STUDIO A SUPPORTO DELLA REDAZIONE DEL PIANO DI GESTIONE DELLA RETE DI RISERVE DELLA SARCA

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1 STUDIO A SUPPORTO DELLA REDAZIONE DEL PIANO DI GESTIONE DELLA RETE DI RISERVE DELLA SARCA Analisi della qualità idromorfologica, della gestione delle portate e dei sedimenti nel bacino della Sarca, alto, medio e basso corso, con riferimento alla produzione idroelettrica, all habitat fluviale e lacuale e alla riqualificazione fluviale RELAZIONE INTERMEDIA Finanziato da: Ad opera di: Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 1

2 Inquadramento dello studio Trento, 15 aprile 2015 Relazione intermedia relativa ai primi 3 mesi di lavoro di ricerca applicata a supporto della redazione del piano di gestione della rete di riserve della Sarca, basso medio e alto corso. Il progetto ha avuto inizio nel gennaio 2015 e si concluderà ad ottobre 2015; è stato finanziato dal Consorzio dei Comuni del B.I.M. Sarca- Mincio Garda. L istituzione responsabile dello studio è l Università degli Studi di Trento, attraverso il Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica del Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica e la Cattedra UNESCO in Ingegneria per lo Sviluppo Umano e Sostenibile Responsabile e autori dello studio: Responsabile: prof. Guido Zolezzi (Università di Trento) Autori, insieme al responsabile: dr. Francesca Gelmini, dr. Mauro Carolli (Università di Trento); ing. Oscar Cainelli (Smart Hydrological Solution Srl), dr. Paolo Vezza (Politecnico di Torino). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 2

3 Indice 1 INTRODUZIONE Inquadramento e obiettivi Area prioritaria di studio Derivazioni a scopo idroelettrico... Errore. Il segnalibro non è definito. 1.4 Impostazione metodologica METODI Analisi e modellazione idrologica Curve di durata Indice di alterazione del regime idrologico (IARI) IHA Indicators of Hydrologic Alteration Modellazione spazio-temporale dell habitat fluviale Indice di integrità dell habitat fluviale (IH) Valutazione della qualità ambientale Qualità ecologica Qualità morfologica RISULTATI PRELIMINARI Analisi idrologica Curve di durata Indice di alterazione del regime idrologico (IARI) IHA - Indicators of Hydrologic Alteration Modellazione spazio-temporale dell habitat fluviale Qualità ambientale Qualità ecologica Qualità morfologica Confronto tra l indice IFF e l indice IQM lungo l asta principale della Sarca SINTESI E SVILUPPI SUCCESSIVI Quadro conoscitivo Indicazioni gestionali Sviluppi del lavoro Riferimenti bibliografici Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 3

4 Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 4

5 1 INTRODUZIONE 1.1 Inquadramento e obiettivi L obiettivo del lavoro di cui questo documento costituisce la relazione intermedia è caratterizzare quantitativamente lo stato ambientale e i relativi processi eco-idro-morfo-dinamici dei principali corpi idrici superficiali compresi nell area interessata dalla Rete di Riserve della Sarca, Basso Medio e Alto corso, al fine di proporre azioni di conservazione e valorizzazione ambientale di aree di protezione fluviale e lacustre per il Piano di Gestione della Rete di Riserve. A questo scopo sono stati definiti come ambiti specifici di importanza prioritaria la qualità dell habitat fluviale e lacustre e la gestione dei sedimenti, in riferimento ai molteplici utilizzi dei corpi idrici e in particolare all uso idroelettrico. Su tali tematiche non esistono tuttora approcci quantitativi di indagine che possano ritenersi consolidati, a livello nazionale ed internazionale. Lo studio si caratterizza in parte per un attività di sperimentazione di metodologie pilota per la definizione di criteri di gestione delle portate solide e liquide, nonché della morfologia del corridoio fluviale, integrando indicatori di qualità idromorfologica, ecologica, rilievi dell habitat fluviale, analisi statistiche e modellazione matematica della dinamica fluviale. Il presente documento costituisce una relazione dello stato di avanzamento dei lavori a tre mesi dall inizio degli stessi. La durata dello studio ha consentito soprattutto il reperimento e l analisi critica di dati già esistenti, l effettuazione di alcune campagne di misura, l elaborazione di alcuni dati in particolare relativamente all alterazione del regime idrologico. 1.2 Area prioritaria di studio L area oggetto di studio comprende l asta principale della Sarca e i principali laghi compresi nella Rete di Riserve (Santa Massenza, Toblino e Cavedine). Gli altri elementi del reticolo idrografico superficiale vengono presi in considerazione in senso generale, e al momento non sono state effettuate analisi di dettaglio su di essi. Potranno essere effettuate solo qualora si rivelassero di interesse prioritario per la redazione del piano di gestione La Sarca è un fiume del Trentino ed è il principale immissario del lago di Garda. Nasce a Pinzolo, in val Rendena (770 m s.l.m.), dalla confluenza della Sarca di Campiglio (proveniente dalle Dolomiti di Brenta- Madonna di Camiglio), della Sarca di Nambrone (che nasce a 2612 m s.l.m. dal lago Vedretta sotto il Gruppo della Presanella) e della Sarca di Genova (proveniente dal lago Scuro a m s.l.m. sotto la Punta di Lago Scuro, facente parte del gruppo Adamello-Presanella). La Sarca (Figura 1) percorre la Val Rendena in direzione Nord-Sud fino a Tione di Trento, dove gira in direzione Est-Ovest per attraversare le Valli Giudicarie e sfociare nel bacino artificiale di Ponte Pià ( m 3, a 463 m s.l.m.) e proseguire fino alle Sarche. Riprende infine un andamento Nord-Sud Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 5

6 all altezza delle Sarche e raggiunge il Lago di Garda a valle di Torbole. Il corso viene distinto in alto e medio Sarca (Giudicarie) e in basso Sarca (Valle dei Laghi). Figura 1 Inquadramento generale del bacino idrografico della Sarca. Tra i principali affluenti della Sarca si hanno in destra orografica il rio Bedù di Pelugo (val di Borzago), il rio Bedù di San Valentino (dalla valle omonima), il torrente Arnò, il torrente Duina. E inoltre presente un importante sistema di invasi artificiali ad uso idroelettrico che caratterizza il bacino: il lago di Molveno, situato nel gruppo del Brenta, con una capienza di milioni di m 3, i laghi di Toblino, Santa Massenza e Cavedine situati lungo la Valle dei Laghi. 1.3 Usi della risorsa idrica Il bacino della Sarca è fortemente antropizzato; le sue acque sono infatti utilizzate sia per scopi irrigui, che soprattutto per scopi idroelettrici. Le derivazioni avvengono per mezzo di importanti opere di canalizzazione, come il canale di gronda che dalle Valli Giudicarie raccoglie l acqua di gran parte del bacino per convogliarle nel lago di Molveno. Nel bacino della Sarca è stata realizzata la centrale idroelettrica di Santa Massenza, caratterizzata da una potenza nominale pari a ,01 kw, grazie alle due derivazioni dal lago di Molveno e dal bacino artificiale di Ponte Pià. La centrale di Santa Massenza 1 sfrutta come serbatoio di accumulo il Lago di Molveno. Esso è alimentato sia dai normali afflussi derivanti dal suo bacino naturale, sia da un canale di gronda che, a partire dalle Valli Giudicarie, percorre ad una quota di circa 900 m s.l.m. e per una lunghezza di 43,49 km la parte nord ovest del bacino. Tale canale raccoglie le acque defluenti dalla 41% della superficie del bacino, caratterizzate per lo più da corsi d acqua a regime glaciale. La seconda centrale, Santa Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 6

7 Massenza 2, deriva le acque del medio bacino della Sarca a partire dall invaso di Ponte Pià. Entrambe le centrali scaricano le acque nel lago di Santa Massenza. La centrale di Nembia, situata nel comune di San Lorenzo in Banale, utilizza le acque raccolte dal canale di gronda Sarca-Molveno a monte dell immissione nel lago di Molveno ed è caratterizzata da una potenza nominale di 6.575,07 kw. A valle dell intero sistema idroelettrico che fa riferimento alle centrali di Santa Massenza è localizzato l impianto di Torbole, che turbina le acque immagazzinate nel lago di Cavedine appena a monte dell immissione della Sarca nel lago di Garda. La potenza nominale di tale impianto è pari a ,44 kw. L impianto è direttamente legato alla gestione degli impianti di Santa Massenza, infatti il lago di Cavedine è alimentato dalle acque turbinate dai due impianti tramite il torrente Rimone, emissario del lago di Toblino, oltre che dalla roggia di Calavino e da due opere di presa sulla Sarca, a cui sono già state sottratte la maggior parte delle acque dagli sbarramenti di monte. Una rappresentazione planimetrica del sistema idroelettrico della Sarca è riportato in Figura 2 (Relazione Tecnica - Il bacino del Sarca, PAT 2012). Figura 2 Rappresentazione planimetrica del sistema idroelettrico della Sarca Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 7

8 1.4 Impostazione metodologica Lo studio si articola in due fasi principali: 1. La prima fase, della durata di tre mesi, e cui si riferisce la presente relazione intermedia, ha previsto la raccolta, la sistematizzazione e l analisi dei dati esistenti relativi all area di studio. Tali dati riguardano la qualità fisico-chimica, biologica, ecologica ed idromorfologica dei corpi idrici, le serie temporali dei livelli idrometrici e, dove disponibili, delle portate defluenti in alveo. Questi dati sono stati e verranno integrati con rilievi sul campo finalizzati alla quantificazione delle proprietà dell habitat fluviale e della qualità morfologica dell alveo della Sarca. I dati sono stati analizzati spazialmente attraverso un Sistema Informativo Geografico (GIS) e quindi elaborati attraverso differenti metodologie di aggregazione, analisi statistica e strumenti di tipo modellistico. I risultati di questa prima fase hanno permesso di realizzare un primo quadro conoscitivo a scala di bacino, di formulare prime ipotesi relative ai tratti della Sarca su cui andranno focalizzati maggior approfondimenti nella seconda fase del lavoro, e di formulare i primi criteri sulla base dei quali sviluppare le strategie gestionali durante la seconda fase del lavoro Indicatori di particolare interesse di cui è stata analizzata la distribuzione spazio-temporale sono, fra gli altri: - IQM Indice di Qualità morfologica - IFF Indice di Funzionalità Fluviale - Indici di alterazione idrologica (IHA: Indicators of Hydrologic Alteration, IARI: Indice di Alterazione del Regime Idrologico) 2. La seconda fase, della durata di sei mesi, prevede il completamento del quadro conoscitivo realizzato durante la prima fase del lavoro e l approfondimento delle strategie gestionali, soprattutto in relazione alla qualità dell habitat fluviale e lacustre, alla gestione dei sedimenti e alla dinamica morfologica, con particolare riferimento ai molteplici utilizzi dei corpi idrici e in particolare all uso idroelettrico. Le attività principali previste per la seconda fase prevedono un analisi mirata dell habitat fluviale per la fauna ittica, attraverso uno studio che integra da un lato misure sul campo, modelli biologici multivariati e analisi idro-morfologiche di meso-scala, e dall altro la modellazione idraulica della qualità dell habitat per specie ittiche target. Tale attività richiederà un coordinamento con lo studio sulla fauna ittica e si integra nella sperimentazione pilota di un approccio attualmente in fase di sviluppo a livello nazionale che si propone di valutare quantitativamente la compatibilità fra le derivazioni idroelettriche e l ambiente fluviale in funzione della disponibilità idrica in alveo, della qualità idromofrologica e degli habitat disponibili per specie di particolare interesse. La seconda fase consentirà l individuazione di azioni di conservazione e tutela attiva, oltre che di monitoraggio e di ricerca, da integrare nel Piano di Gestione, in particolare nei documenti relativi alle strategie di gestione dell'ambiente e della biodiversità della Rete di Riserve. Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 8

9 2 METODI 2.1 Analisi e modellazione idrologica Per l analisi del regime idrologico della Sarca, sono stati forniti dai servizi preposti della Provincia Autonoma di Trento i livelli idrometrici con risoluzione temporale oraria per ognuna delle stazioni riportate in Figura 3. Figura 3 Posizione delle stazioni idrometriche cui si fa riferimento nel presente studio In particolare, per alcune di esse sono stati forniti anche i valori di portata: Stazione Altezza Portata Inizio serie Fine serie dati idrometrica dati Val Genova X - fine 1994 inizio 2015 Pinzolo X inizio 2015 Spiazzo X - fine 1994 inizio 2015 Preore X X 1994 inizio 2015 Ragoli X - fine 2005 inizio 2015 Ponte Arche X X fine 2005 inizio 2015 Sarche X X 1994 inizio 2015 Torbole X X 1994 inizio 2015 Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 9

10 2.1.1 Curve di durata Lo strumento che meglio si presta all analisi della disponibilità idrica nell alveo in esame sono le curve di durata. Tali curve rappresentano la frequenza di superamento registrata per vari livelli di portata osservati. Un esempio teorico di curva di durata è riportato in Figura 4. In ascissa è riportato il valore di portata, in ordinata la frequenza con cui questa portata è stata superata nella serie di dati analizzata. Nella Figura 4,ad esempio,ad una portata di 1.0 m 3 /s corrisponde una frequenza (P) all incirca di Questo significa che in questa ipotetica sezione la portata ha superato 1.0 m 3 /s nel 35% delle rilevazioni. Dato che solitamente le rilevazioni avvengono ad intervalli di tempo regolari, si può asserire che la portata nel corso d acqua è stata superiore ad 1.0 m 3 /s per il 35% del tempo su cui si sviluppa la serie storica analizzata. P Curva di durata Portata [mc/s] Figura 4 Esempio di curva di durata della portata Indice di alterazione del regime idrologico (IARI) L analisi dell alterazione del regime idrologico di un corso d acqua è effettuata in corrispondenza di una sua sezione trasversale sulla base dell Indice di Alterazione del Regime Idrologico (IARI), che fornisce una misura dello scostamento del regime idrologico osservato rispetto a quello naturale di riferimento che si avrebbe in assenza di pressioni antropiche. La condizione di riferimento per il regime idrologico deve essere definita a partire da una serie di portate assunte come naturali misurate a scala giornaliera, e che coprano un arco di almeno vent anni, in modo da garantire stime idrologiche affidabili. Per il bacino della Sarca, dove la costruzione dei primi invasi e canali di gronda risale al 1946, non si hanno a disposizione dati di portata misurata che possono essere considerati relativi a condizioni naturali. Di conseguenza i dati sono stati interamente stimati mediante modellazione idrologica, la quale sono state ricostruite una serie di portate naturali della durata di sei anni (dal 2001 al 2006). La procedura per la valutazione dello stato del regime idrologico si articola in tre diverse fasi: Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 10

