Il sistema integrato Mar Ligure : l idrodinamica 3D come base per la previsione della qualità delle acque e la gestione delle emergenze

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1 Il sistema integrato Mar Ligure : l idrodinamica 3D come base per la previsione della qualità delle acque e la gestione delle emergenze Rosella Bertolotto (ARPAL) Andrea Pedroncini (DHI Italia) Torino, 9-10 Ottobre 2013

2 Le origini della collaborazione ARPAL-DHI Competenze modellistiche già presenti in Agenzia: - modellistica atmosferica ad Area Limitata (ARPAL-CFMI) - modellistica idrologica (ARPAL-CFMI) - modelli di emissioni in atmosfera e rumore Volontà di estendere la competenza modellistica anche all ambiente marino e, in prospettiva, dotarsi di uno strumento OPERATIVO PREVISIONALE DHI

3 I passi della collaborazione ARPAL-DHI Sviluppo di una «base idrodinamica» modello 3D Mar Ligure Sviluppo di una catena OPERATIVA PREVISIONALE Formazione sull impiego di modellistica numerica marina Collaborazione sulla realizzazione di APPLICATIVI (operativi) di interesse per l Agenzia DHI

4 Il modello 3D idrodnamico del Mar Ligure Finalità: implementazione di una catena modellistica operativa per riprodurre a più elevata risoluzione rispetto ai modelli disponibili: la distribuzione dei campi di corrente nella colonna d acqua la distribuzione di temperatura e salinità nella colonna d acqua la distribuzione dei livelli superficiali, comprensivi di marea e storm-surge DHI

5 La catena operativa meteo-oceanografica MFS MOLOCH MIKE 3 HD Mar Ligure DRiFt DHI

6 Validazione del modello 1. consistenza della circolazione rispetto al modello padre e verifica della capacità di mantenere la circolazione dopo molte settimane di simulazione non reinizializzando MIKE 3 con MFS MFS MIKE 3 DHI

7 Validazione del modello idrodinamico 2. capacità di riprodurre l andamento dei livelli osservati ai mareografi 3. capacità di riprodurre le velocità di corrente osservate alla stazione di Capo Mele livelli MFS livelli mareografo RMN IMPERIA livelli MIKE 3 DHI

8 Operatività del modello 2 run al giorno (ore 00 e ore 12) basato sui più recenti dati disponibili MFS, MOLOCH, DRiFt Operativo presso ARPAL-CFMI dal DHI

9 Applicativi in fase di sviluppo: previsione della qualità delle acque di balneazione previsione della concentrazione e fate di inquinanti accidentalmente sversati a mare gestione di sversamenti accidentali di idrocarburi (in sinergia con progetto «SEAGOSS») previsione del bloom di alghe tossiche (in sinergia con proposta progettuale M3-HABs (progetto «M 3 -HABS») DHI

10 Applicativo Qualità delle acque di balneazione Prende spunto da Direttiva 2006/7/CE e D.lgs n. 116/08 Necessità di prevedere inquinamenti di breve durata che possano generare condizioni di superamento dei limiti di: Escherichia Coli - EC Enterococchi Intestinali EI E portare a conseguente divieto di balneazione

11 Applicativo Qualità delle acque di balneazione campagne di misura su foce corsi d acqua e a mare: in periodo secco (luglio 2013) a seguito di evento di precipitazione intensa (settembre 2013)

12 Applicativo Qualità delle acque di balneazione Attivazione di collaborazione con Ente Gestore (Mediterranea delle Acque): dati di portata in ingresso e uscita dai depuratori dati campionamenti a mare

13 Applicativo Qualità delle acque di balneazione Ulteriore downscaling del modello Mar Ligure fino a ~ 150 m Decadimento dei batteri EC EI simulato con MIKE 3 ECOLAB in base a: salinità e temperatura radiazione solare trasparenza dell acqua

14 Applicativo Sversamento idrocarburi A seguito di sversamento l utente interviene sul prototipo: A. Indicazioni su zona di sversamento o foto aere/ da elicottero 1.Tipologia di idrocarburo - Light Oil - Middle oil, low aromatics - Middle oil, high aromatics - Medium crude oil - Heavy fuel oil 2.Data e ora posizione slick 3.Massa sversata

15 Applicativo Sversamento idrocarburi I dati immessi inizializzano il modello MIKE 3 Oil Spill FM Risultati attesi: Mappe di distribuzione spaziale e temporale delle oil slicks Mappe rappresentative degli spiaggiamenti previsti Mappe rappresentative dei tempi attesi di arrivo della oil slick in ogni punto del dominio di calcolo

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17 Thank you Andrea Pedroncini DHI Italia Torino, 9-10 Ottobre 2013 DHI

18 Presente e futuro della modellistica in ARPAL $ Necessario un significativo investimento in termini di acquisto/gestione e mantenimento dei modelli Acquisto/personalizzazione SW (se non open source) $ Acquisizione dati di input (di proprietà o forniti da altri) $! Difficoltà per Enti pubblici Mantenimento in opera (ore uomo) $ Calibrazione- validazione (ore uomo) DHI

19 prima Utilizzo dello strumento modellistico MONITORAGGIO dopo Progettazione campagne Scelta frequenze Elaborazione dati Validazione modello insiem e Calibrazione modello Integrazione misure

20 D.Lgs. 116/08, All.III ( Profilo delle acque di balneazione) Il profilo delle acque di balneazione di cui all'articolo 6 contiene: a) la descrizione delle caratteristiche fisiche, geografiche e idrologiche delle acque di balneazione e di altre acque di superficie nel bacino drenante delle acque di balneazione interessate, che potrebbero essere una fonte di inquinamento, rilevanti ai sensi della presente direttiva e come previsto nella direttiva 2000/60/EC; b) l'identificazione e la valutazione delle cause di inquinamento che possono influire sulle acque di balneazione e danneggiare la salute dei bagnanti; c) la valutazione del potenziale di proliferazione cianobatterica; d) la valutazione del potenziale di proliferazione di macroalghe e/o fitoplancton; e) se la valutazione di cui alla lettera b) segnala la presenza di un rischio di inquinamento di breve durata, le seguenti informazioni: previsioni circa la natura, la frequenza e la durata dell'inquinamento di breve durata previsto

21 Dlgs 116/08 - Balneazione Previsione del rischio in questo campo è concetto abbastanza nuovo: Necessarie indicazioni in materia di modelli previsionali (ISPRA, 2010) Applicazioni pratiche : ARPA ER Altre? Problemi legati alla gestione delle allerte Necessario training di tutti gli stakeholders Cambio mentalità

22 Strategia Marina - Direttiva quadro 2008/56/CE recepita in Italia con il D.lgs. n. 190 del 13 ottobre 2010 Approccio integrato: 11 descrittori per l ecosistema marino Gli Stati membri elaborano una strategia marina basata su : Valutazione iniziale Definizione del buono stato ambientale GES Individuazione dei traguardi ambientali (target) Istituzione di programmi di monitoraggio

23 Strategia marina: gli 11 descrittori 1. Biodiversità MODELLISTICA 2. Specie non indigene 3. Stock ittici 4. Rete trofica 5. Eutrofizzazione 6. Danno fisico- integrità fondale 7. Perdita fisica (alterazione permanente condizioni idrografiche) 8. Concentrazione dei contaminanti 9. Contaminanti pesci/prodotti pesca 10. Rifiuti marini 11. Introduzione di energia (rumore sottomarino)

24 Uso modellistica per l implementazione e l applicazione della strategia marina : Initial assessment ( ISPRA) : Dati di base/ caratteristiche fisiche- Dati oceanografici (misurati- modellati): temperatura salinità velocità correnti mescolamento upwelling esposizione al moto ondoso Descrittori di stato: 5) Eutrofizzazione (flussi nutrienti) 7) Alterazione permanente condizioni idrografiche 10) Rifiuti marini ( provenienza, accumulo, destino) 11) Rumore sottomarino

25 Uso modellistica per l implementazione e l applicazione della strategia marina : progettazione piani di monitoraggio prima MONITORAGGIO dopo Progettazione campagne Scelta frequenze insiem e Elaborazione dati Validazione modello Calibrazione modello Integrazione misure

26 Il caso ARPAL: uso di modelli ATTIVITA ISTITUZIONALE - PROGETTI Atmosfera: qualità aria e previsioni meteo Rumore Acque sotterranee Acque superficiali interne: previsione piene, portate fiumi in condizioni di magra Mare e coste Stabilità di versanti..

27 Progetto SICOMAR SIstema di COntrollo MARino Proposta progettuale promossa dalla Regione Toscana sicurezza e qualità ambientale nell ambiente marino transfrontaliero ( Liguria, Toscana, Corsica e Sardegna ) Regione Toscana, LAMMA, IFREMER, ARPAL, CIBM, PLURAL, UNICA PROGETTO COFINANZIATO CON IL FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE AZIONE DI ARPAL: simulazione di moto ondoso di ultimo miglio in tratti di litorale selezionati in base alla loro vulnerabilità. utilizzo dati da campionatori automatici ( ferrybox ), operanti a bordo delle navi in transito per calibrazione modulo idrodinamico Azioni di comunicazione

28 Progetto SICOMAR SIstema di COntrollo MARino Proposta progettuale promossa dalla Regione Toscana sicurezza e qualità ambientale nell ambiente marino transfrontaliero ( Liguria, Toscana, Corsica e Sardegna ) Regione Toscana, LAMMA, IFREMER, ARPAL, CIBM, PLURAL, UNICA PROGETTO COFINANZIATO CON IL FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE AZIONE DI ARPAL: simulazione di moto ondoso di ultimo miglio in tratti di litorale selezionati in base alla loro vulnerabilità. utilizzo dati da campionatori automatici ( ferrybox ), operanti a bordo delle navi in transito per calibrazione modulo idrodinamico Azioni di comunicazione

29 Obiettivo del progetto LIFE SMILE Riduzione dei rifiuti marini spiaggiati e su bassi fondali Azione ARPAL Applicazione protocolli di monitoraggio esistenti (nazionali e internazionali ) alla realtà locale

30 SUPPORTO MODELLISTICA MARINA PER LA SCELTA DEI TRATTI DA MONITORARE Dir 150

31 GRAZIE!