I Bilanci Idrologici a lungo termine!
P. Claps -Idrologia!
Obiettivi! • Definire la risorsa idrica
superficiale e fornire gli elementi per quantificarla !
• Consentire di valutare la
possibilità di soddisfare una data utenza in varie condizioni di
richiesta!
• Istituire un bilancio continuo nel tempo per valutare il contenuto d’acqua di un suolo!
in sintesi:!
ISTITUIRE UN
CONFRONTO TRA DISPONIBILITA’
IDRICA
SUPERFICIALE E
FABBISOGNO. !
Bilancio Oceani e Terre Emerse!
P (111) ET (71) P (385) E (425)
Atmosfera (13)
Flusso netto dall Oceano ai Continenti (40)
Oceano (1 350 000) Acque sotterranee (8500)
Neve & ghiaccio (27 500)
Laghi (205) Fiumi (1.7)
Suolo (70)
D (40)
La precipitazione media annua sulle terre emerse è di 745 mm
volumi di flusso annuo (in migliaia di km
3)
Superficie terre emerse = 150 M km
2Bilancio idrico a scala globale!
• P=111 10
3Km
3!• D=40 10
3Km
3!• ET=P-D = 71 10
3Km
3!
• Coefficiente di deflusso medio globale:!
D/P= 0.36!
• Perdita per evaporazione media globale:!
• ET/P=0,64!
Quantificazione delle risorse idriche in Italia!
!
! • Precipitazione Media Annua ! P= 760 mm (Istat) !
• Superficie=300.000 km
2!Attorre et al., 2008!
Di quanta acqua disponiamo?!
• partiamo da 1000 mm di pioggia (es. in 1 anno)!
• se raccolta tutta su un area di 1 m
2totalizza 1 m
3!
• se raccolta su 1 km
2totalizza 1 milione di m
3(10
6m
3)!
Quantificazione risorse di grande entità!
• 1km
3=1000 milioni di m
3= 1 miliardo di m
3 !• 1 km
3equivale a 1000 mm di pioggia caduti su 1000 km
2(circa 3 volte la superficie del lago di Garda)!
• 1 Megaliter = 10
6litri = 1000 m
3!
• 1 Gigaliter = 10
9litri = 1 milione di m
3; !
1000 Gigaliters = 1km
3!
Quantificazione delle risorse idriche:!
Elementi preliminari !
• Precipitazione Media ! P= 760 mm (Istat) !
• Superficie=300.000 km
2!Attorre et al., 2008!
• Volume medio annuo di precipitazione in Italia!
• = 228 km 3!
Grandi riserve idriche del mondo!
• la sola diga di Assuan, in Egitto (lago
Nasser) può contenere fino a 150 km
3d acqua!
Quanta acqua serve?!
• 49% Uso AGRICOLO!
• 14% Uso CIVILE!
• 25% Uso INDUSTRIALE!
• 12% Produzione di ENERGIA!
Fonte: Ministero Agricoltura e Foreste (Conferenza nazionale delle acque, 1989)!
Fabbisogni entro il 2015= 53.5 km
3(Miliardi di m
3) !
Suddivisione:!
Quanta acqua per l irrigazione?!
• in Italia: Superficie irrigabile ~ 35.000 km
2(35 milioni di ettari)!
• (equivale al doppio della superficie del Lazio)!
• fabbisogno al 1990: <30 km
3!
• Fa circa 1/1000 di km
3per km
2, !
• In sostanza serve circa 1m
3per ogni m
2irrigabile, cioè circa 1000 mm all’anno. !
• La precipitazione da sola non basta! !
Fonte: Ministero dell Agricoltura: !
!
Stima di massima dell acqua disponibile!
• E molto difficile ricostruire
direttamente l entità dei volumi idrici teoricamente disponibili su territori molto vasti.!
• UN CALCOLO APPROSSIMATO:!
! • Superficie=300.000 km
2!• Volume medio annuo dI precipitazione= 228 km
3!• Utilizzando il rapporto medio ET/P a scala globale(=71/111),
risulterebbe: !
ET=490 mm (145 km
3)!
D=270 mm (83 km
3) !
!
Temperature medie annue in Italia(Da Claps et al., 2008)
Bilancio a scala di bacino
Il volume di controllo non deve necessariamente essere un forma elementare: un bacino idrografico
rappresenta esso stesso un volume di controllo.
da R.Rigon
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Stime di maggior dettaglio sull’acqua disponibile:!
Misura dei Deflussi!
• portate fluviali misurate in circa 500 stazioni sui corsi d acqua
italiani!
Misure alla sezione di chiusura !
(Pubbl. speciale n. 17 del Servizio Idrografico Italiano)
!
Portate m. specifiche: l/s/km 2 !
Portate medie: m 3 /s!
Afflusso meteorico: mm, ma anche !
Deflusso (specifico): mm!
Volumi e portate!
• 1 mm raccolto su 1 km
2totalizza 1000 m
3(10
3m
3)!
• Lo stesso volume verrebbe totalizzato in 1 anno con una portata costante pari a 0,0000317 m
3/s (0,0317 l/s)!
• 100 mm di deflusso equivalgono ad una portata specifica costante pari a 3,17 l/s/km
2!
• 100 mm di deflusso prodotti da un’area di 1000 km
2equivalgono ad un volume pari a 10
8m
3e ad una portata costante pari a 3,17 m
3/s!
• Una portata costante pari ad 1 m
3/s produce in un anno !
31,536 10
6m
3!
Posizione del problema!
PUNTO DI VISTA DELL’UTENZA!
• Date le caratteristiche della domanda dell’utenza (es.
irregolarità stagionale) serve
conoscere le disponibilità idriche e le relative possibilità di
utilizzazione!
• Per finalità imprenditoriali (es.
produzione di energia) si vuole valutare la redditività
dell’investimento, che dipende dalla disponibilità idrica e dalla regolarità del deflusso!
PUNTO DI VISTA DEL PIANIFICATORE!
• Nel bacino *** sono presenti ###
utenze, con altrettante concessioni!
• E’ necessario mantenere o
raggiungere lo stato qualitativo
‘buono’ nel corso d’acqua (Dir. UE 2000/60) ! portata minima nel corso d’acqua e controllo qualità effluenti!
• Valutate le disponibilità idriche si decide sul rinnovo e revisione delle concessioni!
Cosa si intende per possibilità di utilizzazione?!
Nuova Diga del Sessera(BI)!
(Consorzio della Baraggia – STECI) !
Il sistema Idrico della Baraggia Biellese e Vercellese!
Risorsa idrica superficiale: !
apporto derivante dal Bacino idrografico!
• Superficie del bacino imbrifero:!
50 km
3!
• Superficie del lago di invaso: 0,125 km
3!
• Volume dell’invaso:!
12.500.000 m
3!0!
50!
100!
150!
200!
250!
set! ott! nov! dic! gen! feb! mar! apr! mag! giu! lug! ago!
!"#$$%"
$&'&"
Precipitazioni medie mensili!
Regime pluviometrico
!"#
Regime termometrico
!$#
!%#
Valori relativi!
!REGIMI IDROLOGICI ADIMENSIONALI
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Valorirelativi!
Curve “tipo” di domanda idrica e regime idrometrico!
!'#
Paragonando domanda ed offerta si dovrebbero confrontare volumi irrigui (in m3, ottenuti dal prodotto di dj [mm] ed area a del comprensorio) con volumi di deflusso (in m3, ottenuti dal prodotto di Dj [mm] ed area A del
bacino).!
!
L’uso delle curve adimensionali consente di prescindere dalle aree, e concentrarsi sulla ripartizione dei volumi relativi nei diversi mesi.!
!
I mesi nei quali l’entità del volume necessario è superiore al volume mediamente disponibile nel corso d’acqua (regime idrometrico) sono detti mesi critici. In questi mesi risulterà necessario utilizzare volumi di deflusso
accumulati in invasi artificiali per soddisfare la domanda idrica!
