Il nuovo Piano Operativo di Emergenza per la crisi idropotabile in Toscana

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1 Il nuovo Piano Operativo di Emergenza per la crisi idropotabile in Toscana

2 Premessa Il Piano operativo di emergenza per la crisi idropotabile è predisposto in attuazione della L.R. 28 dicembre 2011, n. 69, art.20; il Piano in oggetto si colloca in un contesto di pianificazione in itinere e provvede ad uniformare, per quanto possibile ed opportuno, le misure già individuate nel territorio regionale e descritte nei Piani di emergenza idrica vigenti presso i Gestori attuali in Toscana; il Piano costituisce lo strumento unitario per tutti i Gestori operanti in Toscana, prescrivendo una metodologia di comportamento uniforme su tutto il territorio regionale; sono infatti omogeneizzate a livello regionale sia le modalità di monitoraggio dei sistemi acquedottistici sia i livelli di attivazione delle misure e degli interventi in caso di rischio di emergenza idropotabile dovuta a siccità. 2

3 Aggiornamento annuale La localizzazione e la quantificazione delle criticità non risulta immutabile, sebbene ci siano sistemi acquedottistici comunemente più vulnerabili di altri; Anche gli interventi atti a mitigare le possibili deficienze sono passibili di aggiornamenti e revisioni. Da tali considerazioni discende che il Piano in oggetto si prefigge essenzialmente lo scopo di determinare il quadro complessivo di procedure e modalità da utilizzarsi per definire nel corso di ogni anno l effettivo piano operativo (annuale) che potrà essere eventualmente attivato al manifestarsi di situazioni di criticità idropotabile. 3

4 Il sistema di monitoraggio predisposto da AIT (1/4) Nel territorio Toscano si è rilevato che la dotazione normale per le utenze domestiche oscilla tra i 100 ed i 150 l/ab/gg e circa il 18% ha dotazioni inferiori a 100 l/ab/gg, ladotazione lorda è ca. 160 l/ab/gg. valore di soglia: volume fatturato annuo suddiviso per 365 gg e per la popolazione residente eventualmente maggiorata dal coefficiente cp di punta per tenere conto del fabbisogno di punta in funzione del periodo e dell area interessata. Il valore di soglia è determinato per ogni sistema acquedottistico e in sua funzione è stata individuata una sequenza di fasi critiche che si aggravano al ridursi della quantità [ erogabile: Tabella - Criticità di fornitura: classificazione per sistema acquedottistico CRITICITÀ DI FORNITURA Assenza di criticità: Criticità LIEVE: Criticità MEDIA: Criticità GRAVE:: FORNITURA GARANTITA Erogaz. >= valore soglia Erogaz. > 80% del valore di soglia (erogazione inferiore alle 24h giorno in proporzione) Erogaz. > 50% del valore di soglia (erogazione inferiore alle 24h giorno in proporzione) Erogaz. < = 50% meno del valore di soglia (erogazione inferiore alle 12h giorno) 4

5 Il sistema di monitoraggio predisposto da AIT (2/4) Sistemi acquedottistici con probabile situazione di crisi idropotabile: sistemi per i quali è identificabile una criticità stagionale collegata agli indici climatologici, sistemi per i quali è stata registrata nel periodo almeno 1 situazione di crisi idropotabile di qualsiasi livello di criticità. Per tali sistemi i Gestori effettuano un monitoraggio rilevando le seguenti informazioni: Fonte di approvvigionamento; Località ove si verifica la criticità e Popolazione coinvolta dalla crisi; Dotazione standard in situazione normale (vol fatt. tot/ pop residente); Popolazione fluttuante = pres. Turistiche annue x 2 /presenza media annua in gg (se non disponibile coeff. punta cp= pop res+pop flutt/pop res); Livello di criticità di fornitura atteso/effettivo (ex Tabella 2); Interventi risolutivi (Strategici PAER); Interventi attivabili nel breve periodo che mitigano il rischio di crisi idropotabile con relativa stima del costo; Interventi gestionali e individuazione di fonti alternative già in essere utilizzabili anche se di qualità inferiore alla normativa; Individuazione corpi idrici per i quali è necessaria un azione di limitazione degli usi diversi dal potabile e di sospensione di ulteriori concessioni. 5

