Gestione integrata a scala di bacino di acque transfrontaliere: i laghi Ceresio e Verbano

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1 Ottimizzare l uso della risorsa idrica Gestione integrata a scala di bacino di acque transfrontaliere: i laghi Ceresio e Verbano Dr. Ing. Andrea Salvetti Ufficio dei corsi d acquad Dipartimento del Territorio Cantone Ticino EdyRiva Magadino,, 8 ottobre 2013

2 STRADA: Strategie di adattamento ai cambiamenti climatici per la gestione dei rischi naturali nel territorio transfrontaliero [01/ /2013] Progetto Interreg I-CH I

3 Progetto STRADA Azione 1: Coordinamento scientifico, informazione e comunicazione Azione 2: Ottimizzare l uso della risorsa idrica: : i laghi Ceresio e Verbano Azione 3: Gestione delle sorgenti di montagna Azione 4: Analisi di valanghe di piccola-media dimensione Azione 5: Caratterizzazione delle precipitazioni estreme in ambito transfrontaliero Azione 6: Definizione e sperimentazione di strategie comuni di adattamento al cambiamento climatico

4 Adattamento ai cambiamenti climatici: Strategia del Consiglio federale (marzo 2012) Sfide Obiettivi Campi di azione Settore Gestione delle acque 30 campi rilevanti 8 prioritari 6 su 8 campi prioritari (effetto elevato o medio) sono trattati dall Az Az.. 2 del progetto STRADA Bacini di accumulazione, raffreddamento centrali termiche, irrigazione, deflussi residuali, regolazione livelli lacustri, richieste internazionali

5 Azione 2: Ottimizzare l uso della risorsa idrica: : i laghi Ceresio e Verbano È possibile regolare il lago Maggiore e il lago di Lugano migliorando la soddisfazione di tutti i portatori di interesse? Come ridurre la frequenza delle esondazioni a Locarno e Verbania, senza arrecare danni agli ecosistemi, salvaguardando al contempo la sicurezza della città di Pavia? Qual è l influenza del fiume Po sulle piene in questa città? La regolazione dei livelli può incidere sulla comparsa di alghe indesiderate o sulla riproduzione della fauna ittica? Quali correttivi apportare ai regolamenti in vigore?

6 L antefatto: Precedenti studi e progetti Progetto Verbano Interreg II Studiare nuove alternative di regolazione del Verbano Definire una procedura integrata e partecipata di progetto Conclusioni Prog.. Verbano-Interreg II Risulta conveniente: Aumentare il DMV Ticino sublacuale Sbancare la bocca del lago Ma prima di prendere una decisione, occorre: Ambiente a Valle: Riesaminare gli indicatori Esondazioni a Valle: Progettare una modifica della Miorina per la regolazione in piena Migliorare la stima dei livelli a Pavia

7 L antefatto: Precedenti studi e progetti E necessario approfondire: Ambiente rivierasco: Settori a Valle: Progetto Ceresio Valutare criticamente 40 anni di regolazione Identificare l' Utopia Utopia del solo sistema Ceresio Conclusioni Progetto Ceresio Non esiste conflitto fra tutti i settori rivieraschi Esiste uno spazio di manovra per il miglioramento dell utilit utilità dei settori di monte e valle, muovendosi verso l efficienza. Riesaminare gli indicatori Sviluppare indicatori appropriati Valutazione e negoziazione delle alternative Analisi congiunta del sistema Ceresio + Verbano

8 Presupposti progetto STRADA Ambiente a Valle - VERBANO: Riesaminare gli indicatori Esondazioni a Valle - VERBANO: Progetto modifica Miorina Previsioni quota Ticino a Pavia Analisi congiunta del sistema Ceresio + Verbano Ambiente rivierasco - CERESIO: Riesaminare gli indicatori Settori a Valle - CERESIO: Sviluppare indicatori appropriati

9 Bacino imbrifero Verbano: 6598 km 2 Verbano e Ceresio: il contesto transfrontaliero Bacino imbrifero Ceresio: 615 km 2 Effetti sui comuni rivieraschi Applicazione del deflusso minimo vitale CH I I Effetti sul Ticino emissario (Pavia) Effetti sugli ecosistemi acquatici

10 Il Verbano Maggia 926 km 2 Verzasca 274 km 2 Ticino 1616 km 2 Affluenti sp. dx. tra Maggia e Toce 407 km 2 Toce 1551 km 2 Verbano diretto 366 km 2 Lago Verbano 212 km 2 Affluenti sp. sx. tra Magadino e Luino 161 km 2 Ceresio 754 km 2 Sesto Calende 6600 km 2 1 cm = 2.12 Mio m 3

11 Le esondazioni Livello del lago massimo annuale [m s.l.m.] Lago Maggiore - Locarno 1943: inizio regolazione Lago Maggiore Locarno,

12 le magre gen 15.gen 29.gen 12.feb 26.feb 11.mar 25.mar 08.apr 22.apr 06.mag 20.mag 03.gio 17.gio 01.lug 15.lug 29.lug 12.ago 26.ago 09.set 23.set 07.ott 21.ott 04.nov 18.nov 02.dic 16.dic 30.dic

13 e le modifiche del regime idrologico Variabilità interannuale 20-year moving average

14 Stakeholders a monte Bolle di Magadino Comuni rivieraschi Ente Gestione Navigazione Laghi Turismo Settore Pesca (professionale e sportiva).

