GRUSI gennaio 2009

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1 GRUSI gennaio 2009 Modellistica del sistema irriguo a scala di bacino, nell'ottica della pianificazione integrata delle risorse idriche imposta dalla Direttiva Quadro Europea 2000/60 Arianna Facchi (arianna.facchi@unimi.it)

2 Water Framework Directive 2000/60/EC La WFD fissa un quadro per l azione comunitaria in materia di acque. PUNTI PRINCIPALI Obbliga alla protezione e al risanamento delle acque superficiali interne, di transizione, costiere e sotterranee, tutto ciò attraverso l ottimizzazione degli usi. Rilancia la necessità di gestire la risorsa attraverso una pianificazione di bacino idrografico, dunque in un ottica che consideri il ciclo delle acque e non i confini amministrativi di province, regioni o stati. OBIETTIVO FINALE: raggiungimento di un buono stato ecologico (comprendente lo stato fisico-chimico, biologico, idromorfologico) di tutti i corpi idrici entro il

3 Water Framework Directive 2000/60/EC Stabilisce obblighi procedurali (es.: analisi, monitoraggio) che costituiscono il mezzo mediante il quale le autorità competenti valutano la situazione deibacinie definisconole misure d intervento (PoM) che devono essere incluse nel Piano di Gestione di Bacino (RBMP), redatto con l obiettivo di garantire il raggiungimento del buono stato degli ecosistemi acquatici. Sancisce che le azioni devono essere svolte attraverso percorsi trasparenti e di coinvolgimento reale e attivo di tutti i portatori d interesse (Art. 14). 3

4 Common Implementation Strategy (WDF CIS) DIFFICOLTA' NELL'IMPLEMENTAZIONE CONDIVISE TRA I PAESI MEMBRI: - obiettivi ambiziosi e scadenze stringenti - obiettivi da raggiungere spesso generali e non sempre chiaramente definiti (es. good water status ) - rischi di errori nell'implementazione dovuti alla complessità delle richieste tecniche - preparazione non sempre adeguata dei livelli istituzionali coinvolti maggio 2001: EC e MSs varano una strategia comune (CIS) per consentire una interpretazione ed una implementazione della WFD cooperativa e coordinata.

5 WFD CIS GD11 Planning Process Per lo sviluppo dei Piani di Gestione del Bacino (RBMPs): deve essere elaborata una procedura, deve essere assistita da strumenti informatici appropriati, in modo tale che il processo decisionale possa essere sistematico, integrato e partecipato. 5

6 Il progetto TwoLe-B ( ) Obiettivo: Realizzare un sistema informatico di supporto alle decisioni multiobiettivo (MODSS TwoLe) per il supporto allo sviluppo di Piani di Bacino come richiesto dalla WFD. Applicazione: Lario ed il bacino dell Adda 6

7 Portatori di di interesse La procedura proposta: PIP mitigazione / compensazione 1. Definizione del sistema e degli obiettivi 2. Concettualizzazione 3. Definizione degli scenari e progettazione delle alternative 4. Stima degli impatti/effetti no 5. Valutazione delle alternative 6. Comparazione delle alternative Consenso? Pianificazione Integrata e Partecipata si DECISIONE DECISIONE POLITICA POLITICA 7

8 UniMI onte m i d atoi b r e s L area di studio TwoLe-B Area totale: Km2 ate n i g i Ol d a Dig Fium e Milano Add a Como ato a rrig l Add l io i itor e de terr cqu le a con GRUSI gennaio 2009 o di Lag o Com da Fiume Ad Province (8): SO,CO,LC,BG,CR,MI,LO,PV Fiumi (10): Olona, Lambro Meridionale, Lambro, Po, Molgora, Adda, Brembo, Serio, Cherio, Oglio 8

9 I Settori d interesse ESONDAZIONI TURISMO QUALITA AMBIENTALE PESCA NAVIGAZIONE IRRIGAZIONE PRODUZ. IDROELETTRICA 9

10 Quali interventi per conseguire gli obiettivi? fascia di regolazione paratie concessioni dmv rinaturalizzazione argini gestione rilasci sbancamento pac gestione gestione integrata integrata conv.. metodo irriguo passaggi pesci Cosa possiamo decidere? fonti alternative Classificazione: strutturali normative gestionali 10

11 11 GRUSI gennaio 2009 UniMI i criteri e gli indicatori

12 la gerarchia del settore irrigazione 12 GRUSI gennaio 2009 UniMI

13 la gerarchia del Consorzio Muzza 13 GRUSI gennaio 2009 UniMI

14 un esempio di indicatore del Consorzio Muzza 14 GRUSI gennaio 2009 UniMI

15 Modelli delle componenti del sistema serbatoi alpini afflussi al lago deflussi dal lago deflussi dal lago riparto tra le derivazioni evoluzione uso del suolo sistema irriguo qualità dell ecosistema ecosistema portate in Adda 15 GRUSI gennaio 2009 UniMI

16 Progettazione delle alternative Indicatori di Progetto n gg con uso di paratie area esondata media gg ricavo energ idrolelettr deficit fornitura irrigua interventi normativi strutturali gestionali (regolazione) oppure Esperti Ottimizzazione J 2 Pareto J 1 Alternative A1 A2 An

17 Alternative efficienti (Pareto) elaborazioni DEI-PoliMi GRUSI gennaio 2009 UniMI

18 Modello del sistema irriguo: requisiti Il modello deve: supportare la progettazione delle alternative; consentire la valutazione degli effetti delle alternative in modo distribuito nel territorio irriguo ed il calcolo del valore degli indicatori richiesti dai portatori di interesse.

19 Adda: portata derivata e messa in circolo di oltre 200 m 3 /s

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21 Sistema irriguo: l Adda sub-lacuale si compone di oltre 1500 canali. CANALE MARTESANA CANALE MUZZA CANALE ADDA-SERIO CANALE VACCHELLI FIUME ADDA ROGGIA VAILATA CANALE RETORTO - Area Totale: 3500 Km 2 - Province (5): BG, CR, MI, LO, PV - Comprensori di - Bonifica:6 - Fonti irrigue: Derivazioni primarie: 30 8 da Adda: 228 m3/s 4 da Brembo: 16,7 m3/s 10 da Serio: 20,6 m3/s 1 da Cherio: 1,2 m3/s 7 da Oglio: 37 m3/s TOT 266 m3/s Fontanili: ~ 400 Pozzi consortili Colature Pozzi irrigui > 3000

22 CORSI D ACQUA SUPERFICIALI derivazione Modello sistema irriguo BACINO IDROLOGICO RETE IRRIGUA E DI DRENAGGIO CANALE PRINCIPALE sistema di distribuzione riuso restituzione sistema di drenaggio irrigazione run off perdite da canale alimentazione Pioggia ET prelievi intercezione Modello suolo-vegetazione INTERFACCIA NON SATURO-SATURO TRA I DUE MODELLI risalita capillare ricarica Modello dell acquifero multistrato o drenaggio flusso regionale

23 Modello suolo-vegetazione: dalla parcella alla simulazione territoriale

24 ZONA RADICATA Modello suolo-vegetazione adottato in TwoLe-B primo serbatoio secondo serbatoio PRECIPITAZIONI E IRRIGAZIONE INTERCEZIONE FOGLIARE [Hoyningen-Hune (1983), Braden (1985)] INFILTRAZIONE/SCORRIMENTO SUP. [SCS-CN (1972)] EVAPORAZIONE [FAO-56 (1998)] TRASPIRAZIONE [FAO-56 (1998)] PRECOLAZIONE [flusso darciano gravitazionale] Processi fisici che interessano lo spessore insaturo del suolo, (tra piano campagna e superficie freatica). I riferimenti bibliografici indicano le principali fonti utilizzate per la modellazione dei singoli processi.

25 Progettazione delle alternative FABBISOGNO IRRIGUO MODELLO DISTRIBUITO SUOLO - VEGETAZIONE 25

26 Valutazione degli effetti delle alternative PORTATE DERIVATE DA ACQUE SUPERFICIALI ALTERNATIVE EFFICACI MODELLO DISTRIBUITO SUOLO - VEGETAZIONE MODELLO DISTRIBUZIONE MODELLO FONTANILI MODELLO COLATURE INDICATORI SISTEMA IRRIGUO MODELLO POZZI IRRIGUI MODELLO POZZI CONSORTILI 26

27 Fabbisogno irriguo attuale GRUSI gennaio 2009 TwoLe/B UniMI

28 Irrigazione [(m3/s / giorno) 2 ] La frontiera di Pareto con fabbisogno attuale solo esondazioni utopia storia infinite soluzioni: ogni punto corrisponde ad una politica di regolazione Esondazioni a Como [km 2 giorno / anno] naturale solo irrigazione

29 Alternativa di compromesso: irrigazione turnata apporto irriguo medio annuo (mm/anno) erogato su campo con la sola irrigazione turnata (esclusi i prelievi da pozzo privato o i pompaggi diretti da fiume) Periodo

30 Alternativa di compromesso: deficit ET in assenza di pozzi deficit evapotraspirativo medio annuo (mm/anno) in assenza di prelievi da pozzo privato o pompaggi diretti da corso d acqua Periodo

31 Alternativa di compromesso: indice di perdita di produzione valor medio dell indice di produzione per le sole celle a mais in assenza di prelievi da pozzo privato o pompaggi diretti da corso d acqua; Periodo

32 Uscite del modello: singola cella GW recharge rainfall + irrigation ETa Maize cell in Mulazzano M ay J unj ul A ug S epoct No v De c J anfeb M ar A pr M ay J unj ul A ug S epoct No v De c J an FebM ar A pr GRUSI gennaio 2009 UniMI

33 Uso del suolo Scenario PAC 33 GRUSI gennaio 2009 UniMI

34 Costruzione della curva di fabbisogno GRUSI gennaio 2009 UniMI

35 Irrigazione [(m3/s / giorno) 2 ] La frontiera di Pareto con la domanda dello Scenario PAC utopia storia solo esondazioni , ,3 Esondazioni a Como [km 2 giorno / anno] naturale solo irrigazione 35

36 m3/s P2_S0 C - Irrig Aziendale P2_S1 C - Irrig Aziendale P2_S0 C - Irrig turnata P2_S1 C - Irrig turnata Zona mista apr mag giu lug ago set Comprensorio della Media Pianura Bergamasca: confronto tra gli apporti irrigui (m3/s) distribuiti in forma turnata e gli apporti integrativi (prelievi da pozzo privato o pompaggi diretti da corso d acqua; periodo

37 Irrigazione [(m3/s / giorno) 2 ] La frontiera di Pareto con la domanda dello Scenario RIC storia solo esondazioni utopia , ,3 Esondazioni a Como [km 2 giorno / anno] naturale solo irrigazione 37

38 Bilancio idrologico falda freatica Scenario attuale Altern. Compromesso Termine del bilancio Portate (m³/s) Entrata Portata entrante dal bordo settentrionale del modello 21.3 Uscita Portata uscente dal bordo lungo il fiume Adda 20.3 Portata uscente dal bordo lungo il fiume Oglio 22.6 Portata uscente dal bordo lungo il fiume Po 10.7 Drenaggio del fiume Serio 3.2 Drenaggio dei fontanili 10.8 Drenaggio dei terrazzi geomorfologici 3.8 Prelievi per usi industriali e agricoli 11.1 Prelievi per uso acquedottistico 3.2 Ricarica dalle acque piovane e irrigue e dai canali 64.4

39 Bilancio idrologico falda freatica Scenario RIC Estremo irriguo Termine del bilancio Entrata Portata entrante dal bordo settentrionale del modello 21.3 Portate (m³/s) Uscita Portata uscente dal bordo lungo il fiume Adda Portata uscente dal bordo lungo il fiume Oglio Portata uscente dal bordo lungo il fiume Po Drenaggio del fiume Serio Drenaggio dei fontanili Drenaggio dei terrazzi geomorfologici 1.4 Prelievi per usi industriali e agricoli 2.0 Prelievi per uso acquedottistico Ricarica dalle acque piovane e irrigue e dai canali 21.6

40 indicatori la matrice degli impatti area allagata media annua area max allagata. perdita di produzione variabilità giornaliera della portata. A A alternative A

41 indicatori la soddisfazione dei portatori d interesse area eson. media annua massima area esondata perdita di produzione A A alternative A

42 indicatori la matrice delle utilità area eson. media annua mass. area esondata perdita produzione A A alternative A Gli indicatori dello stesso settore vengono aggregati attribuendo loro dei pesi matrice delle utilità ridotta Pesi

43 indici comparazione delle Alternative e negoziazione esondazioni lacuali ambiente lacuale ambiente fluviale irrigazione idroelettrico utility A A alternative A2 0.55perdita 0.70 significativa 0.66 di Irrigazione A A continuando 0.70 Conoscendo la la posizione dei dei Portatori l Autorità competente può può scegliere tra tra le le alternative di di miglior miglior compromesso. upstr.envir. downstr. envir. hydropower irrigation lake flood A0 A48 A0 A34 A0 A26 WFD WFD CIS CIS GD GD Alternativa di attrazione 43

44 Modellistica dei fabbisogni irrigui a scala di bacino, nell'ottica della pianificazione integrata delle risorse idriche imposta dalla Direttiva Quadro Europea 2000/60 Grazie per l attenzione! GRUSI, Roma