Nei paragrafi successivi verranno analizzati con maggiore dettaglio gli aspetti più rilevanti dello Studio, per la documentazione dei dati utilizzati

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1 678',2'(//,'52/2*,$683(5),&,$/( '(//$6$5'(*1$6,66 6LQWHVLGDOVLWRZHESUHGLVSRVWRGDOO (QWH$XWRQRPRGHO)OXPHQGRVD 3UHPHVVH Nel 1978 la Regione Autonoma della Sardegna affidò all'ente Autonomo del Flumendosa l'incarico di realizzare il primo Studio dell'idrologia Superficiale della Sardegna (SISS). Il SISS fu inquadrato nell'ambito delle ricerche promosse dalla Regione Autonoma della Sardegna per la formulazione di un progetto di piano per il potenziamento e l'utilizzazione ottimale delle risorse idriche della regione. Fu stabilito di utilizzare un approccio metodologico basato su una scala mensile poiché tale scala temporale è particolarmente adatta nel campo della modellazione per la valutazione e corretta gestione delle risorse idriche. La raccolta dei dati idrologici e climatologici necessari per l'attuazione dello studio fu realizzata coprendo un periodo che andava dal 1922 al Lo studio fu portato a termine nel 1980, e costituì la base dati del Piano Acque della Regione Sardegna. A seguito dei periodi siccitosi di fine anni 80, fu necessario redigere un nuovo Studio dell'idrologia Superficiale con il fine di estendere la base dei dati idrologici da utilizzare per le esigenze di programmazione della risorsa idrica comprendendo anche il periodo siccitoso del quadriennio : il periodo analizzato fu esteso all'anno Il contenuto di questo studio più recente è consultabile anche sotto forma di pagine HTML, cioè il formato ipertestuale di Internet (v. link nel sito web del Corso). È inoltre consultabile parte della cartografia allegata allo studio, digitalizzata in formato raster: tale cartografia è particolarmente utile per l'individuazione e il riconoscimento sia delle stazioni che costituiscono la rete pluviometrica sia dei bacini imbriferi studiati. La "navigazione" all'interno del sito web predisposto per lo Studio dell Idrologia Superficiale della Sardegna è molto semplice e non richiede particolari avvertenze. Il punto di partenza per la consultazione dell'archivio è il file index.htm che è la KRPHSDJH del sito.

2 Il SISS vuole essere uno strumento tecnico e scientifico per chi opera nei settori legati all utilizzo delle risorse idriche della Regione. In particolare lo studio è il riferimento per la quantificazione delle risorse idriche superficiali. Lo scopo dello studio è duplice: 1. reperire e compilare le serie storiche mensili dei dati termometrici, pluviometrici e idrometrici disponibili in Sardegna; 2. individuare e applicare su scala regionale un modello idrologico per la ricostruzione delle serie idrologiche basato sui dati osservati. La prima finalità ha implicato il reperimento delle informazioni, in particolare presso il Servizio Idrografico Regionale, ente incaricato della raccolta e della pubblicazione di tali dati. La seconda finalità ha richiesto la predisposizione di un modello di trasferimento afflussi-deflussi che è stato preliminarmente applicato e calibrato sui bacini idrografici osservati, ossia quelli per cui erano disponibili misure di portate superficiali. Successivamente è stata utilizzata una tecnica di trasposizione della modellazione ai bacini di interesse, per i quali è stato quindi possibile ricostruire le rispettive serie storiche di portate superficiali. Le informazioni pluviometriche sono le serie storiche delle misure puntuali delle altezze di pioggia alle stazione di misura (pluviometri e pluviografi). Le informazioni idrometriche sono le serie di portate (o deflussi) dei bacini imbriferi sottesi dalle sezioni di misura in cui è posto l apparecchio (idrometro o idrometrografo). Usualmente la misura delle quote idrometriche di altezza del pelo libero del corso d acqua consente, tramite l applicazione di una appropriata scala delle portate, di ricavare la portata media defluente nel mese. In alcuni casi il deflusso è valutato sulla base del bilancio idrico degli invasi determinati da opere di sbarramento. Al fine di utilizzare propriamente l informazione pluviometrica, è stato necessario estendere su tutta la superficie dei bacini imbriferi analizzati le informazioni puntuali utilizzando un procedimento di stima delle precipitazioni ragguagliate. Tale operazione ha permesso di ottenere le serie storiche degli afflussi ragguagliati ai bacini, consentendo l applicazione dei modelli di trasformazione afflusso-deflusso a grandezze tra loro rese omogenee e coerenti. Il considerare sotto-bacini di dimensioni relativamente modeste, nella applicazione del modello di trasformazione, ha giustificato l utilizzazione di modelli a parametri concentrati.

3 Nei paragrafi successivi verranno analizzati con maggiore dettaglio gli aspetti più rilevanti dello Studio, per la documentazione dei dati utilizzati e dei risultati ottenuti si rimanda al sito web.

4 'DWL3OXYLRPHWULFL La raccolta dei dati pluviometrici mensili abbraccia il periodo ; ove il 1922 è l anno di attivazione del Servizio Idrografico (S.I.) in Sardegna. La raccolta dati è stata condotta relativamente a tutte le stazioni pluviometriche di competenza del S.I. e a un ristretto numero di stazioni gestite dal Servizio Meteorologico dell Aeronautica Militare. Tra queste sono state considerate alcune stazioni cosiddette "aggregate", cioè serie storiche che sono state ottenute accorpando dati provenienti da stazioni di misura diverse ma geograficamente contigue. Complessivamente le stazioni pluviometriche considerate nella revisione del SISS sono 415 (comprese le aggregate), rispetto alle 391 stazioni considerate nella prima versione dello Studio. 'DWLSOXYLRPHWULFLHGLWL Sono indicati come "editi" i dati pluviometrici mensili che al momento dell'acquisizione da parte del SISS erano già pubblicati negli annali del Servizio Idrografico, o quanto meno riportati nelle bozze di stampa degli stessi. Il lavoro è perciò consistito in una trascrizione su file, previo controllo accurato dei dati pluviometrici disponibili. 'DWLSOXYLRPHWULFLLQHGLWL I dati pluviometrici più recenti già pubblicati dal Servizio Idrografico alla data di redazione della revisione del SISS erano relativi all anno 1976, mentre i dati già elaborati ma non ancora pubblicati ufficialmente erano disponibili solo fino all anno L acquisizione dei dati inediti è consistita quindi in una raccolta dei dati grezzi, non ancora pubblicati ufficialmente, direttamente dai supporti dove tali dati vengono normalmente registrati dai tre strumenti di misura normalmente utilizzati nelle stazioni pluviometriche (pluviometro, pluviografo meccanico, pluviografo registratore con memoria elettronica). Ci si è resi subito conto che i dati registrati su memoria elettronica erano poco affidabili, limitatamente ai primi anni di funzionamento del sistema