11 Fase 0: è la fase preliminare in cui viene condotta un analisi delle pressioni a scala di bacino al fine di individuare quali siano le condizioni rilevabili nella sezione in esame dal punto di vista idrologico. Si arriva quindi a definire le pressioni presenti trascurabili o non trascurabili. Fase 1: se nella Fase 0 le condizioni individuate non evidenziano l assenza di impatto sul regime idrologico dovuto alle pressioni, si procede alla valutazione quantitativa dell alterazione attraverso il calcolo dell indice IARI. Fase 2: è la fase cui si accede se nella fase precedente si dovessero riscontrare elementi di criticità. Prevede un approffondimento basato sul giudizio esperto per spiegare le cause e confermare o meno la criticità evidenziata. Fase 0 L alterazione del regime idrologico per cause antropiche può essere generata principalmente da prelievi, opere di regolazione dei deflussi, opere longitudinali di contenimento delle piene e variazioni di uso del suolo. Risultano essere significative tutte le pressioni esercitate direttamente su corpo idrico fluviale in esame. Nell analisi delle pressioni è necessario individuare il luogo in cui esse agiscono rispetto alla sezione cui si fa riferimento, la scala temporale a cui agiscono e la componente del regime idrologico sulla quale hanno maggiore influenza. Fase 1 La valutazione dello IARI avviene in corrispondenza di una sezione fluviale per la quale possono essere o meno disponibili dati di portata storici e recenti. In base alla disponibilità dei dati si distinguono tre diverse situazioni: 1. Sezione con disponibilità di dati sufficiente: quando si dispone in maniera significativa sia dei dati recenti che dei dati storici; 2. Sezione con disponibilità di dati scarsa: quando non si dispone di una serie significativa di dati recenti e/o di dati storici pregressi di riferimento; 3. Sezione con disponibilità di dati nulla: quando non si dispone di alcun dato di portata. Non disponendo di una serie di dati di portata storici, lo IARI è stato espresso come confronto tra una portata misurata ad hoc e una portata mensile naturale opportunamente stimata mediante modellistica idrologica. In Figura 5 è riportato lo schema logico del calcolo dello IARI nella circostanza di disponibilità di dati nulla. Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 11

12 Figura 5 Schema logico della procedura per il calcolo dello IARI nella Fase 1 per disponibilità di dati nulla Il metodo IARI prevede di stimare la serie delle portate mensili naturali. Per ogni anno si individua il mese in cui si è verificato il valore minimo delle portate mensili naturali non nulle, generando così la serie dei mesi in cui tali minimi si sono verificati. Da tale serie si individua quindi il mese in cui con maggiore frequenza si verifica il minimo annuo di portata mensile e infine si determinano i percentili 25% e 75%. Individuato un generico anno in cui si intende effettuare la valutazione di stato del regime idrologico, nel mese in cui con maggiore frequenza si verifica il minimo annuo di portate mensili, dovrà essere effettuata una misura di portata assicurandosi che siano praticamente esauriti gli effetti di precedenti precipitazioni. La misura ad hoc così effettuata può essere rappresentativa del valore medio mensile. Sulla base del valore assunto dall indice IARI per un determinato anno in cui vogliono essere studiate le alterazioni del regime idrologico, viene definito il corrispondente stato del regime idrologico come indicato nella tabella riportata in Figura 6. Figura 6 Limiti di classe dello stato del regime idrologico Dal momento che la Direttiva richiede che venga espresso un giudizio sull entità corpo idrico, il giudizio ricavato attraverso il calcolo dell indice IARI per una sezione trasversale viene esteso all intero corpo idrico. Esso deve quindi essere preliminarmente segmentato in maniera tale che ciascun segmento possa ritenersi omogeneo in relazione al valore e al verificarsi delle portate. Per ciascun tratto si individua una sezione Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 12

13 trasversale rappresentativa in cui applicare la procedura. Il giudizio complessivo del corpo idrico sarà quello corrispondente alla media, pesata sulla lunghezza, dei valori dello IARI dei vari tratti che lo costituiscono. Il corso d qacqua viene diviso in tratti mediante l applicazione dell Indice di Qualità Morfologica che verrà presentato e discusso più avanti IHA Indicators of Hydrologic Alteration L IHA è un software che permette di quantificare le alterazioni del regime idrologico rispetto a una condizione naturale o di assenza di alterazioni. In particolare tale strumento consente di analizzare la variabilità interannuale di una serie di parametri, considerati come caratteristici delle 5 componenti fondamentali del regime idrologico. Questi parametri sono: - La portata in un dato intervallo di tempo; - La frequenza (o tempo di ritorno) di una fissata condizione di deflusso; - La durata di una certa condizione di deflusso (numero di giorni in cui un fissato valore di portata viene superato); - Il periodo dell anno(timing) in cui una certa condizione di deflusso si manifesta; - La rapidità di passaggio da una condizione di deflusso ad un altra che caratterizza un certo corso d acqua. I parametri che si analizzano sono 33, divisi in 5 gruppi, come riportato in Tabella 1. Variabile 1) Valore medio portate mensili gennaio 2) Valore medio portate mensili febbraio 3) Valore medio portate mensili marzo 4) Valore medio portate mensili aprile 5) Valore medio portate mensilimaggio 6) Valore medio portate mensili giugno 7) Valore medio portate mensili luglio 8) Valore medio portate mensili agosto 9) Valore medio portate mensili settembre 10) Valore medio portate mensili ottobre 11) Valore medio portate mensili novembre 12) Valore medio portate mensili dicembre 13) Valori minimi annuali, media di 1 giorno 14) Valori minimi annuali, media di 3 giorni 15) Valori minimi annuali, media di 7 giorni 16) Valori minimi annuali, media di 30 giorni 17) Valori minimi annuali, media di 90 giorni 18) Valori massimi annuali, media di 1 giorno 19) Valori massimi annuali, media di 3 giorni 20) Valori massimi annuali, media di 7 giorni 21) Valori massimi annuali, media di 30 giorni 22) Valori massimi annuali, media di 90 giorni Gruppo 1- Entità delle portate mensili 2- Entità e durata delle condizioni idriche estreme annuali Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 13

14 23) Numero di giorni a deflusso nullo 24) Indice di deflusso di base: deflusso minimo su 7 giorni/deflusso medio annuo 25) Data del calendario giuliano di ciascun massimo annuale di durata 1 giorno 26) Data del calendario giuliano di ciascun minimo annuale di durata di 1 giorno 27) Numero di low pulses in ciascun anno idrologico 28) Durata media o mediana dei low pulses 29) Numero di high pulses in ciascun anno idrologico 30) Durata media o mediana degli high pulses 31) Entità degli incrementi: media o mediana di tutte le differenze positive tra valori giornalieri consecutivi 32) Entità dei decrementi: media o mediana di tutte le differenze negative tra valori giornalieri consecutivi 33) Numero delle inversioni idrologiche 3- Timing delle condizioni idriche estreme annuali 4- Frequenza e durata degli high e low pulses 5- Entità e frequenza delle variazioni delle condizioni idriche Tabella 1 Elenco dei 33 parametri IHA e dei relativi gruppi di appartenenza 2.2 Modellazione spazio-temporale dell habitat fluviale Allo scopo di valutare e quantificare l habitat fluviale disponibile per specie target in torrenti e fiumi alpini, nel presente studio si fa riferimento ad un approccio a meso-scala che risulta essere flessibile e può essere utilizzato anche in quei casi in cui i modelli di simulazione idraulica non sono applicabili, quali ad esempio torrenti montani ad elevata pendenza. Tale metodologia consente valutazioni a scale spaziali di tratto e in condizioni dove la modellazione matematica non è applicabile. I torrenti e fiumi alpini dell Italia settentrionale sono caratterizzati da morfologie complesse (sequenze di raschi, salti e buche e presenza di massi e rocce in alveo), pendenze che variano da moderate a molto elevate (tra l'1% e il 20% circa, Vezza et al., 2012b (Parasiewicz P., 2012)) e presenza di specie ittiche di interesse locale o comunitario. Sebbene le variabili idrauliche come profondità e velocità della corrente siano importanti per la fauna presente nei corsi d acqua, altri fattori quali le zone di rifugio, lo stato della vegetazione riparia, le tipologie e la distribuzione del substrato all interno dell alveo fluviale possono essere di considerevole rilevanza nel favorire la presenza o l abbondanza degli organismi acquatici (Gordon et al., 2004). Al fine di far fronte a questo problema, l approccio a meso-scala (Vezza et al., 2014b) può offrire interessanti possibilità in contesti alpini, utilizzando (i) una adeguata scala spaziale (ii) una vasta gamma di variabili ambientali e (iii) l analisi temporale delle serie storiche di habitat per la valutazione dell idoneità dell ambiente acquatico ed il confronto tra possibili scenari di rilascio attraverso robusti metodi statistici. La metodologia MesoHABSIM (Meso-scale Habitat Simulation system) valuta quindi l integrità ecologica delle unità morfologiche classificate attraverso il Sistema di rilevamento e classificazione delle Unità Morfologiche dei corsi d acqua (SUM) (Rinaldi et al. 2015), basandosi su informazioni quantitative di distribuzione dell'habitat fisico. Il risultato di tale applicazione consente la modellazione e la simulazione dell habitat fluviale in funzione della portata defluente e delle modificazioni morfologiche dovute ad Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 14

15 interventi antropici. I passi chiave della metodologia MesoHABSIM sono riportati in Parasiewicz et al. (2013) e Vezza et al. (2014b) e si possono sintetizzare come: (1) descrizione dell'habitat fluviale; (2) applicazione dei modelli biologici di idoneità d habitat; (3) analisi delle variazioni spazio-temporali dell habitat fluviale. Descrizione dell habitat fluviale La descrizione dell habitat fluviale, effettuata in tratti rappresentativi, viene utilizzata per descrivere i cambiamenti nella composizione del mosaico di meso-habitat (come buche, raschi o rapide) con il variare della portata defluente. Dal momento che l'habitat disponibile per un certo organismo cambia regolarmente con la portata, si rende necessario ripetere il rilievo di una stessa unità morfologica per diverse condizioni di portata. Di conseguenza da tre a cinque rilievi del tratto fluviale per differenti portate in alveo (che interessino condizioni di magra, media e morbida) vengono considerati il minimo indispensabile al fine di descrivere le caratteristiche idro-morfologiche e le variazioni spazio-temporali del mosaico di meso-habitat (Vezza et al. 2015b). A titolo di esempio, la Figura 7 riporta la distribuzione delle unità morfologiche (unità sommerse ed unità emerse) per il caso del Fiume Taro a Piane di Carniglia (Parma) per 3 differenti condizioni di deflusso. Figura 7 Distribuzione spaziale delle unità morfologiche (unità sommerse e unità emerse) per il caso del Fiume Taro a Piane di Carniglia (Parma) per 3 differenti condizioni di deflusso (0.4 m3/s, 0.8 m3/s, 4.4 m3/s) Per il rilievo sul terreno è opportuno l utilizzo di strumentazione topografica che permetta rilievi speditivi. L utilizzo delle tecniche di mobile mapping con l impiego di posizionamento GPS, telemetro laser e computer palmare possono essere utili a tale scopo (Vezza et al., 2015b). L utilizzo di correntometri (a Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 15

16 mulinello, elettromagnetico o ADV, Acoustic Doppler Velocimeter) o profilatori di velocità ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) può essere utile per raccogliere informazioni dettagliate a scala di mesohabitat (vedasi: Vezza et al., 2015b). Le informazioni necessarie che vanno rilevate, al fine di calcolare la variazioni spazio-temporali degli habitat, sono le seguenti: (1) la data, il corso d'acqua e la portata al momento del rilievo; (2) il codice o nome della macro-unità di riferimento e il codice o nome dell'unità o sub-unità che si intende rilevare; (3) la pendenza del pelo libero (%); (4) la connettività longitudinale alla portata analizzata per il passaggio della fauna (es. pesci), attraverso giudizio esperto (presenza/assenza); (5) la presenza di zone di rifugio da stress fisici o da predatori (cover), come per esempio la presenza di grossi massi, l'ombreggiatura da parte di vegetazione arborea; l'overhanging, ovvero la presenza di vegetazione terrestre sporgente e a contatto con l'acqua; la presenza di radici esposte, di vegetazione acquatica sommersa o emergente, la presenza di sponda scalzata alla base o di accumuli di detriti legnosi (presenza/assenza); (6) la distribuzione delle 12 classi di substrato. In particolare: Gigalithal (substrato roccioso), Megalithal (>40 cm); Macrolithal (20-40 cm); Mesolithal (6-20 cm); Microlithal (2-6 cm); Akal (ghiaia); Psammal (sabbia); Pelal (limo, argilla), Detritus (materiale organico); Xylal (detriti di legno, radici); Sapropel (fango anossico di colore scuro); Phytal (piante sommerse) (% su almeno 15 osservazioni); (7) la distribuzione di frequenza della profondità dell acqua (9 classi: intervalli di 15 cm fino a >120 cm) (% su almeno 15 osservazioni); (8) la distribuzione di frequenza della velocità di corrente (9 classi: intervalli di 15 cm/s fino a >120 cm/s) (% su almeno 15 osservazioni); (9) il numero di Froude (valore medio per unità o sub-unità). Applicazione dei modelli biologici di idoneità di habitat Il secondo step comprende l applicazione di modelli statistici multivariati che costituiscono i criteri di idoneità d habitat per le diverse specie target e i relativi stadi vitali. Tali modelli, costruiti in condizioni di riferimento (habitat caratterizzati da assenza di pressioni idro-morfologiche e da composizione naturale delle comunità analizzate), si basano su dati biologici quantitativi raccolti in campo a scala di unità morfologica. La tecnica statistica ad apprendimento automatico, denominata Random Forests (Breiman, 2001) viene utilizzata per identificare i parametri che maggiormente influenzano la presenza o l abbondanza delle specie (e relativi stadi vitali) analizzate (ad es., Vezza et al. 2014a). In particolare, per ogni specie (o stadio vitale) vengono costruiti 2 modelli binari per distinguere tra assenza/presenza e presenza/abbondanza dell organismo considerato. Il risultato del applicazione di tali modelli è quindi una probabilità di presenza (o di abbondanza) che, se superiore a 0.5, classifica l'unità morfologica (unità di canale per i pesci) come mesohabitat idoneo (probabilità di presenza > 0.5) o ottimale (probabilità di abbondanza > 0.5) per la specie o stadio vitale considerati.analisi delle variazioni spazio-temporali dell habitat fluviale. Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 16

17 Con riferimento all esempio sopra citato si rappresentano le unità morfologiche sommerse (unità di canale) valutate in termini di idoneità d habitat per la fauna ittica, Figura 8. Figura 8 Valutazione in termini di idoneità d habitat delle unità di canale per il caso del Fiume Taro a Piane di Carniglia (Parma) per 3 differenti condizioni di deflusso (0.4 m3/s, 0.8 m3/s, 4.4 m3/s). Nell esempio riportato l habitat viene valutato per il bar Analisi delle variazioni spazio-temporali dell habitat fluviale Nello step (3), infine, l habitat disponibile espresso in m 2 (o in % dell area di alveo bagnato) viene quantificato per una specie o stadio vitale e messo in relazione alla portata defluente attraverso la cosiddetta curva habitat-portata (Figura 9). Ciascuna curva in Figura 9 rappresenta la variazione spaziale dell habitat disponibile con la portata defluente per una determinata specie o stadio vitale ed è ottenuta attraverso la relazione H d =H id * H ott *0.75, dove H d è l habitat disponibile, H id è l habitat classificato come idoneo e H ott è l habitat classificato come ottimale (Parasiewicz et al., 2013). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 17

18 Figura 9 Relazione habitat-portata determinata con la metodologia MesoHABSIM per il caso del F. Taro a Piane di Carniglia (Parma). L habitat disponibile è quantificato per differenti specie e stadi vitali della comunità ittica locale e viene espresso in m2 in fu La variazione temporale dell habitat disponibile viene rappresentata dalle serie storiche di habitat ottenute a partire dalle serie di portata in alveo. In particolare, l habitat disponibile al tempo t viene ottenuto tramite la relazione H d (t)=h(q(t)), dove H rappresenta la relazione habitat-portata per una determinata specie o stadio vitale, Q(t) è la portata defluente al tempo t e H d (t) è l habitat disponibile al tempo t (Milhous et al., 1990). Le serie di portata in alveo vengono quindi tradotte in serie di habitat tramite la curva habitat-portata e analizzate statisticamente al fine di stabilire la durata continua sotto-soglia (espressa in giorni/anno o in % del periodo analizzato) della quantità di habitat disponibile per la specie o stadio vitale di interesse. Tale analisi statistica può essere realizzata attraverso le curve di durata continua sotto-soglia (CDS, in inglese UCUT, Uniform Continuous Under-Threshold curves, Parasiewicz et al., 2013). Nell esempio riportato in Figura 10 il calcolo delle curve CDS viene eseguito per un periodo di 100 giorni (circa tre mesi, tra il 10/4/2007 e il 17/7/2007) considerando una soglia di habitat disponibile (relativo alla portata Q 355 per il caso in esame) pari a 1050 m 2. Importante notare come nella figura il calcolo del numero di giorni in cui la quantità di habitat disponibile si mantiene al di sotto della soglia considerata sia eseguito per l intero intervallo di durate sotto-soglia (ossia tra l evento di durata 2 giorni evento E - e l evento di durata massima pari a 21 giorni evento A). Per ulteriori dettagli sulla costruzione delle curve habitatportata e CDS (o UCUT) vedasi Parasiewicz et al. (2013) e Vezza et al. (2014b). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 18

19 Figura 10 Esempio di calcolo della curva di durata continua sotto-soglia (curva CDS o UCUT). Il calcolo viene eseguito per l intero intervallo di durate sotto soglia (in Figura: tra 2 evento E - e 21 giorni evento A) Indice di integrità dell habitat fluviale (IH) Analizzando la variazione spazio-temporale dell habitat fluviale e possibile calcolare due indici che portano alla determinazione dell indice IH che definisce le classi di integrità dell habitat: l indice di disponibilità spaziale dell habitat fluviale (ISH) e l indice di disponibilità temporale dell habitat fluviale (ITH), vedasi Manuale SUM edito da ISPRA (Rinaldi et al. 2015). L ISH rappresenta l alterazione della quantità spaziale di habitat nel periodo considerato. Nel caso di valutazione di impatto, è costruito su base annuale confrontando l area disponibile media sul periodo (espressa in m 2 ) in condizioni idro-morfologiche di riferimento con quella in condizioni alterate. Il valore dell indice è dato dal minimo tra i valori ottenuti per le diverse specie (e possibilmente i relativi stadi vitali) presenti nel tratto fluviale considerato. Le condizioni di habitat di riferimento sul periodo considerato sono calcolate come il valor medio della serie storica di habitat in assenza della derivazione in esame. L ITH valuta la variazione temporale nella durata di eventi di stress per la fauna. Un evento di stress è caratterizzato dal perdurare nel tempo di limitate condizioni di disponibilità di habitat ed è espresso come numero di giorni in cui un valore di habitat disponibile (in m 2 ) rimane al di sotto di una data soglia. Per l ITH, la soglia al di sotto della quale si verificano eventi di stress è fissata come la quantità di habitat corrispondente (in condizioni non alterate) al 97 percentile di portata (o nel caso di valutazioni di impatto su base annuale e serie storiche a scala giornaliera, alla portata Q 355, superata 355 giorni all anno). Tale soglia di habitat disponibile viene qui denominata AQ 97.Quest analisi si basa sul presupposto che gli eventi che si verificano raramente in natura (ad es. il ripetersi nel tempo di portate minime di magra) sono i principali fattori di stress che agiscono sulla comunità e ne determinano la struttura della popolazione presente. Analogamente a ISH, l indice ITH è pari al minimo tra i valori calcolati per le diverse specie (e possibilmente i relativi stadi vitali) presenti nel tratto fluviale considerato. Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 19

20 Dai punteggi assegnati a ISH e ITH deriva quindi il valore finale dell Indice IH che, calcolato come media tra i due indici, può variare tra 0 e 1, dove 0 rappresenta un grado elevatissimo di alterazione della qualità dell habitat fluviale e 1 significa assenza di alterazioni, ossia qualità dell habitat coincidente con la condizione di riferimento (assenza di alterazione idro-morfologica). In accordo all impostazione della Direttiva Quadro Acque, l integrità dell habitat viene definita nelle cinque classi riportate in Errore. L'autoriferimento non è valido per un segnalibro.. Tabella 2 Classi di integrità dell habitat secondo l indice IH IH IH 0.80 Classe Elevato 0.60 IH < 0.80 Buono 0.40 IH < 0.60 Sufficiente 0.20 IH < 0.40 Scadente IH < 0.20 Pessimo 2.3 Valutazione della qualità ambientale La valutazione della qualità ambientale è stata condotta considerando la qualità ecologica (in particolare l indice IFF e MacrOper) e la qualità idromofologica (indice IQM). L analisi della qualità ecologica fa riferimento ai risultati di indagini di monitoraggio svolte dall Agenzia per la Protezione dell Ambiente della Provincia Autonoma di Trento (APPA), reperibili online e integrati da dati più dettagliati forniti direttamente dagli uffici APPA Qualità ecologica Indice di funzionalità fluviale (IFF) L indice di funzionalità fluviale è un indice di qualità ecologica delle acque correnti che ha come obiettivo il rilievo dello stato complessivo dell ambiente fluviale e la valutazione della sua funzionalità come risultato della sinergia e dell interazione di una serie di fattori biotici e abiotici presenti nell ecosistema acquatico e in quello terrestre ad esso collegato. L IFF viene applicato per indagini conoscitive sugli ecosistemi acquatici, allo scopo di rilevare lo stato di salute di un corso d acqua, di individuare ambienti o tratti di corsi d acqua ad alta valenza ecologica o tratti degradati per predisporre interventi di riqualificzione e ripristino. Inoltre l IFF viene utilizzato come strumento di pianificazione territoriale ed urbanistico allo scopo di tutelare le zone riparie e golenali in quanto elementi dell ecosistema fiume. L applicazione della scheda IFF necessita della conoscenza approfondita dell ambiente che si va ad indagare. A tal fine è necessario disporre di una idonea cartografia, che permetta di inquadrare il corso d acqua nel suo insieme, di definire l uso dl suolo, di individuare le strade e i punti di accesso al fiume. La scheda IFF si compone di una intestazione con la richiesta di alcuni metadati e di 14 domande che riguardano le principali cratteristiche ecologiche di un corso d acqua. La struttura della scheda è impostata tenendo in considerazione vari comparti ambientali, quali il territorio circostante, la fascia perifluviale, le Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 20

21 condizioni idriche, la struttura dell alveo, le caratteristiche biologiche. I metadati richiesti riguardano il bacino, il corso d acqua, la località, la larghezza dell alveo di morbida, la lunghezza del tratto omogeneo in esame, la quota media del tratto, la data di rilievo, il numero della scheda e il codice del tratto omogeneo. Le domande possono essere raggruppate in gruppi funzionali: Le domande da 1 a 4 riguardano le condizioni veetazionali delle rive e del territorio circostante al corso d acqua ed analizzano le diverse tipologie strutturali che influenzano l ambiente fluviale, come ad esempio l uso del territorio o l ampiezza della zona riparia naturale; Le domande 5 e 6 si riferiscono alla ampiezza relativa dell alveo bagnato e alla struttura fisica e morfologica delle rive, per le informazioni che esse forniscono sulle caratteristiche idrauliche; Le domande da 7 a 11 considerano la struttura dell alveo, con l individuazione delle tipologie che favoriscono la diversità ambientale e la capacità di auto depurazione di un corso d acqua; Le domande da 12 a 14 rilevano le caratteristiche biologiche, attraverso l analisi strutturale delle comunità Macrobentonica e Macrofita e della conformazione del detrito. La scheda viene compilata percorrendo il corso d acqua da valle verso monte, osservando entrambe le rive. Durante tale operazione, è necessario identificare di volta in volta un tratto omogeneo per le caratteristiche da rilevare, per il quale andrà compilata un unica scheda. Alle risposte sono assegnati pesi numerici raggruppati in 4 classi (con peso minumo 1 e massimo 40) che esprimono le differenze funzionali tra le singole risposte. Le quattro risposte alternative nella loro gradualità dalla prima alla quarta, evidenziano rispettivamente la massima e la minima funzionalità ecologica associata a tale elemento. Il punteggio totale di IFF, ottenuto sommando i punteggi parziali relativi ad ogni domanda, può assumere un valore minimo di 14 ed un massimo di 300, viene tradotto nel rispettivo Livello di Funzionalità espresso in numeri romani, a cui corrisponde un Giudizio di Funzionalità ed un colore di riferimento, utilizzato per la rappresentazione cartografica, come riportato in Tabella 3. Tabella 3 Livelli di funzionalità e relativo giudizio e colore di riferimento (da: Siligardi et al., 2007) Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 21

22 L IFF permette anche di confrontare la funzionalità reale di un dato corso d acqua con quella potenziale, corrispondente alle sue condizioni di riferimento naturali. Il rapporto tra IFF reale e potenziale (funzionalità relative) esprime in modo semplice l eventuale decremento del reale rispetto al potenziale. I I dati IFF utilizzati in tale studio sono stati reperiti online presso il sito dell Agenzia Provinciale Protezine Ambiente della Provincia Autonoma di Trento. MacrOper Il sistema di classificazione MacrOper consente di derivare una classe di qualità per gli organismi macrobentonici, utile per la definizione dello Stato Ecologico, in accordo con quanto richiesto dalla Direttiva Quadro Europea sulle Acque (WFD 2000/60). Per poter giungere ad una classificazione di qualità ecologica mediante il sistema MacrOper, con l eccezione dei grandi fiumi che prevedono metodiche di campionamento a parte, è necessario soddisfare i seguenti requisiti: l utilizzo di informazioni sull abbondanza dei taxa bentonici raccolti; liste faunistiche con identificazione dei taxa a livello di famiglia; campionamento della fauna macrobentonica secondo una procedura multi-habitat proporzionale; attribuzione tipologica del tratto fluviale in esame (definendo l appartenenza di ogni regione a una o più Idroecoregioni(HER), e la tipologia fluviale di ogni corpo idrico) secondo quanto previsto dal D.M. 131/2008. Il bacino dell alto Noce appartiene (così come tutto il Trentino), all idrocoregione HER 3, alpi centro-orientali, e la tipologia fluviale identificata è la 03ss2, ovvero torrenti alpini su substrato siliceo. l metodo di campionamento utilizzato è di tipo multi-habitat proporzionale (Buffagni et al. 2007). Il prelievo quantitativo di macroinvertebrati viene effettuato su una superficie nota in maniera proporzionale alla percentuale di microhabitat presenti nel tratto campionato. I microhabitat vengono classificati in minerali e biotici. Per il monitoraggio operativo, vengonoraccolte10 unità di campionamento nella sola area di pool o nel solo riffle o in entrambe a seconda del tipo fluviale. Il numero di unità di campionamento da raccogliere in ciascun microhabitat viene attribuito in relazione all estensione relativa (percentuale) dei singoli microhabitat, quali pool e riffle. La superficie coperta da ciascuna unità di campionamento è stabilita in relazione al tipo fluviale o alla idroecoregione di appartenenza e può essere 0.05 m 2 o 0.1 m 2, per un campione totale rispettivamente raccolto su 0.5 e 1 m 2. Gli habitat minerali vengono classificati in base alle dimensioni del substrato che sono determinate stimando la lunghezza dell asse intermedio dei sedimenti. Il microhabitat artificiale è costituito da manufatti di origine antropica e.g. alveo cementificato, blocchi di cemento posizionati in alveo per rinforzarlo. Il microhabitat igropetrico - l ultimo riportato tra i microhabitat minerali - è in genere poco frequente e si rinviene in condizioni di scarsità d acqua in fiumi mediterranei o in corsi d acqua montani. Nell idroecoregione 3, in cui è situato l intero territorio trentino, è previsto il campionamento solo sui seguenti microhabitat minerali (Tabella 4). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 22

23 Microhabitat Codice Descrizione Limo/Argilla < 6 µm ARG Substrati limosi, anche con importante componente organica, e/o substrati argillosi composti da materiale di granulometria molto fine Sabbia 6 µm - 2 mm SAB Sabbia fine e grossolana Ghiaia 0,2-2 cm GHI Ghiaia e sabbia molto grossolana Microlithal 2-6 cm MIC Pietre piccole Mesolithal 6-20 cm MES Pietre di medie dimensioni Macrolithal cm MAC Pietre grossolane Megalithal > 40 cm MGL Pietre di grosse dimensioni, massi, substrati rocciosi di cui viene campionata solo la superficie Artificiale ART Calcestruzzo e tutti i substrati solidi non granulari immessi artificialmente nel fiume Igropetrico IGR Sottile strato d'acqua su substrato solido, spesso ricoperto da muschi Tabella 4 Lista e descrizione dei microhabitat minerali (Buffagni et al.2007) Un campione è costituito da un numero definito di unità di campionamento (e.g. 10), talora indicate mediante il termine repliche, che vengono raccolte in tutti gli habitat presenti con una percentuale di occorrenza almeno pari ad una soglia minima definita. Tale percentuale viene definita in base al numero di unità di campionamento e.g. se esse sono 10 in totale, la soglia minima di presenza di un habitat per essere campionato è 10%. Una unità di campionamento corrisponde al campione raccolto smuovendo il substrato localizzato immediatamente a monte del punto in cui viene posizionata all imboccatura della rete, su una superficie definita (UNI EN 28265). Nel bacino del Noce, il campionamento è stato effettuato su una superficie complessiva di 0.5 m 2, derivante dalla raccolta di 10 unità di campionamento su substrati minerali, per una superficie totale di 0.05 m 2. Il campionamento deve essere iniziato dal punto più a valle dell area oggetto d indagine proseguendo verso monte, in modo da non disturbare gli habitat prima del campionamento. Lo strumento utilizzato per il campionamento quantitativo nei fiumi guadabili, come da norme internazionali (UNI EN 28265), è la rete Surber e i dati relativi campioni così raccolti e identificati vengono utilizzati per il calcolo dell indice STAR_ICMi, un indice multimetrico composto da sei metriche opportunamente normalizzate e ponderate, che includono i principali aspetti che la Direttiva Quadro chiede di considerare. Le sei metriche sono: ASPT, Log10(sel_EPTD+1), 1-GOLD, Numero Famiglie di EPT, Numero totale di Famiglie e indice di diversità di Shannon-Weiner (Tabella 5). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 23

24 Tabella 5 Metriche MacrOper Il livello di identificazione tassonomica richiesto per il calcolo dell indice STAR_ICMi è la Famiglia. Alcune delle metriche componenti necessitano, per poter essere calcolate correttamente, di dati relativi all abbondanza delle singole famiglie di organismi bentonici. Lo STAR_ICMi è applicabile anche ai corsi d acqua artificiali e fortemente modificati. Il calcolo dell indice STAR_ICMi prevede 4 passaggi successivi elencati nel seguito: calcolo dei valori grezzi delle sei metriche che compongono lo STAR_ICMi; conversione dei valori di ciascuna metrica in RQE, dividendo il valore osservato (i.e. ottenuto per il campione in esame) per il valore mediano relativo ai campioni di riferimento propri del tipo fluviale analizzato; calcolo della media ponderata dei valori di RQE delle sei metriche; normalizzazione del valore così ottenuto, effettuata dividendo il valore del campione in esame per il valore proprio dell indice STAR_ICMi nelle condizioni di riferimento. L indice multimetrico finale (STAR_ICMi), si ottiene dalla somma delle sei metriche normalizzate, ciascuna delle quali è moltiplicata per il proprio peso. La normalizzazione garantisce la comparabilità dei risultati ottenuti in aree diverse. I valori di indice rappresentativi della qualità ecologica, sono riportati ad una scala ideale da 0 a 1. Le comunità attese, su cui vengono elaborate le metriche di calcolo degli indici, sono calcolate da quelle presenti in corpi idrici di riferimento non impattati dall attività antropica e sottoposte al processo di intercalibrazione tra gli Stati membri della Comunità Europea. Il giudizio di qualità per ciascun elemento biologico viene espresso attraverso il rapporto tra il valore osservato e quello rilevato nei siti di riferimento (Rapporto di Qualità Ecologica, RQE Rapporto di Qualità Ecologica, RQE). Il rapporto è espresso come valore numerico compreso tra 0 e 1. La lista di taxa utilizzata nel Sistema di classificazione MacrOper, e quindi alla base del calcolo dell indice STAR_ICMi, è stata ottenuta partendo dalle liste tassonomiche prodotte nel corso dei progetti AQEM ( e STAR ( Essa è stata successivamente aggiornata confrontandola Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 24

25 con la lista proposta dal progetto Fauna Europaea ( e si è così ottenuta una taxa list che contava circa 330 famiglie. La lista è stata quindi adattata alla realtà italiana, considerando le informazioni fornite da alcune Agenzie e quanto riportato nella check-list della fauna d Italia. La taxa list comprende oggi 171 taxa, la maggior parte dei quali a livello di famiglia (tranne alcune eccezioni e.g. Hydracarina, Nemertini).Per il calcolo corretto dell indice STAR_ICMi,CNR-IRSA e Università della Tuscia hanno sviluppato un apposito free software (IRSA, 2007), utilizzato anche in questo studio. L attribuzione a una delle cinque classi di qualità per il sito in esame è da effettuarsi sulla base del valore medio dei valori dell indice utilizzato relativi alle diverse stagioni di campionamento. La seguente Tabella 6 Limiti e classi dell indice STAR_ICMi riporta la corrispondenza tra valori di RQE e stati validi per l indice STAR_ICMi per la macrotipologia A2 (area geografica Alpina, siliceo) alla quale appartiene l intero territorio regionale Trentino. Valori RQE STAR ICMi Colore convenzionale RQE 0,95 elevato 0,71 RQE < 0,95 buono 0,48 RQE < 0,71 sufficiente 0,24 RQE < 0,48 scarso RQE < 0,24 cattivo Tabella 6 Limiti e classi dell indice STAR_ICMi Qualità morfologica Indice di Qualità Morfologica (IQM) La valutazione della qualità morfologica del fiume Sarca è stata effettuata facendo riferimento al metodo IDRAIM (sistema di valutazione IDRomorfologica, AnalisI e Monitoraggio dei corsi d acqua, Rinaldi et al., 2011), un quadro metodologico complessivo di analisi, valutazione post-monitoraggio e di definizione delle misure di mitigazione degli impatti ai fini della pianificazione integrata prevista dalle Direttive 2006/60/CE e 2007/60/CE. Il metodo si basa sull integrazione di rilievi/interpretazioni sul terreno e telerilevamento/analisi GIS e si articola nelle fasi di inquadramento e classificazione iniziale e successiva valutazione dello stato attuale e monitoraggio. La valutazione dello stato morfologico secondo l IQM avviene sulla base di tre componenti: 1. Funzionalità geomorfologica: si basa sull osservazione delle forme e dei processi del corso d acqua nelle condizioni attuali e sul confronto con le forme e i processi attesi per la tipologia fluviale presente nel tratto in esame. Si valuta quindi la funzionalità del corso d acqua relativamente ai processi geomorfologici. Di conseguenza, l assenza di determinate forme e processi tipici per una data tipologia può indicare la presenza di condizioni morfologiche alterate. 2. Elementi artificiali: si valutano la presenza, frequenza e continuità delle opere o interventi antropici che possano avere effetti sui vari aspetti morfologici considerati. Gli elementi Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 25

26 artificiali che hanno effetti molteplici su diversi aspetti verranno rilevati un unica volta e valutati successivamente per ogni singolo aspetto. 3. Variazioni morfologiche: tale analisi riguarda soprattutto gli alvei non confinati e parzialmente confinati, considerando solamente alcuni aspetti (principalmente le variazioni di configurazione morfologica plano-altimetrica). Vengono valutate le variazioni morfologiche rispetto ad una situazione relativamente recente (scala temporale degli ultimi anni) in modo da verificare se il corso d acqua abbia subìto alterazioni morfologiche ( ad esempio incisione o restringimento) e stia ancora modificandosi a causa di perturbazioni antropiche non necessariamente attuali. Nel presente studio si è valutata la qualità morfologica facendo riferimento alla procedura per il calcolo dell Indice di Qualità Morfologica (IQM). Il metodo prevede diversi step: STEP 1: Inquadramento e definizione delle unità fisiografiche Vengono inizialmente raccolte informazioni e dati potenzialmente utili per comprendere i possibili condizionamenti fisici sul carattere, il comportamento e le variazioni della configurazione longitudinale dei corsi d acqua in esame. Tali informazioni comprendono: area del bacino, idrologia, litologia, uso del suolo all interno del bacino. I profili longitudinali possono fornire indicazioni utili sia per la suddivisione in segmenti che per la successiva suddivisione in tratti. Sulla base di questa prima raccolta di informazioni, vengono individuate le principali unità fisiografiche attraversate dal corso d acqua in esame. I tratti del corso d acqua compresi all interno di ogni unità fisiografica sono denominati segmenti. Essi derivano dall intersezione del corso d acqua con i limiti di unità fisiografica e rappresentano una prima suddivisione in macro-tratti omogenei, funzionale alla successiva definizione dei tratti. Essi di norma hanno lunghezze che variano da qualche km, soprattutto nelle porzioni montuose del bacino, fino all ordine di decine di km nelle porzioni di pianura. STEP 2: Definizione del grado di confinamento Per l analisi del confinamento si fa riferimento al grado e all indice di confinamento (GC e IC). Il GC è il grado di confinamento laterale considerato in senso longitudinale, alla scala del segmento o del tratto, a prescindere dall ampiezza della pianura, e corrisponde alla percentuale di lunghezza del corso d acqua con sponde non a contatto con la pianura, bensì con versanti o terrazzi antichi. In altri termini esprime la percentuale di lunghezza di un tratto in cui si verifica o meno la condizione di confinamento, ovvero il contatto diretto con elementi che impediscono la mobilità laterale. In base al confinamento così definito, si distinguno tre diversi casi: 1. Alveo confinato: pianura assente. Oltre il 90% delle sponde è direttamente in contatto con versanti o terrazzi antichi. Eventualmente la pianura è ristretta a punti isolati (meno del 10% della lunghezza del tratto). Tipico di ambiti montani e collinari, oppure può essere presente lungo fiumi di pianura limitatamente a tratti di separazione (soglie rocciose) tra bacini diversi. 2. Alveo semiconfinato (o parzialmente confinato): pianura discontinua. Le sponde sono a contatto con la pianura alluvionale per una lunghezza compresa tra il 10 ed il 90% della lunghezza del tratto. Tipico delle principali valli alpine, di zone pedemontane (all uscita Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 26

27 dell ambito montuoso-collinare e all ingresso nel fondovalle alluvionale), oppure può essere presente in tratti di separazione (soglie rocciose) tra bacini diversi. 3. Alveo non confinato: pianura continua. Meno dl 10% dei margini dell alveo sono a contatto con i versanti o terrazzi antichi. Le sponde sono quindi completamente deformabili, consentendo all alveo di rimodellare liberamente i suoi limiti esterni. Tale caso è tipico delle aree di pianura, ove l alveo scorre in depositi alluvionali distante dai versanti. Tuttavia, anche in ambito montuoso o collinare un alveo può presentarsi non confinato. Nel caso di valli glaciali aventi un fondovlle molto ampio, oppure di conoidi alluvionali di una certa dimensione, dove il corso d acqua chelo ha formato si ritrova distante dai versanti e quindi, in analogia con i fiumi di pianura, ha massima libertà di rimodellare le sponde e modificare il proprio tracciato. L indice di confinamento IC è definito come il rapporto tra larghezza della pianura (Lp) e larghezza dell alveo (La), quindi esprime di quanto un alveo è confinato in sezione trasversale rispetto alla larghezza della pianura. Il valore dell indice di confinamento è inversamente proporzionale al confinamento stesso, con un valore minimo di 1, che indica che la pianura e l alveo hanno la stessa larghezza (ovvero pianura asspente), mentre valori alti indicano che la pianura è molto larga rispetto alle dimensioni dell alveo (condizioni di non confinamento). STEP 3: Definizione della morfologia dell alveo La classifcazione morfologica dell alveo si basa su vari fattori quali il grado di confinamento, il numero di canali, la forma planimetrica e la configurazione del fondo (per gli alvei confinati). Una prima schematizzazione del sistema di classificazione morfologica si può ricondurre in prima analisi all ambito fisiografico nel quale il corso d acqua è inserito (definito nel precedente STEP), dal quale dipendono le possibili condizioni di confinament di seguito descritto. Il risultato complessivo degli STEP 2 e 3 porta ad una prima suddivisione del corso d acqua in una serie di 18 tipologie sulla base del confinamento e della morfologia dell alveo, Figura 8. Figura 8 Tipologie fluviali derivanti dalla combinazione del confinamento (STEP 2) e della morfologia (STEP 3). Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 27

28 STEP 4: Suddivisione finale in tratti I precedenti criteri (ambito fisiografico, confinament e morfologia) sono alla base della suddivisione in tratti omogenei dal punto di vista morfologico. Tuttavia, per procedere alla suddivisione definitiva, occorre prendere in considerazione anche aspetti legati alla presenza di discontinuità nella pendenza del fondo, discontinuità idrologiche naturali o artificiali, artificializzazione, variazioni delle dimensioni della pianura e/o dell indice di confinamento o della larghezza dell alveo. Successivamente ai quattro STEP preliminari, nelle fase successiva viene classificato lo stato morfologico attuale secondo le seguenti componenti: 1. Funzionalità geomorfologica. Si valutano le forme e la funzionalità dei processi. 2. Artificialità. Si valuta n base all esistenza di opere e di interventi. 3. Variazioni morfologiche. Si valutano le variazioni avvenute negli ultimi decenni (con particolare riferimento agli anni 50 per quanto riguarda le variazioni planimetriche). Le analisi della funzionalità, artificialità e variazioni morfologiche vengono effettuate attraverso l ausilio di apposite schede di valutazione, che consentono un analisi guidata dei vari aspetti, attraverso l impiego integrato di analisi GIS da immagini telerilevate e rilevamenti sul terreno. A tal fine vengono usati un certo numero di indicatori, valutati attraverso variabili quantitative o qualitative. Le schede si differenziano in alcune componenti seconda della tipologia fluviale e delle dimensioni del corso d acqua, in modo da consentire una variazione relativa delle caratteristiche morfologiche della tipologia d alveo alla quale il tratto analizzato appartiene. La valutazione finale avviene attraverso un Indice di Alterazione Morfologica (IAM) e un Indice di Qualità Morfologica, IQM=1-IAM. L indice IQM assume valore pari ad 1 nel caso di un corso d acqua completamente inalterato (coincidente con la condizione di riferimento) e pari a 0 per un corso d acqua completamente alterato. Sulla base dei valori dell IQM, sono definite le classi di qualità morfologica, Tabella 7. Tabella 7 Classi di qualità dell'indice di Qualità Morfologica Gruppo di Idraulica Ambientale e Morfodinamica Trento 28