6 Il sistema di monitoraggio predisposto da AIT (3/4) In ciascuna fase di monitoraggio e per ciascun sistema acquedottistico è indicata la previsione della criticità in linea con quanto indicato nella precedente tabella. E quindi rilevato il livello di emergenza regionale come somma di singole situazioni per livello di criticità e abitanti complessivi associati. ABITANTI/CRITICITA' LIEVE MEDIA GRAVE <= > LIVELLO DI EMERGENZA CASI 1-3 (<6) CASI 6-12 (<18) CASI AZIONI (da graduarsi in relazione alla fase di monitoraggio) Il gestore fa fronte alla situazione di crisi con procedure ordinarie di gestione dell'emergenza in autonomia chiedendo eventuali ordinanze di restrizione all'uso nei comuni interessati dalla crisi e informando la popolazione del livello di disaggio e del servizio sostitutivo eventualmente predisposto. Attua inoltre le misure gestionali e operative per ridurre il disagio o prevenirne un peggioramento. Si ritiene residuale la richiesta di stato di emergenza attivabile solo se effettivamente utile ; Il gestore attua al massimo le misure gestionali in modo da contenere perdite e consumi, coordinandosi con AIT e comuni. AIT chiederà a RT e Altri enti (ADB) e alla ASL misure straordinarie e tavoli tecnici. AIT chiederà agli altri Gestori se possibile di cooperare con i gestori più in crisi. AIT in taluni casi peculiari si riserva di richiedere lo stato di emergenza. AIT chiederà alla RT l'attivazione dello stato di emergenza oltre ad attivare tutto quanto già previsto ai punti precedenti 6

7 Il sistema di monitoraggio predisposto da AIT (4/4) MONITORAGGIO e POSSIBILI AZIONI da intraprendere 30-NOV 31-GEN 31-MAR 30-GIU 30-SET Stima previsione idrometeorologica della situazione ATTESA (Lamma) + stato risorse Verifica stato sistemi ACQ Aggiornamento previsione idrometeorologica della situazione ATTESA (Lamma) + stato risorse Aggiornamento previsione idrometeorologica della situazione REALE Verifica stato sistemi ACQ Aggiornamento previsione idrometeorologica della situazione REALE Verifica stato sistemi ACQ Verifica stato sistemi ACQ eventuali MISURE Attivazione Misure Attivazione/intensificazion e MISURE Intensificazione MISURE Verifica stato avanzamento interventi e misure Verifica stato avanzamento interventi e misure Info ENTI per eventuale attivazione di misure restrittive e di gestione degli usi Residuale possibilità richiesta STATO EMERGENZA IDRICA laddove siano prevedibili livelli di emergenza elevati Info ENTI e RT per eventuale richiesta di ordinanza o di controllo per restrizioni degli usi, richieste di deroghe ASL Possibile richiesta STATO EMERGENZA IDRICA laddove siano prevedibili livelli di emergenza >18 Possibile richiesta STATO EMERGENZA IDRICA Laddove in presenza di uno stato di emergenza dichiarato, si attivano le procedure previste dalla LR 24/2014 ed in particolare la Cabina di regia che provvede alla formazione del Piano straordinario di emergenza 7

8 Il monitoraggio della risorsa Un contributo fondamentale durante le fasi di previsione e di gestione dell emergenza è fornito dai dati provenienti dalle reti di monitoraggio, sia che queste appartengano direttamente ai Gestori (monitoraggio interno) sia che siano gestite da enti o soggetti esterni (monitoraggio esterno). monitoraggio interno: Misure di livello di falda nelle zone interessate dai pozzi, misure di portata delle sorgenti, misure di livello all interno di serbatoi, vasche di accumulo, invasi naturali ed artificiali etc. monitoraggio esterno: Un quadro piuttosto preciso della situazione in atto e degli scenari che potrebbero verificarsi a breve e lungo termine è ottenibile dalla consultazione dei dati relativi a precipitazioni meteoriche ed alle temperature pubblicati dal Centro Funzionale della Regione Toscana. 8

9 La sperimentazione con LAMMA e CNR Al fine di ottimizzare il monitoraggio delle precipitazioni, delle temperature e della risorsa con dati standardizzati e omogenei su tutto il territorio AIT ha predisposto un accordo con il consorzio LaMMA e con il CNR-IGG al momento in fase di stipula. L obiettivo è quello di programmare un sistema che dall analisi dei dati e delle previsioni metereologiche e climatologiche monitori il rischio di siccità ed al contempo di individui il comportamento delle principali falde e risorse utilizzate e utilizzabili da servizio idrico. La prima analisi sarà effettuata su delle aree pilota relative a risorse superficiali (Bilancino e Montedoglio) che sotterranee (Apuane e Bientina) per poi estendere l approccio a tutta la regione. 9

10 Attività del LAMMA Attraverso l utilizzo incrociato di dati meteo-climatici derivanti da stazioni a terra, satellite e modellistica vengono elaborati una serie di indici relativi al territorio toscano che permettono di fornire informazioni georiferite circa la situazione idrica del territorio e la sua evoluzione. Il sistema già esistente permette di rispondere alle specifiche esigenze dei gestori della risorsa idrica per far fronte in maniera più rapida e mirata ad eventuali emergenze dovute a siccità prolungate. Partendo da questa esperienza verranno sviluppate alcune attività a supporto della gestione delle crisi idropotabili causate da siccità. Partendo dagli indici sul territorio regionale, il sistema restituirà dati medi di particolari aree di interesse, p.e. i CIS (Corpi Idrici Sotterranei) e i principali bacini imbriferi. 10

11 CIS in mezzi porosi e bacini principali Bacino idrografico dell invaso di Bilancino Bacino idrografico dell invaso di Montedoglio Mappa delle anomalie di pioggia di Febbraio 2016 con focus sui bacini idrologici degli invasi di Bilancino e Montedoglio. 11

12 LAMMA Il sistema operativo Il sistema operativo consta di 3 parti: A. la sezione di monitoraggio e previsione a breve termine - La componente di monitoraggio si avvale di un set di indicatori che unisce dati di pioggia e temperatura provenienti da stazioni meteorologiche a terra e dati provenienti dall elaborazione di immagini satellitari. L attività si completa con una previsione metereologica a breve termine; B. la sezione di previsione stagionale si compone di scenari climatici e idrologici; C. la sezione di restituzione e diffusione dell informazione rappresentazioni dei dati elaborati real time, con bollettini settimanali, con sintesi e aggiornamenti periodici dei dati e degli indici calcolati. 12

13 LAMMA monitoraggio e previsione a breve termine Anomalie di pioggia e temperatura. Descrivono l andamento della pioggia e della temperatura del periodo appena trascorso (ultimi 7-15 giorni e ultimo mese) ed il loro scostamento dalla media climatologica ( ). SPI-Standardized Precipitation Index. Scelto per la sua caratteristica di individuare periodi secchi e umidi su varie scale temporali mettendo in evidenza la siccità di tipo meteorologica, agricola o idrologica, e la possibilità di confrontare luoghi geograficamente e climatologicamente diversi. Il confronto fra valori di medio e lungo periodo (SPI 3 mesi e SPI 12 mesi) può evitare eventuali errate interpretazioni relative alla durata di siccità prolungate interrotte da periodi di temporanea normalità o surplus. L aggiornamento dell indice è mensile. EDI-Effective Drought Index. analogamente allo SPI individua periodi secchi e umidi, ma con uno step temporale giornaliero; permette di evidenziare con un dettaglio maggiore l influenza di ogni singolo evento di pioggia sul recupero del deficit precipitativo in atto. Bilancio idrico semplificato (BIC) calcolato come semplice differenza fra la precipitazione cumulata e l Evapotraspirazione Reale (ETR) per dare una prima immediata indicazione sul contenuto idrico del suolo (che però non tiene conto né del ruscellamento né dell infiltrazione). il monitoraggio può essere fatto a partire dai giorni precedenti con aggregazioni variabili a seconda dell analisi che si vuol fare (da 16 giorni a 1 o più mesi). 13

14 LAMMA esempio di BIC e previsione a breve termine Il monitoraggio si completa con una previsione meteorologica a breve termine Per i parametri pioggia e temperatura viene effettuata una previsione a 7-15 giorni che possa dare un indicazione circa l andamento meteorologico e l evoluzione di eventuali eventi estremi (siccità e ondate di calore) sfruttando le previsioni meteorologiche del Consorzio LaMMA Rischio pioggia Descrizione Anomalie termiche Lunedi 10 Maggio Alto. - - Martedi11 Maggio Alto Mercoledi 12 Maggio Medio = Giovedi 13 Maggio Basso = Venerdi 14 Maggio Basso + + Sabato 15 Maggio Basso + + Domenica 16 Maggio Basso + Settimana dal al Medio

15 LAMMA previsioni stagionali scenari climatici Il sistema previsionale permette di fare delle proiezioni dei principali parametri meteorologici, precipitazione e temperatura, e dell indice SPI 3 da uno a tre mesi nel futuro con più outlook stagionali derivanti da due diversi approcci metodologici di tipo interpretativo e di tipo statistico multiregressivo. Entrambi danno informazioni descrittive o grafiche della situazione su tutta Italia. Inoltre il LaMMA ha sviluppato un modello numerico climatologico che ha come nucleo centrale il modello climatico americano CFS (CFSv2). Il CFSv2 è un modello globale che simula le principali variabili meteorologiche con orizzonte temporale di 6 mesi. Per quanto riguarda le piogge e le temperature viene data un indicazione delle eventuali anomalie rispetto ai valori medi per i 3 mesi successivi sullatoscana. 15

16 LAMMA esempio di previsione stagionale Esempio di previsione stagionale delle anomalie di pioggia e temperatura sulla Toscana Maggio Giugno Luglio Temperatura Sopra media In media In media Pioggia In media In media In media Esempio di previsione stagionale dello SPI3 sull Europa 16

17 LAMMA previsioni stagionali scenari idrologici Deriva da un modello idrologico da applicare sui CIS/bacini di maggior interesse con parametri quali le proprietà del suolo, topografia, vegetazione e le pratiche agronomiche nonché parametri climatici (pioggia, temperatura, vento, radiazione solare, umidità del suolo). Tali informazioni sono ricavate dalle banche dati di dettaglio in dotazione al LaMMA. Mensilmente il modello viene fatto girare: 1. con i dati meteorologici misurati fino al mese precedente Tale elaborazione permetterà di calcolare i principali parametri che compongono l equazione del bilancio e di monitorare lo stato della risorsa idrica: portata, umidità del suolo, deflusso superficiale e subsuperficiale, infiltrazione oltre che afflussi meteorici ed evapotraspirazione reale. Verrà valutato lo stato della risorsa idrica sotterranea andando a calcolare la componente di bilancio che ne modella lo stato, il GRIr Groundwater Resource Index revised. 2. con la proiezione di scenari per il mese successivo calcolati a partire dalle medie storiche delle stazioni con l introduzione di una condizione peggiorativa che corrisponde al valore scarso di pioggia che si verifica almeno il 75% delle volte (25 percentile della distribuzione delle cumulate) e una condizione migliorativa che corrisponde al valore di pioggia più abbondante ma più raro che si verifica il 25% delle volte (75 percentile della distribuzione delle cumulate). 17

18 LAMMA esempio di scenario climatico idrologico Esempio di mappa di portata di due differenti mesi realizzata sul bacino dell Ombrone con l introduzione delle medie e dello scenario peggiorativo 18

19 LAMMA restituzione dell informazione Svilupperà una applicazione dedicata all interno del geoportale per la visualizzazione in quasi-real time delle mappe degli indici di monitoraggio e previsione, consultabili in qualsiasi momento. Produrrà un bollettino periodico specifico, con cadenze prestabilite, nel quale verrà descritta ed analizzata la situazione climatica corrente e futura a breve e medio termine relativa alle zone d interesse. Aggiornerà periodicamente, su pagina web dedicata, una griglia di sintesi degli indici che descriverà lo stato di ciascuna area di interesse individuata (CIS, bacino, ecc.) dal punto di vista quantitativo (indicando il valore dell indice), e qualitativo, dando indicazioni sintetiche di criticità a diverse scale temporali. 19

20 IGG CNR Sviluppo di modelli numerici su acquiferi Le attività a cura dell IGG saranno finalizzate allo sviluppo di modelli numerici su sistemi acquiferi,in questa fase riguardanti due contesti idrogeologici: Il sistema della parte Nord-Occidentale delle Alpi Apuane, caratterizzato da complessi rocciosi a permeabilità dominante per fratturazione e carsismo, i quali ospitano importanti volumi idrici che recapitano in una serie di sorgenti con portate medie e variabilità stagionale delle portate relativamente elevate; il sistema perlopiù sviluppato lungo la Valle di Bientina rappresentato da un acquifero multistrato costituito da termini permeabili prevalentemente per porosità ed ospitante una risorsa idrica intercettata da numerosi pozzi, principalmente per scopi idropotabili ed industriali. Gli approcci di modellistica saranno differenti nelle due aree sopra citate, come conseguenza delle caratteristiche idrogeologiche degli acquiferi I modelli prodotti permetteranno di mettere in relazione le variabili meteoclimatiche del LaMMA con la risposta quantitativa delle acque sotterranee, nell ottica di fornire uno strumento che aiuti la pianificazione della gestione della risorsa idrica utilizzata per scopi idropotabili. 20

21 IGG CNR - Zona Nord-Occidentale dei rilievi Apuani Nello specifico il lavoro riguarderà i sistemi acquiferi essenzialmente di natura carbonatica che si sviluppano perlopiù nella parte montana dei bacini del T. Carrione (Carrara) e F. Frigido (Massa). In queste aree sono presenti una serie di sorgenti captate dal gestore idrico per la distribuzione di acqua potabile. Le sorgenti mostrano un tipico regime carsico, con elevata variabilità stagionale delle portate ed incrementi/decrementi repentini delle portate stesse in occasione di eventi meteorici significativi. Il comportamento idrodinamico di queste sorgenti è in buona parte regolato da vie preferenziali di circolazione distribuite in maniera disomogenea nella roccia acquifero e caratterizzate da elevate velocità di flusso. Dette caratteristiche rendono di difficile applicazione la modellizzazione idrogeologica numerica all intero acquifero, in particolar modo se l obiettivo non è quello di ottenere output che descrivono un comportamento d insieme del sistema, ma quello di fornire stime realistiche delle portate usufruibili per un sistema di distribuzione idropotabile. Di conseguenza le attività prevedono un multiapproccio di modellistica analitica rivolta ai punti di emergenza ed avranno come obiettivo principale quello di mettere in relazione le portate sorgentizie con le variabili meteo-climatiche 21

22 IGG CNR - Zona N.O. Apuane - attività raccolta dei dati riguardanti le portate sorgive monitorate dal gestore ed i parametri meteo-climatici registrati nelle stazioni ricadenti nell area d interesse e di quelli derivanti dalle elaborazioni del LaMMA. studio di tecniche data-driven per l individuazione di relazioni tra dati idroclimatici e portate sorgentizie. sviluppo ed applicazione di modellistica data-driven alle serie meteo-climatiche. Saranno sperimentate tecniche di identificazione del sistema naturale basate sulle analisi di cui al punto precedente, utilizzando tecniche adattive (reti neurali) studio delle curve di esaurimento delle sorgenti (periodi con assenza di apporti idrici significativi al sistema) sul set di dati registrato negli anni passati. Ciò permetterà di disporre di valori di α da utilizzare in varie condizioni iniziali di portata al fine di simulare le portate in siccità prevista; applicazione dei vari strumenti sviluppati al fine di fornire scenari dell evoluzione delle portate sorgive nel corso delle previste condizioni climatiche, permettendo di valutare le probabilità di incorrere in raggiungimenti di portate critiche (indicate dal gestore) per il sistema di distribuzione. 22

23 IGG CNR - Acquifero multistrato della Valle di Bientina Questo sistema acquifero, denominato acquifero Valle di Bientina-Le Cerbaie, si imposta su una successione sedimentaria caratterizzata da un alternanza di orizzonti permeabili, sabbiosi e ghiaiosi, e livelli a permeabilità scarsa o nulla, di natura limosa e argillosa. Da un punto di vista strutturale è in continuità fisica con l acquifero della Piana di Lucca; i due sistemi sono idrogeologicamente separati ad opera di uno spartiacque dinamico, soggetto a variazioni spaziali nel tempo, in conseguenza dei rapporti tra ricarica ed attingimenti antropici, oltre che per cause idrodinamiche naturali. Consistenti emungimenti, essenzialmente operati da parte di pozzi idropotabili e ad uso industriale, determinano importanti depressioni piezometriche ed in periodi siccitosi si possono verificare condizioni di criticità del sistema. La strategicità di questo sistema acquifero ha determinato lo svolgimento di numerosi studi in passato, grazie ai quali sono ad oggi disponibili numerosi dati di natura idrogeologica. Sulla base di questi sarà sviluppato un modello idrogeologico numerico. 23

24 IGG CNR Acquifero Bientina - attività raccolta e razionalizzazione di dati (precedenti e prodotti nel corso dello studio) di natura idrogeologica e di parametri meteo-climatici registrati nelle stazioni ricadenti nell area d interesse ed a quelli derivanti dalle elaborazioni eseguite dal Lamma. In questa fase sarà importante integrare i dati del gestore idrico con una stima realistica dei quantitativi emunti per scopi agricoli e industriali sviluppo di un modello numerico di flusso per mezzo del codice di calcolo modflow implementando il modello numerico a partire dal modello concettuale e calibrando così il modello numerico. Prima sarà effettuata una calibrazione in condizioni di flusso stazionario, poi per il modello definitivo in condizioni transitorie; esecuzione di simulazioni attraverso il modello numerico calibrato. La predisposizione delle simulazioni prevede la re-implementazione degli elementi del modello che risentono direttamente delle condizioni meteo-climatiche previste (es. infiltrazione), ma anche degli scenari di emungimento che il gestore idrico prevede di adottare nel periodo a cui le simulazioni saranno riferite. Si produrranno quindi previsioni sulla risposta quantitativa della risorsa, sia come volumi immagazzinati nel sistema, sia come valori dei livelli piezometrici, preannunciando conseguentemente possibili situazioni di criticità. 24

25 Conclusioni Il Piano Operativo di Emergenza per la crisi idropotabile ha individuato una metodo che permette di monitorare e misurare per ogni sistema acquedottistico il livello di crisi atteso e in corso al fine mettere in campo qualsiasi azione o misura preventiva finalizzata a scongiurare o ridurre il livello di crisi idrica incluso il coinvolgimento di soggetti locali (comuni) e istituzionali preposti al governo della risorsa quali le Autorità di Distretto nonché con la Regione (dichiarazione di emergenza). Per integrare questo approccio si rende necessario razionalizzare e rendere «rigorosi» gli input al Piano Operativo di Emergenza con indici e modelli meteo climatici e degli acquiferi utilizzati a scopo potabile per la misura in tempo reale del livello di siccità e della risorsa che di previsione di scenari a breve e medio termine. La sperimentazione in fase di avvio con LaMMA e CNR-IGG permetterà di verificare la bontà di questo approccio che, se efficace, potrà essere esteso a tutti i principali corpi idrici ed ottimizzato con l acquisizione di serie storiche di dati nel tempo sempre più omogenei. 25