5 di acquisizione elettronica. Per questo motivo, per tutte le stazioni base sono stati confrontati, per il periodo 88-92, i dati pluviometrici disponibili con quelli pluviografici sia derivanti da strumento meccanico sia da strumento elettronico, ed è stato recepito quindi il dato ritenuto più attendibile. 5HWHSOXYLRPHWULFDGLULIHULPHQWR La rete pluviometrica di riferimento (RPR) è un reticolo bidimensionale i cui nodi coincidono con un insieme di stazioni pluviometriche scelte in modo da garantire la massima copertura possibile sia in termini di mappatura della superficie della Sardegna sia in termini di continuità di osservazioni. Nella prima versione del SISS erano state individuate 232 stazioni aventi tali requisiti; anche nella revisione del SISS si è considerato lo stesso insieme di stazioni, con la sola eccezione dell inserimento della stazione n 378 (Villagrande Strisaili) che garantisce ben 58 anni di osservazioni. In definitiva si è adottata una rete pluviometrica di riferimento formata da 233 stazioni. Il criterio scelto per tracciare la rete di riferimento è stato quello del metodo dei triangoli (v. dispense) che prevede che le stazioni siano connesse secondo una rete triangolare con la condizione che la superficie dei triangoli risulti minima e, al contempo, risulti che gli angoli interni di ciascun triangolo siano il più possibile prossimi a 60. La RPR è alla base della determinazione dei valori ragguagliati della precipitazione; tale determinazione è basata sull assunto che il solido di pioggia sia distribuito secondo un elemento di piano di forma triangolare i cui vertici sono i valori puntuali osservati. (OLPLQD]LRQHGHJOLHUURULVLVWHPDWLFLQHLGDWLSOXYLRPHWULFL Le serie storiche di altezza di pioggia delle 233 stazioni scelte a formare la RPR sono state sottoposte ad un indagine statistica allo scopo di individuare, la presenza di errori sistematici di misura. Questa indagine può essere paragonata ad un test di omogeneità dei dati condotto al fine di individuare gli eventuali periodi di osservazione consecutivi caratterizzati da deviazioni anomale dalla media ascrivibili a

6 errate misurazioni. Tale analisi è stata svolta su base annua al fine di evitare le difficoltà interpretative nelle serie stagionali. Nel caso di riscontri di disomogeneità nelle serie, si è utilizzato il criterio di eliminare le annate non omogenee individuate. Le serie storiche ottenute sono state indicate con il termine di "dati corretti" Si è potuto riscontrare che gli errori sistematici sono generalmente dovuti a una errata interpretazione della scala graduata da parte dell operatore addetto alla lettura il quale riporta valori di altezze di pioggia aumentati (o diminuiti) di un valore costante. Analogamente nei pluviografi si possono riscontrare problemi di taratura, o nella determinazione dei riferimenti di scala, che portano anch essi ad una lettura errata da parte degli osservatori. Al fine di individuare i periodi affetti da errori sistematici si è proceduto al calcolo della somma mobile (con passo n = 2, 3,..., 9) di ciascuna serie annua, ottenuta accorpando le serie eventualmente incomplete. Per ciascun valore di n si sono confrontati i valori standard delle somme mobili con il frattile corrispondente alla probabilità, ove N rappresenta il numero di annate che compongono la serie e R il rischio assunto nel test che, nel caso in esame, è stato preso pari a Il test ha fornito esito negativo per quarantotto stazioni per un totale di trecentotrenta annate che sono state eliminate. Inoltre è stato adottato il criterio di non considerare anche i dati appartenenti ad annate incomplete adiacenti o contenute nei periodi individuati dal test statistico. 6FHOWDGHOOHVWD]LRQLSOXYLRPHWULFKHEDVH Nella prima versione del SISS era stato individuato un gruppo di 31 stazioni pluviometriche le cui serie storiche erano prive di osservazioni mancanti nel periodo Nel criterio di scelta di queste stazioni si era anche tenuto conto della loro distribuzione spaziale in modo che risultasse il più possibile uniforme sull intero territorio regionale e della loro ubicazione altimetrica. Nella revisione del SISS, tuttavia, è stato

7 riscontrato che solamente tredici fra le 31 stazioni precedenti hanno continuato, dopo il 1975, a funzionare con continuità. mentre le restanti diciotto hanno presentato lacune su diversi periodi di osservazione. Nella tabella seguente sono riportati i due elenchi delle stazioni base che hanno operato senza soluzione di continuità e di quelle con osservazioni mancanti: &2' 67$=,21, &203/(7( &2' 67$=,21,,1&203/(7( 3 Ala dei Sardi 32 Baunei 56 Caddau 92 Curadoreddu 67 Campuomu (Caserma) 121 Fraigas (C.ra) 91 Cuglieri 129 Genna Scalas 95 Desulo 130 Genna Cresia 176 Mazzinaiu 139 Goni 181 Montevecchio 174 Masonedili 223 Oschiri 221 Ortueri 226 Ottana 228 Ozieri 268 Riola 238 Paulilatino 282 S. Giovanni Coghinas 241 Perfugas 304 Samugheo 275 S. Pantaleo 359 Torpè 289 S. Barbara (C.ra) 319 Sedini 342 Su Zurfuru (M.ra) 347 Taroni 358 Tonara 405 Sassari "Aggregata"

8 Nella revisione del SISS si è deciso di considerare le stazioni che, nel periodo , avessero almeno 69 anni di osservazioni complete. L elenco completo delle 30 stazioni base individuate nel nuovo studio è consegnato nella tabella sotto riportata, nella quale sono elencate anche le 31 stazioni base individuate nella studio del La ricostruzione dei dati mancanti in alcune delle stazioni base è stata ottenuta tramite l impiego di tecniche di regressione multilineare. &2' 67$= 6,66 %$6( &2' 67$= %$6( ,66 3 Ala dei Sardi 2 Aggius 32 Baunei 3 Alà dei Sardi 56 Caddau 32 Baunei 67 Campuomu (Caserma) 56 Caddau 91 Cuglieri 67 Campuomu (Caserma) 92 Curadoreddu 91 Cuglieri 95 Desulo 95 Desulo 121 Fraigas (C.ra) 128 Genna-Silana (C.ra) 129 Genna Scalas 130 Genna Cresia (C.ra) 130 Genna Cresia (C.ra) 139 Goni 139 Goni 169 Mandas F.C. 174 Masonedili (C.ra) 176 Mazzinaiu (C.ra) 176 Mazzinaiu (C.ra) 181 Montevecchio 181 Montevecchio 223 Oschiri

9 221 Ortueri 226 Ottana 223 Oschiri 238 Paulilatino 226 Ottana 250 Ploaghe 228 Ozieri 268 Riola 238 Paulilatino 275 S.Pantaleo 241 Perfugas 282 S.Giovanni Coghinas 268 Riola 289 S.Barbara (C.ra) 275 S. Pantaleo 301 Sa Pira (Caserma) 282 S. Giovanni Coghinas 289 S. Barbara (C.ra) 304 Samugheo 319 Sedini 304 Samugheo 329 Seulo 319 Sedini 342 Su Zurfuru (M.ra) 342 Su Zurfuru (M.ra) 347 Taroni (C.ra) 347 Taroni (C.ra) 358 Tonara 358 Tonara 359 Torpè 359 Torpè 374 Villanova Monteleone 405 Sassari "Aggregata"

10 'DWLSOXYLRPHWULFLXWLOL]]DWL Le "stazioni base" sono state utilizzate come set di potenziali regressori da utilizzare per l integrazione dei dati mancanti delle rimanenti 203 stazioni. Il numero di regressori è stato opportunamente ridotto ricorrendo alla tecnica dell analisi multivariata (analisi delle componenti principali).

11 'DWL7HUPRPHWULFL 'DWLWHUPRPHWULFLHGLWL I dati termometrici pubblicati dal Servizio Idrografico al momento della redazione del SISS erano relativi all anno 1981, mentre i dati già elaborati ma non ancora pubblicati giungevano fino all anno Sono stati, pertanto, considerati come editi i dati termometrici fino al 1985, previo controllo della affidabilità del dato. 'DWLWHUPRPHWULFLLQHGLWL L acquisizione dei dati termometrici inediti ha riguardato il periodo dal 1992, e nel caso di alcune stazioni, anche il periodo A questi vanno aggiunti i dati relativi a circa 160 stazioni installate a partire dal 1988, anno in cui è stata ristrutturata e potenziata la rete, per un totale stimato di circa ventimila dati mensili. 6FHOWDGHOODUHWHWHUPRPHWULFDGLULIHULPHQWR Lo studio SISS precedente aveva individuato la rete termometrica di riferimento (RTR) considerando, rispetto alle 101 stazioni termometriche seguite dal Servizio, un sottogruppo di 53 stazioni corrispondenti a quelle maggiormente osservate. Nella revisione del SISS, per ragioni di continuità ed avendo constatato che le stazioni maggiormente osservate sono rimaste le stesse, si è ritenuto opportuno adottare lo stesso insieme di stazioni. Il criterio con il con il quale si è scelto di determinare la struttura della rete ricalca le scelte già adottate per la rete pluviometrica. (OLPLQD]LRQHGHJOLHUURULVLVWHPDWLFLQHLGDWLWHUPRPHWULFL Le serie storiche di temperatura delle 53 stazioni scelte a formare la RTR sono state sottoposte ad un indagine statistica per individuare la eventuale presenza di errori sistematici di misura. L analisi è stata affrontata su base annua e, come per i dati pluviometrici, si è deciso di non operare nessuna correzione sulle serie affette da errore, ma si è preferito semplicemente espungere le annate individuate dal criterio statistico precedentemente descritto. Anche in

12 questo caso le serie storiche ottenute sono state indicate con il termine di "dati corretti". 6FHOWDGHOOHVWD]LRQLWHUPRPHWULFKHEDVH Analogamente a quanto fatto per i dati pluviometrici, è stato necessario individuare un gruppo di stazioni le cui serie storiche di osservazioni fossero il più possibile continue, in modo da costituire la base per la correzione e l integrazione delle osservazioni di tutte le altre stazioni termometriche. Nella prima versione del SISS erano state a tal fine individuate 7 stazioni che non presentavano lacune nel 54-ennio di osservazione e che risultavano "omogenee" sulla base di un analisi effettuata sulle serie storiche; nel criterio di scelta di queste stazioni si badò anche che la loro distribuzione fosse il più possibile uniforme sul territorio, in modo da poter ipotizzare che potessero rappresentare adeguatamente le diverse situazioni climatiche presenti nella regione. Nella revisione del SISS si è riconosciuto che le sette stazioni base rappresentano il raggruppamento di stazioni più idoneo per condurre l operazione di ricostruzione dei dati mancanti. Tuttavia queste stazioni hanno operato dal 1924 al 1992 con discontinuità, così come illustrato nella tabella seguente: &2' 67$=,21, 44 Mandas F.C Sassari "Aggregata" '$7, 0$1&$ 17, Desulo Cagliari Aggregata" Tempio Orosei 100

13 73 S. Giusta 96 La ricostruzione dei dati mancanti in alcune delle stazioni base è stata effettuata tramite l impiego di tecniche di regressione multipla lineare a partire da tutte le altre stazioni. 'DWLWHUPRPHWULFLXWLOL]]DWL Per la ricostruzione dei dati mancanti termometrici si è operato come per le osservazioni pluviometriche utilizzando una procedura basata sull analisi delle componenti principali che consente di ridurre il numero dei regressori. La rete termometrica di riferimento è dunque costituita da 53 stazioni sette delle quali sono stazioni base.

14 3RUWDWH6XSHUILFLDOL Le stazioni di misura per le portate superficiali nei corsi d acqua della Sardegna sono, purtroppo, in numero esiguo e la qualità delle misure risulta spesso carente essendo il risultato di valutazioni indirette. Con "stazione idrometrica" si indica sia le stazioni di misura dei livelli idrici installate dal Servizio Idrografico, sia le sezioni con opere di sbarramento che consentono operazioni di ricostruzione del bilancio idrico degli invasi. Complessivamente, nel periodo compreso tra il 1922 e il 1992, le stazioni idrometriche considerate nel SISS sono 50, mentre relativamente al periodo , i dati idrometrici considerati erano relativi a 46 stazioni. La nuova base dati è stata quindi modificata con l aggiunta di una stazione comprendente i bacini sottesi dagli invasi di Nuraghe Arrubiu sul Flumendosa e del Mulargia sul Rio Mulargia, definita come stazione n 49 "Medio Flumendosa", e di una stazione aggregata costituita dall accorpamento delle serie storiche di due stazioni così come schematizzato nella seguente tabella: &2' 67$= $**5(*$7( 50 &2' 67$= &20321(17, $11$7( Flumendosa a 49 Medio Flumendosa Monte Scrocca Flumendosa a "Aggregata" Monte Scrocca In effetti, già nel primo studio furono definite due stazioni aggregate così come illustrato nella seguente tabella: &2' 67$= $**5(*$7( 43 Alto Flumendosa "Aggregata" &2' 67$= &20321(17, Bau 'e Mela a Bau 'e Mela Bau 'e Mandara a Bau 'e Mandara Sicca D'Erba a Bau Muggeris $11$7( 26-29, , ,31-37

15 47 Fluminimannu a 1 Sarcidano "Aggregata" 31 Fluminimannu a Is Acquas Mogoro a S. Vittoria 22-37,41-42, Nella revisione del SISS, per la elaborazione dei dati fino al 1992 si sono utilizzate procedure analoghe a quelle adottate normalmente dal Servizio Idrografico. Così come nel caso dei dati pluviometrici e termometrici, i dati sono stati classificati come editi e inediti a seconda che, al momento della acquisizione, i dati fossero già stati pubblicati e/o elaborati da parte del Servizio Idrografico nella seconda parte degli Annali. Tuttavia il lavoro per l acquisizione dei dati idrometrici inediti è risultato assai più oneroso ed impegnativo rispetto agli altri tipi di dato in quanto, negli ultimi dieci anni, il Servizio Idrografico ha quasi del tutto abbandonato la raccolta e l elaborazione dei dati idrometrici. Inoltre, anche quando il Servizio Idrografico era stato in grado di raccogliere la misura delle altezze idrometriche nelle sezioni di misura, il calcolo delle portate era condizionato dalla mancanza delle scale di portata aggiornate. Per la stima dei deflussi nelle sezioni di sbarramento, è stato necessario elaborare dei bilanci idrici DGKRFper i singoli invasi utilizzando come input tutti i dati di gestione disponibili. Per la fase di verifica dei dati si è adottata un analisi statistica di omogeneità non dissimile da quella già applicata ai dati pluviometrici e termometrici. Questa procedura ha permesso di eliminare una prima serie di dati evidentemente affetti da errori di stima grossolani. Una seconda analisi è stata condotta sulla base di valutazioni e riscontri sulla regolarità di funzionamento e sul grado di affidabilità dei dati disponibili. Anche questo secondo livello di analisi ha comportato l eliminazione di un ulteriore serie di dati. Dalle le serie storiche così analizzate, sono state selezionate 27 stazioni idrometriche che sono state utilizzate nella applicazione del modello idrologico afflussi-deflussi.

16 180 &2',&( 120(Ã'(//$Ã67$=,21(Ã,'520(75,&$ 7,32Ã', (17(Ã', $/7,78',1( $ (5),&,( 683(5),&,( * 5,) 67580(172 *(67,21( 0(',$,1,=,2 %$&,12Ã727 %$&,12Ã3$5= $11, P 266(59.P.P &203/(7, 1 MANNU DI S. SPERATE A MONASTIR I S.I CIXERRI A UTA I S.I RIO DI PALMAS A MONTI PRANU IR C.B.B.S. (a) FLUMENTEPIDO A FLUMENTEPIDO IR S.I FLUMINIMAGGIORE A FLUMINIMAGGIORE IR S.I RIO LENI A VILLACIDRO IR S.I RIO BIDDA SCEMA A VILLACIDRO IR S.I MOGORO A S. VITTORIA I S.I FLUMINIMANNU A IS ACQUAS I S.I FLUMINIMANNU A SARCIDANO IR S.I FLUMINIMANNU A SARCIDANO *AGGREGATA* - (b) TIRSO A RIFORNITORE TIRSO IR S.I OLAI A PRATOBELLO IR S.I GOVOSSAI A PONTE GUSPENE IR S.I TALORO ALLA PASSERELLA GAVOI IR S.I TALORO I SALTO IR ENEL TALORO II SALTO IR ENEL TIRSO A S. CHIARA D ULA IR ENEL ARAXISI A ORTO SCIAVICO IR S.I FLUMINEDDU O MASSARI AD ALLAI IR S.I TEMO A REINAMARE IR S.I BIDIGHINZU A PONTE BIDIGHINZU IR S.I BIDIGHINZU A M. OZZASTRU IR ESAF MANNU DI PORTO TORRES A PEDRAS ALVAS I S.I CALAMBRU A BONORVA IR S.I MANNU DI MORES A PONTE VALENTI IR S.I MANNU DI OZIERI A PONTE DELLA LEGNA I S.I RIO DI BUTTULE A BUTTULE IR S.I MANNU DI OZIERI A FRAIGAS IR S.I MANNU DI BERCHIDDA A BERCHIDDA IR S.I MANNU DI BERCHIDDA A PEDREDU I S.I RIO DI OSCHIRI A CONCARABELLA IR S.I COGHINAS A MUZZONE IR ENEL (c ) COGHINAS A CANTONIERA COGHINAS I S.I LISCIA A LISCIA I S.I CEDRINO A CEDRINO IR S.I

17 37 FODDEDDU A CORONGIU IR S.I BAU E MELA A BAU E MELA IR S.I BAU E MANDARA A BAU E MANDARA IR S.I SICCA D ERBA A BAU MUGGERIS IR S.I FLUMENDOSA I SALTO IR ENEL ALTO FLUMENDOSA *AGGREGATA* - (d) FLUMENDOSA A GADONI IR S.I FLUMENDOSA A VILLANOVATULO IR S.I FLUMENDOSA A NURAGHE ARRUBIU IR EAF MEDIO FLUMENDOSA IR EAF (e) FLUMENDOSA A MONTE SCROCCA IR S.I FLUMENDOSA A MONTE SCROCCA *AGGREGATA* - (f) FLUMINEDDU A STANALI IR S.I SA PICOCCA A MONTE ACUTO IR S.I (a) Nel S.I.S.S. era indicato il S.I. come ente di gestione perchè elaborava i dati grezzi del C.B.B.S. (a) Nel S.I.S.S. era indicato il S.I. come ente di gestione perchè elaborava i dati grezzi dell'enel (c) Ottenuta dall'aggregazione delle Stazioni 1 e 34 (d) Ottenuta dall'aggregazione delle Stazioni 48,23,24 e 25 (e) Stazione fittizia composta dal sistema di invasi Flumendosa a N.ghe Arrubiu e Mulargia a M.te Su Rei (f) Ottenuta dall'aggregazione delle Stazioni 49 e 28 'DWLLGURPHWULFLHGLWL Sono riportati i valori di portata media mensile pubblicati ufficialmente nella Parte Seconda degli Annali Idrologici. La pubblicazione di questa serie di volumi, che richiede un notevole impegno di elaborazione dei dati di rilevamento, procede di regola con un certo ritardo rispetto a quella della Parte Prima, cosicché i dati più recenti di portata media mensile disponibili alla data di redazione del SISS si riferiscono all'anno Fra i dati editi sono stati altresì inclusi quelli rilevati dalle bozze di stampa, relativamente agli anni dal 1977 al Fa eccezione la stazione idrometrica di Tirso a Rifornitore Tirso i cui dati vengono elaborati, in pratica, contestualmente alle operazioni di rilevamento in quanto il Servizio ha il compito di trasmetterli obbligatoriamente con mensilmente al Ministero dei Lavori Pubblici. Pertanto solo per questa stazione erano disponibili i dati di portata media mensile fino al 1992 in base alle elaborazioni ufficiali del Servizio stesso.

18 A riscontro della progressiva e rapida riduzione del numero di stazioni, si osserva che da un numero di stazioni operanti pari a 35 nell anno 1975, si è passati a sole 2 stazioni nel 'DWLLQHGLWLUHSHULWLSUHVVRLO6HUYL]LR,GURJUDILFR Il Servizio Idrografico provvede di regola a calcolare le portate giornaliere e le relative medie mensili di tutte le stazioni in esercizio sulla base delle osservazioni idrometrografiche e delle misure dirette di portata (necessarie per l elaborazione della scala della portata). Fanno eccezione le due stazioni di Mogoro a S. Vittoria e del Cixerri a Uta, per le quali il Servizio Idrografico si limita a raccogliere e pubblicare solamente le altezze idrometriche giornaliere, in quanto per queste stazioni non sono mai state effettuate misure dirette di portata e mancano quindi le relative scale. Le operazioni di acquisizione dei dati inediti riguardano pertanto il periodo per un totale di circa venti stazioni più una decina di stazioni per le quali è stata effettuata una raccolta anche per gli anni precedenti a tale periodo. Le operazioni di acquisizione dei dati idrometrici presso il Servizio Idrografico si sono articolate in diverse fasi. Una volta scartati gli idrogrammi risultati del tutto inattendibili, si è provveduto all analisi ed alla correzione degli errori mediante procedure automatiche o manuali a seconda dei casi. Al termine della fase di esame e correzione dei dati idrometrografici, la consistenza definitiva dei dati inediti ha riguardato complessivamente sessanta anni-stazione, pressoché complete, la cui qualità è risultata accettabile tenuto conto delle notevoli difficoltà incontrate nella raccolta ed elaborazione. L'acquisizione dei dati relativi alle scale di portata delle stazioni ha consentito di ottenere, per alcune stazioni, solo una sorta di "scale medie" relative al periodo per il quale sono state rielaborate. Per quanto riguarda la determinazione delle portate medie mensili, si è provveduto anzitutto a valutare, le altezze idrometriche medie giornaliere dagli idrogrammi digitalizzati. Dette altezze idrometriche

19 sono state quindi utilizzate per stimare le corrispondenti portate medie giornaliere tramite la pertinente scala di portata. Infine, le portate medie mensili di ciascuna stazione sono state valutate come media dei relativi dati di portata giornaliera. 'DWLFDOFRODWLGDLELODQFLDJOLLQYDVL Nella prima versione del SISS si erano presi in considerazione sedici impianti attribuendo a ciascuno di questi un giudizio sulla qualità e attendibilità dei dati di gestione. I risultati indicavano che per gran parte degli impianti gli elementi disponibili erano del tutto insufficienti allo scopo della ricostruzione delle portate affluenti all invaso. Le principali carenze riguardavano le misure delle portate o dei volumi erogati e la valutazione dei volumi sfiorati o immessi a valle attraverso gli altri organi di scarico. In definitiva nella prima versione del SISS fu possibile procedere al calcolo dei bilanci solo per i seguenti impianti: Bidighinzu a Monte Ozzastru Fumendosa a Nuraghe Arrubiu Rio Mulargia a Monte Su Rei Rio di Palmas a Monti Pranu Rio di Mogoro a S. Vittoria Per gli impianti: Tirso a S. Chiara d Ula Coghinas a Muzzone Fumendosa I Salto furono invece utilizzati i risultati dei bilanci elaborati direttamente dall Enel. Nella revisione del SISS si è avuta l esclusione del Bidighinzu a Monte Ozzastru in quanto, dal 1975 ad oggi, la qualità e la quantità dei dati utilizzabili per la determinazione dei bilanci idrologici si è deteriorata.

20 ,OVLVWHPD$OWR)OXPHQGRVD)OXPHQGRVD0XODUJLD Il sistema è costituito da una serie di sbarramenti disposti rispettivamente sui corsi d'acqua Bau e Mela, Bau e Mandara, Flumendosa in località Bau Muggeris, Flumendosa in località Nuraghe Arrubiu, e Rio Mulargia, in località Monte Su Rei, realizzati negli anni i primi tre, e nell'anno 1959 i restanti due. Nella revisione del SISS si è deciso di rielaborare completamente anche i bilanci già effettuati nella precedente versione. Il calcolo dei bilanci è stato quindi eseguito a partire dall'ottobre del 1964, in quanto nei primi anni di esercizio le annotazioni relative alla conduzione degli impianti non sono state riportate con la dovuta completezza. Per ovviare ai problemi dovuti alla stima dei trasferimenti tra gli invasi, si è ritenuto corretto impostare un unica equazione di bilancio globale, comprendente gli invasi del sistema dell Alto Flumendosa (Bau e Mela, Bau e Mandara e Bau Muggeris), del Flumendosa a Nuraghe Arrubiu e del Mulargia a Monte Su Rei. In tal modo si è ovviato all inconveniente della difficile valutazione dei volumi scaricati e sfiorati a valle del sistema dell Alto Flumendosa e della conseguente mancata utilizzazione di tali dati nelle equazioni di bilancio. I dati relativi alle sezioni degli sbarramenti del Flumendosa a Nuraghe Arrubiu e del Mulargia a Monte Su Rei sono stati attribuiti ad una stazione, appositamente introdotta, denominata "Medio Flumendosa". In definitiva, sono state considerate le serie storiche dei dati di portata media mensile del sistema Flumendosa per le stazioni n 28 (Flumendosa a Monte Scrocca), n 49 (Medio Flumendosa) e n 50 (Flumendosa a Monte Scrocca Aggregata) che sono ricostruite aggregando dati di diversa provenienza.,qydvrgl0rqwh3udqxvxo5lrgl3dopdv L impianto è costituito da una diga di ritenuta realizzata sul Rio di Palmas nella stretta tra il Monte Pranu ed il Monte Senzu, nei pressi di Tratalias (Cagliari), negli anni

21 Per il periodo dal 1930 al 1949 i dati di portata furono pubblicati dal primo SISS come Editi sono quelli osservati nella stazione idrometrica di misura del Servizio Idrografico sul Rio di Palmas. Successivamente, sulla base dei rilevamenti del Consorzio di Bonifica, il Servizio Idrografico ha elaborato personalmente la stesura dei bilanci idrologici per gli anni , ricavando le relative portate medie mensili che il SISS ha quindi pubblicato. La realizzazione dei bilanci nel SISS è stata eseguita a partire dal Gennaio del 1965 e fino al 1992.,PSLDQWR5LRGL0RJRURD6DQWD9LWWRULD L impianto è costituito da uno sbarramento realizzato sul Rio di Mogoro prima della confluenza del Rio Murta, a sud di Mogoro, negli anni trenta. Lo sbarramento sottende un bacino idrografico di superficie di pari a Kmq, ed è stato realizzato praticamente laddove esisteva la stazione di misura idrometrica del S.I. n 31 (Rio di Mogoro a S. Vittoria). Non si è mai provveduto a stabilire la scala delle portate relativa alla luce di scarico mediante opportune rilevazioni e, a causa di ciò il SISS dovette determinare tale caratteristica per via teorica sulla base di alcune semplici ipotesi sul comportamento idraulico dell opera. A tale scopo furono considerate separatamente due situazioni tipiche di funzionamento, caratterizzate da condizioni di moto in pressione e di moto a pelo libero. In sintesi la ricostruzione di deflussi è effettuata dal 1930 al 1931 sulla base dei dati osservati dal S.I., successivamente fino al 1992, tramite le formule idrauliche.,qydvrgho&rjklqdvd0x]]rqhvxo5lr&rjklqdv L impianto è costituito da una diga di ritenuta realizzata negli anni a monte della stretta di Muzzone, circa 7 Km a valle della confluenza tra il Rio Mannu di Ozieri e il Rio Mannu di Berchidda, entrambi affluenti del Coghinas. Più a valle dello sbarramento esisteva la stazione di misura idrometrica del S.I. n 33 (Coghinas a Cantoniera Coghinas), le cui misurazioni sono state interrotte nel 1925 proprio in seguito alla realizzazione della diga. In definitiva, la serie storica dei dati di portata media mensile per la stazione n 19, Coghinas a Muzzone, è stata così ricostruita: dal 1922 al

22 1970: dati osservati dal S.I., raccolti e verificati dal SISS; dal 1971 al 1974: nessun dato, avendo eliminato i dati sulla base delle analisi di omogeneità; dal 1975 al 1992: dati calcolati e verificati dal revisione del SISS sulla base dei dati di gestione dell impianto.,qydvrgl6dqwd&kldudvxo7luvr L impianto è costituito da una diga di ritenuta realizzata sul Fiume Tirso in comune di Ula Tirso, provincia di Oristano, negli anni Il bacino d invaso sotteso ha una capacità utile di circa 453 milioni di mc, destinati alla produzione di energia nella centrale di Santa Chiara ubicata nel corpo diga; lo sbarramento sottende un bacino idrografico totale di superficie di Kmq. A monte dell invaso di Santa Chiara sono stati realizzati successivamente per scopi idroelettrici gli invasi di Benzone (1962), Cucchinadorza ( ) e Gusana ( ) sul Fiume Taloro; in ognuno di questi impianti è presente una centrale idroelettrica gestita dall ENEL; altri due invasi esistenti a monte della diga di Santa Chiara sono quelli del Govossai sul Rio Govossai (gestito dal Consorzio per l acquedotto del Govossai, Nuoro) e di Sos Canales sul Tirso (gestito dall ESAF). Su tale invaso esiste lo studio sviluppato da Hydrocontrol (Centro di Ricerca e Formazione per il Controllo dei Sistemi Idrici), per la ottimale gestione del serbatoio Tirso a Cantoniera, In definitiva, la serie storica dei dati di portata media mensile per la stazione n 9, Tirso a Santa Chiara, è stata così ricostruita: dal 1924 al 1960: dati elaborati dal S.I., sulla base dei dati di gestione forniti dall ENEL; dal 1961 al 1963 nessun dato, avendo scartato quelli provenienti dai bilanci dell ENEL; dal 1964 al 1992: dati calcolati dall Hydrocontrol.

23 ,O0RGHOORGLWUDVIRUPD]LRQHDIIOXVVL±GHIOXVVL In campo idrologico, com è noto, esiste una notevole produzione di modelli atti ad interpretare il processo del deflusso superficiale. Fra questi è opportuno distinguere, anzitutto, quelli che si basano sulle sole osservazioni di deflusso da quelli che utilizzano anche altre informazioni, in particolare l afflusso meteorico. Appare evidente che, in presenza di una quantità notevole di osservazioni di deflusso, sia in termini spaziali che temporali, tale da consentire un adeguata modellazione del fenomeno, può risultare del tutto superfluo il ricorso ad altre grandezze se l interesse dello studio è rivolto esclusivamente al deflusso superficiale. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, la quantità delle osservazioni di deflusso è del tutto inadeguata e si ricorre ad una modellazione che considera la trasformazione della precipitazione meteorica in deflusso. Questo secondo tipo di modelli, comunemente noti come modelli di trasferimento o trasformazione o di "input-output". Per quanto concerne la Sardegna, nel SISS si è utilizzato un approccio che ricorre ai modelli di trasferimento afflusso deflusso. A causa della periodicità annuale del processo di trasformazione afflussideflussi, non è però generalmente possibile formulare un modello unico per tutti i mesi dell anno ma è di norma necessario tenere conto di tale periodicità introducendo una mensile nel modello. La modellazione utilizzata appartiene alla classe di modelli di trasferimento nota come modello stocastico lineare o modello Box e Jenkins, caratterizzato dai seguenti elementi: differenziazione dei parametri in funzione del mese; presenza del solo afflusso come variabile di ingresso; presenza di un termine autoregressivo. Si indicano con apici le variabili modellate e senza apice quelle osservate; il modello è sintetizzato dalle due relazioni: ' i,k g k + w k $ i,k + d k '' i,k i,k se g k + w k $ i,k 0 ' i,k d k '' i,k-1 +5 i,k se g k + w k $ i,k < 0

24 avendo posto: i indice di anno; k indice di mese; ' i,k deflusso osservato del mese k; w k, d k parametri del modello (0 w k 0 d k 1); $ i,k afflusso mensile ragguagliato; ' i,k-1 deflusso ricostruito del mese k-1; 5 i,k componente casuale (residuo). Per quanto riguarda g k, la sua espressione è data da: g k = m(' k ) - w k m($ k ) + d k m('' k-1 ) ove: ' k media campionaria dei deflussi osservati del mese k; $ i,k valore medio degli afflussi del mese k; '' k-1 valore medio dei deflussi ricostruiti del mese k-1. Si nota che è introdotto un effetto soglia, tipicamente non lineare, tale che se l afflusso meteorico non supera il valore $ k = - g k /w k esso non contribuisce alla formazione del deflusso. L introduzione della soglia non è un semplice espediente atto a evitare che i deflussi calcolati possano assumere valori negativi. Questa scelta, infatti, corrisponde ad assegnare un ruolo ben definito alla componente autoregressiva che rappresenta quindi l entità del deflusso mensile in assenza di afflusso eccedente, il che è, almeno in parte, conforme alla natura del fenomeno fisico. Per la stima dei parametri i bacini parziali sono stati divisi in due gruppi: il primo comprendente i bacini aventi un unica sezione di misura e coincidenti in pratica con il proprio bacino totale, il secondo comprendente quei bacini contraddistinti da più di una sezione di misura e formanti quattro distinti "cluster" di bacini osservati (indicati in tabella come A, B, C e D).

25 &2' &OXVWHU 6WD]LRQH 1 2 MANNU DI S. SPERATE A MONASTIR 2 3 CIXERRI A UTA 3 4 RIO DI PALMAS A MONTI PRANU 4 6 FLUMINIMAGGIORE A FLUMINIMAGGIORE 5 7 A TIRSO A RIFORNITORE TIRSO 6 8 A TALORO ALLA PASSERELLA GAVOI 7 9 A TIRSO A S. CHIARA D ULA 8 10 B ARAXISI A ORTO SCIAVICO 9 11 B FLUMINEDDU O MASSARI AD ALLAI TEMO A REINAMARE MANNU DI PORTO TORRES A PEDRAS ALVAS C MANNU DI OZIERI A P.TE DELLA LEGNA C RIO DI BUTTULE A BUTTULE C MANNU DI OZIERI A FRAIGAS C MANNU DI BERCHIDDA A BERCHIDDA C RIO DI OSCHIRI A CONCARABELLA C COGHINAS A MUZZONE LISCIA A LISCIA CEDRINO A CEDRINO FODDEDDU A CORONGIU D FLUMENDOSA A GADONI FLUMINEDDU A STANALI SA PICOCCA A M.TE ACUTO

26 24 31 MOGORO A S. VITTORIA RIO LENI A VILLACIDRO D ALTO FLUMENDOSA AGGREGATA D FLUMENDOSA A M.TE SCROCCA AGGREGATA Il parametro utilizzato per valutare la qualità dei fit è il rendimento definito dall espressione: ove ' j e '' j rappresentano, rispettivamente, i deflussi osservati e calcolati relativi all intervallo di tempo j-esimo e ' m la media dei deflussi osservati estesa agli M valori disponibili. Per la modellazione del rumore si è operata una standardizzazione preliminare mese a mese del rumore 5 i,k nell ipotesi che ciò fosse sufficiente ad assicurare la stazionarietà della serie trasformata e, conseguentemente, si è stabilito di interpretare quest ultima mediante un semplice modello autoregressivo del primo ordine, trascurando anche l eventuale presenza di fenomeni di persistenza e periodicità.

27 7UDVSRVL]LRQHGHO0RGHOORDL%DFLQLGL,QWHUHVVH Il problema della trasposizione ai bacini di interesse può essere risolto applicando i parametri che definiscono i modelli di ciascun bacino osservato ai bacini parziali non osservati sulla base di opportuni criteri di similitudine idrologica. Tale operazione applicata al caso in esame comporta il trasferimento dei parametri g k, w k e d k. È evidente che la trasposizione del parametro g k (portata indice) implica anche la trasposizione delle medie mensili e in particolare la media dei deflussi. Verifiche preliminari hanno però messo in evidenza che per le sezioni più montane il deflusso medio è notevolmente superiore a quello che risulta dall applicazione del criterio indicato. Tale circostanza ha condotto a riformulare su basi diverse il criterio di trasposizione ipotizzando che la sua validità si limitata ai soli parametri w k ed k e che i parametri g k vadano invece rideterminati, per ciascun bacino d interesse, sulla base di una valutazione del tutto indipendente. Il problema legato alla stima delle medie dei deflussi mensili è suscettibile di una prima semplificazione dall osservazione empirica che l andamento del deflusso medio annuo non presenta differenze molto accentuate da bacino a bacino. Ciò autorizza a ritenere che tali differenze siano praticamente trascurabili nell'ambito dei bacini di interesse contenuti entro lo stesso bacino parziale osservato. Ne consegue che, una volta noto il deflusso medio annuo per ciascun bacino di interesse, la relativa ripartizione mensile può essere ottenuta per semplice proporzionalità da quella del pertinente bacino osservato. In definitiva il problema della trasposizione dei modelli della funzione di trasferimento si riconduce a quello del deflusso medio annuo di ciascun bacino parziale non osservato. 0HWRGRDGRWWDWR Il problema della determinazione del deflusso medio annuo (portata indice) può essere ricondotto alla determinazione della VXSHUILFLH GL GHIOXVVR relativa al territorio considerato. Si è stabilito procedere alla stima dell altezza di deflusso puntuale in corrispondenza dei nodi della RPR. Questa impostazione presenta il grande vantaggio che, una volta ottenute tali stime, la forma della superficie di deflusso può essere completamente definita utilizzando gli stessi criteri già elaborati nella determinazione dell afflusso ragguagliato. Più precisamente, poiché operando in tal modo resta individuata una rete di riferimento dell altezza puntuale di deflusso del tutto coincidente con quella

28 pluviometrica, i pesi relativi al calcolo dei corrispondenti valori ragguagliati risultano ovviamente gli stessi già adottati per l afflusso sicché, detto ' i il deflusso medio annuo relativo all i-esimo pluviometro e detto a i il peso di tale apparecchio rispetto al j-esimo bacino osservato, il pertinente deflusso ragguagliato ' j si ricava dall espressione: essendo n il numero di pluviometri che influiscono sul bacino considerato. Poiché i bacini parziali osservati sono in numero di 27 ed altrettante sono quindi le equazioni componenti il sistema, è allora necessario stabilire 27 gruppi di pluviometri che si ritiene caratterizzati dalla stessa perdita apparente. Detta infatti 3 j la perdita puntuale relativa al gruppo di pluviometri associato al j-esimo bacino si avrà: ' i = -3 j + $ i e quindi: Tali relazioni formano il sistema di 27 equazioni lineari nelle 27 incognite 3 j che una volta risolto consente di valutare il deflusso medio puntuale' i a ciascun pluviometro. Per quanto riguarda la determinazione degli aggruppamenti dei pluviometri, il criterio che è apparso più naturale adottare è quello di basarsi sul peso che ciascun apparecchio ha rispetto a un determinato bacino osservato mantenendo comunque una certa elasticità nelle scelte. Per ciascun bacino parziale di interesse sono stati determinati quindi i deflussi medi annui attraverso l operazione di ragguaglio e quindi i deflussi medi mensili ripartendo i valori annui proporzionalmente ai valori annui dei bacini osservati associati. Si è quindi applicato il criterio di trasferimento del modello nel senso che si sono assunti gli stessi valori dei parametri w k e d k corrispondenti ai bacini osservati e su questi si è applicato il modello black-box.