0

percolazione

b(t):

deflusso profondo

9 9

ea e ea e

(10)

Gestione

Gestione degli degli invasi invasi

F t

Forecasting Modeling

(rainfall r noff and/or Forecast Precipitation (rainfall-runoff and/or

flood routing)

MANAGEMENT

LOW

Dam subtended t h t

LOW

catchment

Forecast Flood hydrograph incoming

in the reservoir RISK

HIGH

55 ) in the reservoir

UPSTREAM AND

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

portata (m3s-1

tempo (h)

R i

UPSTREAM AND DOWNSTREAM FLOODED AREAS

Reservoir

routing OUTLET

CONTROL

(11)

Gestione degli

Gestione degli invasi invasi

Ottimizzazione della gestione per eventi di piena Ottimizzazione della gestione per eventi di piena (laminazione dinamica)

(laminazione dinamica)

ta (m3 /s) Diga di Valfabbricaafflusso

efflusso sfioratore - c.effl.=0.47 efflusso sfioratore - c.effl.=0.39

previsto

portat

tempo (ore)

Diga di Montedoglio

afflusso

efflusso totale efflusso paratoie

previsto

a (m3 /s)

efflusso sfioratore

portat

tempo (ore)

11 11

(12)

INTRUSIONE SALINA IN

ACQUIFERI COSTIERI Q

(13)

Barriers

Recharge area

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

il ruolo della ricerca

il ruolo della ricerca 1313

CNR, CNR,

Roma 3 marzo 2009 Roma 3 marzo 2009

Recharge area

(14)

IMPATTO SULLE RISORSE IDRICHE IMPATTO SULLE RISORSE IDRICHE

Open question: differenti rates di diminuzione degli indici Open question: differenti rates di diminuzione degli indici

standardizzati di precipitazione e di portata Æ differenti regole di gestione a seguito di cambiamenti della distribuzione della piovosità

(15)

Rid i d ll Riduzione della ricarica degli

if i acquiferi

IGG, Pisa

da Grassi S., Cortecci G, squarci P. (2007) – Appl. Geochem., 22 , 2273-2289

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

Risorse idriche e sviluppo sostenibile:

il ruolo della ricerca

il ruolo della ricerca 1515

CNR, CNR,

Roma 3 marzo 2009 Roma 3 marzo 2009

2273 2289

(16)

MODELLI DI CIRCOLAZIONE GLOBALE:limiti MODELLI DI CIRCOLAZIONE GLOBALE:limiti

L i f i i di i t li

Hydrol.

Hydrol.

model model scale scale

Le informazioni di vero interesse negli studi di impatto sono quelle relative ai

bi ti l l l

cambiamenti a scala locale

Le grandezze in uscita dai modelli globali forniscono un’informazione assai scarsa rispetto a quella necessaria alle valutazioni di bilancio

GCM GCM scen.s scen.s

idrologico, per il quale l’unità geografica di riferimento rimane il bacino idrografico.

(17)

TECNICHE DI REGIONALIZZAZIONE (

TECNICHE DI REGIONALIZZAZIONE ( downscaling downscaling ))

M d lli l b li d lt i l i M d lli l b li d lt i l i

Modelli globali ad alta risoluzione Modelli globali ad alta risoluzione

Downscaling dinamico Downscaling dinamico

Modelli regionali (RCM) forzati dalla circolazione a larga scala ottenuta da modelli globali a bassa risoluzione

modelli globali a bassa risoluzione

Downscaling statistico Downscaling statistico

• Funzioni di trasferimento (metodi di regressione)

• Weather-typing

17 17

yp g

• Generatori climatici stocastici

(18)

MODELLI CLIMATICI CONSIDERATI MODELLI CLIMATICI CONSIDERATI

1

1°° FASE: Risultati del modello globale ad alta risoluzione SINTEXFASE: Risultati del modello globale ad alta risoluzione SINTEX––G G (G ldi 2007)

(G ldi 2007) (Gualdi, 2007) (Gualdi, 2007)

Risoluzione spaziale circa 100km x 100km Risoluzione spaziale circa 100km x 100km

AREA DI STUDIO AREA DI STUDIO

bacino del Candelaro 1800 km2

compreso in un’unica cella del modello globale

2

2°° FASE: Risultati del modello regionale EBUFASE: Risultati del modello regionale EBU--POM (Djurdjevic e Rajkovic, POM (Djurdjevic e Rajkovic, 2008) ottenuto dal downscaling dinamico del SINTEX

2008) ottenuto dal downscaling dinamico del SINTEX––GG

(19)

Mitigation of Water Stress through new Mitigation of Water Stress through new g g g g Approaches to Integrating Management, Approaches to Integrating Management,

Technical, Economic and Institutional Instruments Technical, Economic and Institutional Instruments

19 19

http://www.aquastress.net/

http://www.aquastress.net/

(20)

AQUASTRESS: Scopo ed Obiettivi AQUASTRESS: Scopo ed Obiettivi Q Q p p

•• Sviluppare Sviluppare un pp pp un approccio approccio integrato pp pp integrato, gg , guidato ,, gg guidato dagli dagli gg stakeholders,

stakeholders, multisettoriale multisettoriale per la per la diagnosi diagnosi e la e la mitigazione

mitigazione dello dello stress stress idrico idrico a a scala scala europea europea. .

•• Principali Principali obiettivi obiettivi::

–– Produrre Produrre linee linee guida guida per per implementare implementare opzioni opzioni integrate integrate di di mitigazione

mitigazione dello dello stress stress idrico idrico a a scala scala locale, locale, regionale regionale ed ed europea

europea

–– Produrre Produrre un Produrre Produrre un un cambiamento un cambiamento cambiamento culturale cambiamento culturale culturale per culturale per per approcciare per approcciare approcciare lo stress approcciare lo stress lo stress lo stress idrico

idrico attaverso attaverso ilil coinvolgimento coinvolgimento e e l’educazione l’educazione degli degli stakeholders

stakeholders S il

S il ii t t ti ti ll titi d ll d ll

–– Sviluppare Sviluppare nuovi nuovi strumenti strumenti per la per la gestione gestione della della conoscenza conoscenza sullo

sullo stress stress idrico idrico

(21)

LA STRUTTURA DI AQUASTRESS LA STRUTTURA DI AQUASTRESS

lti t i l

Q Q

STAKEHOLDER Fora /Council

multisectorial acceptance of planning CHARACTERISATION

• Sectorial studies of water

PROVIDING PROVIDING

OPTIONS Application of

o p a g

demand/availability

• Indicators for

multisectorial option t

• Technologies

• Water management

• Policies

toolbox and feasibility studies for assessment

assessment • Economic incentives• Economic incentives

FLEXIBLE TOOLBOX FOR COLLABORATIVE PLANNING

test sites

FLEXIBLE TOOLBOX FOR COLLABORATIVE PLANNING

• IT platform for assessment of option combinations related to developed indicators

OPTION IMPLEMENTATION /

SECURING WATER SUPPLY PUBLIC

21 21

for domestic use, industry, irrigation, ecology

PUBLIC

(22)

La gestione adattativa La gestione adattativa

••

Il concetto di Adaptive Management è stato sviluppato per supportare la Il concetto di Adaptive Management è stato sviluppato per supportare la gestione delle risorse ambientali in condizioni di crescente incertezza e gestione delle risorse ambientali in condizioni di crescente incertezza e

complessità, che rendono difficoltosa la definizione della traiettoria futura di un complessità, che rendono difficoltosa la definizione della traiettoria futura di un pp ,, sistema complesso e la sua reazione all’implementazione di strategie di

sistema complesso e la sua reazione all’implementazione di strategie di gestione.

gestione.

••

AM può essere definito come un processo sistematico di miglioramento delle AM può essere definito come un processo sistematico di miglioramento delle strategie di gestione, basato sulla capacità di apprendere dalla valutazione dei strategie di gestione, basato sulla capacità di apprendere dalla valutazione dei risultati ottenuti dalle strategie implementate.

risultati ottenuti dalle strategie implementate.

••

L’AM richiede, quindi la definizione di sistemi di monitoraggio in grado di L’AM richiede, quindi la definizione di sistemi di monitoraggio in grado di

t l ifl i iti i it ll di t t l i t i i ll b

t l ifl i iti i it ll di t t l i t i i ll b

supportare la riflessione critica in merito alla distanza tra le intenzioni alla base supportare la riflessione critica in merito alla distanza tra le intenzioni alla base del processo decisionale e i risultati raggiunti.

del processo decisionale e i risultati raggiunti.

(23)

Processo decisionale come ciclo Processo decisionale come ciclo Processo decisionale come ciclo Processo decisionale come ciclo

•• Nell’AM il processo decisionale passa da una struttura lineare ad una Nell’AM il processo decisionale passa da una struttura lineare ad una ciclica

ciclica ciclica.

ciclica.

Define the problem

Design actions and test hypothesis Revise uncertainties

and hypothesis

Adaptive yp

Evaluate the results

Management Cycle

Implement the actions

Monitoring implementation implementation

La nuova conoscenza che emerge in seguito al monitoraggio

dell’implementazione delle strategie di gestione viene utilizzata per ridefinire le varie fasi del processo.

23 23

p

Il monitoraggio dell’implementazione e la valutazione dei risultati assumono un ruolo fondamentale

(24)

Gaps da colmare:

Gaps da colmare:

Gaps da colmare:

Gaps da colmare:

•• Incertezza della previsione, ossia la stretta sinergia fra modelli Incertezza della previsione, ossia la stretta sinergia fra modelli ce te a de a p e s o e, oss a a st etta s e g a a ode ce te a de a p e s o e, oss a a st etta s e g a a ode ed osservazioni in un problema: sufficiente chiusura fra

ed osservazioni in un problema: sufficiente chiusura fra modelli e osservazioni

modelli e osservazioni

•• Valutazione dell’impatto delle risorse al cambiamento climatico Valutazione dell’impatto delle risorse al cambiamento climatico considerando la scale di interesse per la gestione dei sistemi considerando la scale di interesse per la gestione dei sistemi idrici

idrici

•• I termini (non solo le precipitazioni ed i deflussi superficiali ma I termini (non solo le precipitazioni ed i deflussi superficiali ma

h l’ t i i l l i li bi l t li

h l’ t i i l l i li bi l t li

anche l’evapotraspirazione, la percolazione e gli scambi laterali anche l’evapotraspirazione, la percolazione e gli scambi laterali profondi) dovrebbero essere misurati con adeguate

profondi) dovrebbero essere misurati con adeguate

accuratezza precisione e copertura spaziale: Corsi d’acqua a accuratezza precisione e copertura spaziale: Corsi d’acqua a accuratezza, precisione e copertura spaziale: Corsi d acqua a accuratezza, precisione e copertura spaziale: Corsi d acqua a regime intermittente.

regime intermittente.

•• Implementazione realistica delle direttive adattata alla realtà Implementazione realistica delle direttive adattata alla realtà

•• Implementazione realistica delle direttive adattata alla realtà Implementazione realistica delle direttive adattata alla realtà nazionale

nazionale

(25)

Grazie per la Grazie per la Grazie per la Grazie per la

vostra attenzione vostra attenzione

Grazie a G. Giuliano e Grazie a G. Giuliano e

colleghi IGG, IRPI e IRSA (G. Barbiero, A. Barra Caracciolo, M.C. Caputo, M.

colleghi IGG, IRPI e IRSA (G. Barbiero, A. Barra Caracciolo, M.C. Caputo, M.

Garnier A M De Girolamo R Giordano S Grassi A Loporto C Masciopinto F Garnier A M De Girolamo R Giordano S Grassi A Loporto C Masciopinto F

25 25

Garnier, A.M. De Girolamo, R. Giordano, S. Grassi, A. Loporto, C. Masciopinto, F.

Garnier, A.M. De Girolamo, R. Giordano, S. Grassi, A. Loporto, C. Masciopinto, F.

Melone, T. Moramarco, G. Passarella, A.B. Petrangeli, M. Polemio, I. Portoghese, Melone, T. Moramarco, G. Passarella, A.B. Petrangeli, M. Polemio, I. Portoghese, E. Preziosi, A. Puddu, E. Romano, V. F. Uricchio).

E. Preziosi, A. Puddu, E. Romano, V. F. Uricchio).

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