15 Stakeholders a valle Lago Maggiore Canale Regina Elena sbarramento della Miorina Bacino di ripartizione del Panperduto DISTRETTI IRRIGUI: Consorzio Est Sesia Consorzio Villoresi CONSORZIO EST SESIA fiume Ticino Canale Industriale Canale Villoresi PRODUTTORI DI ENERGIA Enel GreenPower CONSORZIO VILLORESI PARCO DEL TICINO ENEL PARCO NATURALE FLUVIALE Parchi Naturali della Valle del Ticino Pavia fiume Po PAVIA

16 Procedura STAKEHOLDER i Obiettivo: Max. produzione agricola Criterio: Riduzione dei deficit medi annuali Indicatore: esondazioni Lago naturale Lago regolato deficit Ricerca soluzioni Pareto-efficienti nello spazio degli N obiettivi

17 La procedura adottata: PIP Pianificazione Integrata e Pianificata 1. Definizione del sistema e degli obiettivi Portatori di di interesse 2. Concettualizzazione 3. Progetto delle alternative 4. Stima degli effetti 5. Valutazione delle alternative 6. Comparazione delle alternative alternative di compromesso mitigazione / compensazione no Consenso? si Decisione Decisione politica politica

18 Il sistema Verbano & Ceresio Modalità di regolazione attuali in base a protocolli Internazionali degli anni '40 (Verbano) e '60 (Ceresio) Nuove esigenze di carattere ambientale, normativo e di percezione sociale Modifiche del regime idrologico (variabilità climatica e cambiamento climatico) Ricerca di politiche di regolazione tramite un approccio multidisciplinare e con modalità partecipate

19 Strategia per la gestione delle acque in Svizzera e il progetto Interreg STRADA Obiettivi principali Sfruttamento e utilizzazione delle risorse idriche Protezione, salvaguardia e ripristino delle funzioni ecologiche, paesaggistiche e sociali delle acque Protezione della popolazione e dei beni materiali contro i danni causati dalle piene

20 Progetto STRADA Azione 2 AZIONE 2.1: Coordinamento Pianificazione della regolazione dei laghi Verbano e Ceresio AZIONE 2.2: Coordinamento Previsione idrometeorologica nel bacino del Verbano per la gestione di eventi estremi

21 Progetto STRADA Azione 2 AZIONE 2.1: Pianificazione della regolazione dei laghi Verbano e Ceresio Partecipanti Scenari climatici Scenari idrologici Effetti ecologici Politiche di regolazione AZIONE 2.2: Partecipanti Previsione idrometeorologica nel bacino del Verbano per la gestione di eventi estremi Modelli di previsione Adeguamento rete

22 Progetto STRADA Azione 2 Pianificazione della regolazione dei laghi Verbano e Ceresio AZIONE 2.1.3: Partecipanti Effetti ecologici Studio delle cause di: Effetti ecologici delle fluttuazioni di livello del lago Maggiore Fioriture di cianobatteri ( ) Campionamento e identificazione dei taxa coinvolti Monitoraggio mediante elaborazioni di immagini telerilevate Formazione di schiume ( ) Analisi delle condizioni meteorologiche, idrologiche e idrochimiche predisponenti

23 Progetto STRADA Azione 2 AZIONE 2.1.3: Le schiume rilevate sono quasi certamente di origine naturale e non pericolose probabilmente connesse alle trasformazioni che stanno accompagnando le popolazioni algali lacustri. Fluttuazioni di livello e variazioni climatiche stanno modificando la diffusione e le successioni temporali delle popolazioni algali lacustri: lo sviluppo di cianobatteri, potenzialmente problematici in termini sanitari, pare favorito da abbassamento prolungato (siccità) e repentino successivo innalzamento dei livelli (risospensione di materia organica e nutrienti dalle rive). Necessità di indagini sinottiche sull area vasta lacustre (profili verticali ed orizzontali); tecnologie remote-sensing promettenti, ma ancora da sviluppare.

