Attività di ricerca nel bacino del fiume Mincio e sui Laghi di Mantova

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1 Mantova, 8 giugno 2016 Attività di ricerca nel bacino del fiume Mincio e sui Laghi di Mantova Università di Parma Monica Pinardi, Marco Bartoli, Rossano Bolpagni, Daniele Longhi, Pierluigi Viaroli CNR-IREA Milano Monica Pinardi, Mariano Bresciani, Paolo Villa, Erica Matta, Claudia Giardino

2 Da dove siamo partiti 1980 Prof. Ireneo Ferrari Studio trofico dei Laghi di Mantova 2006 Studio Telò - DSA UNIPR Studio Eureco Arch. Previdi Progetto STRARIFLU MINCIO Tesi di Dottorato in Ecologia Progetti di gestione macrofite acquatiche Valutazione interventi pilota CNR-IREA (U.O. Milano) - DSA UNIPR DSA UNIPR DICAR UNIPV Progetto per la definizione del DMV Mincio CNR-IREA (U.O. Milano) - DB UNIPR Progetto INFORM Estate 2015 DICAR UNIPV - DB UNIPR - CNR-IREA Sperimentazione dell'aumento della portata in transito nei Laghi di Mantova Pubblicazioni 7 articoli su riviste internazionali, 5 articoli su riviste nazionali, 1 tesi di dottorato, n tesi magistrali

3 Il bacino del fiume Mincio e i Laghi di Mantova Laghi di Mantova Po Bacino del Mincio Laghi fluviali poco profondi colonizzati da fitoplancton e da vegetazione flottante ed emergente Alta pianura Media pianura Bassa pianura Andamento rettilineo, briglie trasversali, sponde a massicciata argini naturali, andamento meandriforme, isole di vegetazione fiume canalizzato, argini artificiali, sponde a massicciata

4 Principali pressioni e criticità del sistema Mincio-Laghi di Mantova 1. Portate scarse nel periodo estivo nel tratto medio del corso e nel sistema vallivo-lacustre 2. Carichi puntiformi (Depuratore del Lago di Garda, Osone, Goldone) 3. Carichi eutrofizzanti di origine diffusa 4. Uso del suolo, fasce riparie e reticolo idrografico secondario 5. Eutrofizzazione, produttori primari e rischio di anossia nel sistema vallivo-lacustre

5 SCHEMA IDRAULICO Principali pressioni e criticità

6 Principali pressioni e criticità Media annua Media periodo irriguo 40 m 3 s km

7 Principali pressioni e criticità: carichi puntiformi Depuratore di Peschiera Acqua del Lago di Garda Acqua del Depuratore N ~ 900 kg d -1 P ~ 150 kg d -1 Q ~ 1.5 m 3 s -1 Goldone Depuratore circumlacuale del Garda Osone Goldone N ~ 950 kg d -1 Osone P ~ 80 kg d -1 N ~ 800 kg d -1 Q ~ 2 m 3 s -1 P ~ 100 kg d -1 Q ~ 2.5 m 3 s -1

8 Principali pressioni e criticità: carichi diffusi Bilancio di massa dell azoto nel bacino del Mincio N surplus kg N ha -1 y Input t yr-1 (civile 800 t yr-1) Output t yr-1 Eccesso 6000 t yr-1 Export fluviale 1000 t y-1 Too much of a good thing! L eccesso di azoto garantisce la ricchezza e la qualità dell agricoltura mantovana ma determina elevati carichi diffusi trasferiti al sistema del Mincio

9 Uso del suolo, fasce riparie e reticolo idrografico secondario Marmirolo Marmirolo Lunghezza fiume 75 km - Reticolo minore > km

10 Azoto nel medio corso del Mincio Nel tratto a maggiore naturalità del fiume, tra Pozzolo e Goito, in circa 8 km il fiume acquista dalla falda superficiale tra 200 e oltre 1400 kg di azoto nitrico al giorno (!) Pozzolo 0.91 mg/l Concentrazioni crescenti di azoto nitrico lungo il tratto fluviale tra Pozzolo e Goito ( ) 0.81 mg/l 0.90 mg/l 0.91 mg/l 0.94 mg/l Equivale ad un carico generato da AE 1.13 mg/l Goito 1.88 mg/l 1.70 mg/l

11 Il carico trofico elevato si traduce in cibo per le comunità dei produttori primari Castagna d acqua (Trapa natans) Ninfea gialla (Nuphar lutea) Azzolla (Azzolla caroliniana) Ceratofillo (Ceratophyllum demersum) Fiore di loto (Nelumbo nucifera) Cannuccia di palude (Phragmites australis)

12 Analisi storica delle variazioni spaziali delle isole di fior di loto Data 14/08/1977 Fior di Loto Isola 1 (m 2 ) Fior di Loto Isola 2 (m 2 ) pixel size (m) Satellite- Sensore Landsat- MSS# x60 Fior di Loto 1 (in rosso) Fior di Loto 2 (in verde) 11/07/1987 Landsat-TM x30 05/08/1999 Landsat-TM x30 30/07/2003 Landsat-TM x30 15/07/2015 Landsat-TM x30 Senza gestione attiva le macrofite occuperebbero l intera superficie dei laghi 15/07/2015 Monitoraggio su superfici ampie con tecniche appropriate (TELERILEVAMENTO)

13 Clorofilla fitoplanctonica nel fiume Mincio, marzo µg l -1 0 >25 µg l -1 : Livello 5 secondo il D.M. 391/2003 ovvero stato pessimo, ipereutrofia < 3 µg l -1 : Livello 1 secondo il D.M. 391/2003 ovvero stato ottimo, oligotrofia Monte Peschiera-Pozzolo Intermedio Goito-Rivalta Intermedio Valli, Laghi, Vallazza Valle Formigosa-Governolo

14 Fitoplanton nei Laghi di Mantova APEX 2011 MIVIS 2007 APEX 2014 Mappa di cianobatteri lower higher (a) CHRIS-PROBA 29/06/2008 (b) CHRIS-PROBA 28/08/2011 MIVIS July 2007

15 Prodotti di qualità dell acqua Mappe di solidi sospesi totali e di sostanze organiche colorate disciolte nelle acque (APEX 2011). Mappe di temperatura superficiale delle acque (MIVIS 2008).

16 Rischio anossia nei Laghi di Mantova Precipitazioni annue Precipitazioni marzo-settembre Portate < 5 m 3 s m 3 s -1 Tempo ricambio acque T. natans su tot lago >10 gg 2 gg Lago di Mezzo Volume massa ipolimnica anossica: 18 volume totale

17 Bilancio dell azoto nel Lago di Mezzo ~680 t/anno ~ 670 t/anno Pinardi et al., 2011 Il sistema funziona (poco) da fitodepuratore ma non per problemi legati alle macrofite o ai batteri quanto piuttosto per il carico generato a monte, che satura i processi. Il contratto di fiume tra i diversi target ha il controllo del carico diffuso di macroinquinanti

18 Progetti conclusi e in corso

19 1 Progetto STRARIFLU Mincio (2006) 2 Indice SALUTE Vegetazione macrofitica Qualità dei sedimenti Macroinvertebrati Ittiofauna Gap Salute Vegetazione riparia Regime idrologico Qualità dell'acqua Equilibrio morfologico Tratti

20 Alternative Il parco progetti selezionate

21 Il parco progetti Alternative selezionate

22 CONTRATTO DI FIUME MINCIO: SCHEDE DELLE ATTIVITA

23 Gestione delle isole di vegetazione flottante: fior di loto e castagna d acqua Isola mista: 5 ha Isola Trapa natans: 13 ha Rimozione isola T. natans: area 6 ha Biomassa fresca kg 1.4 kg peso fresco m -2

24 Esondazione indotta della Duganella e allagamento di una porzione di canneto per attivare funzioni di fitodepurazione Area indagata: m 2 Q: l s -1 Tempo di residenza: 1-2 ore mg/l Importo lavori: Superficie allagata: 5+20 ha IN Solidi sospesi SS OUT mg/l 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Carichi in ingresso: kg TSS d kg NO3- d -1 IN Ammonio NH4+ OUT µg/l IN Clorofilla Chl OUT mg/l IN Nitrati OUT NO3-

25 Improved monitoring and forecasting of ecological status of European INland waters by combining Future earth ObseRvation data and Models Obiettivo: sviluppare e fornire prodotti orientati agli utenti per il monitoraggio e la previsione della qualità delle acque interne Mappa di Biomassa Analisi fenologica stagionale Castagna d'acqua - WAVI Lago Inferiore Lago Superiore Vallazza

26 Analisi del fitoplancton combinando tecniche limnologiche e di remote sensing e l idrodinamica lacustre Vento da est Tempo di ricambio delle acque Mappe di Chl-a CHRIS-PROBA 29/06/2008 (b) Vento da est Accumulo a valle APEX 21/09/2011 (d) Vento da ovest Trasporto della corrente e accumulo a in zone di ricircolo

27 Take home message Progressiva eutrofizzazione del sistema Mincio-Laghi di Mantova progredendo da monte verso valle Necessità di ridurre l elevato carico di nutrienti e solidi sospesi prodotti nel bacino principalmente da fonti diffuse Necessità di gestire in modo integrato e sostenibile gli usi plurimi delle acque Necessità di gestire le comunità di macrofite e contenere lo sviluppo di fioriture algali nel sistema Laghi di Mantova L integrazione delle competenze (idrauliche, fisico-chimiche, biologiche, radiometriche) e l interazione della parte tecnica con gli enti gestori è la novità per il futuro e per il Contratto di Fiume del Mincio

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE!