Università degli Studi di Ferrara Polo Scientifico Tecnologico

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1 VALUTAZIONE DELLE RISORSE IDRICHE E LORO GESTIONE IN SCENARI DI CAMBIAMENTO CLIMATICO Coordinatore: Prof. Goffredo La Loggia Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, Aerospaziale, dei Materiali, Università degli Studi di Palermo UNITÀ DI RICERCA: 1) Università degli Studi di Palermo (Prof. G. La Loggia) 2) Università degli Studi di Catania (Prof. G. Pezzinga) 3) Università degli Studi di Brescia (Prof. R. Ranzi) 4) Università degli Studi di Salerno (Prof. P. Villani) Università degli Studi di Ferrara Polo Scientifico Tecnologico

2 MODELLAZIONE DI SERIE STORICHE IDROLOGICHE NON STAZIONARIE ED IMPLICAZIONI SULL UTENZA AMBIENTALE NELLA GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE IN CONDIZIONI DI SCARSITÀ Coordinatore: Prof. Goffredo La Loggia Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, Aerospaziale, dei Materiali, Università degli Studi di Palermo UNITÀ DI RICERCA: 1) Università degli Studi di Palermo (Prof. G. La Loggia) 2) Università degli Studi di Catania (Prof. G. Pezzinga) 3) Università degli Studi di Brescia (Prof. R. Ranzi) 4) Università degli Studi di Salerno (Prof. P. Villani)

3 CONTRIBUTO UNISA AI WPS WORK PACKAGE: 1) WP1: Tecniche innovative per la stima della risorsa idrica disponibile a differenti scale e in differenti scenari climatici Raccolta, analisi e modellazione di dati stazione micrometeorologica. 2) WP2: Implementazione di modelli stocastici per la generazione di serie sintetiche Caratterizzazione non stazionarietà climatica; Effetti della non stazionarietà climatica sulla risposta idrologica; Effetti della non stazionarietà climatica su parametri indicatori dell utenza ambientale. 3) WP4: Applicazione a casi di studio e diffusione dei dati e dei risultati Presentati da UNIPA

4 WP1: RACCOLTA DATI MICROMETEOROLOGICI Stazione micrometeorologica, Campus dell Università di Salerno, in Fisciano i (SA), N, E

5 WP1: ANALISI DATI MICROMETEOROLOGICI teta (%) y = e x 0119x y = e x days valori giornalieri di umidità del suolo nella stagione invernale (blu) ed estiva (rosso), (da Longobardi et al., 2006)

6 WP1: ANALISI DATI MICROMETEOROLOGICI

7 WP1: MODELLAZIONE DATI MICROMETEOROLOGICI

8 La ricerca scientifica italiana nel campo WP2: CARATTERIZZAZIONE NON STAZIONARIETÀ CLIMATICA No Data Kilometers 60 mm stazioni - periodo oss. = rainfall PET Clima Mediterraneo Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

9 WP2: CARATTERIZZAZIONE INTER ANNUALE

10 WP2: CARATTERIZZAZIONE INTRA ANNUALEANNUALE ith significant trend Percen ntage of stations wi a) INVERNO positive trend negative trend trend negativo annual winter spring summer autumn ESTATE trend positivo

11 WP2: CARATTERIZZAZIONE INTRA ANNUALEANNUALE PCI P i i1 12 i P i 2 2 avpci 1 N N j P ij i P ij 1 i 1 BACINI MEDITERRANEI PCI < PCI 20 PCI > uniforme stagionale fortemente stagionale jan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec jan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec jan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec

12 WP2: GENERAZIONE SCENARI DI PIOGGIA

13 WP2: EFFETTI NON STAZIONARIETA CLIMATICA non linear module IHACRES streamflow scenarios (Jackeman et al., 1990) precipitation scenarios linear module low flow statistics 1) Interannual variability 2) Intra-annual variability 3) It Interannual l+it Intra-annual BFI index

14 WP2: EFFETTI NON STAZIONARIETA CLIMATICA non linear module IHACRES streamflow scenarios (Jackeman et al., 1990) precipitation scenarios linear module low flow statistics 1) Interannual variability 2) Intra-annual variability 3) It Interannual l+it Intra-annual BFI index

15 WP2: EFFETTI SULLA COMPONENTE LENTA

16 WP2: EFFETTI SULLA COMPONENTE LENTA

17 WP2: RELAZIONI CON L UTENZA LUTENZA AMBIENTALE 10 2 Alento at Casalvelino empirical flow-duration curve analytical flow-duration curve 10 1 discharge(mc/s) 10 0 z = a log ( q - qo ) + b percent of time exceeded

18 WP2: RELAZIONI CON L UTENZA LUTENZA AMBIENTALE 10 2 Bfi FDC 10 1 e(mc/s) discharge 10 0 Bfi FDC 10 0 s) percent of time exceeded discharge(mc/ percent of time exceeded

19 PRODUZIONE SCIENTIFICA UNISA CAPITOLI DI LIBRO [1] A. Longobardi, A. Cuomo, D. Guida, P. Villani (2011). Water resources assessment for karst aquifer conditioned river basins: conceptual balance model results and comparison with experimental environmental tracers evidences. In: Imran Ahmad Dar and Mithas Ahmad Dar (eds), Earth and Environmental Sciences, edizioni InTech, pp , (ISBN: ). ARTICOLI PUBBLICATI IN RIVISTE INTERNAZIONALI [2] A. Longobardi, P. Villani. i (2010). Trend analysis of annual and seasonal rainfall time series in amdit Mediterranean area. International ti Journal of Climatology, 30 (10), [3] M. Mehaiguene, M. Meddi, A. Longobardi, S. Toumi. (in review). Low flows quantification and regionalization in North West Algeria. Journal of Arid Environments, 87, ARTICOLI IN REVISIONE PER PUBBLICAZIONE SU RIVISTE INTERNAZIONALI [4] A. Longobardi, P. Villani. (in review). Baseflow index dependence on climate and geological properties in a typical Mediterranean area. Submitted to Global Nest Journal. [5] A. Longobardi, P. Villani. (in review). Baseflow index characterisation in a typical temperate climate. A conceptual analysis and simulation experiment to assess the relative role of climate forcing features and catchment geologicalsettings. Submitted to Journal of Hydrology. ARTICOLI PUBBLICATIIN ATTI DI CONVEGNI NAZIONALI E INTERNAZIONALI [6] M. Mehaiguene, M. Meddi, A. Longobardi, (2010). Low flows quantification and regionalization in North West Algeria. In International Workshop on Advances in Statistical Hydrology, pp [7] A. Longobardi, P. Villani (2010). La dipendenza del BFI dalle caratteristiche climatiche. In: XXXII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, Walter Farina editore, pp. 1 10, ISBN: , (Palermo, Settembre 2010). [8] A. Longobardi, P. Villani (2011). Time and space variability of precipitation trends in a large Mediterranean region. In: 3rd International Meeting on Meteorology and Climatology of the Mediterranean, pp. 1 4, Marina di Pisticci, 7 10 Giugno 2011.

20 PRODUZIONE SCIENTIFICA UNISA [9] A. Longobardi, H. Meddi, M. Meddi, M. Mehaiguene (2011). Characterization of precipitation variability in the Mediterranean basin. In Cancelliere, A and Rossi, G. (eds), VI International Workshop EWRA 2011 Water Engineering and Management in a Changing Environment, Quaderni CSEI Catania, III serie, vol 6, pp , ISSN [10] G. Buttafuoco, T. Caloiero, R. Coscarelli, A. Longobardi, P. Villani (2012). Analisi spaziale e temporale della stagionalità delle piogge nell Italia Meridionale. In: XXXIII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (Brescia, Settembre 2012). [11] A. Casola, A. Longobardi, P. Villani (2012). L uso di dati micrometeorologici per la identificazione delle grandezze significative nella modellazione dell evapotraspirazione. In: XXXIII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (Brescia, Settembre 2012). [12] A. Longobardi, P. Villani (2012). Empirical analysis of BFI dependence on climate and permeability indices. In 3rd International Workshop on Statistical Methods for Hydrology and Water Resources Management, October 1 2, 2012 Tunis, Tunisia. [13] A. Longobardi, h. Meddi, M. Meddi, M. Mehaiguene (2013). Spatial analysis of climate regime in North West of Algeria. In 5 th International Conference on Water Resources and Sustainable Development, February 24 25, 2013 Algier, Algeria. [14] A. Longobardi, P. Villani (2013). The use of micrometeorological data to identify significant variables in evapotranspiration modelling. In Four Decades of Progress in Monitoring and Modeling of Processes in the Soil Plant Atmosphere System: Applications and Challenges, June 19 20, 2013 Naples, Italy. [15] A. Longobardi, P. Villani (2013). Water resources management in scarcity conditions: fdc variability analysis implication on environmental streamflow requirements. In 13 International Conference on Environmental Science and Technology, September 5 7, 2013 Atene,Grecia. ABSTRACT PUBBLICATI IN ATTI DI CONVEGNI NAZIONALI E INTERNAZIONALI [16] A. Cuomo, M. Guida, D. Guida, P. Villani, D. Guadagnuolo, A. Longobardi, V. Siervo (2010). Using Radon 222 as a Naturally Occurring Tracer to investigate the streamflow groundwater interactions in a typical Mediterranean fluvial karst landscape: the interdisciplinary case study of the Bussento river (Campaniaregion region, Southern Italy). GeophysicalResearch Abstracts, Vol. 12, 05893, 2010, (EGU General Assembly, 2010). [17] A. Longobardi, P. Villani (2012). Non linear modelling of the relationship between the runoff coefficient and the catchment state for streamflow simulation and forecasting. Flash flood and debris flow risk management in Mediterranean Areas, ISBN: , (IMPRINTS Workshop, Salerno, 2012). [18] D. Guida, A. Cuomo, A. Longobardi, P. Villani, M. Guida, D. Guadagnuolo, A. Cestari, V. Siervo, G. Benevento, S. Sorvino, R. Doto, M. Verrone, A. De Vita, A. Aloia, P. Positano, (2012). Integrate Hydro geomorphological Monitoring System of the Upper Bussento river basin (Cilento and Vallo Diano Geopark, S_Italy). Geophysical Research Abstracts, Vol. 14, 12078, 2012, (EGU General Assembly, 2012).