24 Progetto STRADA Azione 2.1 Sviluppo di scenari climatologici (Azione 2.1.1) Sviluppo di scenari idrologici (Azione 2.1.2) Ricerca di modalità di gestione efficienti e partecipate (Azione 2.1.4) Analisi effetti ecologici e regolazione Verbano e Ceresio (Azione 2.1.3)

25 Progetto STRADA Azione 2.1 SISTEMA VERBANO - CERESIO Interventi considerati Sistemi di valutazione e di progettazione Negoziazione e compromessi individuati con clima attuale Effetti del cambiamento climatico Visione d insieme Considerazioni finali

26 Progetto STRADA Azione 2.1 Interventi considerati Azioni strutturali Nessun intervento Sostituzione dell opera di regolazione del Lago Maggiore, rettifica e sbancamento di alcuni tratti fluviali [Studio AIPO, 2006] Ampliamento capacità di regolazione Regolazione possibile in piena 1700 m 3 /s 750 m 3 /s

27 Progetto STRADA Azione 2.1 Interventi considerati Azioni normative Mantenimento attuale fascia di regolazione per il Lago Maggiore (LM) e attuale regolamento a linee per il Lago di Lugano Modifica dell estremo superiore della fascia per LM (+1.50m costante) Introduzione di regole per il coordinamento della regolazione dei due laghi (Regolazione congiunta)

28 Progetto STRADA Azione 2.1 Interventi considerati Azioni gestionali Identificazione di politiche di regolazione per: Solo Lago Maggiore r Mio Solo Lago di Lugano Per entrambi i laghi, rispettando le regole delle corrispondenti azioni normative h Ver r Mio r PT h Cer h Ver h Cer

29 Progetto STRADA Azione 2.1 Modello del sistema Settori di interesse Identificazione 22 settori di interesse Gerarchia di valutazione (incontri con esperti e rappresentati) 124 indicatori, calcolati per ognuna delle 1550 alternative generate Per ogni settore definite funzioni di utilità (dal valore in termini fisici alla soddisfazione)

30 Esempio di indicatori Progetto STRADA Azione 2.1 Sistema di valutazione e progettazione Verbano Settore Esondazione: area allagata in funzione del livello lacuale Area max. allagata e area mediamente allagata per ogni alternativa Area interessata [km 2 ] Area esondata a Locarno Ceresio Settore Ambiente: distribuzione canneti Frequenza dei periodi favorevoli allo sviluppo del canneto Livello lacuale [m slm]

31 Sistema di valutazione e progettazione Progetto STRADA Azione 2.1

32 Progetto STRADA Azione 2.1 Verbano Settore Ambiente lacuale: condizioni complessive dell ecosistema Distanza [m slm] tra regime regolato e regime naturale Erosione del canneto lacustre Emersione dei litorali Fioriture cianobatteriche Avifauna: condizioni di nidificazione e riproduzione Svasso Riproduzione della fauna ittica

33 Progetto STRADA Azione 2.1 Verbano Settore Turismo Alti livelli: inacessibilità delle strutture turistiche e dei lidi Percentuale del periodo turistico in cui non è garantita la fruibilità delle strutture turistiche Bassi livelli: aspetti estetico-paesaggistici

34 Progetto STRADA Azione 2.1 Modello del sistema Modello fisico vs. modello logico Alcune scelte progettuali: Correlazione afflussi Ceresio e Verbano Il ruolo del fiume PO nella regolazione del lago Maggiore Proiezioni nel futuro del processo di afflusso

35 Progetto STRADA Azione 2.1 Modello del sistema Il ruolo del fiume PO nella regolazione del lago Maggiore Abaco per stima hpavia in funzione di portata Ticino e Po Definizione quota limite al Ponte Coperto di Pavia Scala di massimo portata di Po deflusso dal Lago Maggiore funzione della

36 Progetto STRADA Azione 2.1 Modello del sistema Proiezioni nel futuro del processo di afflusso Scenario di emissione (IPCC): A1-B Analisi dei campi generati da RCM (REMO e ICTP-RegCM3) per lo scenario A1-B 2050 e per lo scenario di controllo Downscaling stocastico basato sulle statistiche storiche e sulle proprietà dei due scenari. Generazione di scenari di afflusso ai laghi (periodo ) tramite l'utilizzo di un modello idrologico distribuito (FEST-WB) e gli scenari climatologici generati. Risultati : valutazione sulla tendenza. Variazione relativa rispetto alla situazione attuale

37 Progettazione della regolazione Progetto STRADA Azione 2.1 Generazione di politiche efficienti di regolazione 1550 alternative di regolazione (senza coordinamento fra i due laghi) Alternative simulate sull orizzonte e valutate utilizzando l indice di soddisfazione di ciascun settore Insieme di alternative di interesse per i due laghi Studio regolazione congiunta, coordinando i rilasci solo in condizioni estreme (magra e piena) tramite algoritmi euristici

38 Negoziazione clima attuale Progetto STRADA Azione 2.1 Generazione di politiche efficienti di regolazione 4 incontri di negoziazione Modalità grafiche interattive per valutare le alternative in funzione dell Alternativa 0 (storia) Definizione di un insieme di alternative di interesse per Verbano-Ticino E di una alternativa di compromesso (A150) per il sistema Ceresio-Tresa Diga attuale + Fascia attuale: Diga attuale + Fascia costante: Nuova Diga: A8 A26 A362 B22 B353 C209 C352 C370 C426

39 Negoziazione clima attuale Regolazione congiunta Progetto STRADA Azione 2.1 Contributo del Ceresio in caso di bassi livelli del Verbano Regolazione disgiunta Ritenzione nel Ceresio in caso di alti livelli nel Verbano 900 nuove alternative congiunte applicando questa parametrizzazione Regolazione disgiunta Conclusione: Nei casi specifici puo essere un utile strumento di mitigazione, in termini medi sul periodo è poco efficace

40 Progetto STRADA Azione 2.1 Risultati della negoziazione con clima attuale: Senza interventi strutturali è difficile migliorare la soddisfazione di tutti i portatori di interesse Anche la regolazione congiunta si è evidenziato che non è uno strumento risolutivo La nuova opera di regolazione amplia notevolmente la capacità di regolazione, che deve essere controllata da un disciplinare preciso per evitare di creare situazioni critiche a Pavia L opportunità di modifica dello sbarramento deve considerare anche ipotesi ragionevoli di cambiamento climatico, in particolare sulla capacità di adattamento di queste opere.

41 Effetti del cambiamento climatico: Progetto STRADA Azione 2.1 Come risponde una classe di alternative ai cambiamenti climatici? A. Proiezione degli effetti e valutazione delle conseguenze su ogni settore B. Confronto complessivo delle classi di alternative Situazione attuale: valutazione effetti con serie temporali storiche Backcast: valutazione effetti con serie di afflusso prodotte dal modello per il periodo storico di riferimento Forecast: valutazione effetti con l afflusso stimato nell orizzonte

42 Effetti del cambiamento climatico: Progetto STRADA Azione 2.1 Proiezione degli effetti Δ [%] fra Forecast e Backcast applicata ai valori attuali Alternative classe C (nuova diga) Settore: Verbano Esondazione Peggioramento generale Aumento incertezza Backcast Forecast Attuale Esistono alcune possibilità di miglioramento

43 Effetti del cambiamento climatico: Progetto STRADA Azione 2.1 Confronto fra classi di alternative Variazione % delle mediane tra situazione attuale e futura Arretramento generale, in particolare con diga attuale Arretramento contenuto con nuova opera di regolazione

44 Progetto STRADA Azione 2.1 Una visione d insieme: il prodotto delle utilità Visione sintetica, per valutare potenzialità miglioramento delle varie opzioni di intervento sul sistema Aggregazione: prodotto delle utilità di ciascun settore Alternative C dominano A e B A e B molto simili (importante la politica di regolazione, non necessariamente la fascia + ampia!) Il regolamento 1953 per il Ceresio è un ottimo compromesso

45 Progetto STRADA Azione 2.1 Considerazioni finali: Individuata alternativa di compromesso (A150) per sistema Ceresio+Tresa Verbano: intervento normativo-strutturale C (nuova diga + precisa politica di regolazione) produce alternative molto interessanti (allargamento dello spazio decisionale) Proiezioni Cambiamento Climatico: aumento dei conflitti, peggioramento generale della soddisfazione di ciascun settore Regolazione congiunta: utile solo su eventi critici particolari

46 Progetto STRADA Azione 2.1 Prospettive e Strategia: R. Lombardia e C. Ticino hanno dichiarato il proprio interesse a valutare fattibilità istituzionale ed economica della nuova diga Alternative di compromesso: punto di partenza per l individuazione di una politica di regolazione da formalizzare con accordi internazionali Gestione in tempo reale: aumento ulteriore delle prestazioni (utilizzo modelli di previsione di afflusso, situazione meteo, portate misurate nel Po, stato dei canali, )

47 Informazioni ulteriori

48 Ringraziamenti Politecnico di Milano, Dipartimento Elettronica e Informazione Prof. R. Soncini Sessa Ing. E. Weber Ing. M. Micotti Ing. D. Anghileri Politecnico di Milano, DIIAR Ing. G. Ravazzani Politecnico di Zurigo, Institute for Environmental,Engineering Prof. P. Burlando Dr. R. Bordoy CNR ISE, Pallanza Prof. C. Callieri Edy Riva Oltre ai partner: